700T单级蜗轮蜗杆减速器机械CAD设计.rar

机械设计课程设计说明书机械设计课程设计说明书前言课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的重要环节。根据学院的教学环节，在 2008 年 6 月 23 日-2008 年 7 月 11 日为期三周的机械设计课程设计。本次是设计一个蜗轮蜗杆减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。本减速器属单级蜗杆减速器（电机联轴器减速器联轴器带式运输机） ，本人是在夏纯达老师指导下独立完成的。该课程设计内容包括：任务设计书，参数选择，传动装置总体设计，电动机的选择，运动参数计算，蜗轮蜗杆传动设计，蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计，蜗轮轴的尺寸设计与校核，减速器箱体的结构设计，减速器其他零件的选择，减速器的润滑等和 A0 图纸一张、A3 图纸三张。设计参数的确定和方案的选择通过查询有关资料所得。该减速器的设计基本上符合生产设计要求，限于作者初学水平，错误及不妥之处望老师批评指正。设计者： 2007 年 7 月 11 日课程设计题目课程设计题目一、设计带式输送机传动装置一、设计带式输送机传动装置已知条件：1、 输送带工作拉力 F=4KN;2、 输送带工作速度 v=2.0M/S;3、 滚筒直径 D=450MM；4、 滚筒效率 4=0.96（包括滚筒与轴承的效率损失） ；5、 工作情况 两班制，连续单向转，载荷较平稳；6、 使用折旧期 8 年；7、 工作环境 室内，灰尘较大，环境最高温度 35 摄氏度；8、 动力来源 电力，三相交流，电压 380/220V；9、 检修间隔期 四年一次大修，两年一次中修。一年一次小修；10、制造条件及生产批量 一般机械厂，小批量生产。一、 传动装置总体设计传动装置总体设计：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。根据生产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度 V5m/s，所以该蜗杆减速器采用蜗杆上置式，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。二、 电动机的选择电动机的选择：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 380V1、 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： （根据参考文献机械设计课程设计 王连明 宋宝玉 主编 哈尔滨工业大学出版社）其中：联轴器效率 1=0.99（弹性套柱销联轴器）滚动轴承效率（一对）2=0.98蜗杆传动效率 3=0.80 传动滚筒效率 4=0.96所以： =122 34=0.9920.980.800.96 =0.74 电动机所需功率： Pr= Pw/ =8.0/0.74=10.8KW 传动滚筒工作转速： nw601000v / 450kwFVpw0.810000.24000100085r/min根据容量和转速，根据参考文献（ 机械设计课程设计手册 张龙 编 国防工业出版社）可查得所需的电动机 Y 系列三相异步电动机技术数据，如表 3-1: 表 3-1表 3-1满载时电动机型号额定功率Ped /kw转速r/min电流A功率因数效率额定转矩质量KGY160M-411145922.40.86882.0160电动机机型号为 Y160M-4 其主要性能如下表 3-2：表 3-2表 3-2四、运动参数计算：四、运动参数计算：4.1 蜗杆轴的输入功率、转速与转矩P0 = Pr=4.7kw n0=960r/minT0=9.55 P0 / n0=4.7103=46.7N .m4.2 蜗轮轴的输入功率、转速与转矩P1 = P001 = 4.70.990.990.70.992 =3.19 kw n= 10oin = 35960 = 27.4 r/minT1= 955011nP = 95504 .2719. 