蝸桿減速器 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)

1、.計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 1.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類型按工作要求和條件選取Y系列一般用途全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量 電動(dòng)機(jī)輸出功率： kw 工作機(jī)所需的功率： 所以 kw 1.3由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總效率： 其中 分別為聯(lián)軸器，軸承，窩桿，鏈的傳動(dòng)效率。查表可知=0.99（彈性鏈軸器）=0.98（滾子軸承）=0.80（雙頭窩桿）=0.96（滾子鏈） 所以：則： kw1.4確定電機(jī)：工作機(jī)鏈速 rad/min由機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-8查取傳動(dòng)比： 所以 ： rad/min則由機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1查取電機(jī)： Y100L24 額定功率3KW 滿載轉(zhuǎn)速

2、1430rad/min電機(jī)型號(hào)：Y100L24 額定功率3KW=1430rad/min2. 鏈的選擇計(jì)算 2.1小鏈輪齒數(shù) 自定傳動(dòng)比 大鏈輪齒數(shù) 選取鏈節(jié)距： 取a=40p 2.2鏈節(jié)數(shù)： 2.3鏈傳動(dòng)的功率： 傳動(dòng)效率： 其中由課本機(jī)械設(shè)計(jì)：查表12.9得，查表14.2、表14.3得、小輪轉(zhuǎn)數(shù): 則由、，查課本機(jī)械設(shè)計(jì)圖14.17得：選用16A滾子鏈，取p=25.4mm2.4中心距: =23Lp=136 16A滾子鏈 p=25.4mm計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果 鏈速： 有效拉力： 軸上載荷： 2.5潤(rùn)滑方式： 由、p=25.4mm查課本機(jī)械設(shè)計(jì)圖14.23得：確定潤(rùn)滑方式為滴油潤(rùn)滑。中心距： 鏈速：

3、有效拉力： 軸上載荷： 潤(rùn)滑方式： 滴油潤(rùn)滑計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3.計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備： 3.1各軸的轉(zhuǎn)數(shù)：蝸桿轉(zhuǎn)數(shù) 渦輪轉(zhuǎn)數(shù) 3.2各軸功率：蝸桿傳遞功率 渦輪傳遞功率3.3計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩： 電動(dòng)機(jī)： 蝸桿軸： 渦輪軸： 工作小時(shí)數(shù)：Lh=365*5*18=29200h Lh=29200h計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果4.蝸輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)：4.1設(shè)計(jì)及校核：蝸桿的材料采用45鋼，表面硬度>45HRC，蝸輪材料采用ZCuSn10P1,砂型鑄造。以下設(shè)計(jì)參數(shù)與公式除特殊說(shuō)明外均以參考由課本機(jī)械設(shè)計(jì) 第13章蝸桿傳動(dòng)為主要依據(jù)。當(dāng)量摩擦系數(shù)： 設(shè)，查課本機(jī)械設(shè)計(jì)表13.6，取大值、。選值： 圖13.11的線上，查得，

4、中心距的計(jì)算： 蝸輪轉(zhuǎn)矩： 使用系數(shù)： 轉(zhuǎn)速系數(shù)： 彈性系數(shù)：表13.2壽命系數(shù)： 合格計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果接觸系數(shù)：由圖13.12I查得。接觸疲勞極限：表13.2得。接觸疲勞最小安全系數(shù)： 自定中心距： 4.2傳動(dòng)基本尺寸：蝸桿頭數(shù)：由圖13.11查得：蝸輪齒數(shù)：模數(shù)：蝸桿分度圓直徑：表13.4取標(biāo)準(zhǔn)值。蝸輪分度圓直徑：蝸桿導(dǎo)程角：蝸輪寬度：m=5計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果 蝸桿圓周速度： 相對(duì)滑動(dòng)速度： 當(dāng)量摩擦系數(shù)：表13.6得。4.3齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算：齒面接觸應(yīng)力： 最大接觸應(yīng)力： 4.4齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算：齒根彎曲疲勞極限：表13.2得。彎曲疲勞最小安全系數(shù)： 自定合格計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果許用彎曲疲勞

5、應(yīng)力：齒輪最大彎曲應(yīng)力：4.5蝸桿軸擾度驗(yàn)算：軸慣性矩： 允許蝸桿擾度：蝸桿軸擾度： 4.6溫度驗(yàn)算：傳動(dòng)嚙合效率：攪油效率： 自定軸承效率： 已定總效率：散熱面積： 箱體工作溫度： 合格合格計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果 4.7潤(rùn)滑方式的選擇：潤(rùn)滑油粘度：根據(jù)，表13.7選取。潤(rùn)滑方式：表13.7選取。合格浸油潤(rùn)滑計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果5.蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計(jì)5.1蝸桿基本尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率P=3kw，滿載轉(zhuǎn)速為1430r/min，電動(dòng)機(jī)軸徑，軸伸長(zhǎng)E=60mm初步估計(jì)蝸桿軸外伸段的直徑：d=（0.810）=22.428mm由、d根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-5可查得選用LT4號(hào)Y型彈性套柱銷聯(lián)軸器（28

