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1、目錄一 、傳動(dòng)方案的擬定2二 、電動(dòng)機(jī)的選擇和傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2(一) 選擇電機(jī)2(二) 計(jì)算傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比4(三) 計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)4三 、傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算5(一) 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)5四 、軸及其上零件校核計(jì)算8(一) 蝸桿軸的設(shè)計(jì)8(二) 蝸輪軸的設(shè)計(jì)10五 、潤(rùn)滑與密封16六 、減速器的附件、零件附表及結(jié)構(gòu)尺寸17七 、參考文獻(xiàn)19一、 傳動(dòng)方案的擬定 根據(jù)任務(wù)書要求，采用一級(jí)蝸輪蝸桿減速器，傳動(dòng)方案如下圖所示：二、 電動(dòng)機(jī)的選擇和傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力參數(shù)計(jì)算(一) 選擇電機(jī)1. 選擇電機(jī)類型按工作要求和工作條件選擇YB系列三相鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)為全封

2、閉式自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。2. 選擇電機(jī)的容量工作機(jī)的有效功率為從電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)輸送帶間的總效率為式中：-聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率；-軸承的傳動(dòng)效率；-蝸桿的傳動(dòng)效率；-卷筒的傳動(dòng)效率。由文獻(xiàn)1表9.1可知，則所以電動(dòng)機(jī)所需的工作功率為3. 確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速工作機(jī)卷筒的轉(zhuǎn)速為由于蝸桿的頭數(shù)越大，效率越低，蝸桿頭數(shù)不宜過大，故選取蝸桿的頭數(shù)Z1=2。由文獻(xiàn)1表9.2選取 。所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速可選的范圍為符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速為1000r/min和1500r/min。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、質(zhì)量及價(jià)格等因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動(dòng)機(jī)。根據(jù)電動(dòng)機(jī)的類型2

3、的型號(hào)為Y112M-6，其主要性能如表1.1所示，電動(dòng)機(jī)的主要外形尺寸和安裝尺寸如表1.2所示。 表1.1Y112M-6型電動(dòng)機(jī)的主要性能電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率/kW滿載轉(zhuǎn)速/(r/min)Y112M-62.29402.02.0表1.2電動(dòng)機(jī)的主要外形和安裝尺寸（單位mm）中心高H外形尺寸L1（AC/2+AD）HD底腳安裝尺寸AB底腳螺栓直徑K軸伸尺寸DE鍵連接部分尺寸FGD112400（115+90）26519014012286087(二) 計(jì)算傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比1. 總傳動(dòng)比(三) 計(jì)算傳動(dòng)裝置各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)1. 各軸的轉(zhuǎn)速I軸 軸卷筒軸2. 各軸的輸入功率軸軸卷筒軸3. 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電

4、動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩Td為軸軸卷筒軸將上述計(jì)算結(jié)果匯總于表1.3，以備查用。表1.3傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名功率P/kW轉(zhuǎn)矩T/()轉(zhuǎn)速n/(r/min)傳動(dòng)比i效率 電機(jī)軸2.202.2410494010.99軸2.182.210494014.920.766軸1.672.531056310.97卷筒軸1.622.4610563三、 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算(一) 蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)1. 選擇材料及熱處理方式由于輸入功率不太大，轉(zhuǎn)速也不是很高，蝸桿材料選用45鋼，表面淬火，齒面硬度4550HRC。蝸輪材料，選擇蝸輪的材料為鋁鐵青銅。2. 選擇蝸桿頭數(shù) 和蝸輪齒數(shù) 由傳動(dòng)比等于14.92，查表，取，則3.

