机械设计课程设计(蜗杆)
机械设计8涡轮蜗杆
蜗杆。
（1）单头、小导程角；（2）单头、大导程角；（3）多头、小导程角； （4）多头、大导程角；
5、为了减少蜗轮滚刀型号，有利于刀具标准化，规定 4
值。
为标准
（1）蜗轮齿数；（2）蜗轮分度圆直径；（3）蜗杆头数；（4）蜗杆 分度圆直径；
6、为了凑中心距或改变传动比，可采用变位蜗杆传动，这时 2
。
（1）仅对蜗杆进行变位；（2）仅对蜗轮进行变位；（3）同时对蜗杆、
d1为标准值
五、蜗杆直径系数q d1、m——为标准值 q d1 m ∴q为导出值,不一定为整数。d1 mq mz 1 m一定时，q↑——d1↑——蜗杆刚度↑ z1一定时， q↑——γ↓——η↓，自锁性↑ ∴ 小m蜗杆→选用大q，保证强度和刚度→适于小P
大m蜗杆→选用小q，保证效率→适于大P 六、蜗杆导程角γ
蜗杆传动类型和特点
失效形式、材料选择与结构
蜗 主要参数和几何关系 杆 传 蜗杆传动受力分析和效率 动 蜗杆传动的强度计算
蜗杆传动热平衡计算
§1 蜗杆传动类型和特点
一、特点和应用
外形类似： 螺旋与斜齿轮的传动
从中间平面剖开： 齿轮与齿条的传动
1、应用 用于传递交错轴之间的回转运动。 一般：空间垂直
tan z 1 px z 1m z 1m z 1 d 2 d1 d1 d1 q u d1
3.5 ~ 33 γ↑→η↑ γ↑↑→制造困难
γ↓→η↓
传递动力时:头数z1↑—γ↑—η↑ ∴ 采用多头蜗杆 传递运动时:保证自锁( γ≤ρ),γ↓—z1 ↓,采用单头蜗杆
P 750KW（通常＜50KW），Vs （通常＜15 m/s）。 为什么？
35 m/s
机械设计课程设计一级蜗轮蜗杆减速器设计(全套图纸)
机械设计课程设计设计说明书题目设计者指导教师班级提交日期全套CAD图纸加153893706目录一、设计任务 (1)1、工作条件 (1)2、原始数据 (1)3、传动方案 (1)二、总体设计 (2)1、传动方案 (2)2、选择电机 (4)3、确定传动装置的总传动比和分配传动比 (5)4、减速器各轴转速、功率、转距的计算 (6)5、蜗轮蜗杆传动的设计 (7)6、轴的结构设计 (12)7、轴的校核 (16)8、平键联接计算 (19)9、滚动轴承校核 (20)10、润滑设计 (21)11、箱体及附件的设计 (22)三、设计心得与体会 (23)四、参考文献 (24)一设计任务1.题目F：设计一级蜗杆减速器，拉力F=7000N，速度v=0.538m/s，直径D=400mm，每天工作小时数：16小时，工作寿命：8年，工作天数（每年）：300天，2.原始数据3.传动方案项目数据运输带拉力 F（KN）7000二 总体设计1、传动方案：已经给出，如第1页附图12、选择电动机（1）选择电动机的类型：无特殊要求，电机类型通常选用Ｙ系列的三相笼型异步电动机，因其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便。
（2）选择电动机的容量工作机所需功率为370.53810 3.76610001000w FV P KW KW KW ⨯⨯=== 式中g r c ηηη、、、1η分别为蜗轮蜗杆传动、一对滚动轴承、联轴器、工作机传动效率，。
取gη=0.8、r η=0.99、c η=0.99、10.95η=则312..a g r c ηηηηηη=⋅⋅=0.8×0.993×0.99×0.95×0.96=0.7电动机所需工作功率为： 3.7665.020.75wd aP P KW η===（3）确定电动机转速卷筒工作速度为6010006010000.538/min 25.71/min 400w v n r r D ππ⨯⨯⨯===⋅⋅按高等教育出版社出版的机械设计课程设计指导书表3-1，常见机械传动的主要性能推荐的传动比合理范围，一级蜗杆减速器传动比10~40,根据V 带的传动比范围2 ~4经查表按推荐的合理传动比范围，一级蜗杆减速器传动比范围为：10--80，可选择的电动机转速范围为nd=(10-80)×25.71=257.1--2056.8r/min 。
机械设计课程设计-蜗轮蜗杆减速器设计说明书
蜗轮蜗杆减速器的设计一、选择电机1）选择电动机类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机，电压为380V。
2）选择电动机的容量工作机的有效功率为P w=Fv1000=1700×0.91000=1.53kW从电动机到工作机输送带间的总效率为η∑=η12∙η2∙η3=0.992∙0.73∙0.97=0.694式中各η按表9.1取1η－联轴器传动效率：0.992η－蜗轮蜗杆的传动效率：0.733η－卷筒的传动效率：0.97所以电动机所需工作功率P d=P wη∑=1.530.694=2.20kW3）确定电机转速工作机卷筒的转速为n w=60×1000vπd=60×1000×0.9π×280=61.4r/min所以电动机转速的可选范围是：n d=i∑′n w=(8~40)×61.4=(491~2456)r/min符合这一范围的转速有：750 r/min、1000 r/min、1500 r/min三种。