6、×62）。確定蝸桿軸外伸端直徑為28mm。根據(jù)HL3號(hào)彈性柱銷聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)尺寸確定蝸桿軸外伸端直徑為28mm的長(zhǎng)度為60mm。 由根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-1可查得普通平鍵GB10962003A型鍵8×10，鍵槽長(zhǎng)L=40mm。其余零件，包括蝸桿上軸承、擋油盤(pán)，軸承蓋，密封圈等組合設(shè)計(jì)，蝸桿的尺寸見(jiàn)蝸桿零件圖。5.2蝸輪基本尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表11-9：蝸輪采用裝配式結(jié)構(gòu)，用六角頭螺栓聯(lián)接（100mm）,輪芯選用灰鑄鐵 HT200 ，輪緣選用鑄錫青銅ZcuSn10P1，初步估計(jì)d=60mm，則有：普通A型平鍵8×10×40計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果

7、計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果6.蝸輪軸的尺寸設(shè)計(jì)與校核蝸輪軸的材料為45鋼并調(diào)質(zhì)，且蝸輪軸上裝有滾動(dòng)軸承，蝸輪，軸套，密封圈、鍵，軸的大致結(jié)構(gòu)如圖所示：6.1軸尺寸的初步估算公式16.2得：，查表16.2得c=118-107,P為軸傳遞的功率P=2.33kw，n=57.2rad/min，則：則根據(jù)依次初步確定出各軸段的直徑： 在初步確定出各軸段的長(zhǎng)度：計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果6.2軸的彎矩、轉(zhuǎn)矩分析圖a)計(jì)算蝸輪輪齒上的圓周力、軸向力、徑向力：b)軸的校核：校核的圖形如下表示：計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果6.3軸的校核計(jì)算前面已經(jīng)算出1） 求垂直面的支撐反力（圖b）2)水平面的支撐反力（圖c）3)F力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力（圖d） 4)

8、繪制垂直面的彎矩圖（圖b） 5）繪水平面的彎矩圖（圖c） 6)F力產(chǎn)生的彎矩（圖d） 危險(xiǎn)截面F力產(chǎn)生的彎矩為：計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果 7)合成彎矩圖（圖e）考慮到最不利的情況，把直接相加：8）軸傳遞的轉(zhuǎn)矩(圖f)T=389N*m9)危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩： 10）危險(xiǎn)截面處的直徑：表16.3，考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值加大4%：故 軸的結(jié)果設(shè)計(jì)采用階梯狀，階梯之間有圓弧過(guò)度，減少應(yīng)力集中，具體尺寸和要求見(jiàn)蝸輪間軸零件圖。鍵的選取，根據(jù)軸徑選取大徑處選A型鍵18x11x63，小徑處選A型鍵10x8x20T=389N*md<60mm軸的選取合格計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果7.減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)箱座壁厚度 =0.

9、04×160+3=10mm 箱蓋壁厚度1 =0.85×10=8.5mm機(jī)座凸緣厚度b b=1.5=1.5×10=15mm機(jī)蓋凸緣厚度b1 b1=1.51=1.5×9=13.5mm機(jī)蓋凸緣厚度P P=2.5=2.5×10=25mm地腳螺釘直徑： 地腳釘數(shù)目： n=4軸承旁連接螺栓直徑： 蓋與座連接螺栓直徑： 連接螺栓d2的間距： 軸承端蓋螺釘直徑： 定位銷直徑： 視孔蓋螺釘直徑： 底腳凸緣尺寸（扳手空間）: L1=32mm, L2=30mm剖分面凸緣尺寸（扳手空間）: C1=24mm ,C2=20mm減速器中心高H: H=270mm軸承旁凸臺(tái)高度

10、h: h=16mm箱體外壁至軸承座端面距離K: K= C1+ C2+(810)=44mm蝸輪外圓與箱體內(nèi)壁之間的距離: =12mm蝸輪端面與箱體內(nèi)壁之間的距離: 機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1,m：m1=0.851=8.5mm, m=0.85=10mm取=10mm取1=9mm取b=15mm取b1=15mmP=25mmn=4mmL1=32mmL2=30mmC1=24mm C2=20mmH=270mmh=16mmK=54mmm1=8.5mm,m=10mm計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果8其他零件的選擇及校核：1.圓錐滾動(dòng)軸承 單位：mm安裝位置軸承型號(hào)外 形 尺 寸dDTBC蝸 桿GB/T297-84（30210）509021.752017蝸輪軸GB/T297-94302136512024.752320GB/T297-94302115510022.7521182.軸承的校核1） 蝸輪軸30213型：表6-7得該型號(hào)軸承的Cr=120KN,e=0.4,Y=1.5,則： 故選取公式： 所以： （合格）2）蝸輪軸30211型：表6-7得該型號(hào)軸承的Cr=90.8KN,e=0.4,Y=1.5,則： 故選取公式： 計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果所以： （合格）3） 蝸桿軸30210型：表6-7得該型號(hào)軸承的Cr=73