螺旋輸送機(jī)上用的單級蝸桿減速器設(shè)計書

- 1 - 螺旋輸送機(jī)上用的單級蝸桿減速器設(shè)計書 傳動方案的擬定及說明 由題目所知傳動機(jī)構(gòu)類型為：單級蝸輪減速器。故只要對本傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析論證。 電動機(jī)的選擇 計 算 及 說 明 結(jié) 果 1.、電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇 因為本傳動的工作狀況是：載荷平穩(wěn)、連續(xù)單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式 Y（ 列的電動機(jī)。 2、電動機(jī)容量的選擇 1） 工作機(jī)所需功率 P=） 電動機(jī)的輸出功率 P a=1.2.32 蝸輪蝸桿傳動效率 1=接觸軸承效率2 = 聯(lián)軸器效率 3= 所以 a=以 、確定電動機(jī)的轉(zhuǎn)速 輸出端軸的轉(zhuǎn)速為 80 r/級蝸桿減速器傳動比 i=1040. 故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為 dn=i*n=（ 1040） *80=8003200 4、電動機(jī)型號的確定 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸，重量，價格和減速器的傳動比 由機(jī)械設(shè)計手冊查出電動機(jī)型號為 工作機(jī)所需功率 ： 效率： a=動機(jī)輸出功率： 出端軸轉(zhuǎn)速： n=80r/動機(jī)可選轉(zhuǎn)速范圍： 003200r/- 2 - 步轉(zhuǎn)速 1000 r/載轉(zhuǎn)速 960 r/本符合題目所需的要求。 電 動 機(jī) 型 號 ：算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 計 算 及 說 明 結(jié) 果 1. 計算總傳動比 由電動機(jī)的滿載轉(zhuǎn)速 960m nr/0r/確定傳動裝置應(yīng)有的總傳動比為： ia=nm/n=12 總傳動比： 2 傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 計 算 及 說 明 結(jié) 果 1、 各軸轉(zhuǎn)速： 1 軸： 960 mr/ 軸： 0r/、 各軸輸入功率： 1 軸： P 軸： 1 2= 3 軸： 223 3=、各軸輸入轉(zhuǎn)矩： 電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： nT ： T 960r/0r/ d - 3 - 2 軸： T ： T 1 軸： 3 軸 蝸桿的傳動計算 蝸桿傳動的主要參數(shù) 計 算 及 說 明 結(jié) 果 根據(jù) 10085推薦，采用漸開線蝸桿 考慮到蝸桿傳動的功率不大，速度中等，故蝸桿采 用 45剛；而又希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為 45 55輪選用鑄錫磷青銅（ ,砂模鑄造；為了節(jié)約貴重有色金屬，僅齒圈用青銅鑄造，而輪芯用灰鑄鐵（ 造 蝸桿傳動的主要參數(shù) 傳動中心距： 3 2 （ 1）、蝸桿上的轉(zhuǎn)矩 T2 T i （ 2） 、載荷系數(shù) K 由于工作時輕微振蕩，轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，故 K K K (3)、彈性影響指數(shù)： 因為選用的是錫磷青銅（ 蝸輪和 45 剛蝸桿相配，故 (4)、接觸系數(shù) : 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動中心距 a 的比值表可知Z= 5）、許用接觸應(yīng)力 K - 4 - 蝸輪材料：鑄錫磷青銅 桿螺旋齒面硬度 ,表 11蝸輪的基本許用應(yīng)力 H =268力循環(huán)系數(shù)： N=600 1 80（ 365 1016） =810 810 所以取 N=810 壽命系數(shù) 8 ： H = H=268= 6）、計算中心距 2 )( = 3 2 3 5 取中心距 a=180為 1i =12，故從表 11選取模數(shù)m=6.3 桿分度圓直徑 1d =63時 1d /a=假設(shè)相等，從 機(jī)械設(shè)計 圖 11Z=Z，因此以上計算結(jié)果可用。 