3 = 1111.84Nm4.3 传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P2 = P1ccy=3.190.990.99=3.13kw中心高 H外形尺寸L（AC/2AD）HD底角安装尺寸AB地脚螺栓孔直径 K K轴身尺寸DE装键部位尺寸FGD132540（380/2290）4052101081548110149n2= 121in = 14 .27 = 27.4 r/minT2= 955022nP = 95504 .2713. 3 = 1089.24Nm运动和动力参数计算结果整理于下表 4-1： 表 4-1 表 4-1类型功率 P（kw）转速 n（r/min）转矩 T（Nm）传动比 i效率 蜗杆轴4.796046.75 1蜗轮轴3.1927.41111.84 350.679传动滚筒轴3.1327.41089.24五、蜗轮蜗杆的传动设计蜗轮蜗杆的传动设计：蜗杆的材料采用 45 钢，表面硬度45HRC，蜗轮材料采用 ZCuA110Fe3,砂型铸造。以下设计参数与公式除特殊说明外均以参考由机械设计 第四版 邱宣怀主编 高等教育出版社出版 1996 年 第 13 章蜗杆传动为主要依据。具体如表 31： 表 51 蜗轮蜗杆的传动设计表 表 51 蜗轮蜗杆的传动设计表项 目项 目计算内容计算内容计算结果计算结果中心距的计算中心距的计算蜗杆副的相对滑动速度smTnVs/17. 584.1111960102 . 5102 . 5343214参考文献 5 第 37 页（23 式）4m/sVs7m/s当量摩擦系数4m/sVs51.7100mm又因轴上有键槽所以 D6 增大 3%，则 D6=67mm计算转矩 Tc=KT=K9550nP=1.595503.19/27.4=1667.76N.M51.7100mm又因轴上有键槽所以 D6 增大 3%，则D6=67mmD6=677.2 轴的校核7.2 轴的校核7.2.1 轴的受力分析图 rF 2RFaF1RF1RFtF2RF QF 图 7.1X-Y 平面受力分析tF1RFaF 2RF QF 图 7.2图 7.2X-Z 平面受力图：1RF 2RFrF图 7.3图 7.3 水平面弯矩NmmMYX/ 1102123.75216079797119图 7.4图 7.4垂直面弯矩NmmMZX/ 714000 714000 图 7.5图 7.5 436150.8合成弯矩NmmMMMZXYX/22 1184736.3 714000 681175.5 图 7.6图 7.6当量弯矩 T 与 aTT=1111840NmmaT=655985.6Nmm图 7.7图 7.77.2.2 轴的校核计算如表 5.17.2.2 轴的校核计算如表 5.1轴材料为 45 钢，MpaB650，MpaS360，Mpab601 表 7.1表 7.1计算项目计算项目计算内容计算内容计算结果计算结果转矩1TmmNT1111840111118401TNmm圆周力8011118402211dTFt= =20707.6NtF= =24707.6N径向力34. 66 .24707tgtgFFtF= =2745.3N轴向力ttFFtan=24707.6tan 20Fr =8992.8N1941196000194976 .247071903 .27451RF1RF=1136.2N计算支承反力1941903 .27451943136000976 .247072RF2RF=19345.5N垂直面反力28.8992221rRRFFF21RRFF=4496.4N水平面 X-Y 受力图图 7.2垂直面 X-Z 受力图 7.3画轴的弯矩图水平面 X-Y 弯矩图YXM 图 7.4垂直面 X-Z 弯矩图ZXM 图 7.5合成弯矩XZXYMMM图 7.6轴受转矩 TT=1T=1111840NmmT=1111840Nmm许用应力值表 16.3，查得Mpab601Mpab5 .1020应力校正系数 aa=59. 05 .102/60/01bba=0.59当量弯矩图当量弯矩蜗轮段轴中间截面222236 .6559855 .681175)(aTMM= =947628.6Nmm轴承段轴中间截面处2226 .655985714000 M=969381.2NmmIIIM947628.6NmmIIIM= =969381.2Nmm当量弯矩图图 7.7轴径校核mmMdbIII9054601 . 06 .947628 1 . 03313mmMdbIII805 .54601 . 02 .969381 1 . 