5、按齒面接觸疲勞強(qiáng)度確定模數(shù)m和蝸桿分度圓直徑 確定蝸輪上扭矩 確定載荷系數(shù) 載荷輕沖，查表取K為1.2。 確定許用接觸應(yīng)力 根據(jù)初估蝸桿副的滑動(dòng)速度，其中n1為蝸桿轉(zhuǎn)速，T2為蝸輪轉(zhuǎn)矩，則，查參考文獻(xiàn)2表7.5，取 。 確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑 由文獻(xiàn)2表7.1，選取 。4. 計(jì)算傳動(dòng)中心距 蝸輪分度圓直徑 。 中心距 。5. 驗(yàn)算蝸輪圓周速度 ，相對(duì)滑動(dòng)速度 及傳動(dòng)效率 所以 ，與初估值相符，因此材料及許用接觸應(yīng)力選取合適。由 ，查2表7.7，取當(dāng)量摩擦角 ，所以傳動(dòng)總效率 ，與初估值相符。6. 蝸輪和蝸桿的主要幾何尺寸表1.4計(jì)算蝸桿和的蝸輪的主要幾何尺寸蝸桿參數(shù)蝸輪參數(shù)名稱符號(hào)數(shù)值名稱符

6、號(hào)數(shù)值齒頂高6.3齒頂高6.3齒根高7.56齒根高756全齒高13.86全齒高13.86分度圓直徑63分度圓直徑189齒頂圓直徑75.6喉圓直徑201.6齒根圓直徑47.88齒根圓直徑174.88蝸桿分度圓導(dǎo)程角蝸輪分度圓螺旋角傳動(dòng)中心距126蝸桿齒向齒距19.79蝸輪外圓直徑208蝸桿導(dǎo)程39.58蝸輪齒寬56蝸桿螺旋部分長(zhǎng)度82齒根圓弧面半徑39.06齒頂圓弧面半徑25.2齒寬角蝸輪輪轂寬L1907. 熱平衡計(jì)算所需的散熱面積 為 式中，t許用油溫，??；t周圍空氣溫度，?。簧嵯禂?shù)，假設(shè)通風(fēng)良好，??；傳遞總效率，已求。則即，至少需要的散熱面積。經(jīng)過設(shè)計(jì)后，機(jī)體的實(shí)際散熱面積計(jì)算如下：下箱體

7、外表面積 ,上箱體外表面積 ，底座表面積 ，凸緣表面積 ，總表面積 ，所需散熱片的面積 下箱體每片散熱片的面積 ，上箱體每片散熱片的面積 上箱體可取散熱片16片，下箱體約12片，從而滿足散熱要求。8. 選取精度等級(jí)和側(cè)隙種類 因?yàn)槭且话銈鲃?dòng)，且 ，故取8級(jí)精度，側(cè)隙種類代號(hào)為C，即傳動(dòng)8C GB/T 10089-1988。9. 蝸桿和蝸輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制蝸輪和蝸桿的零件工作圖（略）四、 軸的校核計(jì)算(一) 蝸桿軸的設(shè)計(jì)1. 軸的材料選擇 因傳遞功率不大，并對(duì)質(zhì)量及結(jié)構(gòu)尺寸無特殊要求，考慮到經(jīng)濟(jì)性選用常用材料45#鋼，調(diào)質(zhì)處理。2. 初算軸徑對(duì)于轉(zhuǎn)軸，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑，由參考文獻(xiàn)2查表9.4

8、得C=106118，考慮到軸端彎矩比轉(zhuǎn)矩小，取C=106，則考慮到鍵槽的影響，將計(jì)算值增大 ，則 3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 1）軸承部件的結(jié)構(gòu)形式蝸桿減速器的中心距 ，且為了方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體采用剖分式結(jié)構(gòu)。因傳遞功率小，故軸承的固定方式可采用兩端固定方式。可按軸上零件的安裝順序，從 處開始設(shè)計(jì)。蝸桿軸的示意圖如下：2）聯(lián)軸器及軸段1根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件擬選用 LH 型彈性柱銷聯(lián)軸器（GB/T 5014-2003）。所選電機(jī)為Y112M-6，電機(jī)軸軸徑D=28mm，計(jì)算轉(zhuǎn)矩，由公式 ，查表取， ，則。有參考文獻(xiàn)1查表13.1 得，選擇LX型彈性柱銷聯(lián)軸器LH2 GB/T 5014-200

