单级蜗杆齿轮减速器设计说明书
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减速器设计说明书---单级圆锥齿轮减速器目录课程设计任务书(二) (1)第二节传动装置总体设计方案 (2)2.1传动方案 (2)第三节选择电动机 (3)3.1电动机类型的选择 (3)3.2确定传动装置的效率 (3)3.3选择电动机容量 (3)3.4确定传动装置的总传动比和分配传动比 (4)3.5动力学参数计算 (5)第四节V带传动计算 (7)4.1确定计算功率Pca (7)4.2选择V带的带型 (7)4.3确定带轮的基准直径dd并验算带速v (7)4.4确定V带的中心距a和基准长Ld 度 (7)4.5验算小带轮的包角αa (8)4.6计算带的根数z (8)4.7计算单根V带的初拉力F0 (8)4.8计算压轴力Fp (8)第五节减速器蜗杆副传动设计计算 (12)5.1选择材料 (12)5.2按齿面接触疲劳强度进行设计 (12)5.3蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (13)5.4校核齿根弯曲疲劳强度 (15)5.5验算效率η (15)5.6热平衡计算 (16)第六节轴的设计计算 (17)6.1输入轴设计计算 (17)6.2输出轴设计计算 (23)第七节轴承寿命计算 (31)7.1输入轴轴承 (31)7.2输出轴轴承 (32)第八节键的计算 (34)8.1输入轴与大带轮键连接校核 (34)8.2输出轴与蜗轮键连接校核 (34)8.3输出轴与联轴器键连接校核 (34)第九节联轴器选型 (35)9.1输出轴上联轴器 (35)第十节减速器箱体主要结构尺寸 (36)课程设计任务书(二)1-电动机 2-V带传动 3-单级锥齿轮减速器 4-联轴器5-卷筒6-运输带第二节传动装置总体设计方案2.1传动方案传动方案已给定,前置外传动为普通V带传动,减速器为一级涡轮蜗杆减速器器。
1)该方案的优缺点由于V带有缓冲吸振能力,采用V带传动能减小振动带来的影响,并且该工作机属于小功率、载荷变化不大,可以采用V 带这种简单的结构,并且价格便宜,标准化程度高,大幅降低了成本。
一级蜗轮蜗杆减速器设计说明书第一章绪论1。
1本课题的背景及意义计算机辅助设计及辅助制造(CAD/CAM)技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术.本次设计是蜗轮蜗杆减速器,通过本课题的设计,将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习.1.1。
1 本设计的设计要求机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容,因此,必须从机器整体出发来考虑零件的设计.设计零件的步骤通常包括:选择零件的类型;确定零件上的载荷;零件失效分析;选择零件的材料;通过承载能力计算初步确定零件的主要尺寸;分析零部件的结构合理性;作出零件工作图和不见装配图。
对一些由专门工厂大批生产的标准件主要是根据机器工作要求和承载能力计算,由标准中合理选择。
根据工艺性及标准化等原则对零件进行结构设计,是分析零部件结构合理性的基础.有了准确的分析和计算,而如果零件的结构不合理,则不仅不能省工省料,甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件,或者根本装不起来。
1。
2。
(1)国内减速机产品发展状况国内的减速器多以齿轮传动,蜗杆传动为主,但普遍存在着功率与重量比小,或者传动比大而机械效率过低的问题.另外材料品质和工艺水平上还有许多弱点。
由于在传动的理论上,工艺水平和材料品质方面没有突破,因此没能从根本上解决传递功率大,传动比大,体积小,重量轻,机械效率高等这些基本要求.(2)国外减速机产品发展状况国外的减速器,以德国、丹麦和日本处于领先地位,特别在材料和制造工艺方面占据优势,减速器工作可靠性好,使用寿命长.但其传动形式仍以定轴齿轮转动为主,体积和重量问题也未能解决好.当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展.1.3.本设计的要求本设计的设计要求机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容,因此,必须从机器整体出发来考虑零件的设计计算,而如果零件的结构不合理,则不仅不能省工省料,甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件,或者根本装不起来。