03312验算结果在设计范围之内，设计合格轴的结果设计采用阶梯状，阶梯之间有圆弧过度，减少应力集中，具体尺寸和要求见零件图 2（蜗轮中间轴） 。7.3 装蜗轮处轴的键槽设计及键的选择7.3 装蜗轮处轴的键槽设计及键的选择当轴上装有平键时，键的长度应略小于零件轴的接触长度，一般平键长度比轮毂长度短 510mm，由参考文献 1 表 2.430 圆整，可知该处选择键 2.5110，高 h=14mm，轴上键槽深度为2.009t，轮毂上键槽深度为2.0014.5t，轴上键槽宽度为0052.025b轮毂上键槽深度为026.0026.0125b八、减速器箱体的结构设计减速器箱体的结构设计参照参考文献 机械设计课程设计 （修订版） 鄂中凯，王金等主编 东北工学院出版社 1992 年第 19 页表 1.5-1 可计算得，箱体的结构尺寸如表 8.1： 表 8.1 箱体的结构尺寸表 8.1 箱体的结构尺寸减速器箱体采用 HT200 铸造，必须进行去应力处理。减速器箱体采用 HT200 铸造，必须进行去应力处理。设计内容设计内容计 算 公 式计 算 公 式计算结果计算结果箱座壁厚度8304. 0a=0.04225+3=12mma 为蜗轮蜗杆中心距取=12mm箱盖壁厚度185. 01= =0.8512=10mm取1=10mm机座凸缘厚度 bb=1.5=1.512=18mmb=18mm机盖凸缘厚度 b1b1=1.51=1.510=15mmb1=18mm机盖凸缘厚度 PP=2.5=2.512=30mmP=30mm地脚螺钉直径 dd=20mmd=20mm地脚螺钉直径 dd=20mmd=20mm地脚沉头座直径 D0D0=48mmD0=48mm地脚螺钉数目 n取 n=4 个取 n=4L1=32mmL1=32mm底脚凸缘尺寸（扳手空间）L2=30mmL2=30mm轴承旁连接螺栓直径 d1d1= 16mmd1=16mm轴承旁连接螺栓通孔直径 d1d1=17.5d1=17.5轴承旁连接螺栓沉头座直径 D0D0=32mmD0=32mmC1=24mmC1=24mm剖分面凸缘尺寸（扳手空间）C2=20mmC2=20mm上下箱连接螺栓直径 d2d2 =12mmd2=12mm上下箱连接螺栓通孔直径 d2d2=13.5mmd2=13.5mm上下箱连接螺栓沉头座直径D0=26mmD0=26mmC1=20mmC1=20mm箱缘尺寸（扳手空间）C2=16mmC2=16mm轴承盖螺钉直径和数目 n,d3n=4, d3=10mmn=4d3=10mm检查孔盖螺钉直径 d4d4=0.4d=8mmd4=8mm圆锥定位销直径 d5d5= 0.8 d2=9mmd5=9mm减速器中心高 HH=340mmH=340mm轴承旁凸台半径 RR=C2=16mmR1=16mm轴承旁凸台高度 h由低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。取 50mm轴承端盖外径 D2D2=轴承孔直径+(55.5) d3取 D2=180mm箱体外壁至轴承座端面距离 KK= C1+ C2+(810)=44mmK=54mm轴承旁连接螺栓的距离 S以 Md1螺栓和 Md3螺钉互不干涉为准尽量靠近一般取 S=D2S=180蜗轮轴承座长度 （箱体内壁至轴承座外端面的距离）L1=K+=56mmL1=56mm蜗轮外圆与箱体内壁之间的距离2 . 11= =15mm取1= =15mm蜗轮端面与箱体内壁之间的距离2= =12mm取2= =12mm机盖、机座肋厚 m1,mm1=0.851=8.5mm, m=0.85=10mmm1=8.5mm, m=10mm以下尺寸以参考文献机械设计、机械设计基础课程设计 王昆等主编 高等教育出版社 1995 年表 6-1 为依据表 6-1 为依据蜗杆顶圆与箱座内壁的距离6=40mm轴承端面至箱体内壁的距离3=4mm箱底的厚度20mm轴承盖凸缘厚e=1.2 箱盖高度220mm箱盖长度440mm度d3=12mm（不包括凸台）蜗杆中心线与箱底的距离115mm箱座的长度（不包括凸台）444mm装蜗杆轴部分的长度460mm箱体宽度（不包括凸台）180mm箱底座宽度304mm蜗杆轴承座孔外伸长度8mm蜗杆轴承座长度81mm蜗杆轴承座内端面与箱体内壁距离61mm九、减速器其他零件的选择九、减速器其他零件的选择经箱体、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： 