9、3。聯(lián)軸器主動(dòng)端軸孔直徑28mm，Z 型軸孔，A 型鍵；從動(dòng)端軸孔直徑28mm，Y 型軸孔，A 型鍵。相應(yīng)地，取軸段 1直徑 ，軸段1 的長(zhǎng)度應(yīng)比聯(lián)軸器軸孔長(zhǎng)度略段，則軸段1的長(zhǎng)度為 。聯(lián)軸器周向連接采用 A型普通平鍵連接，87GB/T 1096 2003。3）密封圈與軸段2。在確定軸段2的直徑時(shí)，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的固定和密封圈的尺寸,相應(yīng)的軸段唇形密封圈尺寸確定。4）軸承與軸段3及軸段7蝸桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)有軸向力，但數(shù)值不是很大，暫取軸承型號(hào)為 7208C，由參考文獻(xiàn)1表12.4確定軸承內(nèi)徑、外徑及軸肩定位直徑，因此，由軸承長(zhǎng)度確定 。5）軸段4和軸段6軸段4和軸段6用于軸向固定擋油板，因此初選軸徑。6

10、）軸段5軸段5為蝸桿有旋線部分，其頂圓直徑為75.6mm，分度圓直徑為63mm，齒根圓直徑為47.88mm，旋合長(zhǎng)度。7）各軸段長(zhǎng)度根據(jù)所畫草圖確定各軸段的長(zhǎng)度： (二) 蝸輪軸的設(shè)計(jì)1. 選擇軸的材料因?yàn)閭鬟f功率不大，并對(duì)質(zhì)量及結(jié)構(gòu)無特殊要求，故選用常用材料45 鋼，調(diào)制處理。2. 初算軸徑對(duì)于轉(zhuǎn)軸，按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度初算軸徑，由參考文獻(xiàn)2查表9.4 得C=106118，考慮到軸端彎矩較大，取C=118，則考慮到鍵槽的影響，將計(jì)算值增大 ，則3. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1）軸承部件的結(jié)構(gòu)形式為方便軸承部件的裝拆，減速器的機(jī)體采用剖分式結(jié)構(gòu)。因傳遞功率小，故軸承的固定方式可采用兩端固定方式。然后，可按軸上零件的安裝

11、順序，從 處開始設(shè)計(jì)。軸的結(jié)構(gòu)示意圖如下：2）聯(lián)軸器及軸段1根據(jù)傳動(dòng)裝置的工作條件擬選用剛性聯(lián)軸器（GB/T 5843 -2003）。由參考文獻(xiàn)1查表13.1 得，選擇凸緣聯(lián)軸器GY6 GB/T 5843-2003，聯(lián)軸器主動(dòng)端軸孔直徑35mm，Z 型軸孔，A 型鍵；從動(dòng)端軸孔直徑38mm，J1 型軸孔。取軸段 1直徑 ，軸段1的長(zhǎng)度比聯(lián)軸器軸孔長(zhǎng)度略段，則軸段1的長(zhǎng)度為。聯(lián)軸器周向連接采用A型普通平鍵連接，108 GB/T 1096 2003。3）密封圈與軸段 2在確定軸段 2的直徑時(shí)，應(yīng)考慮聯(lián)軸器的固定和密封圈的尺寸，軸段2采用毛氈圈密封，查毛氈圈尺寸確定。4）軸承與軸段3及軸段 6蝸桿轉(zhuǎn)