单级蜗杆减速器设计说明书目录1、机械设计课程设计任务书--------------------------------()2、机构运动简图-----------------------------------------------()3、运动学与动力学计算--------------------------------------()4、传动零件设计计算-----------------------------------------()5、轴的设计及校核--------------------------------------------()6、箱体的设计--------------------------------------------------()7、键等相关标准的选择--------------------------------------()8、减速器结构与润滑的概要说明--------------------------()9、设计小结-----------------------------------------------------()10、参考资料----------------------------------------------------()1机械设计课程设计任务书专业班级07冶金2班学生姓名学号课题名称一级蜗杆减速器设计时间一、原始数据已知条件输送带拉力F/KN 输送带速度V/(m/s) 滚筒直径mm数据 5.5 0.8 450工作条件:两班制,连续单向运转,载荷平较稳。
环境最高温度35°C;小批量生产。
基本要求:1、转配图一张(1#图纸)2、零件图两张(输出轴、齿轮;3#图纸)2、机构运动简图13 245 61.电动机;2联轴器;3减速器;4链传动;5滚筒;6.运输带3、运动学与动力学计算3.1电动机的选择 3.1.1选择电动机的类型按工作要求和条件选取Y 系列鼠笼式三相异步电动机。
机械设计课程设计蜗轮蜗杆减速器的设计一、选择电机1)选择电动机类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机。
2)选择电动机的容量工作机的有效功率为从电动机到工作机输送带间的总效率为=式中各按【1】第87页表9.1取η-联轴器传动效率:0.991η-每对轴承传动效率:0.982η-涡轮蜗杆的传动效率:0.803η-卷筒的传动效率:0.964所以电动机所需工作功率3)确定电机转速工作机卷筒的转速为所以电动机转速的可选范围是:符合这一范围的转速有:750、1000、1500三种。
综合考虑电动机和传动装置尺寸、质量、价格等因素,为使传动机构结构紧凑,决定选用同步转速为1000。
根据电动机的类型、容量、转速,电机产品目录选定电动机型号Y112M-6,其主要性能如下表1:/(9402 确定传动装置的总传动比和分配传动比:总传动比:3 计算传动装置各轴的运动和动力参数: 1)各轴转速:Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴 2)各轴输入功率: Ⅰ轴 Ⅱ轴卷筒轴3) 各轴输入转矩:电机轴的输出转矩Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴运动和动力参数结果如下表:940二、涡轮蜗杆的设计1、选择材料及热处理方式。
考虑到蜗杆传动传递的功率不大,速度也不高,蜗杆选用45号刚制造,调至处理,表面硬度220250HBW;涡轮轮缘选用铸锡磷青铜,金属模铸造。
2、选择蜗杆头数和涡轮齿数i=15.16 =2 =i=215.16303、按齿面接触疲劳强度确定模数m和蜗杆分度圆直径1)确定涡轮上的转矩,取,则2)确定载荷系数K=根据工作条件确定系数=1.15 =1.0 =1.1K==1.15 1.0 1.1=1.2653)确定许用接触应力由表查取基本许用接触应力=200MPa应力循环次数 N=故寿命系数4)确定材料弹性系数5)确定模数m和蜗杆分度圆直径查表取m=6.3mm,=80mm4、计算传动中心距a。
涡轮分度圆直径a=满足要求5、验算涡轮圆周速度、相对滑动速度及传动效率<3符合要求tan=0.16,得=8.95°由查表得当量摩擦角=1°47,所以=0.790.80与初值相符。
设计任务书班级学号姓名一、设计题目:蜗轮减速器设计带式运输机的传动装置,如图 1 所示。
工作条件:带式输送机在常温下连续工作,单向运转;空载启动,工作载荷有轻微冲击;输送带工作速度V 的允许误差为± 5%;二班制(每班工作8h),要求减速器设计寿命为8 年,大修为2~3 年,中批量生产;三相交流电源的电压为380/220V。
图1 带式输送机传动系统简图电动机;2一联轴器;3—蜗杆减速器;4—卷筒;5—输送带、原始数据:带的圆周力传送带速度V(m/s)滚筒直径 Dmm)550 300选定设计方案工作条件:带式输送机在常温下连续工作,单向运转;空载启动,工作载荷有轻微冲击;输送带工作速度 V 的允许误差为± 5%;二班制(每班工作 8h ),要求减速器设 计寿命为 8年,大修为 2~3 年,中批量生产;三相交流电源的电压为380/220V 。
