机械设计课程设计。
设计计算说明书。
设计题目： 蜗轮减速器
班级： 设计者。
指导教师：
完成日期： 2023年10月日。
工业制造学院。
机械设计】课程设计任务书。
机械设计课程设计。
减速器输入功率1.35kw，减速器输出转速37.5r/min
认真研究设计任务书，明确设计要求和工作条件，通过看实物，模型，录像级减速器拆装实验等来了解设计对象，复习课程有关内容，熟悉有关零部件的设计方法和步骤，准备好设计需要的图书，资料和用具，拟定设计计划等。
确定传动装置的传动方案：一级蜗杆减速器；
选定电动机的类型和型号：
按工作要求和工作条件选用y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380v；
工作机的有效公率：pw=1.35kw；
从电动机到工作机间的总功率：η总=η1×η2×η3×η4；由表9.1取：
弹性联轴器传动效率：η1=0.995；
刚性联轴器传动效率：η2=0.995；
轴承传动效率：η3=0.98；
双头蜗杆传动效率：η4=0.8；
则η总=0.995×0.98×0.8=0.776
所以电动机所需工作功率为：p=1.35／η总=1.71kw；
按表9.1推荐的传动比合理范围，一级蜗杆减速器传动比i=10~40，而工作机转速n=36.5r∕min ；
所以电动机转速的可选范围为：nd=i×n=（10~40）×37.5=（375~1500）r∕min；
综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量及**等因素，由机械设计课程设计指导书表14.1选定电动机型号为y112m-6。
其主要性能如下表：
电动机的主要安装尺寸和外形尺寸如下表：
计算传动装置的运动和动力参数（确定总的传动比，计算各轴的功率，转速和转矩）；
总的传动比：i=940∕37.5=25.07；
各轴的转速：输入轴 nⅰ=940r∕min；
输出轴 nⅱ=37.5r∕min；
各轴的输入功率：输入轴 pⅰ=1.35∕(0.995×0.98×0.8)=1.73kw;
输出轴pⅱ=1.35∕(0.995×0.98)=1.38kw;
各轴的输入转矩：电动机的输出转矩：td=9.55×106×p∕n=1.77×104n·mm；
输入轴的输入转矩tⅰ=td×0.995=1.76×104n·mm；
输出轴的输入转矩tⅱ=tⅰ×0.98×0.8×i=3.53×105n·mm；
根据gb∕t 10085-1998的推荐，采用渐开线蜗杆（zi）；
考虑到蜗杆传动功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆旋齿面要求淬火，硬度45~55hrc。蜗轮用铸锡磷青铜zcusn10p1，金属模铸造。为了节约贵重金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁ht100制造。
根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。则传动中心距：
a≧√kt2(ze×zρ／[h])
确定作用在蜗轮上的转矩。
按zi=2，估取效率η=0.8，则。
t2=3.53×105n·mm；
确定载荷系数k
因为工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数kβ=1；由机械设计教科书表11-5选取使用系数ka=1.15,；由于转速不高，冲击不大，可取kv=1.05；则。
k=ka×kβ×kv=1.15×1×1.05=1.21
确定弹性影响系数ze
因选用的是铸锡磷青铜与钢蜗轮相配，故ze=160mpa；
确定接触系数zρ
先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距a的比值为0.3，从机械设计教科书图11-18中科查得zρ=3.1.
确定许用接触应力[σh]
根据蜗轮材料为蜗轮用铸锡磷青铜zcusn10p1，金属模铸造，蜗杆螺旋面硬度＞45hrc,可从机械设计教科书表11-7中查得蜗轮的基本许用应力[σh]’=268mpa；
应力循环次数 n=60×1×37.5×43800=9.855×107
寿命系数khn=8√(107／5.256×107)=0.7513
则[σh]=0.7513×268mpa=201.34mpa
计算中心距 a≧√kt2 (ze×zρ／[h])=137.369mm；
取中心距a=200，因i=25.07，故从机械设计教课书表11-2中取模数m=6.3，蜗杆分度圆直径d1=63mm，这是d1／a=0.
315，从机械设计教科书图11-18可查得zρ'=3.07，则zρ'＜zρ，因此以上计算结果可用。
蜗杆。轴向齿距pa=19.792，直径系数q=10，齿顶圆直径da1=75.
6mm，齿根圆直径df1=47.88mm，分度圆导程角γ=11.31；蜗杆轴向齿厚sa=9.
896mm.
蜗轮。蜗轮齿数z2=53，变位系x2=+0.2460；
验算传动比 i=z2／z1=53／2=26.5，这时传动比误差为（26.5﹣25.07）／25.07=5.7%，是允许的。
蜗轮分度圆直径d2=mz2=6.3×53=333.9mm;
蜗轮喉圆直径da2=349.6mm；
蜗轮齿根圆直径df2=321.9mm；
蜗轮咽喉母圆直径rg2=a﹣da2／2=25.2mm；
σf =（1.53kt2／d1d2m）yfa2×yβ≦[f]
当量齿数zv2=z2／cos3γ=53／cos311.31=53.07
根据x2=+0.2460，zv2=53.07，从机械设计教科书图11-19中查得yfa2=2.87。
螺旋角系数 yβ=1—11.31／140=0.9192
许用弯曲应力[σf]=[f]'×kfn
从机械设计教科书表11-8中查得由zcusn10p1制造的蜗轮基本许用弯曲应力[σf]'=56mpa
寿命系数kfn=9√106／9.855×107=0.644
f]=56×0.6mpa=33.626mpa
f =（1.53kt2／d1d2m）yfa2×yβ=13.001mpa
弯曲强度是满足的。
0.95~0.96）tanγ／tan(γ+v)
已知γ=11.31；φv=arctantfv；fv与相对滑动速度vs有关。
vs=πn1d1／60×1000cosγ=3.162m／s
从机械设计教科书表11-18中插值法查得fv=0.0276，φv=134'；则。
代入式中η=0.8322，大于原估计值，因此不用重算。
考虑到所设计的蜗杆传动式动力传动，属于通用机械减速器，从gb-t10089-1998圆柱蜗杆，蜗轮精度中选择8级精度，侧隙种类为f，标注为8f gb-t10089-1998。
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