1、課程設計（論文）題 目： 機械設計課程設計 螺旋輸送機傳動裝置 目 錄一、傳動系統方案選擇與擬定1二、電動機的選擇2三、計算總的傳送比及分配各級的傳動比43.1 計算總傳動比43.2 分配傳動裝置各級傳動比4四、傳動系統的運動和動力參數的計算44.1 已知條件44.2 各軸轉速 （r/min）44.3各軸功率 （kw）44.4各軸的轉矩 （n.mm）5五、內傳動零件的設計計算55.1選擇蝸桿傳動的類型55.2 選擇材料55.3 按齒面接觸疲勞強度進行設計65.4 蝸桿與蝸輪的主要參數和幾何尺寸75.5 校核齒根彎曲疲勞強度85.6 效率驗算95.7 精度等級公差和表面粗糙度的確定9六、外傳動設

2、計96.1材料選擇96.2按齒面接觸強度計算設計96.3計算各參數106.4按齒根彎曲強度計算設計126.5幾何尺寸計算136.6轉速誤差驗算14七、軸的設計計算147.1蝸桿軸147.2蝸輪軸167.3圓柱齒輪軸18八、軸的校核20 8.1蝸桿軸校核208.2蝸輪軸的校核25九、滾動軸承的選擇及校核計算319.1蝸桿軸上的軸承的選擇和壽命計算319.2蝸輪軸上軸承的選擇計算329.3,圓柱齒輪軸軸承的選擇計算33十、鍵連接的選擇及校核計算3410.1輸入軸與電動機軸采用平鍵連接3410.2輸出軸與懸臂齒輪連接采用平鍵連接3410.3輸出軸與蝸輪連接用平鍵連接3510.4圓柱大齒輪與軸聯接選用

3、a型平鍵35十一、聯軸器的選擇計算3511.1與電機輸出軸配合的聯軸器3611.2與二級齒輪降速齒輪軸配合的聯軸器36十二、潤滑和密封說明3712.1潤滑說明3712.2密封說明37十三、拆裝和調整的說明37十四、減速箱體的附件說明38十五、設計小結40十六、參考文獻41設計任務書設計螺旋輸送機傳動裝置原始數據： 參 數 題 號12345678910工作機軸上的功率0.680.70.650.80.91.21.51.72.03.2工作機軸上的轉速1111.51113152025283536已知條件：1. 螺旋筒軸上的功率：；2. 螺旋筒軸上的轉速：3.工作情況：三班制，單向連續運轉，載荷較平穩；

4、4.使用折舊期：10年；5.工作環境：室外，灰塵較大，環境最高溫度35；6.動力來源：電力，三相交流，電壓380v/220v；7.檢修間隔期：三年一大修，兩年一中修，半年一小修；8.制造條件及生產批量：一般機械廠制造，單件生產。設計工作量：1. 減速器裝配圖1張（a0或a1）；2. 零件工作圖2張；3. 說明書1份；4. 參考傳動方案：見圖19-6 計算及說明一、傳動系統方案選擇與擬定傳動方案：電動機傳動系統執行機構。初選三種傳動方案，如下： （a）蝸輪蝸桿減速器 （b）二級圓柱齒輪減速器 （c）二級圓錐齒輪減速器系統方案總體評價：方案（a）為整體布局最小,結構緊湊，傳動平穩，而且可以實現較大

5、的傳動比,箱體結構簡單，零件數相對較少，因此該裝置的使用壽命及穩定性很強。(b)方案布局適中，傳動也較平穩，但是傳動零件及箱體都太復雜既不經濟又影響裝置壽命（c）方案布局適中，但是圓錐齒輪加工較困難，特別的是大直徑，大模數的錐輪，所以一般不采用。根據設計任務書要求，原始數據：數據編號3工作機軸上的功率pw/kw0.65工作機軸的轉速n/(r/min)11最終方案選：（a）蝸輪蝸桿減速器工作條件與技術要求： 輸送機轉速允許誤差為5%；工作情況：三班制，單向連續運轉，載荷較平穩；工作年限：10年；工作環境：室外，灰塵較大，環境最高溫度35；動力來源：電力，三相交流，電壓380v/220v；檢修間隔

6、期：三年一大修，兩年一中修，半年一小修；制造條件及生產批量：一般機械廠制造，單價生產。二、電動機的選擇(1) 選擇電動機的類型和結構形式 生產單位一般用三相交流電源，如無特殊要求(如在較大范圍內平穩地調速，經常起動和反轉等)，通常都采用三相交流異步電動機。我國已制訂統一標準的y系列是一般用途的全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動機，適用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械，如金屬切削機床、風機、輸送機、攪拌機、農業機械和食品機械等。由于y系列電動機還具有較好的起動性能，因此也適用于某些對起動轉矩有較高要求的機械(如壓縮機等)。在經常起動，制動和反轉的場合，要求電動機轉動慣量小和過載能力大

