哈工大机械设计课程设计
目录
一、选择电机 ....................................... 2 二、计算传动装置的传动比 ........................... 3 三、 计算传动装置各轴的运动参数与动力参数 .......... 3 四、传动零件的设计计算 ............................. 4 五、 热平衡计算 .................................... 7 六、机体的结构尺寸 ................................. 7 七、蜗轮与蜗轮轴的设计计算 ......................... 8 八、 蜗杆轴的设计 ................................. 15 九、减速器的润滑及密封条件的选择 .................. 16 十、减速器的附件设计 .............................. 17
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一、选择电机
1、选择电机类型
按工作要求和工作条件选择YB系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全封闭式自扇冷式结构，电压为380V。 2.选择电机的容量
工作机的有效功率为:
PW?Fv2100?0.65??1.365 10001000从电动机到工作机输送带间的总效率为;
????1?2?3?4
式中：
?1---联轴器的传动效率；
?2---轴承的传动效率；
?3---蜗轮的传动效率；
?4---卷筒的传动效率。
由表9.1可知，?1?0.99，?2?0.98，?3?0.75，?4?0.96，则???0.692，所以
电动机所需的工作功率为
Pd?Pw???1.365?1.974Kw 0.6922、确定电动机的转速
工作机卷筒的转速为
nw?60?1000v60?1000?0.65??50r/min
?d3.14?250由于蜗轮的齿数为28—80，故选则蜗杆的头数Z1=2。 所以电动机转速可选的范围为
nd?i??nw?(10~40)?50?500~2000r/min
符合这一范围的同步转速为500r/min，1000r/min和1500r/min。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000r/min
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的电动机。
根据电动机的类型、容量和转速，由机械设计手册选定电动机的型号为Y112M-6，其主要性能如表1.1所示，电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如表1.2所示。 表1.1
Y112M-6型电动机的主要性能
满载转速电动机型号 Y112M-6 额定功率/kW /(r/min) 2.2 表1.2
940 启动转矩 额定转矩2.0 最大转矩 额定转矩2.0 电动机的主要外形和安装尺寸（单位mm）
键连接部底脚安装尺寸A×B 190×140 底脚螺栓直径K 12 轴伸尺分尺寸 寸D×E F×GD 28×60 8×7 外形尺寸 中心高H L1×（AC/2+AD）×HD 112 400×（115+90）×265 二、计算传动装置的传动比
总传动比
i?i??nm940??18.8 nw50三、计算传动装置各轴的运动参数与动力参数
1、各轴的转速
Ⅰ轴n1?nm?940r/min Ⅱ轴n2?n1940??50r/min i18.8卷筒轴n3?n2?50r/min
2、各轴的输入功率
Ⅰ轴PKw 1?Pd?1?1.974?0.99?1.954Ⅱ轴P?2?3?1.954?0.99?0.75?1.451Kw 2?P1卷筒轴P?P2?1?2?1.451?0.99?0.99?1.422Kw 卷3、各轴的输入转矩
电动机的输出转矩Td为
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Td?9.55?106Pd1.974?9.55?106??2.01?104N?mm nm940所以：Ⅰ轴T1?Td?1?2.01?104?0.99?1.99?104N?mm Ⅱ轴T2?T1?2?3i?1.99?104?0.99?0.75?18.8?2.78?105N?mm 卷筒轴T卷?T2?1?2?2.78?105?0.99?0.99?2.72?105N?mm 将上述计算结果汇总于表1.3，以备查用。
表1.3
轴名 电机轴 Ⅰ轴 Ⅱ轴 卷筒轴 功率P/kW 1.974 1.954 1.451 1.422 传动装置的运动和动力参数 转矩T/(N?mm) 2.01×104 1.99×104 2.78×105 2.72×105 转速n/(r/min) 940 940 50 50
四、传动零件的设计计算
1．蜗轮蜗杆的材料选择
由于输入功率不太大，转速也不是很高，蜗杆材料选用45钢，整体调质，表面淬火，齿面硬度220~250HBW。对于蜗轮材料，初估蜗杆副的滑动速度vs<6m/s，故选择蜗轮的材料为铝青铜。
2、按疲劳强度设计模数
根据公式
m2d1?9KT2(ZE2)
z2[?]H式中：z2——蜗轮的齿数； T——蜗轮的转矩； zE——为弹性系数； d1——蜗杆分度圆直径；
[?]H——材料金恩许用接触应力；
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K——载荷系数。
根据减速器的工作环境及载荷情况，参考文献[1]表7.4查的使用系数KA=1.0；假设蜗轮圆周速度v2<3m/s,则动载系数Kv=1.0；因为工作平稳，故取齿向载荷分布系数Kβ=1.0，所以
K=KAKβKv=1.0×1.0×1.0=1.0
由于蜗轮的齿数在28~80之间，且考虑到减速器的尺寸，选取蜗杆头数z1=2，则蜗轮齿数
z2=z1×i=2×18.8=37.6，取为
38，故此时
i?z238??19，z12|?i19?18.8|?||?100%?1.1%?(3~5)%，即传动比符合要求。 i18.8查表得弹性模量ZE=160MPa；材料基本许用接触应力[?]H?180MPa。带入公式
中得
md12?9KT2(ZE2160)?9?1.0?2.78?105?()?1369.0mm3
z2[?]H38?180查参考文献[1]表7.1，选取模数m=5mm，蜗杆分度圆d1=63mm。 3、验算蜗轮圆周速度v2，相对滑动速度vs及传动效率?
v2??d2n260?1000?3.14?5?38?50?0.497m/s
60?1000显然v2<3m/s,与原假设相符，即K取值合适。
由tan??mz15?2，所以 ??0.159，得??9.02°
d163vs??d1n160?1000?cos??3.14?63?940?3.13m/s
60?1000?cos9.02°显然vs<6m/s，与原假设相符，取Kv值合理。
由vs=3.13m/s，查参考文献[1]表7.7，利用插值法得当量摩擦角?'=2°35’，所以
??(0.95~0.96)tan?tan9.02?(0.95~0.96)??0.749~0.758
tan(???')tan(9.02?2.35)与原来初值取值相符。
4、计算蜗轮蜗杆的主要几何尺寸
中心距a?d1?d263?190??126.5mm，取a'?130mm，则变位系数225