综合考虑电动机和传动装置尺寸、质量、价格等因素，为使传动机构结构紧凑，决定选用同步转速为1500 r/min的电动机。
根据电动机的类型、容量、转速，电机产品目录选定电动机型号Y112M-6,其主要性能如下表1：2 确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：i∑=n mn w=142061.4=23.33 计算传动装置各轴的运动和动力参数：1）各轴转速：Ⅰ轴 n1=n m=1420r/min Ⅱ轴n2=61.4r/min卷筒轴n卷=n2=61.4r/min 2）各轴输入功率：Ⅰ轴PⅠ=P dη1=2.20×0.99=2.18kWⅡ轴PⅡ=PⅠη2=2.18×0.73=1.59kW卷筒轴P卷=PⅡη2η1=1.65×0.99×0.95=1.49kW3）各轴输入转矩：电机轴的输出转矩T d=9.55×106P dn W=9.55×106×2.201420=1.48×104 N∙mmⅠ轴TⅠ=T dη1=1.48×104×0.99=1.46×104 N∙mmⅡ轴TⅡ=TⅠη3i=2.95×104×0.73×23.3=2.49×105 N∙mm卷筒轴T卷=TⅡη2η1=2.49×105 ×0.99×0.95=2.34×105 N∙mm运动和动力参数结果如下表：二、蜗轮蜗杆的设计1、选择材料及热处理方式。
机械设计基础蜗杆传动
类型与特点
圆柱蜗杆传动
圆柱蜗杆传动具有结构紧 凑、传动比大、工作平稳 、噪音小等优点。常用于 减速装置中。
环面蜗杆传动
环面蜗杆传动的特点是承 载能力高、传动效率高， 但制造和安装精度要求较 高。
锥蜗杆传动
锥蜗杆传动具有较大的传 动比和较紧凑的结构，但 制造和安装精度也较高。
降低摩擦系数
加强冷却和润滑
通过采用先进的表面处理技术或添加减摩 剂等措施，降低蜗杆和蜗轮之间的摩擦系 数，从而减少摩擦损失。
采用有效的冷却和润滑措施，控制传动的工 作温度，以降低热损失和摩擦损失。
05
蜗杆传动的结构设计与制造工艺
结构设计要点
选择适当的蜗杆类型
根据传动要求选择合适的蜗杆类型，如圆柱 蜗杆、环面蜗杆等。
04
蜗杆传动的效率与润滑Biblioteka 效率分析1 2 3
蜗杆传动效率的计算公式
效率 = (输出功率 / 输入功率) × 100%。由于蜗 杆传动中存在滑动摩擦和滚动摩擦，因此其效率 通常低于齿轮传动。
影响蜗杆传动效率的因素
包括蜗杆头数、导程角、摩擦系数、中心距、传 动比等。其中，蜗杆头数和导程角对效率影响较 大。
首先根据蜗杆和蜗轮的相对位置及运动关系，确定作用在蜗杆和蜗轮上的外力 ；然后分析这些外力在蜗杆和蜗轮上产生的内力，包括弯矩、扭矩和轴向力等 。
蜗杆传动的受力特点
由于蜗杆和蜗轮的螺旋角不同，使得作用在蜗杆和蜗轮上的外力产生不同的分 力，这些分力在蜗杆和蜗轮上产生的内力也不同。因此，蜗杆传动的受力分析 较为复杂。
装配顺序与方法
按照先内后外、先难后易的原则进行 装配，注意保证蜗杆和蜗轮的正确啮 合。
哈工大机械设计课程设计蜗杆减速器设计说明书
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)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: 365.1100065.021001000=⨯==Fv P W 从电动机到工作机输送带间的总效率为; 4321ηηηηη=∑式中：1η---联轴器的传动效率；2η---轴承的传动效率； 3η---蜗轮的传动效率；4η---卷筒的传动效率。
由表9.1可知，10.99η=，98.02=η，30.75η=，96.04=η，则692.0=∑η，所以电动机所需的工作功率为Kw P P wd 974.1692.0365.1===∑η 2、确定电动机的转速工作机卷筒的转速为min /5025014.365.0100060100060r d v n w ≈⨯⨯⨯=⨯=π由于蜗轮的齿数为28—80，故选则蜗杆的头数Z 1=2。
所以电动机转速可选的范围为2000~50050)40~10(=⨯=⨯=∑w d n i n min /r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表1.2电动机的主要外形和安装尺寸（单位mm ）二、计算传动装置的传动比总传动比8.1850940====∑w m n n i i 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 min /9401r n n m == Ⅱ轴 min /508.1894012r i n n ===卷筒轴 min /5023r n n ==2、各轴的输入功率Ⅰ轴 Kw P P d 954.199.0974.111=⨯==ηⅡ轴 Kw P P 451.175.099.0954.13212=⨯⨯==ηη 卷筒轴 Kw P P 422.199.099.0451.1212卷=⨯⨯==ηη 3、各轴的输入转矩电动机的输出转矩T d 为mm N n P T m d d ⋅⨯=⨯⨯=⨯=4661001.2940974.11055.91055.9 所以：Ⅰ轴 mm N T T d ⋅⨯=⨯⨯==44111099.199.01001.2ηⅡ轴 mm N i T T ⋅⨯=⨯⨯⨯⨯==5432121078.28.1875.099.01099.1ηη 卷筒轴 mm N T T ⋅⨯=⨯⨯⨯==55212卷1072.299.099.01078.2ηη将上述计算结果汇总于表1.3，以备查用。
