机械设计课程设计任务书,蜗轮-齿轮二级减速.doc

设计任务书 设计题目： 加热炉装料机设计 设计背景： 题目简述：该机器用于向加热炉内运送燃料。装料机由电机驱动，通过传动装 置使装料机推杆做往复运动，将物料送入加热炉内。 使用状况：室内工作，需要5台；动力源为三相交流电380/220V，电机单向转动，载荷较平稳，转速误差4%；使用期限为10年，每年工作300天，每天工作16小时；检修期为三年大修。 生产状况：中等规模机械厂，可加工7、8级精度齿轮、蜗轮。 设计参数： 推杆行程200mm；电机所需功率3.4kW；推杆工作周期2.7s。 设计任务： 设计总体传动方案，画总体机构简图，完成总体方案论证报告。 设计主要传动装置，完成主要传动装置的装配图（A0）。 设计主要零件，完成两张零件工作图（A3）。 编写设计说明书。 传动方案的拟定 根据设计任务书，该传动方案的设计分成减速器和工作机两部分： 减速器采用蜗轮-齿轮二级减速器，以实现在满足较大传动比的同时拥有较高的效率，和比较紧凑的结构，同时封闭的结构有利于在粉尘较大的环境下工作。蜗杆传动布置在高速级，有利于啮合处油膜的形成，齿轮传动布置在低速级，可适当降低制造精度，降低成本。 图2.1 工作机采用如下图所示六杆机构。机构工作原理：原动件1由减速器输出轴3驱动旋转，同时带动杆2，杆2通过铰接处牵动杆3从而带动杆4，进而推动滑块完成往复运动。且六杆机构的急回特性可以使滑块以较高的效率完成送料任务。 图2.2 电动机的选择 类型和结构形式的选择： 按工作条件和要求，选用一般用途的Y系列三相异步卧式电动机，封闭结构。 已知电动机所需功率。推杆工作周期T=2.7s． 确定电动机转速 工作机转速； 齿轮传动比范围；蜗杆传动比范围 电动机转速范围 在相关手册中查阅符合这一转速范围的电机，综合考虑总传动比，结构尺寸及成本，选择堵转转矩和最大转矩较大的Y11-2M-4型电机。 结论：电动机型号定为Y11-2M-4，其技术数据如下表： 同步转速 r/min 满载转速 r/min 额定功率 kW 1550 1440 4.0 传动系统的运动和动力参数 计算总传动比： 分配减速器的各级传动比： 在蜗杆传动比范围内取，故齿轮传动比，符合齿轮传动比的推荐值范围 计算传动装置的运动和动力参数 计算各轴转速 电机轴： 1轴： 2轴： 3轴： 计算各轴输入功率 3轴： 2轴： 1轴： ==4.42/0.99=4.465KW 计算各轴输入转矩 电动机输出转矩 1轴： 2轴： 3轴： 将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表： 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 电机轴 3.4 29.61 1440 1 0.99 1轴 4.42 29.31 1440 20 0.792 2轴 3.5 464.27 72 3.24 0.97 3轴 3.4 1459.4 22.22 传动零件的设计计算 齿轮设计 斜齿轮啮合好，且可以抵销一部分蜗杆轴向力，降低轴承轴向负荷，故选用斜齿轮，批量较小，小齿轮用40Cr，调质处理，硬度241HB～286HB，平均取260HB，大齿轮用45钢，调质处理，硬度为229HB～286HB，平均取240HB。计算步骤如下： 计算项目 计算内容 计算结果 （1）初步计算 转矩 齿宽系数 由表9.3-11查取 接触疲劳极限 由图9.3-22b 初步计算需用接触应力 值 由表B1，估计取， 动载荷系数 初步计算小齿轮直径 取 初步齿宽 （2）校核计算 圆周速度 精度等级 由表9.3-1选择 8级精度 =齿数、模数和螺旋角 取 一般与应取为互质数 取， 传动比误差为2.47% =385.28mm 由表9.3-4取 使用系数 由表9.3-6原动机均匀平稳，工作机有中等冲击 动载系数 由图9.3-6 齿间载荷分配系数 先求 由表9.3-7，非硬齿面斜齿轮，精度等级 8级 齿向载荷分布系数 区域系数 由图.3-17查出 弹性系数 由表9.3-11查出 重合度系数 由表9.3-5 由于无变位，端面啮合角 螺旋角系数 许用接触应力 由表9.3-14取最小安全系数 总工作时间 应力循环次数 （单向运转取） 接触寿命系数由图9.3-23查出 齿面工作硬化系数 接触强度尺寸系数由表9.3-15安调质钢查 润滑油膜影响系数取为 验算 合格 （3）确定主要传动尺寸 中心距 取整