帶式蝸輪蝸桿減速器傳動設(shè)計呢說明書

上傳人:仙*** 文檔編號:35075872 上傳時間:2021-10-25 格式:DOC 頁數(shù):12 大小:156.03KB
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《帶式蝸輪蝸桿減速器傳動設(shè)計呢說明書》由會員分享,可在線閱讀,更多相關(guān)《帶式蝸輪蝸桿減速器傳動設(shè)計呢說明書(12頁珍藏版)》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、 目錄 一、設(shè)計任務(wù)書…………………………………………………………………3 1、帶式運(yùn)輸機(jī)工作原理………………………………………………………3 2、已知條件……………………………………………………………………3 3、設(shè)計數(shù)據(jù)……………………………………………………………………3 4、傳動方案……………………………………………………………………3 5、設(shè)計內(nèi)容……………………………………………………………………3 二、總體傳動方案的選擇與分析……………………………………………4 1、傳動方案的選擇……………………………………………………………4 2、傳動方案的分析

2、……………………………………………………………4 三、原動機(jī)的選擇………………………………………………………………4 1、原動機(jī)功率的確定…………………………………………………………4 2、原動機(jī)轉(zhuǎn)速的確定…………………………………………………………5 3、原動機(jī)的選擇………………………………………………………………5 四、傳動裝置運(yùn)動及動力參數(shù)計算…………………………………………5 1、各軸轉(zhuǎn)速的計算……………………………………………………………5 2、各軸功率的計算……………………………………………………………5 3、各軸轉(zhuǎn)矩的計算……………………………………………………

3、………6 五、蝸桿的設(shè)計計算……………………………………………………………6 六、低速軸的設(shè)計計算及校核………………………………………………7 七、聯(lián)軸器的選取擇……………………………………………………………11 1、高速級聯(lián)軸器的選擇………………………………………………………111 2、低速級聯(lián)軸器的選擇………………………………………………………111 八、低速級滾動軸承和鍵的校核……………………………………………12 九、潤滑方式的選擇……………………………………………………………13 一、課程設(shè)計任務(wù)書 1.帶度運(yùn)輸機(jī)的工作原理 帶式動輸機(jī)傳動示意圖如下所示:

4、 圖1.1 帶式運(yùn)輸機(jī)傳動示意圖 2.設(shè)計已知條件 1)工作條件:兩班制,連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn),載荷較平穩(wěn),室內(nèi)工作,有粉塵,環(huán)境最高溫度為35℃; 2)使用折舊期:8年; 3)檢修間隔期:四年一次大修,兩年一次中修,半年一次小修; 4)動力來源:電力,三相交流,電壓380/220V; 5)運(yùn)輸帶速度允許誤差:5%; 6)制造條件及生產(chǎn)批量:一般機(jī)械廠制造,小批量生產(chǎn)。 3.設(shè)計數(shù)據(jù) 運(yùn)輸帶工作接力F/N 運(yùn)輸帶工作速度n/(m/s) 卷筒直徑D/mm 1500 1.1 220 4.傳動方案 本課題采用的是蝸輪蝸桿封閉式減速器

5、傳動。 5.課程設(shè)計內(nèi)容 1)按照給定的數(shù)據(jù)及傳動方案設(shè)計減速器裝置; 2)完成減速器裝配圖1張(A0或A1); 3)零件工作圖1 ~ 3張; 4)編寫設(shè)計計算說明書一份; 二、總體傳動方案的選擇與分析 1.傳動方案的選擇 該傳動方案在任務(wù)書中已確定,采用一個一級蝸輪蝸桿封閉式減速器傳動裝置傳動,如下圖所示: 2.傳動方案的分析 該工作機(jī)采用的是原動機(jī)為Y系列的三相異步電動機(jī),三相異步電動機(jī)在室內(nèi)比較實(shí)用,傳動功率大,傳動轉(zhuǎn)矩也比較大,噪聲??;另外價格相對于其它種類的各種原動機(jī)稍微便宜,在室內(nèi)使用比較環(huán)保。傳動裝置采用一級蝸輪蝸桿減速器組