已知:运输机带的圆周力: 550N带速: 2m/s 滚筒直径: 300mm 选定传动方案为:蜗杆减速器1. 传动装置简图。
2. 传动方案简图如下:图 1-2 带式输送机传动系统简图1—电动机; 2一联轴器; 3—蜗杆减速器; 4—卷筒; 5—输送带图 1-符合这一转速范围的同步转速有: 1500r/min 3000r/min初选电动机类型和结构型式根据动力源和工作条件, 并参照第 12 章选用一般用途的 Y 系列三相交流异步电动机, 卧式 封闭结构,电源的电压为 380V 。
电动机的容量 确定减速器所需的功率根据已知条件,工作机所需要的有效功率为确定传动装置效率 查表第十章中表 10-2 得: 联轴器效率 1 =0.99蜗杆传动效率 2 =0.70 一对滚动轴承效率 3=0.98 输送机滚筒效率 4 =0.96估算传动系统总效率为12 3 4=0.99 × 0. 70× 0.9 8× 0.9 6=0.6517 工作时,电动机所需的功率为PdP W=1.11.7kW0.6517由表19-1可知,满足 P e ≥ P d 条件的 Y 系列三相交流异步电动机额定功率 P e 应取为 2.2kW 。
一级蜗轮蜗杆减速器设计说明书第一章绪论1.1本课题的背景及意义计算机辅助设计及辅助制造(CAD/CAM)技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术。
本次设计是蜗轮蜗杆减速器,通过本课题的设计,将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习。
1.1.1 本设计的设计要求机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容,因此,必须从机器整体出发来考虑零件的设计。
设计零件的步骤通常包括:选择零件的类型;确定零件上的载荷;零件失效分析;选择零件的材料;通过承载能力计算初步确定零件的主要尺寸;分析零部件的结构合理性;作出零件工作图和不见装配图。
对一些由专门工厂大批生产的标准件主要是根据机器工作要求和承载能力计算,由标准中合理选择。
根据工艺性及标准化等原则对零件进行结构设计,是分析零部件结构合理性的基础。
有了准确的分析和计算,而如果零件的结构不合理,则不仅不能省工省料,甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件,或者根本装不起来。
1.2.(1)国内减速机产品发展状况国内的减速器多以齿轮传动,蜗杆传动为主,但普遍存在着功率与重量比小,或者传动比大而机械效率过低的问题。
另外材料品质和工艺水平上还有许多弱点。
由于在传动的理论上,工艺水平和材料品质方面没有突破,因此没能从根本上解决传递功率大,传动比大,体积小,重量轻,机械效率高等这些基本要求。
(2)国外减速机产品发展状况国外的减速器,以德国、丹麦和日本处于领先地位,特别在材料和制造工艺方面占据优势,减速器工作可靠性好,使用寿命长。
但其传动形式仍以定轴齿轮转动为主,体积和重量问题也未能解决好。
当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。
1.3.本设计的要求本设计的设计要求机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容,因此,必须从机器整体出发来考虑零件的设计计算,而如果零件的结构不合理,则不仅不能省工省料,甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件,或者根本装不起来。
目录一、课程设计要求 (2)二、确定传动方案 (5)三、选择电动机 (6)(1)选择电动机....................................................(2)计算传动装置的总传动比并分配各级传动比.......................(3)计算传动装置的运动参数和动力参数.............................四、传动零件的设计计算. (8)(1)普通V带传动..................................................(2)圆柱齿轮设计..................................................五、低速轴的结构设计. (14)(1)轴的结构设计·················································(2)确定各轴段的尺寸·············································(3)确定联轴器的型号·············································(4)按扭转强度和弯曲组合进行强度校核·····························六、高速轴(主动轴)的结构设计 (21)七、键的选择及强度校核 (22)八、选择轴承及计算轴承寿命 (23)九、选择轴承润滑与密封方式 (26)十、箱体及附件的设计 (26)十一、设计小结 (27)十二、参考文献 (29)2011~2012学年第2学期《机械部件设计》课程设计任务书设计名称带式运输机传动装置设计班级地点待定一、课程设计目的课程设计是机械设计基础课程重要的实践性教学环节。