表 9-1 键 单位：mm安装位置类型b（h9）h（h11）L9（h14）蜗杆轴、联轴器以及电动机联接处GB1096-90键 107010870蜗轮与蜗轮轴联接处GB1096-90键 251102514110蜗轮轴、联轴器及传动滚筒联接处GB1096-90键 201102012110表 9-2 圆锥滚动轴承 单位：mm外 形 尺 寸安装位置轴承型号dDTBC蜗 杆GB297-847312（30312）6013033.53126蜗轮轴GB/T297-948014028.25262230216 表 9-3 密封圈（GB9877.1-88） 单位：mm安装位置类型轴径 d基本外径 D基本宽度蜗杆B5580855808蜗轮轴B75100107510010表 9-4 弹簧垫圈（GB93-87） 安装位置类型内径 d宽度（厚度）轴承旁连接螺栓GB93-87-16164上下箱联接螺栓GB93-87-12123材料为 65Mn， 表面氧化的标准弹簧垫圈表 9-5 挡油盘参考文献机械设计课程设计 （修订版） 鄂中凯，王金等主编 东北工学院出版社 1992 年机械设计课程设计 （修订版） 鄂中凯，王金等主编 东北工学院出版社 1992 年第 132 页表 2.8-7安装位置外径厚度边缘厚度材料蜗杆129mm12mm9mmQ235 定位销为 GB117-86 销 838 材料为 45 钢十、减速器附件的选择十、减速器附件的选择以下数据均以参考以下数据均以参考文献文献机械零件设计课程设计 毛振扬 陈秀宁 施高义 编 浙江大学出版社的的 P106-P118P106-P118表 10-1 视孔盖（Q235） 单位 mmAA1A。B1BB0d4h150190170150100125M 81.5表 10-2 吊耳 单位 mmdR eb箱盖吊耳42424220BHh2rb箱座吊耳3619.29.6924表 10-3 起重螺栓 单位 mmdDLSd1l1l2l3lCd2hM1635622716328422226表 10-4 通气器 单位 mmDd1d2d3d 4DabsM181.5M331.583164012722Chh1D1Rkef1640825.440622表 10-5 轴承盖（HT150） 单位 mm安 装位 置d3Dd 0D0D2ee1mD4D5D6b1d1蜗杆1013011155180121335.5120125127880蜗轮轴101401116519012132013013513710100表 10-6 油标尺 单位 mm99Hhdd1d2d3habcDD1M1641663512852622表 10-7 油塞（工业用革） 单位 mmdDeLlasd1HM11.52619.62312317172十一、减速器的润滑十一、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。蜗轮轴承采用刮板润滑。蜗杆轴承采用脂润滑，为防止箱内的润滑油进入轴承而使润滑脂稀释而流走，常在轴承内侧加挡油盘。1、 机械设计课程设计 （修订版） 鄂中凯，王金等主编 东北工学院出版社 1992 年1、 机械设计课程设计 （修订版） 鄂中凯，王金等主编 东北工学院出版社 1992 年2、 机械设计 第四版 邱宣怀主编 高等教育出版社出版 1996 年2、 机械设计 第四版 邱宣怀主编 高等教育出版社出版 1996 年3、 机械设计、机械设计基础课程设计 王昆等主编 高等教育出版社 1995 年3、 机械设计、机械设计基础课程设计 王昆等主编 高等教育出版社 1995 年4、 机械设计课程设计图册 （第三版） 龚桂义主编 高等教育出版社 1987 年4、 机械设计课程设计图册 （第三版） 龚桂义主编 高等教育出版社 1987 年5、 机械设计课程设计指导书 （第二版） 龚桂义主编 高等教育出版社 1989 年5、 机械设计课程设计指导书 （第二版） 龚桂义主编 高等教育出版社 1989 年6、简明机械设计手册（第二版） 唐金松主编 上海科学技术出版社 2000 年6、简明机械设计手册（第二版） 唐金松主编 上海科学技术出版社 2000 年机械设计课程设计 刘俊龙 何在洲 主编 机械工业出版社 1993 年机械零件设计课程设计 毛振扬 陈秀宁 施高义 编 浙江大学出版社 1989机械设计 第四版 邱宣怀主编 高等教育出版社出版 1996 年