6、成的封閉式減速器,采用蝸桿傳動能實(shí)現(xiàn)較大的傳動比,結(jié)構(gòu)緊湊,傳動平穩(wěn),但效率低,多用于中、小功率間歇運(yùn)動的場合。工作時有一定的軸向力,但采用圓錐滾子軸承可以減小這缺點(diǎn)帶來的影響,但它常用于高速重載荷傳動,所以將它安放在高速級上。并且在電動機(jī)心軸與減速器輸入軸及減速器輸出軸與卷筒軸之間采用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接,因為三相電動機(jī)及輸送帶工作時都有輕微振動,所以采用彈性聯(lián)軸器能緩沖各吸振作用,以減少振動帶來的不必要的機(jī)械損耗。 總而言之,此工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大的工作機(jī),其各部分零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高,設(shè)計與維護(hù)及維修成本低;結(jié)構(gòu)較為簡單,傳動的效率比較高,適應(yīng)工作條件能力強(qiáng),可靠性高,能滿足設(shè)計任務(wù)

7、中要求的設(shè)計條件及環(huán)境。 三、原動機(jī)的選擇 1.原動機(jī)的功率的確定 1)工作機(jī)各傳動部件的傳動效率及總效率: 查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》書中表1- 7得各傳動部件的效率分別為: ; ; ; 工作機(jī)的總效率為: 2)原動機(jī)的功率: 2.原動機(jī)的轉(zhuǎn)速的確定 1)傳動裝置的傳動比的確定: 查《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》書中表13 – 2得各級齒輪傳動比如下: 理論總傳動比: 2)原動機(jī)的轉(zhuǎn)速: 3.原動機(jī)的選擇 根據(jù)上面所算得的原動機(jī)的功率與轉(zhuǎn)速范圍,

8、可由《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊》書中表12 – 1可選擇合適的電動機(jī)。本設(shè)計選擇的電動機(jī)的型號及參數(shù)如下表: 型號 額定功率 滿載轉(zhuǎn)速 最大轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 軸的直徑 Y100L2 – 4 3kw 1430r/min 2.3 38 kg 24mm 四、傳動裝置運(yùn)動及動力參數(shù)計算 1.各軸的轉(zhuǎn)速的計算 1)實(shí)際總傳動比及各級傳動比的他配: 由于是蝸桿傳動,傳動比都集中在蝸桿上,其他不分配傳動比。 則總傳動比=1430/95.5=14.9 所以取=15 2)各軸的轉(zhuǎn)速: 第一軸轉(zhuǎn)速: 第二軸轉(zhuǎn)速: 2.各軸的功率 第一軸功率: 第二軸功率: 第三軸

9、功率: 3.各軸的轉(zhuǎn)矩 第一軸轉(zhuǎn)矩: 第二軸轉(zhuǎn)矩: 第三軸轉(zhuǎn)矩: 五、蝸輪蝸桿的設(shè)計及其參數(shù)計算(用機(jī)械設(shè)計手冊V3.0設(shè)計的) 1.傳動參數(shù) 蝸桿輸入功率:2.32kW 蝸桿類型:阿基米德蝸桿(ZA型) 蝸桿轉(zhuǎn)速n1:1430r/min 蝸輪轉(zhuǎn)速n2:95.5r/min 使用壽命:46080小時 理論傳動比:14.974 蝸桿頭數(shù)z1:2 蝸輪齒數(shù)z2:30 實(shí)際傳動比i:15 2.蝸桿蝸輪材料 蝸桿材料:45 蝸桿熱處理類型:調(diào)質(zhì) 蝸輪材料:ZCuSn10P1 蝸輪鑄造方法:離心鑄造 疲勞接觸強(qiáng)度最小安全系數(shù)SHmin;1.1 彎曲疲勞強(qiáng)度最

10、小安全系數(shù)SFmin;1.2 轉(zhuǎn)速系數(shù)Zn:0.726 壽命系數(shù)Zh;0.903 材料彈性系數(shù)Ze:147N^0.5/mm 蝸輪材料接觸疲勞極限應(yīng)力σHlim:340N/mm^2 蝸輪材料許用接觸應(yīng)力[σH]:202.654N/mm^2 蝸輪材料彎曲疲勞極限應(yīng)力σFlim:190N/mm^2 蝸輪材料許用彎曲應(yīng)力[σF]:158.333N/mm^2 3.蝸輪材料強(qiáng)度計算 蝸輪軸轉(zhuǎn)矩T2:185.6N.m 蝸輪軸接觸強(qiáng)度要求:m^2d1≥1355.784mm^3 模數(shù)m:5mm 蝸桿分度圓直徑d1:50mm 4.蝸輪材料強(qiáng)度校核 蝸輪使用環(huán)境:平穩(wěn) 蝸輪載荷分布情況