机械设计课程设计报告蜗轮蜗杆传动(修订版)
六、滚动轴承的选择及计算 (24)6.1．高速轴滚动轴承校核 (24)6.2．低速轴滚动轴承校核 (25)设计题目：链式运输机传动装置一、传动方案的确定1.4设计工作量减速器装配图一张；零件图4张；设计说明书一份。
二、电动机的选择及传动装置的运动及动力参数计算则_^D5Dd55电动机数据引自[5]第152页第155因此初步取综合比较传动比范围，则齿轮的传动比效率3.1蜗轮蜗杆传动的设计计算由前计算可知，轴的输出功率为P=1.12kW，蜗杆转速=1450 _8D8D传动比确定作用在齿轮上的转矩(2).确定载荷系数K因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数；由参考文献[2]表11-5选取使用系数；由于转速不高，冲击不大，可选取动267~268页, 参考文献[3]第37~38页载荷系数确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆配合，故选确定许用接触应力(5).计算的值因12Z =，由参考文献[2]表11-22取模数m=4，蜗杆分度圆直径1d 40mm =。
④.蜗杆与蜗轮的主要参数和几何尺寸(1).中心距124044410822d d a mm ++⨯===中心距不符合5的倍数圆整至 a 110w =，则变位系数为0.5w a a x m-==(2).蜗杆尺寸分度圆直径:140d qm ==，所以q 10=节圆直径:1(2)4(1020.5)44w d m q x mm =+=⨯+⨯=齿顶圆直径:112402448a d d m mm =+=+⨯=齿根圆直径:111122 1.2402 1.2430.4f f d d h d m mm =-=-⨯=-⨯⨯=蜗杆齿宽:12(13.50.1)(13.50.144)471.6b z m ≥+⨯=+⨯⨯=取80mm(3).蜗轮尺寸分度圆直径:22444176d mz mm ==⨯=节圆直径:22176w d d mm ==齿顶圆直径:222222(1)17624(10.5)188a a d d h d m x mm =+=++=+⨯⨯+=[2]246页表11-3(2).计算小齿轮传递扭矩：T 1=9.55×610×P/n 1=9.55×610×0.864/63.6=129736 N ·mm(3).由参考文献[2]表10-7选取齿宽系数d φ=0.5计算数N1=60jn1L h=60×1×63.6×22400=855×107；N2=60jn2L h=60×1×15.9×22400=855×107得齿轮计算公式和有关系数皆引自查参考文献[2]第公式引自参考文献[2]式10-5=212.14MPa=④参数计算（1）计算分度圆直径d1=_57=28.5mm根据参考文献[2]P115表16-2，取A=110，主要参数：②计算作用在轴上的力蜗轮受力分析径向力：轴向力：③计算支反力:水平面：因为和左右关于C点对称，受力相互对称，所以垂直面：由，得：由④作弯矩图水平面弯矩：垂直面矩：合成弯矩：⑤作转矩图⑥按弯扭合成应力校核轴的强度.号钢，调质处理，其拉伸强度极限（3）按弯扭合成应力校核轴的强度①轴的计算简图（见图）蜗轮受力分析圆周力：径向力：轴向力：③计算支反力:水平面：因为和左右关于C点对称，受力相互对称，所以垂直面：由，得：由④作弯矩图水平面弯矩：垂直面矩：合成弯矩：⑤作转矩图⑥按弯扭合成应力校核轴的强度.轴的材料是45号钢，调质处理，其拉伸强度极限[_###) ]_21D21D由附图零件图1可知．蜗轮轴各处轴径相近．但C截面处轴弯矩明显大于其它轴段．故截面C处为危险截面。
机械设计：蜗轮蜗杆
切向速 度vp2的方向与拇指指向相同。 左旋蜗杆：用右手判断，方法一样。
ω2
v2
2
p
设计：潘存云
1
ω1
a r2 r1
2 ω2
p 1 设计：潘存云
v2 ω1
模型验证
7.中心距 a = r1+r2 = m(q +z2)/2
二、圆柱蜗杆传动几何尺寸的计算
由蜗杆传动的功用，以及给定的传动比 i , → z1
齿面接触强度验算公式：
σH = 500
KT2 = 500 d1d22
KT2 m2d1z22
≤[σH ]
500 2 由上式可得设计公式： m2d1≥ z2 [σH ] KT2
式中K为载荷系数，取：K =1.1~1.3
m、d1应选取标准值确定。
表12－1 蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 mm
m
d1
90
(71) (50) 10 90
63
…