12、動(dòng)時(shí)有軸向力，但不是很大，暫取軸承型號(hào)為 7210C，由參考文獻(xiàn)1表12.4確定軸承內(nèi)徑、外徑及軸肩定位直徑，因此。軸段3 和軸段6 需要加甩油環(huán)，以防潤(rùn)滑脂被油沖刷掉。5）軸段4和軸環(huán)5軸段4和軸環(huán)用于軸向固定甩油環(huán)，因此初選軸徑。由輪轂寬L1=90mm，可取 。軸環(huán)5用于固定蝸輪和擋油板，取。軸段4上的蝸輪通過A型平鍵連接，1610GB/T 1096 2003。6）軸段長(zhǎng)度根據(jù)所畫草圖確定各軸段的長(zhǎng)度：4. 軸的受力分析1） 畫軸的受力簡(jiǎn)圖受力簡(jiǎn)圖如下，其中L1=120.4mm，L2=L3=63.6mm。2）計(jì)算支反力 在水平面上 在豎直面上左端軸承的總支承反力 右端軸承的總支承反力3）畫

13、彎矩圖在水平面上 在垂直平面上a-a 剖面左側(cè) a-a 剖面右側(cè)合成彎矩a-a 剖面左側(cè) a-a 剖面右側(cè)4）畫轉(zhuǎn)矩圖 5）當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量彎矩表達(dá)式為 ，對(duì)于脈動(dòng)循環(huán)，應(yīng)力校正系數(shù)取0.6，則a點(diǎn)處 。軸的內(nèi)力圖如下：5. 校核軸的強(qiáng)度a-a剖面左側(cè)當(dāng)量彎矩大，取其截面作為危險(xiǎn)截面。查2，取軸的許用彎曲應(yīng)力為 。 ，故軸的強(qiáng)度滿足要求。6. 軸承基本額定壽命計(jì)算軸承選用7210C，查1表12.2知，基本額定動(dòng)載荷 ，基本額定靜載荷 。1）計(jì)算軸承的軸向力。受力分析圖如下：由軸向力公式 得：軸承1,2的內(nèi)部軸向力分別為 ,因此軸承1被壓緊，軸承2放松，故兩軸承軸向力為 。比較兩軸承的受力，因 ，

14、故只需校核軸承1的壽命。2) 計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷。因 ，查2表知e=0.42。 ，故取 。載荷輕沖，取載荷系數(shù) ，則當(dāng)量動(dòng)載荷為 3) 校核軸承壽命。軸承在120 以下工作，取溫度系數(shù) 。則軸承1 的壽命為 。減速器工作最短工作年限為5年1班，則，由于 ，故軸承滿足壽命要求。7. 校核鍵的強(qiáng)度1）聯(lián)軸器處聯(lián)軸器周向連接采用A型普通平鍵連接，108 GB /T 10962003，鍵長(zhǎng)50mm。聯(lián)軸器處鍵連接的擠壓應(yīng)力，由于鍵、軸、聯(lián)軸器材料均為鋼，查得許用擠壓應(yīng)力 ，所以 ，故強(qiáng)度足夠。2）蝸輪處蝸輪處周向連接采用A型普通平鍵連接，1610 GB /T 10962003，鍵長(zhǎng)80mm。蝸輪處鍵連接的

15、擠壓應(yīng)力，由于鍵、軸、蝸輪輪轂材料均為鋼，查表得許用擠壓應(yīng)力為 ， ，故強(qiáng)度足夠。五、 潤(rùn)滑與密封1. 蝸輪蝸桿潤(rùn)滑嚙合件采用油潤(rùn)滑，采用L-CKE220 蝸輪蝸桿油。裝油深度80 90mm。2. 軸承潤(rùn)滑蝸桿軸上的軸承7208C采用油潤(rùn)滑，牌號(hào)為L(zhǎng)-AN100；蝸輪軸上的軸承7210C采用脂潤(rùn)滑，牌號(hào)為ZN-3，潤(rùn)滑脂填充不超過軸承空間的，每半年填充一次 。3. 密封蝸桿軸透蓋采用唇形密封圈B 32 45 8 GB/T 1387.1-1992密封，防止油液濺出；渦輪軸透蓋采用毛氈圈45 FZ/T 92010-1991密封。六、 減速器的附件、零件附表及結(jié)構(gòu)尺寸1. 窺視孔和窺視孔蓋窺視孔設(shè)置