11、:平穩(wěn)載荷 蝸輪使用系數(shù)Ka:1 蝸輪動載系數(shù)Kv:1.2 蝸輪動載系數(shù)Kv:1.2 導(dǎo)程角系數(shù)Yβ:0.906 蝸輪齒面接觸強(qiáng)度σH:200.532N/mm^2,通過接觸強(qiáng)度驗算! 蝸輪齒根彎曲強(qiáng)度σF:15.262N/mm^2,通過彎曲強(qiáng)度計算! 5.幾何尺寸計算結(jié)果 實(shí)際中心距a:100mm 齒根高系數(shù)ha*:1 齒根高系數(shù)c*:0.2 蝸桿分度圓直徑d1:50mm 蝸桿齒頂圓直徑da1:60mm 蝸桿齒根圓直徑df1:38mm 蝸輪分度圓直徑d2:150mm 蝸輪變位系數(shù)x2:0 法面模數(shù)mn:4.903mm 蝸輪喉圓直徑da2:160mm 蝸輪齒根

12、圓直徑df2:138mm 蝸輪齒頂圓弧半徑Ra2:20mm 蝸輪齒根圓弧半徑Rf2:31mm 蝸輪頂圓直徑de2:161mm 蝸桿導(dǎo)程角γ:11.31 軸向齒形角αx:20 法向齒形角αn:19.642 蝸桿軸向齒厚sx1:7.854mm 蝸桿法向齒厚sn1:7.701mm 蝸桿分度圓齒厚s2:7.854mm 蝸桿螺紋長b1≥:64mm 蝸輪齒寬b2≤:45mm 齒面滑動速度vs:3.818m/s 六、低速軸的設(shè)計計算及校核 1、低速軸的設(shè)計計算 1)選擇軸的材料及熱處理 由于減速器傳遞的功率不大,對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理.

13、 2 )初估軸的最小直徑 已知功率為1.806kw , 轉(zhuǎn)速為95.5r/min 。 按扭矩初估軸的直徑,查參考文獻(xiàn)[2]中的表15-3,得Ao=106至118,考慮到安裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.取Ao=115則: 又軸上有二個鍵槽 則取 3 )軸的設(shè)計參數(shù)及校核 (用機(jī)械設(shè)計手冊V3.0設(shè)計的): 1、軸的總體設(shè)計信息如下: 軸的編號:001 軸的名稱:階梯軸 軸的轉(zhuǎn)向方式:單向恒定 軸的工作情況:無腐蝕條件 軸的轉(zhuǎn)速:95.5r/min 功率:1.806kW

14、 轉(zhuǎn)矩:180600Nmm 所設(shè)計的軸是實(shí)心軸 材料牌號:45調(diào)質(zhì) 硬度(HB):230 抗拉強(qiáng)度:650MPa 屈服點(diǎn):360MPa 彎曲疲勞極限:270MPa 扭轉(zhuǎn)疲勞極限:155MPa 許用靜應(yīng)力:260MPa 許用疲勞應(yīng)力:180Mpa 2、確定軸的最小直徑如下: 所設(shè)計的軸是實(shí)心軸 A值為:118 許用剪應(yīng)力范圍:30~40MPa 最小直徑的理論計算值:31.44mm 滿足設(shè)計的最小軸徑:40mm 3、

15、軸的結(jié)構(gòu)造型如下: 軸各段直徑長度: 長度 直徑 左起第一段 25mm 50mm 二 10mm 60mm 三 58mm 54mm 四 37mm 50mm 五

16、 47mm 46mm 六 45mm 40mm 軸的總長度:222mm 軸的段數(shù):6 軸段的載荷信息: 直徑 距左端距離 垂直面彎矩 水平面彎矩 軸向扭矩 54mm 64mm 180600Nmm 65733Nmm 180600Nmm 40mm 199.5mm 0Nmm -165000Nmm 0Nmm 軸