一:设计要求(1)设计任务设计带式输送机传动系统。
要求传动系统中含有单级蜗杆减速器。
(2)传动系统机构简图(3)原始数据输送带有效拉力F=2400 N输送带工作速度v=0.9 m/s输送机滚筒直径d=335 mm减速器设计寿命为5年。
(4)工作条件两班制,常温下连续工作;空载起动,工作载荷平稳;电压为380/220V的三相交流电源。
二、传动系统方案设计根据要求设计单级蜗杆减速器,传动路线为:电机——连轴器——减速器——连轴器——带式运输机。
(如右图所示) 根据生产设计要求可知,该蜗杆的圆周速度V≤4-5m/s,所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式见(如右图所示),采用此布置结构,由于蜗杆在蜗轮的下边,啮合处的冷却和润滑均较好。
蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。
蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承,承受径向载荷和轴向载荷的复合作用,为防止轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘,异物侵入箱内,在轴承盖中装有密封元件。
该减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。
三、传动系统的总体设计 (1)电动机的选择由于该生产单位采用三相交流电源,可考虑采用Y 系列三相异步电动机。
三相异步电动机的结构简单,工作可靠,价格低廉,维护方便,启动性能好等优点。
一般电动机的额定电压为380V 。
根据生产设计要求,该减速器卷筒直径D=335mm 。
运输带的有效拉力F=2400N ,带速V=0.9m/s ,载荷平稳,常温下连续工作,工作环境多尘,电源为三相交流电,电压为380V 。
1、 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机,封闭扇冷式结构,电压为380V ,Y 系列2、 传动滚筒所需功率3、 传动装置效率:由电动机至工作机之间的总效率:6543421ηηηηηηη=a其中1η、2η、3η、4η、5η、6η分别为联轴器,轴承,窝杆,齿轮,链和卷筒的传动效率。
查表可知:联轴器效率:1η=0.99 滚动滚子轴承效率(一对):2η=0.98 窝杆传动效率:3η=0.75 传动滚筒效率:6η=0.96 所以:646.096.075.098.099.032=⨯⨯⨯=a η电动机所需功率: P r = P w /η =2.16/0.646=3.34 KW 传动滚筒工作转速: n =60×1000×V/π×335=51.3 r/min根据容量和转速,根据课本表3-2和续表3-2可查得所需的电动机Y 系列三相异步电动机技术数据,查出有四种适用的电动机型号,因此有四种传动比方案,如下表:表1综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比,可见第2方案比较适合。
因此选定电动机机型号为Y112M-4其主要性能如下表2:表2(2)计算总传动比和各级传动比的分配1、计算总传动比: 1.283.5114400===n n i2、各级传动比的分配由于为蜗杆传动,传动比都集中在蜗杆上,其他不分配传动比。
(3)传动系统的运动和动力参数计算1.蜗杆轴的功率、转速与转矩P 0 = P r ×0.99×0.98=3.24kw n 0=1440 r/minT 0=9550 P 0/n 0=21.5 N .m 2.蜗轮轴的功率、转速与转矩P 1 = P 0·η01 = 3.24×0.75×0.98=2.32 kw3.511.281440n 0101===i n r/min T 1= 9550P 1/n 1 = 431.5 N ·m 3.传动滚筒轴的功率、转速与转矩P 2 = P 1·η12=2.32×0.99×0.98=2.25 kw 3.5113.51n 1212===i n r/min T 2= 9550P 2/n 2 = 419.0 N ·m 运动和动力参数计算结果整理于表3:表3四、减速器传动零件的设计计算蜗轮蜗杆的传动设计:蜗杆 选40Gr ,表面淬火45-55HRC ;蜗轮边缘选择ZCuSn10P1,金属模铸造。