7、，此時宜選用起重及冶金用的yz型或yzr型三相異步電動機。 三相交流異步電動機根據其額定功率(指連續運轉下電機發熱不超過許可溫升的最大功率，其數值標在電動機銘牌上)和滿載轉速(指負荷相當于額定功率時的電動機轉速，當負荷減小時，電機實際轉速略有升高，但不會超過同步轉速磁場轉速)的不同，具有系列型號。為適應不同的安裝需要，同一類型的電動機結構又制成若干種安裝形式。各型號電動機的技術數據(如額定功率、滿載轉速、堵轉轉矩與額定轉矩之比、最大轉矩與額定轉矩之比等)、外形及安裝尺寸可查閱產品目錄或有關機械設計手冊。 按已知的工作要求和條件，選用y型全封閉籠型三相異步電動機。(2) 選擇電動機的功率 根據已

8、知條件，工作機所需的電動機輸出功率為2kw查【2】表1得： 彈性聯軸器的傳動效率0.93 滾動軸承的傳動效率=0.97 渦輪蝸桿的傳動效率=0.81電動機至運輸帶之間總效率 = =0.6738確定電動機轉速 按照工作機轉速要求和傳動機構的合理傳動比范圍，可以推算出電動機轉速的可選范圍，即 r/min式中：工作機軸的轉速 為總傳動比 n電動機可選轉速范圍(3) 初選為同步轉速為1000r/min的電動機查【3】（p16-53）表16-1-28型號額定 功率kw電動機轉速(r/min)電動機重量(n)價格(元)同步轉速滿載轉速1y90l-61.1100091024最便宜2y90s-41.11500

9、140025次便宜綜合考慮選擇電動機型號為y90l-6,其額定功率為1.1kw，滿載轉數為910r/min 即 電動機軸伸出端直徑24mm 電動機軸伸出長度50mm三、計算總的傳送比及分配各級的傳動比3.1 計算總傳動比總傳動比 3.2 分配傳動裝置各級傳動比 初步分配為 四、傳動系統的運動和動力參數的計算4.1 已知條件 4.2 各軸轉速 （r/min）電動機軸 軸： r/min 軸： r/min 軸 、工作軸： r/min4.3各軸功率 （kw） 電動機軸 ： 軸： 軸： 軸 ： 工作軸：4.4各軸的轉矩 （n.mm） 電動機軸 ： 軸： 軸： 軸 ： 工作軸：現把減速器各軸有用數據集中如

10、下： 軸參數轉速（r/min）功率（kw）轉矩（n.mm）電動機軸9100.964710.1240軸9100.92649.7221軸44.000.7279157.9874軸11.000.6566570.0482工作軸110.6501564.405五、內傳動零件的設計計算5.1選擇蝸桿傳動的類型 根據gb/t10085-1988的推薦，采用漸開線蝸桿（zi).5.2 選擇材料考慮到蝸桿傳動功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率高些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為4555hrc。渦輪用鑄錫青銅zcusn10p1，金屬模鑄鐵h7100制造。5.3 按齒面接觸疲勞強度進行設計根

11、據閉式渦輪傳動的設計準則，先按齒面接觸疲勞強度進行設計，再校核齒根彎曲疲勞強度。傳動中心距 確定作用在蝸輪上的轉矩 查前面設計表格知 n*m確定載荷系數k 因工作載荷較穩定，故載荷分布不均勻系數；選取使用系數；由于轉速不高，沖擊不打，可取動載荷系數；則 確定彈性影響系數 因選用的是鑄錫青銅蝸輪和蝸桿相配，故確定接觸系數 先假設蝸桿分度圓至今和傳動中心距比值， 查【1】圖11-18中可查得=2.9。確定許用接觸應力 根據蝸桿材料為鑄錫磷青銅zcusn10p1,金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度45hrc，查【1】可得到蝸輪的基本許用應力的值=268mpa 應力循環次數： 壽命系數： 計算中心距 = 1

12、07.7468 取中心距a=125，因i=20.6818，查【1】表11-2中取模數m=5mm，蝸桿分度圓直徑。這時，從【1】圖11-18可查得接觸系數,因為,因此以上計算結果可用。傳動比驗證：（20.5-20.6818）/20.6818 =0.88%5% 成立。5.4 蝸桿與蝸輪的主要參數和幾何尺寸 （1）蝸桿 分度圓直徑 模數m=5mm 軸向齒距： 蝸桿頭數： 直徑系數： 齒頂園直徑： 齒根園直徑： 導程角： 軸向齒厚： 徑向間隙： （2) 蝸輪 齒數： 蝸輪分度圓直徑： 喉圓直徑： 咽喉母圓半徑 齒頂高： 齒根高： 齒根圓直徑： 端面齒距： 變位系數：5.5 校核齒根彎曲疲勞強度 當量齒