17、所受支撐的信息: 直徑 距左端距離 50mm 12.5mm 50mm 111.5mm 4、支反力計算 距左端距離 水平支反力Rh1 垂直支反力Rv1 12.5mm -751.13N -2979.58N 距左端距離 水平支反力Rh2 垂直支反力Rv2 111.5mm

18、1374.71N 571.6N 5、內(nèi)力 x/mm d/mm m1/Nmm m2/Nmm 12.5 50 0 0 64 54 158249.12 38326.28 111.5 50 33002.04 33002.04 199.5 40 165003.8 5.07 6、彎曲應(yīng)力校核如下: 危險截面的x坐標(biāo):111.5mm

19、 直徑:50mm 危險截面的彎矩M:33002.04Nmm 扭矩T:180600Nmm 截面的計算工作應(yīng)力:9.76MPa 許用疲勞應(yīng)力:180MPa 111.5mm處彎曲應(yīng)力校核通過 結(jié)論:彎曲應(yīng)力校核通過 7、安全系數(shù)校核如下: 疲勞強(qiáng)度校核如下: 危險截面的x坐標(biāo):111.5mm 直徑:50mm 危險截面的彎矩M:33002.04Nmm 扭矩T:180600Nmm 有效應(yīng)力集中系數(shù)(彎曲作用):2.62

20、 (扭轉(zhuǎn)作用):1.89 截面的疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)S:7.89 許用安全系數(shù)[S]:2.0 111.5mm處疲勞強(qiáng)度校核通過 結(jié)論:疲勞強(qiáng)度校核通過 靜校核計算: 危險截面的x坐標(biāo):111.5mm 直徑:50mm 危險截面的彎矩M:33002.04Nmm 扭矩T:180600Nmm 截面的靜強(qiáng)度安全系數(shù):29.21 許用安全系數(shù)[Ss]:1.8 111.5mm處靜強(qiáng)度校核通過 結(jié)論:靜強(qiáng)度校核通過 8、扭轉(zhuǎn)剛度校核如下:

21、 圓軸的扭轉(zhuǎn)角:0.059() 許用扭轉(zhuǎn)變形:0.9/m 扭轉(zhuǎn)剛度校核通過 9、彎曲剛度校核如下: 撓度計算如下: x/mm νi/mm 1 3.125 0.003108 2 6.25 0.002072 3 9.375 0.001036 4 12.5 0 5 37.25 -0.001036

22、 6 62 -0.001513 7 86.75 -0.000875 8 111.5 0 9 125.3125 0.000978 10 139.125 0.002123 11 152.9375 0.003591 許用撓度系數(shù):0.003 最大撓度:0.003591mm 彎曲剛度校核通過 10、臨界轉(zhuǎn)速計算如下: 當(dāng)

23、量直徑dv:53.19mm 軸截面的慣性距I:392906.75mm^4 支承距離與L的比值:0.45 軸所受的重力:400N 支座形式系數(shù)λ1:9.0 軸的一階臨界轉(zhuǎn)速ncr1:36614.45r/min 5 )低速軸的受力分析: 蝸輪軸上的力: 圓周力    徑向力  軸向力 6 )低速軸零件圖及各彎矩圖和扭矩圖(用機(jī)械設(shè)計手冊V3.0設(shè)計的): 零件圖 垂直面彎矩: 水平面彎矩: 合成彎矩

24、: 扭矩: 七、聯(lián)軸器的選擇 1、高速級聯(lián)軸器的選擇 1.1、選擇軸的材料及熱處理 由于減速器傳遞的功率不大,對其重量和尺寸也無特殊要求故選擇常用材料45鋼,調(diào)質(zhì)處理. 1.2、初估軸的最小直徑 已知扭矩為2.303kw , 轉(zhuǎn)速為1430r/min 。 按扭矩初估軸的直徑,查參考文獻(xiàn)[2]中的表15-3,得Ao=106至118,考慮到安裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用.取Ao=115則: 又軸上有1個鍵槽 則取 1.3、載荷計算 已知轉(zhuǎn)矩為15.380N.m , 查文獻(xiàn)[2]中的表14-1得 = 1.5 1.4、選擇聯(lián)軸器 而所選的聯(lián)軸器為彈