以下设计参数与公式除特殊说明外均以<<机械设计基础>>蜗杆传动为主要依据,具体如表4:表4五.减速器轴及轴承装置的设计(1)蜗轮轴的设计以下设计参数与公式除特殊说明外均以<<机械设计基础>>蜗杆传动为主要依据,具体如下表:m m(2)蜗轮轴轴承的选取(3)蜗杆轴的设计以下设计参数与公式除特殊说明外均以<<机械设计基础>>蜗杆传动为主要依据,具体如下表:(4)蜗杆轴轴承的校核六.箱体的设计计算(1)箱体的结构形式和材料采用下置剖分式蜗杆减速器,铸造箱体,材料HT150 (2)铸铁箱体主要结构尺寸和关系依据《机械设计课程设计》,设计如下表:七.减速器其他零件及附件的选择经箱体、蜗杆与蜗轮、蜗轮轴以及标准键、轴承、密封圈、挡油盘、联轴器、定位销的组合设计,经校核确定以下零件:键单位:mm密封圈(FJ145-79)单位:mm圆螺母单位mm弹簧垫圈(GB93-87)单位mm查唐照民主编的《机械设计手册》P402页得:定位销为GB117-86 销10×40 材料为45钢。
视孔盖(Q235)单位mm蜗杆毡圈单位mm蜗轮轴J型骨架式橡胶油封单位mmA型通气器单位mm单位mm凸缘式轴承盖(HT150)油标尺单位mmd D0 L l a D S D1 d1 H M16×1,5 26 23 12 3 19.6 17 16 17 2吊耳每个铸铁吊耳的允许起重量/t h/mml1/mms/mmr1/mmr2/mmr3/mmr4/mmr5/mm0.3 35 20 16 6 4 30 16 8吊钩单位mmb H h r B18 28 14 9 36八、减速器的润滑减速器内部的传动零件和轴承都需要有良好的润滑,这样不仅可以减小摩擦损失,提高传动效率,还可以防止锈蚀、降低噪声。
本减速器采用蜗杆下置式,所以蜗杆采用浸油润滑,蜗杆浸油深度h大于等于1个螺牙高,但不高于蜗杆轴轴承最低滚动中心。
因速度相当较大,蜗轮也用油润滑。
九、设计小结本设计说明书通过对单级蜗杆减速器的结构形状进行分析,得出总体方案.按总体方案对各零部件的运动关系进行分析得出单级蜗杆减速器的整体结构尺寸,然后以各个系统为模块分别进行具体零部件的设计校核计算,得出各零部件的具体尺寸,再重新调整整体结构,整理得出最后的设计图纸和说明书.此次设计通过对单级蜗杆减速器的设计,使我对成型机械的设计方法、步骤有了较深的认识.熟悉了蜗轮、轴等多种常用零件的设计、校核方法;掌握了如何选用标准件,如何查阅和使用手册,如何绘制零件图、装配图;以及设计非标准零部件的要点、方法。
这次设计贯穿了所学的专业知识,综合运用了各科专业知识,从中使我学习了很多平时在课本中未学到的或未深入的内容,我相信这次设计对以后的工作学习都会有很大的帮助。
很惭愧的说,这次设计我吃了不少苦头,从选取中心距开始,就连连出问题,改了又改,仅中心距一项变动就多大七次,每次都需要从头开始,每次都得重新进行大量的数据计算,这对刚刚开始设计的我无疑是个巨大的考验。
当心有点郁闷,甚至是有点灰心,我知道后面的路还很长,出现的问题会越来越多。
好在我坚持了下来!果然,后来的问题接踵而至,大问题小问题,可以说是一堆一堆的出现,设计初步完成后,几乎每天都是在修改,仅画好的正式图,就有19种之多。
我很欣慰,因为我知道每一次修改,都是一次进步。
另外我不得不说的就是,由于是电脑画图,虽然修改相对方便,但由于电脑屏幕相对有限,很多小问题在电脑上不能很好的反应出来,所以我在出图之后,也接连发现了部分问题,所以前前后后总共出了四次正式图。
设计接近尾声了,看着自己设计的减速器,像个孩子一样,慢慢成长,逐渐的趋于成熟,趋于优化,尽管有时候会感觉很累很烦,但看到自己设计的减速器正慢慢成型,慢慢长大,心情立即就会好很多!虽然它可能不如别的同学的优秀,虽然它可能或者说一定还存在这样那样的问题,但我对它是满意的,这是我一学期辛勤工作的结晶,是对我这一学期学习的肯定,同时是我这学期成果的反应,我对它是满意的。
由于自己所学知识有限,而机械设计又是一门非常深奥的学科,所以虽然进行了很多次的修改,虽然和同学也进行了很多的交流和学校,我知道我的设计中肯定存在许多的不足和需要改进的地方,希望老师指出,让我在以后的学习工作中去完善它们。
十、参考文献[1] 任金泉主编,《机械设计课程设计》西安:西安交通大学出版社,2003年[2] 陈晓南,杨培林主编,《机械设计基础》,北京:科学出版社,2008年[3] 汝元功,唐照民主编,《机械设计手册》北京:高等教育出版社,1995年[4] 蔡春源,蒋尊贤,李自治编,《机械设计手册》沈阳:辽宁科学技术出版社,1990年[5] 唐克中,朱同钧主编,《画法几何及工程制图》北京:高等教育出版社,2007年[6] 蒋庄德主编,《机械精度设计》,西安:西安交通大学出版社,2000年。