13、數 根據，得： 查【1】圖11-9得 齒形系數： 螺紋角系數：許用彎曲應力 查【1】表11-8得由zcusn10p1制造的蝸輪的基本許用彎曲應力，壽命系數： 由上述計算可得： 可以得到：s=1.5故該軸在截面右側強度也是足夠的。本設計因無大的瞬時過載及嚴重的應力循環不對稱，故可略去靜強度校核。至此軸的設計即告結束。8.3 圓柱齒輪軸校核 8.3.1已知作用在齒輪上的力 ft=3510.8889fr=1277.8591n將齒輪所受載荷簡化為集中力，并通過輪轂中截面作用于軸上，軸的支反力也簡化為集中力。fay=fby= fr /2=638.9295nfaz =fbz= ft/2=1755.4444

14、nla=lb=52mm由垂直平面受力圖和水平面受力圖求出作用于軸上的載荷 將危險截面在垂直面和水平面處：mc1=fayl/2=16612.167n.mmmc2=fazl/2=45641.5544n.mm合成彎矩將計算出的危險截面處的的值列入下表：載荷 水平面h 垂直面v支反力彎矩總彎矩 扭矩8.3.2按彎扭合成應力校核軸的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險截面c）的強度。根據上表數據，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環變應力，取，軸的計算應力 60mpa結論：按彎矩合成應力校核軸的強度足夠。九、滾動軸承的選擇及校核計算根據條件，軸承預計壽命：。9.1蝸桿軸上的軸承

15、的選擇和壽命計算（1）軸承的選擇采用圓錐滾子軸承，根據軸直徑d=35mm，選擇圓錐滾子查【3】軸承為32007x2其參數為：基本額定靜載荷基本額定動載荷極限轉速（2）壽命計算因蝸桿軸所受的軸向力向左，所以只有最左邊軸承受軸向載荷該軸承所受的徑向力約為對于圓錐滾子軸承，按【1】表13-7軸承派生軸向力，其中y=1.4 ;x=0.4當量動載荷軸承所受的徑向力約為當量動載荷所以，應用核算軸承的壽命因為是球軸承，所以取指數軸承計算壽命減速器設計壽命所以滿足壽命要求。9.2蝸輪軸上軸承的選擇計算（1）軸承的選擇選擇使圓錐滾之軸承軸承，根據軸直徑d=40mm，查【3】選用圓錐滾子軸承號為32008x2。主

16、要參數如下： 基本額定靜載荷基本額定動載荷極限轉速 （2）壽命計算因蝸輪軸所受的軸向力向左，所以只有最左邊軸承受軸向載荷該軸承所受的徑向力約為對于圓錐滾子軸承，按【1】表13-7軸承派生軸向力，其中y=1.4 ;x=0.4當量動載荷軸承所受的徑向力約為當量動載荷所以，應用核算軸承的壽命因為是球軸承，所以取指數軸承計算壽命減速器設計壽命所以滿足壽命要求。9.3,圓柱齒輪軸軸承的選擇計算（1）軸承的選擇選擇使用深溝球承軸，根據軸直徑d=60mm，查【3】選用圓錐滾子軸承號為61912.主要參數如下： 基本額定靜載荷基本額定動載荷極限轉速 （2）壽命計算由于深溝球軸承無軸向載荷根據【1】(p198)

17、式（10-3）減速器設計壽命所以滿足壽命要求。十、鍵連接的選擇及校核計算10.1輸入軸與電動機軸采用平鍵連接根據軸徑，查【1】（p106）表6-1可選用a型平鍵，得：，。即：鍵840 gb/t1096-2003鍵、軸和聯軸器的材料都是鋼，由【1】表6-2查的許用應力 ，取其平均值。鍵的工作長度：鍵與聯軸器接觸高度。由【1】式（6-1）得： 所以此鍵強度符合設計要求。10.2輸出軸與懸臂齒輪連接采用平鍵連接根據軸徑，查【1】（p106）表6-1選用a型平鍵，得：，。即：鍵1050gb/t1096-2003鍵、軸和聯軸器的材料都是鋼，由【1】表6-2查的許用應力 ，取其平均值。鍵的工作長度：鍵與聯