25、性套柱銷聯(lián)軸器,查文獻(xiàn)[1]中的表8-5選用其型號為LT3。它的公稱扭矩為31.5Nm,故滿足要求。 2、低速級聯(lián)軸器的選擇 2.1、載荷計算 已知轉(zhuǎn)矩為376.476N.m , 查文獻(xiàn)[2]中的表14-1得 = 1.5 2.2、選擇聯(lián)軸器 而所選的聯(lián)軸器為彈性套柱銷聯(lián)軸器,查文獻(xiàn)[1]中的表8-5選用其型號為LT7。它的公稱扭矩為500Nm,故滿足要求。 八、低速級滾動軸承和鍵的校核 1、低速級軸鍵的校核 1, 低速級軸蝸輪軸上鍵的校核(用機(jī)械設(shè)計手冊V3.0設(shè)計的) 平鍵連接(靜連接)校核計算結(jié)果 傳遞的轉(zhuǎn)矩 T =180600Nmm 軸的直徑 d=54

26、 mm 鍵的類型 sType =A型  鍵的截面尺寸bh =16x10mm 鍵的長度L=50mm 鍵的有效長度L0 =34.000 mm  接觸高度k =4.000 mm 最弱的材料 Met =鋼 載荷類型PType =靜載荷  許用應(yīng)力[σp] =135 Mpa 計算應(yīng)力σp =49.183 MPa 校核計算結(jié)果: σ≤[σ] 滿足 2, 低速級軸聯(lián)軸器上鍵的校核(用機(jī)械設(shè)計手冊V3.0設(shè)計的) 平鍵連接(靜連接)校核計算結(jié)果 傳遞的轉(zhuǎn)矩 T =180600 Nmm 軸的直徑 d =40 mm 鍵的類型 sType =A型  鍵的截面尺寸

27、bh=10x8 mm 鍵的長度L=32 mm 鍵的有效長度L0=22.000 mm  接觸高度k=3.200mm 最弱的材料Met=鋼 載荷類型PType =靜載荷  許用應(yīng)力[σp] =135 Mpa 計算應(yīng)力σp =128.267 MPa 校核計算結(jié)果: σ≤[σ] 滿足 2、低速級滾動軸承的選用及校核 1、設(shè)計參數(shù)(用機(jī)械設(shè)計手冊V3.0設(shè)計的) 徑向力 Fr=876.44 (N)   軸向力 Fa=615.2 (N)   圓周力 Ft=2408 (N)   軸頸直徑 d1=50 (mm)   轉(zhuǎn)速 n=95.5 (r/min)

28、   要求壽命 Lh=46080 (h)   作用點(diǎn)距離 L=99 (mm)   Fr與軸承1距離 L1=47.5 (mm)   Fr與軸心線距離 La=75 (mm)   溫度系數(shù) ft=1   潤滑方式 Grease=脂潤滑 2、選擇軸承型號   軸承類型 BType=圓錐滾子軸承   軸承型號 BCode=30210   軸承內(nèi)徑 d=50 (mm)   軸承外徑 D=90 (mm)   軸承寬度 B=22 (mm)   基本額定動載荷 C=73200 (N)   基本額定靜載荷 Co=92000 (N)   極限轉(zhuǎn)速(脂) nlimz=4300 (r/min

29、) 3、計算軸承受力   軸承1徑向支反力 Fr1=1252.69 (N)   軸承1軸向支反力 Fa1=1015.24 (N)   軸承2徑向支反力 Fr2=1456.31 (N)   軸承2軸向支反力 Fa2=1630.44 (N) 4、計算當(dāng)量動載荷   當(dāng)量動載荷 P1=1503.23 (N)   當(dāng)量動載荷 P2=1906.21 (N) 5、校核軸承壽命   軸承工作溫度 T=<=120 (℃)   軸承壽命 L10=190812 (10^6 轉(zhuǎn))   軸承壽命 Lh=33300574 (h)   驗算結(jié)果 Test=合格 九、潤滑方式的選擇 1.齒輪的潤滑 因齒輪的圓周速度為3.818m/s<12 m/s,所以才用浸油潤滑的潤滑方式。 低速級齒輪浸入油高度約為1個齒高(不小于10mm),1/6齒輪。 2.滾動軸承的潤滑 因在減速器中各軸的軸頸圓周速度v=0.29m/s所以采用脂潤滑。 12

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