proe 蜗轮蜗杆减速器设计 自动门传动.docVIP

湘潭大学 自动门传动装置设计 课程设计说明书 李荣华 2015/1/15 目录 1．自动门及蜗轮蜗杆传动简介 1 2. 总体方案确定 1 3. 原动机类型的选择和参数的计算 2 3.1 已知参数 2 3.1 传动比的计算： 2 3.2 电动机的选择 2 3.2 运动参数计算 3 4. 蜗杆涡轮传动强度计算 3 4.1 选择蜗杆传动类型 3 4.2 选择材料 3 4.3 按齿面接触疲劳强度设计 4 4.4 蜗杆涡轮的主要参数 5 4.5 校核齿根弯曲疲劳强度 6 4.6 验算效率 7 4.7 输出轴功率及转矩 7 4.8 主要设计结论及建模 7 5. 蜗轮轴的尺寸设计与校核 8 6.1 初步估算轴的最小直径（与联轴器连接部分的直径） 8 6.2轴的结构设计 9 6.3轴的校核计算 9 6. 减速器的润滑 11 7. 课程设计体会 11 参考文献： 12 1．自动门及蜗轮蜗杆传动简介 此次设计的是一种直线移动的自动门,采用单级蜗轮蜗杆减速器传动,通过涡轮输出轴驱动安装在门上的摩擦轮转动,带动门直线运动。 蜗轮蜗杆减速器是一种动力传动机构，且可将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机械，机械工业所用的加工机械及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等。本设计采用Pro/E及AutoCAD软件。 2. 总体方案确定 根据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线如下图1所示：电机——连轴器——蜗轮蜗杆减速器——连轴器——摩擦轮。采用蜗杆下置式结构，啮合处的冷却和润滑均较好。蜗轮在蜗轮轴上分别利用平键和套筒作周向和轴向固定，蜗杆及蜗轮轴均采用调心滚子轴承，可承受较大径向载荷和少量轴向载荷的复合作用，为防止轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘，异物侵入箱内，在轴承盖中装有密封元件。减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。 Figure 1自动门启闭传动机构布置 3. 原动机类型的选择和参数的计算 3.1 已知参数 电动机功率： 电动机转速： 大门单边长度： 启闭运行时间：= 3.1 传动比的计算： 根据已知条件，易求得摩檫轮线速度： 预设摩檫轮半径为,则涡轮输出轴的角速度为 即涡轮输出轴角速度为 蜗杆的转速（即电动机的转速），则蜗轮蜗杆的传动比为 圆整后取。 3.2 电动机的选择 根据要求及自动门的工作环境，选用Y系列封闭式笼型三相异步电动机Y90S-6，电动机额定功率为0.75w，转速910r/min，能防止灰尘、铁屑等进入电动机内及防止任何方向的溅水对电动机的影响。 3.2 运动参数计算 1）蜗杆轴的输入功率、转速与转矩 蜗杆轴的输入功率即电动机的输出功率； 蜗杆轴的转速 则蜗杆轴的转矩为 2）蜗轮轴的输入功率、转速与转矩 先大概估算蜗轮蜗杆的传动效率为，则 涡轮轴的输入功率为 涡轮轴的转速为 涡轮轴的转矩为 4. 蜗杆涡轮传动强度计算 4.1 选择蜗杆传动类型 本机构载荷较小，速度较低，精度要求不高，且力求加工简单，经济性高，故故选用阿基米德圆柱蜗杆闭式传动。 4.2 选择材料 1）蜗杆 考虑到本蜗杆传动功率不大，速度较低，故蜗杆选用45钢，因希望耐磨性好些，所以蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45~55HRC。 2）涡轮 考虑到本涡轮蜗杆传动滑动速度不高（），对效率要求较低，涡轮采用灰铸铁HT150，为防止变形，进行时效处理。 4.3 按齿面接触疲劳强度设计 由于蜗轮齿数较少（Z90），且为闭式传动，涡轮蜗杆副多因齿面胶合或点蚀而失效，因此应以齿面接触疲劳强度进行设计，而按齿根弯曲疲劳强度进行校核。齿面接触疲劳强度设计计算公式为 1）确定蜗杆头数 蜗杆头数越大，传动比就越小，但效率越高，根据本设计传动比较小及为提高效率的原因，选定蜗杆头数。 2）确定载荷系数 由于自动门启动次数较多，荷载有小冲击，故使用系数取；因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数；因涡轮圆周速度，取动载系数。则载荷系数为 3）确定弹性影响系数 铸铁涡轮与钢蜗杆配对时，取 4）确定涡轮齿数 涡轮齿数为 5）确定许用接触应力 根据涡轮材料为灰铸铁HT150，蜗杆螺旋齿面硬度大于45HRC，估算的蜗轮蜗杆滑动速度为1~2m/s，查表的蜗轮蜗杆的基本许用应力为。 6）计算的值 因，查表得模数，蜗杆分度圆直径，导程角。 7）验算滑动速度 蜗轮蜗杆相对滑动速度为 在先前估算的范围内，所以不需要重算。 4.4 蜗杆涡轮的主要参数 1）中心距 涡轮分度圆直径为 所以涡轮与蜗杆的中心距为 2）蜗杆 轴向齿距为 直径系数为 齿顶圆直径为 齿根圆直径为 蜗