18、軸器接觸高度。由【1】式（6-1）得： 所以此鍵強度符合設計要求。10.3輸出軸與蝸輪連接用平鍵連接根據軸徑，查【1】（p106）表6-1選用a型平鍵，得：，即：鍵1250gb/t1096-2003鍵、軸和聯軸器的材料都是鋼，由表6-2查的許用應力 ，取其平均值。鍵的工作長度：鍵與聯軸器接觸高度。 所以此鍵強度符合設計要求。10.4圓柱大齒輪與軸聯接選用a型平鍵根據軸徑，查【1】（p106）表6-1選用a型平鍵，得：，即：鍵1250gb/t1096-2003鍵、軸和聯軸器的材料都是鋼，由【1】表6-2查的許用應力 ，取其平均值。鍵的工作長度：鍵與聯軸器接觸高度。 所以此鍵強度符合設計要求.十一

19、、聯軸器的選擇計算11.1與電機輸出軸配合的聯軸器（1）計算聯軸器的計算轉距查【1】表14-1得小轉距、電動機作原動機情況下取（2）型號選擇根據前面的計算，電機輸出軸，選擇彈性聯軸器tl4型。主要參數如下：公稱扭距（滿足要求）許用轉速 ，因此此聯軸器符合要求。軸孔直徑軸孔長度11.2與二級齒輪降速齒輪軸配合的聯軸器（1）計算聯軸器的計算轉距查【1】表14-1得小轉距、電動機作原動機情況下取（2）型號選擇根據前面的計算，蝸輪輸出軸，選擇彈性銷柱聯軸器hl9型。主要參數如下：公稱扭距 許用轉速 ，因此此聯軸器符合要求。軸孔直徑軸孔長度十二、潤滑和密封說明12.1潤滑說明蝸桿蝸輪潤滑：因為是下置式蝸

20、桿減速器，且其傳動的圓周速度，故蝸桿采用浸油潤滑，取浸油深度h=5mm；潤滑油使用50號機械潤滑油。蝸桿軸承潤滑：浸油潤滑但是浸油深度不低于滾之也不超過滾子中心，由于蝸桿的旋轉使有對軸承由沖擊則在軸承處裝有擋油環。蝸輪軸承潤滑：才有油潤滑，由于為下置式蝸桿且圓周速度小于2m/s則可采用油潤滑在底座凸緣上開油槽并安裝刮油板使蝸輪上的油流進油槽進而流進軸承潤滑。外傳動齒輪潤滑：采用脂潤滑，開式齒輪潤滑脂是由復合皂基稠化劑稠化高粘度基礎油，并加有極細的膠體分散固體潤滑劑、極壓抗磨、抗氧化、防腐蝕、防銹等添加劑而成的高粘性齒輪脂。此高粘極壓齒輪潤滑劑在高負荷下保持穩定性的潤滑膜層,設計用于要求粘附性高

21、、負荷大的齒輪傳動裝置及機械設備摩擦部位的潤滑，可增加高負荷設備的壽命，防震和減震，平滑被損壞齒輪的表面。適用溫度范圍：-5+200。有優異的極壓抗磨性能，極強的滲透穩定性和抗沖擊負荷能力；極好的粘附性、潤滑性和耐高溫性，可用于溫度較高的部位；良好的機械安定性和氧化安定性，具有較長的使用壽命；良好的抗水性、防銹性和防護性，用于受天氣和灰塵影響的摩擦表面潤滑。12.2密封說明在試運轉過程中，所有聯接面及軸伸密封處都不允許漏油。剖分面允許涂以密封膠或水玻璃，不允許使用任何墊片。軸伸處密封應涂上潤滑脂。十三、拆裝和調整的說明在安裝調整滾動軸承時，必須保證一定的軸向游隙，因為游隙大小將影響軸承的正常工

22、作。在安裝齒輪或蝸桿蝸輪后，必須保證需要的側隙及齒面接觸斑點，側隙和接觸斑點是由傳動精度確定的，可查手冊。當傳動側隙及接觸斑點不符合精度要求時，可以對齒面進行刮研、跑合或調整傳動件的嚙合位置。也可調整蝸輪軸墊片，使蝸桿軸心線通過蝸輪中間平面。十四、減速箱體的附件說明機座和箱體等零件工作能力的主要指標是剛度，箱體的一些結構尺寸，如壁厚、凸緣寬度、肋板厚度等，對機座和箱體的工作能力、材料消耗、質量和成本，均有重大影響。但是由于其形狀的不規則和應力分布的復雜性，未能進行強度和剛度的分析計算，但是可以根據經驗公式大概計算出尺寸，加上一個安全系數也可以保證箱體的剛度和強度。箱體的大小是根據內部傳動件的尺寸大小及考慮散熱、潤滑等因素后確定的。根據【2】設計箱體尺寸如下名稱符號計算公式（mm）結果（mm）箱座壁厚 12箱蓋壁厚 10箱蓋凸緣厚度 15箱座凸緣厚度 18箱座底凸緣厚度 30地腳螺釘直徑