课程设计报告课程名称： 机械基础课程设计 系 别： 机械系 专业年级： 机械60803 姓 名： 聂群 班级学号： 20 指导教师： 郭玲蓉 一、课程设计任务书题目：设计用于带式输送机的蜗杆减速器工作条件：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限10年，小批量生产，两班制工作，运输带工作速度允许误差为5%。原始数据：运输带工作拉力F=2400N；运输带工作速度V=1.2m/s；滚筒直径D=410mm。二、传动方案的拟定与分析设计任务说明中已经给出该设计的传动方案，即一级蜗轮蜗杆传动的减速器。三、电动机的选择1、电动机类型的选择选择Y系列三相异步电动机。2、电动机功率选择（1）传动装置的总效率：=0.9920.9930.80.96=0.7304（2）电机所需的功率：电动机输出功率： kw工作机所需的功率： =3kw 所以 kw=4.11kw因载荷轻微振动，电动机即可，故3、确定电动机转速计算滚筒工作转速r/min按机械设计课程设计指导书P18表2-4推荐的传动比合理范围，取蜗轮蜗杆减速器传动比范围，则总传动比合理范围为I总=1040。故电动机转速的可选范围为：。符合这一范围的同步转速有1000、1500、和3000r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1500r/mi方案电动机型号额定动率/kw(r/min)1Y132S1-25.53000/28902Y132S1-45.51500/14403Y132M2-65.51000/9604、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S1-4。其主要性能：额定功率5.5KW；满载转速1440r/min；额定转矩2.2。四、计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比2、分配各级传动比跟据课程设计指导书P18表2-4，取蜗轮蜗杆传动比（单级减速器合理）=0.7304=4.11kw=3kw=5.5kw=54.60r/min电动机型号为Y132S1-4=26.37=26.37五、动力学参数计算1、计算各轴转速2、计算各轴的功率P0=Pd=3.65 KWP1=P01=3.650.99=3.61 KWP2=P123=3.610.990.8=3.22KWP3=P212=3.220.990.99=3.16KW3、计算各轴扭矩T0=9.55106P0/n0=9.551063.65/1440=24.21 NmT1=9.55106P1/n1=9.551063.61/1440=23.94 NmT2=9.55106P2/n2=9.551063.22/54.61=563.10 NmT3=9.55106P3/n3=9.551063.16/54.61=631.30 Nm轴名功率p/kw转矩T/N.m转速n(r/min)传动比i效率输入输出输入输出电动机轴03.6524.211440蜗杆轴13.613.5723.9423.70144010.99蜗轮轴23.223.19563.10557.4754.68300.79滚筒轴33.163.13631.30624.98754.61=1440r/min=1440r/min=54.61r/min=54.61r/minP0= 3.65 KWP1=3.61 KWP2=3.22KWP3=3.16KWT0=24.21 NmT1=23.94 NmT2=563.10 NmT3=631.30 Nm六、传动零件的设计计算蜗杆蜗轮设计计算：1、蜗杆传动类型GB/T 10085-1988.阿基米德蜗杆（ZA）2、选择蜗轮蜗杆材料及精度等级蜗杆 选40Gr，表面淬火4555HRC；由表8-7查得， 蜗轮边缘选择ZCuSn10P1。金属模铸造。从GB/T10089-1988圆柱蜗轮蜗杆精度中选择8级精度。侧隙种类为f,标注为8f GB/T 10089-1988.3、按齿面接触疲劳强度设计传动中心距：（1）、蜗杆上的转矩T2=9.55106P2/n2=9.551063.22/54.61=563100 Nmm（2）、载荷系数K：应工作时轻微振动，故查表11-5知载荷分布不均匀系数=1，=1.15，由于转速不高，冲击不大，动载系数=1.05故K=1.15*1*1.05=1.21（3）、弹性影响系数铸锡磷青铜蜗轮与钢蜗杆相配，故=160（4）、接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距a的比值=0.3，查图11-18可查得=3.1（5）、许用接触应力蜗轮材料：铸锡磷青铜ZCuSn10P1。