摘自GB10085-88,括号中的数字尽可能不采用
当蜗轮采用青铜制造时，蜗轮的损坏形式主要是疲劳 点蚀，其许用的接触应力如下表：
表12-4 锡青铜蜗轮的许用接触应力[σH]
蜗轮材料 铸造方法 适用的滑动速度
蜗杆齿面硬度
Vs m/s
HBS ≤ 350 HRC ≥ 45
设计：潘存云
点接触
线接触
设计：潘存云
改进措施：将刀具做成蜗杆状，用范成法切制蜗轮， 所得蜗轮蜗杆为线接触。
优点： 传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。
分度机构：i=1000, 通常i=8~80
缺点： 传动效率低、蜗轮齿圈用青铜制造，成本高。
类型
按形状分有：
(完整word版)机械设计课程设计蜗轮蜗杆传动
目录第一章总论............................................................................................................. - 2 -一、机械设计课程设计的内容........................................................................ - 2 -二、设计任务..................................................................................................... - 3 -三、设计要求..................................................................................................... - 4 -第二章机械传动装置总体设计 ........................................................................... - 4 -一、电动机的选择............................................................................................. - 4 -二、传动比及其分配......................................................................................... - 5 -三、校核转速..................................................................................................... - 6 -四、传动装置各参数的计算............................................................................ - 6 -第三章传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算.................................................. - 6 -一、蜗轮蜗杆材料及类型选择........................................................................ - 7 -二、设计计算..................................................................................................... - 7 -第四章轴的结构设计及计算 ............................................................................ - 12 -一、安装蜗轮的轴设计计算......................................................................... - 12 -二、蜗杆轴设计计算...................................................................................... - 17 -第五章滚动轴承计算......................................................................................... - 20 -一、安装蜗轮的轴的轴承计算..................................................................... - 20 -二、蜗杆轴轴承的校核 ................................................................................. - 21 -第六章键的选择计算......................................................................................... - 21 -第七章联轴器 ..................................................................................................... - 22 -第八章润滑及密封说明..................................................................................... - 23 -第九章拆装和调整的说明................................................................................. - 23 -第十章减速箱体的附件说明 ............................................................................ - 23 -课程设计小结.......................................................................................................... - 24 -参考文献.................................................................................................................. - 25 -第一章总论一、机械设计课程设计的内容机械设计课程设计包括以下内容:1.传动方案的分析与选择；2.电动机的选择与运动参数的计算；3。
(完整版)机械设计-蜗杆习题与参考答案
习题与参考答案一、选择题1 与齿轮传动相比较, 不能作为蜗杆传动的优点。
A。
传动平稳，噪声小 B. 传动效率高C. 可产生自锁 D。
传动比大2 阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。
A. 法面 B。
端面 C。
中间平面3 蜗杆直径系数q＝。
A。
q=d l/m B. q=d l mC。
q=a/d l D. q=a/m4 在蜗杆传动中,当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。
A。
提高 B. 减小C. 不变D. 增大也可能减小z，则传动效率。
5 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数1A. 提高 B。
降低C. 不变 D。
提高，也可能降低z，则滑动速度。
6 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数1A。
增大 B. 减小C. 不变 D。
增大也可能减小z,则 .7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时,减少蜗杆头数1A. 有利于蜗杆加工 B。
有利于提高蜗杆刚度C。
有利于实现自锁 D。
有利于提高传动效率8 起吊重物用的手动蜗杆传动,宜采用的蜗杆。
A. 单头、小导程角B. 单头、大导程角C。
多头、小导程角 D. 多头、大导程角9 蜗杆直径d1的标准化，是为了。
A。
有利于测量 B. 有利于蜗杆加工C。
有利于实现自锁 D. 有利于蜗轮滚刀的标准化10 蜗杆常用材料是 .A。
40Cr B. GCrl5C. ZCuSnl0P1 D。
LY1211 蜗轮常用材料是.A. 40Cr B．GCrl5C. ZCuSnl0P1D. LYl212 采用变位蜗杆传动时。
A. 仅对蜗杆进行变位B. 仅对蜗轮进行变位C。
同时对蜗杆与蜗轮进行变位13 采用变位前后中心距不变的蜗杆传动，则变位后使传动比 。
A 。
增大B 。
减小C. 可能增大也可能减小。
14 蜗杆传动的当量摩擦系数f v 随齿面相对滑动速度的增大而 。
A 。
增大B 。
减小C 。
不变D 。
可能增大也可能减小15 提高蜗杆传动效率的最有效的方法是 。
机械设计课程设计蜗杆传动
机械设计课程设计蜗杆传动一、课程目标知识目标：1. 理解蜗杆传动的原理、类型及适用条件；2. 掌握蜗杆传动的设计方法、步骤及注意事项；3. 了解蜗杆传动的强度计算、传动效率及润滑方式；4. 掌握蜗杆、蜗轮的加工工艺及装配要求。
技能目标：1. 能够运用所学知识进行蜗杆传动的设计，并绘制出完整的零件图和装配图；2. 学会使用计算软件进行蜗杆传动的强度计算及优化；3. 能够分析蜗杆传动在实际应用中的优缺点，并提出改进方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的创新意识和实践能力，激发他们对机械设计的兴趣；2. 增强学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 引导学生关注蜗杆传动在工业生产中的应用，认识到机械设计在国民经济发展中的重要性。
