课程设计报告。
课程名称机械基础。
设计题目： 涡轮传动设计。
系别： 机电工程系。
专业班级： 设备应用2班。
学生姓名： 姚书星。
学号： 020***
指导老师隋冬杰。
设计时间： 2024年12月。
河南质量工程职业学院。
河南质量工程职业学院。
机械基础》课程设计任务书。
目录。一、蜗杆传动及其特点
蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，用于传递交错轴(通常σ=90) 间的运动和动力。传动中一般蜗杆是主动件， 蜗轮是从动件。蜗杆传动广泛应用于各种机器和仪器中。
蜗杆传动的优缺点。
优点：能得到很大传动比、结构。
紧凑、传动平稳和噪声小等。
缺点：传动效率低； 为了减摩耐磨，蜗轮齿圈常用青铜制造， 成本高。
表3-2四、运动参数计算：
4.1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩。
p0 = pr=4.7kw
n0=960r/min
t0=9.55 p0 / n0=4.7×103=46.7n .m
4.2蜗轮轴的输入功率、转速与转矩。
p1 = p0·η01 = 4.7×0.99×0.99×0.7×0.992 =3.19 kw
nⅰ= 27.4 r/min
t1= 9550 = 9550×= 1111.84n·m
4.3传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩。
p2 = p1·ηc·ηcy=3.19×0.99×0.99=3.13kw
n2= =27.4 r/min
t2= 9550 = 9550×= 1089.24n·m
运动和动力参数计算结果整理于下表4-1：
表4-1五、蜗轮蜗杆的传动设计：
蜗杆的材料采用45钢，表面硬度》45hrc，蜗轮材料采用zcua110fe3,砂型铸造。
以下设计参数与公式除特殊说明外均以参考由《机械设计第四版》 邱宣怀主编高等教育出版社出版 2024年第13章蜗杆传动为主要依据。
具体如表3—1：
表5—1蜗轮蜗杆的传动设计表。
六、蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计。
6.1蜗杆基本尺寸设计。
根据电动机的功率p=5.5kw，满载转速为960r/min，电动机轴径，轴伸长e=80mm
轴上键槽为10x5。
1、 初步估计蜗杆轴外伸段的直径。
d=（0.8——10）=30.4——38mm
2、 计算转矩。
tc=kt=k×9550×=1.5×9550×5.5/960=
由tc、d根据《机械零件设计课程设计》 毛振扬陈秀宁施高义编浙江大学出版社第334页表14-13可查得选用hl3号弹性柱销联轴器（38×83）。
3、 确定蜗杆轴外伸端直径为38mm。
4、 根据hl3号弹性柱销联轴器的结构尺寸确定蜗杆轴外伸端直径为38mm的长度为80mm。
5、 由参考文献《机械零件设计课程设计》 毛振扬陈秀宁施高义编浙江大学出版社的第305页表10-1可查得普通平键gb1096—90a型键10×70，蜗杆轴上的键槽宽mm，槽深为mm，联轴器上槽深，键槽长l=70mm。
6、 初步估计d=64mm。
7、 由参考文献《机械零件设计课程设计》 毛振扬陈秀宁施高义编浙江大学出版社第189页图7-19，以及蜗杆上轴承、挡油盘，轴承盖，密封圈等组合设计，蜗杆的尺寸如零件图1（蜗杆零件图）
6.2蜗轮基本尺寸表（由参考文献《机械零件设计课程设计》 毛振扬陈秀宁施高义编浙江大学出版社第96页表4-32及第190页图7-20及表5—1蜗轮蜗杆的传动设计表可计算得）
表6—1蜗轮结构及基本尺寸。
蜗轮采用装配式结构，用六角头螺栓联接（100mm）,轮芯选用灰铸铁 ht200 ，轮缘选用铸锡青铜zcusn10p1+* 单位：mm
七、蜗轮轴的尺寸设计与校核。
蜗轮轴的材料为45钢并调质，且蜗轮轴上装有滚动轴承，蜗轮，轴套，密封圈、键，轴的大致结构如图7.1：
图7.1 蜗轮轴的基本尺寸结构图。
7.1 轴的直径与长度的确定。
1.初步估算轴的最小直径（外伸段的直径）
经计算d6>51.7>100mm
又因轴上有键槽所以d6增大3%，则d6=67mm
计算转矩 tc=kt=k×9550×=1.5×9550×3.19/27.4=<2000
所以蜗轮轴与传动滚筒之间选用hl5弹性柱销联轴器65×142，因此=65m m
2.由参考文献《机械零件设计课程设计》 毛振扬陈秀宁施高义编浙江大学出版社的第305页表10-1可查得普通平键gb1096—90a型键20×110，普通平键gb1096—90a型键20×70，联轴器上键槽深度，蜗轮轴键槽深度，宽度为由参考文献《机械设计基础》（下册） 张莹主编机械工业出版社 2024年的第316页—321页计算得：如下表：
7.2轴的校核。
7.2.1轴的受力分析图。
图7.1x-y平面受力分析。
图7.2x-z平面受力图：
图7.3水平面弯矩
图7.4垂直面弯矩714000图7.5
合成弯矩。
图7.6当量弯矩t与at
t=1111840nmm
at=655985.6nmm
图7.77.2.2轴的校核计算如表5.1
轴材料为45钢。
表7.1轴的结果设计采用阶梯状，阶梯之间有圆弧过度，减少应力集中，具体尺寸和要求见零件图2（蜗轮中间轴）。
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