金属模铸造。蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,表11-7知涡轮的基本许用应力=268Mpa应力循环系数：=60*1*54.61*10*300*16=寿命系数： =0.7088则=0.7088x268=189.96Mpa（6）、计算中心距a=166.854mm取中心距a=200mm,因=2，故从机械设计第八版表11-2中取模数m=6.3,蜗杆分度圆直径=63mm，这时=0.315，从机械设计第八版表11-18中可查的接触系数,因此以上计算结果可用。4、蜗杆与蜗轮的主要参数与尺寸(1)蜗杆：轴向齿距 =19.782mm直径系数 =10齿顶圆直径 75.6mm齿根圆直径 47.88mm分度圆导程角=111836 蜗杆轴向齿厚9.891mm(2)蜗轮：蜗轮齿数=53变位系数+0.246验算传动比：i= = =26.5传动比误差为%=0.5%5%,满足条件允许蜗轮分度圆直径=333.9mm蜗轮喉圆直径 349.5996mm 蜗轮齿根圆直径 321.2244mm蜗轮咽喉母圆半径=25.2112mm5、校核齿根弯曲疲劳强度：当量齿数：=56.21根据=0.246，56.21。从机械设计第八版图11-1中可查的齿形系数=2.2。螺旋角系数：=0.9192许用变应力：从机械设计第八版表11-8中查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用应力=56Mpa。寿命系数：=0.570 =56X0.570Mpa=31.92Mpa =15.907Mpa0.8因此不用重算。T2=563100 NmmK=1.21=160=3.1=268MpaN=0.7088=189.96Mpa=19.782mm1075.6mm47.88mm=1118369.891=53+0.246i=26.5333.9mm349.5996mm321.2244mm25.2112mm56.210.91920.570=31.92Mpa=15.907Mpa4.842m/s=0.8516七、轴的设计计算 输出轴的设计-蜗轮轴1、按扭矩初算轴径（1）、轴的材料的选择，确定许用应力考虑到减速器为普通中用途中小功率减速传动装置，轴主要传递蜗轮的转矩。选用45号钢，正火处理 b=600MPa b1=55MPa（2）、按扭转强度，初步估计轴的最小直径d轴伸部位安装联轴器，考虑补偿轴的可能位移，选用非金属弹性元件挠性联轴器，由转速和转矩得=1.59.5503.22/54.68=843.57Nm查表GB/T 5014-1955 HL3选弹性销柱联轴器，标准孔径d=45mm，即轴伸直径为45mm 。（3）、轴承和键采用角接触球轴承，并采用凸缘式轴承盖，实现轴承系两端单向固定，轴伸处用C型普通平键联接，实现周向固定。用A型普通平键连接蜗轮与轴。2、轴的结构设计（1）、径向尺寸的确定从轴段d1=45mm开始逐渐选取轴段直径，d2起固定作用，定位轴肩高度可在（0.070.1）d范围内， h（0.070.1）d1=（3.154.5）mm。应取d2=53mm；d3与轴承的内径相配合，为便与轴承的安装，取d3=55mm，查机械零件设计手册选定轴承型号为7011C，d4与蜗轮孔径相配合且便于蜗轮安装。按标准直径系列，取d4=56mm；d5起蜗轮轴向固定作用，由h=（0.070.1）d4=（0.070.1）56=3.935.6mm，取h=4mm，d5=64mm；d7与轴承配合，取d7=d3=55mm；d6为轴承肩，轴承轴向固定，符合轴承拆卸尺寸，查轴承手册，取d6=58mm。（2）、轴向尺寸的确定与联轴器相配合的轴段长度，L1=112mm。对蜗轮b=74mm取轴长段L4=b-(23)mm=72mm,对定位轴肩L5=1.4h=1.4X8mm=11.2mm,取整则L5=11mm。7011C型轴承其轴承宽度B=18mm，故L7=B=18mm. 其他轴段的尺寸长度与箱体等的设计有关，蜗轮端面与箱体的距离取1015mm，轴承端面与箱体内壁的距离取5mm；分箱面取5565mm，轴承盖螺钉至联轴器距离1015mm，初步估计L2=55mm，轴承环宽度为8mm，两轴承的中心的跨度为144mm，轴的总长为311mm。(3)、轴的强度校核（a） 轴的结构与装配 （b）受力简图 （c）水平面的受力和弯矩图 （d）垂直面的受力和弯矩图 （e）合成弯矩图 （f）转矩图 （g）计算弯矩图（3.1）计算蜗轮受力1）、绘出轴的计算简图（a