课程性质：本课程为机械设计课程设计的一部分，旨在让学生通过实际操作，掌握蜗杆传动的设计方法和过程。
学生特点：学生已具备一定的机械设计基础，具有较强的动手能力和一定的创新能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和设计水平。
在教学过程中，注重培养学生的独立思考能力和团队协作精神，使他们在完成设计任务的同时，提升自身的综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够达到预定的学习成果，为后续的专业课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 蜗杆传动原理及类型- 蜗杆传动的定义、工作原理- 蜗杆传动的类型、特点及适用范围2. 蜗杆传动设计方法与步骤- 蜗杆、蜗轮的设计计算- 蜗杆传动强度计算与校核- 蜗杆传动设计步骤及注意事项3. 蜗杆传动零件加工与装配- 蜗杆、蜗轮的加工工艺- 零件公差与配合的选择- 蜗杆传动装配工艺及要求4. 蜗杆传动在实际应用中的案例分析- 分析蜗杆传动在工程实际中的应用案例- 探讨蜗杆传动的优缺点及改进措施5. 蜗杆传动课程设计实践- 完成蜗杆传动设计任务，绘制零件图和装配图- 使用计算软件进行蜗杆传动强度计算及优化- 撰写课程设计报告，总结设计过程及心得教学内容安排与进度：第一周：蜗杆传动原理及类型第二周：蜗杆传动设计方法与步骤第三周：蜗杆传动零件加工与装配第四周：蜗杆传动在实际应用中的案例分析第五周：蜗杆传动课程设计实践教材章节关联：本教学内容与教材中关于蜗杆传动章节相关内容紧密关联，涵盖了蜗杆传动的基本原理、设计方法、加工装配及实际应用等方面，确保学生能够系统地掌握蜗杆传动的相关知识。
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机械设计课程设计
计算说明书
设计题目链式运输机传动装置
专业班级
设计者
指导教师
一设计任务书 (3)
二传动方案的拟定 (4)
三电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算 (6)
四传动零件的设计计算 (11)
1. 蜗杆及蜗轮的设计计算 (11)
2. 开式齿轮的设计计算 (15)
五蜗轮轴的设计计算及校核 (20)
六轴承及键的设计计算及校核 (28)
七箱体的设计计算 (33)
八减速器结构与附件及润滑和密封的概要说明 (35)
九设计小结 (38)
十参考文献 (39)
一．设计任务书
（1）设计题目：链式运输机传动装置
设计链式运输机的动装置，如图所示。
工作条件为：链式输送机在常温下工作，负荷基本平稳，输送链工作速度V的允许误差为±5％；两班连续工作制（每班工作8h），要求减速器设计寿命为5年，每年280个工作日。
（2）原始数据
二.传动方案的拟定
运输机牵引力
F(KN)
鼓轮圆周速度（允许误差±%5）
V(m/s)
鼓轮直径D
（mm）
0.95 0.31 350
（1）传动简图
（2）传动方案分析
机器一般是由原动机、传动装置和工作机三部分组成。
传动装置在原动机与工作机之间传递运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。
传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。
合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
本设计中原动机为电动机，工作机为链轮输送机。
本传动方案采用了三级传动，第一级传动为单级蜗轮蜗杆减速器，第二级传动为开式齿轮传动，第三极为链轮传动。
蜗轮蜗杆传动可以实现较大的传动比，结构尺寸紧凑，传动平稳，但效率较低，应布置在高速级；开式齿轮传动的工作环境较差，润滑条件不好，磨损较严重，应布置在低速级；链传动的运动不均匀，有冲击，不适于高速传动，故布置在传动的低速级。
减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT100灰铸铁铸造而成。
该工作机采用的是原动机为Y系列三相笼型异步电动机，电压380 V，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便，另外其传动功率大，传动转矩也比较大，噪声小，在室使用比较环保。
由于三相电动机及输送带工作时都有轻微振动，所以采用弹性联
1 MPa
2
（2）求蜗轮轴上的功率、转速和转矩
由前面计算可知
n3= n1／1i =1390／31.08=44.72r/min
P3=P3=P2×η滚动轴承×η蜗杆=0.431×0.9875×
0.785=0.334kW
T2= T d×η滚动轴承×η联轴器=3.03×0.9875×0.99=2.962N•m
（3）求作用在蜗轮上的力
切向力N
d
T
F
t
30
.