16、在減速器機(jī)體的上部，可以看到所有傳動(dòng)件嚙合的位置，以便檢查齒面接觸斑點(diǎn)和齒側(cè)間隙，檢查齒輪的失效情況和潤(rùn)滑情況。平時(shí)窺視孔用蓋板蓋住，用螺釘緊固。蓋板加防滲漏的墊片。窺視孔的大小至少應(yīng)能伸進(jìn)手去，以便操作。按照機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的表14.7選擇窺視孔的參數(shù)如下表（單位mm）ABA1B1CC1C2R螺釘尺寸螺釘數(shù)目90601209010570755M161562. 放油孔及放油螺栓在機(jī)體底部油池最低位置開設(shè)放油孔。平時(shí)，放油孔用放油螺栓和防漏墊圈堵嚴(yán)。為了加工方便，放油孔處的機(jī)體外壁有加工凸臺(tái)，經(jīng)機(jī)械加工成為放油螺栓頭部的支承面，并加封油墊圈以免漏油，封油墊圈可用石棉橡膠板制成。放油螺塞帶有細(xì)牙螺

17、紋。放油螺栓的設(shè)計(jì)按照機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的表14.14選取的螺栓及油圈參數(shù)如下表（單位mm）螺紋dDD1SLhabD0H材料M121.25221513241232222皮封油圈-工業(yè)皮革螺塞-Q2353. 油標(biāo)的設(shè)計(jì) 考慮到減速器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單原則，選用桿式油標(biāo)，其油標(biāo)孔直接在減速器箱體上鑄出，按照機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)的表14.13選取油標(biāo)的參數(shù)如下表(單位mm)dd1d2d3habcDD1M12412628106420164. 通氣器在機(jī)蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器，使機(jī)體內(nèi)的熱漲氣體自由溢出，達(dá)到機(jī)體內(nèi)外的氣壓平衡，可提高密封的性能。由于是清潔環(huán)境，因此選用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的通氣螺塞。5. 吊耳為了裝拆和搬

18、運(yùn)，應(yīng)在機(jī)蓋上設(shè)置吊環(huán)螺釘或吊耳，基座上設(shè)置吊鉤，在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤或吊耳。6. 定位銷在連接凸緣上配有兩個(gè)定位銷。定位銷可保證機(jī)蓋的每次裝配都使軸承座孔始終保持制造加工時(shí)的位置精度。采用圓錐銷GB/T 119.1 8 M835,在凸緣上不對(duì)稱放置兩個(gè)定位銷。7. 啟蓋螺釘為了便于拆下機(jī)蓋，在機(jī)蓋的凸緣上裝有1個(gè)啟蓋螺釘。在啟蓋時(shí)。擰動(dòng)此螺釘可將機(jī)蓋頂起。啟蓋螺釘取M1025，頭部大倒角。8. 標(biāo)準(zhǔn)件列表（見A0圖紙標(biāo)題欄）9. 機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸表名稱符號(hào)尺寸機(jī)座壁厚8機(jī)蓋壁厚8機(jī)座凸緣厚度12機(jī)蓋凸緣厚度12機(jī)座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑M16地腳螺釘數(shù)目4軸承旁連接螺栓直徑M12機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑M8連接螺栓間距100軸承端蓋螺釘直徑M8窺視孔蓋螺釘直徑M6定位銷直徑M8大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離10齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離8蝸桿處軸承端蓋外徑122蝸輪處軸承端蓋外徑132軸承端蓋凸緣厚度10七、 參考文獻(xiàn)1 張鋒，宋寶玉. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì).高等教育出版社，2009.2宋寶玉.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社.2006.9.3 吳宗澤，宋寶玉. 機(jī)械設(shè)計(jì)大作業(yè)指導(dǎo)書.高等教育出版社，2006.