蝸桿： 分度圓直徑： 1d =0 3圓直徑：1dw=m (q+2x)=頂圓直徑：1d +12d +2m=63+2*根圓直徑：1d 3齒數(shù)： 8 變位系數(shù)： x=a 21 =徑系數(shù)： q=10 模數(shù)： m=蝸輪齒寬： B=度圓直徑： 齒頂圓直徑：2d +22d +2m(1+x) N=810 a=180d =638 X=q=10 m= - 5 - =*根圓直徑：2d d =圓直徑： 分度圓導(dǎo)程角 = co 當(dāng)量齒數(shù)c o o s 332 z 根據(jù) 2x = 機(jī)械設(shè)計 圖 11可查得齒形系數(shù) 旋系數(shù)Y= 許用彎曲應(yīng)力 F =/F1查得由 造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力 /F =56命系數(shù) 8 =/F 56 以 F =21 M P F F ,彎曲強(qiáng)度校核滿足要求。 5. 驗算效率 )ta n ( ta 已知 =v=相對滑移速度 關(guān) s 8 0 060 98063c o 0 060 11 2 = Y= = =校核滿足要求 - 6 - 從 機(jī)械設(shè)計 表 11v=入上式得 88.0)t t v 于原估計值，因此不用重算。 平衡計算 1 估算散熱面積 A A= 2 驗算油的工作溫度 溫0t：通常取 20 。 散熱系數(shù)4 ( )； 嚙合效率 ； 軸承效率 取軸承效率 2= 攪油效率 油效率 3= = 1 2 3= 203 6 0 011 0 0 0 01 80 油溫未超過限度 v= 滿足 A= 292.0 m = 滿足 軸 的 設(shè) 計 計 算 及 說 明 結(jié) 果 蝸桿軸的設(shè)計及校核 - 7 - 圖 5桿軸草圖 （ 1）選擇軸的材料及熱處理 考慮到減速器為普通中用途中小功率減速傳動裝置，軸主要向蝸輪傳遞轉(zhuǎn)矩，其 傳遞的功率不大，對其重量和尺寸無特殊要求，故選擇常用的 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查機(jī)械設(shè)計（表 15度 17 255度極限 B =640 s=3551- =2751- =155 1- =60 （ 2）求蝸桿軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由第 3 章可知 ， 9801 n ， 41 （ 3）求作用在蝸桿上的力 因已知蝸桿的分度圓直徑為 63 切向力 22 4111 軸向力 2221 徑向力 0t a （ 4）初步確定軸的最小直徑 查機(jī)械設(shè)計（表 15初步校核估算軸的最小直徑，取 A。 =110 311m i n （ 5）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 1初選軸承 初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向和軸向力的作用，故選用角接觸球軸承；參照工作要求并根據(jù) 1d =55 - 8 - 軸承產(chǎn)品目錄中初步 選取 0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的角接觸球軸承。查機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計（表 5選型號為7211C，其尺寸為 d D B=5510021 2各軸段徑向尺寸確定 查課本 114343 表P,選取 5.1 因為計算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩 ,所以 查機(jī)械設(shè)計手冊 11222 選取 00211 與軸配合的轂孔長度為半聯(lián)軸器半聯(lián)軸器的長度故取 初估軸徑后 ,可按軸上零件的安裝順序 ,從左端開始確定直徑 最小端 ,裝軸承，故該段直徑為 55了設(shè)計的需要，考慮軸的軸向定位，設(shè)計 的直徑為64為蝸桿，故該段直徑為 輪左端用套筒定位。 徑與 4徑和 一樣為 55 -段安裝軸承端蓋，采用氈油封，所用直徑為 50 -安裝聯(lián)軸器，故該段直徑為 42 2各軸段長度 的確定 6長度為為 70為軸間的長度為 1400段 5段 -裝軸承端蓋，長度為 60 -段的長度為小齒輪的輪轂的長度為 107mm - 9 - 4軸上零件的周向定位 為了保證良好的對中性，與軸承內(nèi)圈配合軸徑選用H7/合，軸承外圈與套杯采用 H7/配合，聯(lián)軸器與軸采用 的型號為鍵寬 b*鍵高 h 12*8 長 100 5軸上倒角與圓角 為保證 7211C 軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸環(huán)圓角半徑為 他軸肩圓角半徑均為 2據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 機(jī)械設(shè)計（表 15 軸的左右端倒角均為 5。 （ 6）按彎扭合成校核高速軸的強(qiáng)度 在確定軸承支點(diǎn)位置時，查機(jī)械設(shè)計手冊得 7211a=21查機(jī)械設(shè)計（圖 15a=l/3因此，做出簡支梁的軸的跨距為 299 切向力 22 4111 軸向力 2221 徑向力 0t a 徑向力 繪出軸的計算簡圖 5-2(a)圖 繪制垂直面彎矩圖 5-2(b)圖 9 91 4 21 5 732 F 12 9 91 4 5 53231 F 0 5 53222 H H V V 3 27 41 - 10 - 2 . 7 022 3 2 7 41 5 7211 2 6 91 4 2322 H 22 121 321 )( = 322 0 1 ，安全。 2 6 92 安全 - 11 - 蝸輪軸的設(shè)計及校核 速、轉(zhuǎn)矩 : m 蝸輪分度圓直徑： 498525T N m - 12 - 圓周力： 2徑向力： a a F t 按 3220d 初步估算，選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。 有表 1510A ， 于是得 3220d = 由軸直徑 d 100開有一個鍵槽，故使軸徑增大 5%， 即： 51( 據(jù) ，查表 14 。 所以 4 9 8 5 2 53 3 2 3 5 N m 因為計算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩 ,所以 查機(jī)械設(shè)計手冊 11222 選取 00011 與軸配合的轂孔長度為半聯(lián)軸器半聯(lián)軸器的長度故取 。 （ 1）方案如下圖： 1根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑 初估軸徑后 ,可按軸上零件的安裝順序 ,從左端開始確定直徑 最小端 ,裝軸承，故該段直徑為55了設(shè)計的需要，考慮軸的軸向定位，設(shè)計 的直徑為 64為齒輪的軸向定位提供軸肩，取設(shè) - 13 - 計直徑為 116安裝蝸輪，故該段直徑為 90輪左端用套筒定位。 裝套筒和軸承，直徑和 5 -段安裝軸 承端蓋，采用氈油封，所用直徑為 50 -安裝聯(lián)軸器，故該段直徑為 48 2各軸段長度的確定 6長度為為 20為軸間的長度為 10為 140段 5段 -裝軸承端蓋，長度為 60輪寬加齒輪間隙為 75 -段的長度為小齒輪的輪轂的長度為 107 3軸上零件的周向定位 為了保證良好的對中性，蝸輪與軸選用 A 型普通平鍵聯(lián)接，鍵的型號為 25*14 槽用鍵槽銑刀加工，鍵長為 125時為了保證蝸輪與軸配合有良好的對中性，所以選擇蝸輪與輪轂的配合為67聯(lián)軸器與軸采用 A 型普通平鍵聯(lián)接，鍵的型號為鍵寬 b*鍵高 h 14*9 長為 100與軸承內(nèi)圈配合軸徑選用 H7/配合。 4軸上零件的周向定位 為保證 7211C 軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)軸承手冊的推薦，取軸肩圓角半徑為 他軸肩圓角半徑分別由具體軸徑而定。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)軸的左端倒角均為2*45，右端倒角均為 5。 8 91 0 78232 F 71 8 91 0 5 53231 F 0 5 53222 8932 H H V V 8 8 5 9 1 安全 W= M=m 332250N - 14 - 6 . 2 0 5 8 8 5 9 . 8 21 . 2 61H 22 121 321 )( = 0 1 ，安全 （ 1）危險截面： V、 同時受扭矩的作用， V 處雖然軸徑較小，但相對扭矩來說，還是校核受扭一面好些。 （ 2）截面 V 左側(cè) 抗彎截面系數(shù)： W=3 63 755 抗扭截面系數(shù)： 3d=3 555 截面 V 左側(cè)的彎矩 M=m 截面 V 上的扭矩 ： 32250N 面上的彎曲應(yīng)力： M P 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： M P 2 7 53 3 2 2 5 03 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 15得 40 ， ， 。 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) 及 按附表 3取。