413
2
2
2=
=
轴向力N
d
T
F
a
62
.
81
2
1
1=
=
径向力N
F
F
t
r
51
.
152
tan=
=α
（4）初步确定轴的最小直径
查《机械设计》（表15-3）先初步校核估算轴的最小直径，取A=112
mm
n
P
A
d52.22
72
.
44
3632
.0
1123
3
2
2=
⨯
=
≥
（5）轴的结构设计
[1]初选轴承
初步选择滚动轴承。
因轴承同时受有径向和轴向力的作用，
故选用圆锥滚子轴承；参照工作要求，由轴承产品目录中初步选
取0基本游隙组、标准精度级的圆锥滚子轴承。
查《机械设计课
程设计手册》（表9-3）初选型号为30209。
A=112妈妈
mm
d52.22
≥
② 在水平面上 计算支反力： 21NH NH t F F F +=N
2211L F L F NH NH ⋅=⋅
得：N F F NH NH 5.49821==
N F NH 5.4981=N
F NH 5.4982=m
N M H ⋅=919.26N
F NV 4.4431=N
F NV 4.802-=m
N M V =95.231m
N M V ⋅-=34.42m N M ⋅=03.361m N M ⋅=27.272
圆锥滚子轴承30209的相关参数 （2）轴承寿命验算
1）预期寿命 要求使用寿命L=5年×280天×16小时=22400小时
2）寿命计算
①求两轴承受到的径向载荷 1r F , 2r F 将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面（图B ）和水平面（图C ）两个平面力系。
其中：图C 中的 Fte 为通过另加转矩而平移
到指定轴线；图A 中的Fae 亦应通过另加弯矩而平移到作用于轴线上。
型号 外形尺寸（mm ） 安装尺寸（mm ）
径d 外径D 宽度B
da min Da min ras max 轴 承 30209 45
85 20.75 52 74 1.5
N
F V r 26.762=N
F V r 26.761=F H r 65.2062=N
F H r 26.2191=N
F r 46.2321=N F
r 46.2322
=
由分析可知 N F F F re V
r V r 26.7651.1522
1
2112=⨯=== N F F te H r 26.21926468
35
3335351=⨯=⨯+=
N F F te
H r 65.20630.4132
1
212=⨯==
N F F F H
r V r r r F 46.23226.21926.762
2212121=+=+== ②求两轴承的计算轴向力1a F 和2a F
由 Y
F F r d 2=，Y=1.6 故
N Y F F r d d F 65.721.6
246.2322121=⨯==
= 由 12d d ae
F F F ≥+
故轴承1被压紧，轴承2被放松
则 N F F F d ae a 67.17621=+=， N F F d a 65.7222== ③求轴承的当量动载荷 1P 和 2P
Y=1.6
N
F d 65.721=N F
d 65.722
=
N
F a 67.1761=N F a 65.722=
4.01=X 6.11=Y 12=X 02=Y
1.1=p f
N P 22.4131=。