因 d ， D ，經(jīng)插值后可查得 ， q q =K K - 15 - ， 又由附圖 3得軸的材料的敏感系數(shù)為 q q =1+ )1( q=1+q（ T =盈配合處的k，由附表 3插值法求的，有 k= 采用磨削加工，由附圖 3 軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即 1q ，則綜合系數(shù)值為 ； 計算安全系數(shù)值： 751 222 （ 3）截面 V 右側(cè)： 抗彎截面系數(shù)： W=3 090 抗扭截面系數(shù)： 3d=3 80 090 截面 V 左側(cè)的彎矩 M=m 截面 V 左側(cè)的扭矩 ： 32250N = 3 M=m 332250N = =q ， q - 16 - 截面上的彎曲應(yīng)力： 9 0 0 2 4 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力： 5 8 0 0 0 2 43 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 15得 40 ， ， 。 截面上由于軸環(huán)而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及按設(shè)計手冊查取。由 經(jīng)插值后可查得 =的材料敏感系數(shù)： q， (1 ）（ (1 ）（ ，由附圖 3扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) 軸采用磨削加工，由附圖 3 軸表面未經(jīng)強(qiáng)化處理，即 1q ，則綜合系數(shù)值為 ； 計算安全系數(shù)值： 7 51 222 右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。 - 17 - 軸 承 的 校 核 高速軸軸承 計 算 及 說 明 結(jié) 果 徑向力： 2222 2 7211C 軸承基本額定載荷： C=本額定壽命： 接觸軸承： 3 所以 09606010366 ）（預(yù)期計算壽命： h 滿足要求 h 滿足要求 鍵 的 校 核 低速軸鍵 計 算 及 說 明 結(jié) 果 平鍵校核公式： 聯(lián)軸器處： 尺寸： m m 軸段直徑： d=48矩 T=m 軸槽深 t=以： l=006mm k= P 22k l d 10 由表 6鋼在靜載荷作用下的許用擠壓應(yīng)力 M 50120 ， 所以， p p，可以滿足使用要求 蝸輪處： 尺寸： m m 軸段直徑： d=90矩 T=m 滿足要求 - 18 - 軸槽深 t=以： l=2500mm k= P 22k l d 10 由表 6鋼在靜載荷作用下的許用擠壓應(yīng)力 M 50120 所以， p p，可以滿足使用要求 合格 高速軸鍵 計 算 及 說 明 結(jié) 果 聯(lián)軸器處： 尺寸： m 軸段直徑： d=42矩 T=m 軸槽深 t=4以： l=008mm k= P 0 由表 6鋼在靜載荷作用下的許用擠壓應(yīng)力 M 50120 所以， p p，可以滿足使用要求 第六章 . 箱體的設(shè)計 體的基本結(jié)構(gòu)設(shè)計 合格 - 19 - 參考機(jī)械設(shè)計手冊 V 5m/s，采用下置剖分式蝸桿減速器。 體的材料及制造方法：選用鑄鐵 型鑄造 。 鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系 表 6鐵減速器箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù) 名 稱 稱 號 一級齒輪減速器 計算結(jié)果 箱座壁厚 8蓋壁厚 1 座凸緣厚度 b 蓋凸緣厚度 座底凸緣厚度 腳螺釘直徑 28 地腳螺釘數(shù)目 n n =(L+B)/(200300) 4 軸承旁連接螺栓直徑 4 箱座與箱蓋連接螺栓直徑 0 連接螺栓 l 1520060 軸承端螺釘直徑 選用的軸承端蓋選用或 ( 窺視孔蓋螺釘直徑 定位銷直徑 d ( 表 2 24，20， 16 - 20 - 表 2 22,18,14 軸承旁凸臺半徑 R1 2 凸臺高度 h 根據(jù)低速軸承座外徑確定 55 箱機(jī)壁到軸承端面距離 l1 510)5 箱座底部凸緣寬度 + 510)6 蝸輪齒頂圓與內(nèi)箱壁距離 1 13 蝸輪端面與內(nèi)箱壁的距離 2 11 蝸桿箱體 軸承座孔的軸向長度 c=（ 1D， 60 箱座肋厚 m m 9 箱蓋肋厚 m1 7 軸承端蓋外徑 承座孔直徑+(55 軸承端蓋凸緣厚度 e (1 軸承旁連接螺栓距離 s 盡量靠近，以 100 表 6臺及凸緣的結(jié)構(gòu)尺寸 螺栓直徑 8 12 16 20 - 21 - 2 14 16 18 20 22 24 26 30 10 12 14 16 18 20 22 24