机械设计基础课程设计说明书

《机械设计基础》

课程设计

船舶与海洋工程2013级1班第3组

组长:xxx 组员:xxx xxx xxx

二〇一五年六月二十七日

《机械设计基础》课程设计

说明书

设计题目: 单级蜗轮蜗杆减速器

学院:航运与船舶工程学院

专业班级: 船舶与海洋工程专业一班

学生姓名: xxx

指导老师: xxx

设计时间: 2015-6-27

重庆交通大学航运与船舶工程学院2013级船舶与海洋工程

《机械设计基础》课程设计任务书

1、设计任务

设计某船舶锚传动系统中的蜗杆减速器及相关传动。

2、传动系统参考方案(见下图)

锚链输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入单级蜗杆减速器3,再通过联轴器4,将动力传至输送锚机滚筒5,带动锚链6工作。

锚链输送机传动系统简图

1——电动机;2——联轴器;3——单级蜗杆减速器;

4——联轴器;5——锚机滚筒;６——锚链

3、原始数据

设锚链最大有效拉力为F(N)=3000 N,锚链工作速度为v=0、6 m/s,锚链滚筒直径为d=280 mm。

4、工作条件

锚传动减速器在常温下连续工作、单向运动;空载起动,工作时有中等冲击;锚链工

作速度v的允许误差为5%;单班制(每班工作8h),要求减速器设计寿命8年,大修期为3年,小批量生产;三相交流电源的电压为380/220V。

5、每个学生拟完成以下内容

(1)减速器装配图1张(A1号或A0号图纸)。

（2）零件工作图2~3张(如齿轮、轴或蜗杆等)。

(3)设计计算说明书1份(约6000~8000字)。

目录

1、运动学与动力学的计算 0

2、传动件的设计计算 (4)

3、蜗杆副上作用力的计算 (7)

4、减速器箱体的主要结构尺寸 (8)

5、蜗杆轴的设计计算 (9)

6 、键连接的设计 (13)

7、轴及键连接校核计算 (13)

8、滚动轴承的寿命校核 (17)

9、低速轴的设计与计算 (17)

10、键连接的设计 (20)

11、润滑油的选择 (21)

12、附件设计 (21)

13、减速器附件的选择 (22)

参考文献: (23)

1、运动学与动力学的计算

速速

Y132S-6 3 1000 960 23、44

Y100L2-4 3 1500 1430 34、92 Y132M-8 3 750 710 17、39

综合考虑电动机与传动装置的尺寸、质量以及涡轮传动的传动比,选择Y132S-6型电动机较为合适,即电动机的额定功率

ed

p=4kW,满载转速m n=960r/min 总传动比适中,传动装置较紧凑。Y132S-6型电动机的主要尺寸与安装尺寸见下表:

中心高H

外形尺寸

L×(AC/2＋

AD)×HD

底角

安装

尺寸

A×B

地脚

螺栓

孔直

径K

轴身

尺寸

D×E

装键部位尺

寸

F×G×D

132 475×345×

315

216×

140

12

38×

80

10×33×38

2、传动件的设计计算

2、1蜗杆副的设计计算 2、1、1选择材料

蜗杆:45钢,表面淬火45-55HRC;

蜗轮:10-3铝青铜ZCuAl10Fe3,砂模铸造,假设相对滑动速度

vs<6m/s

2、1、2确定许用应力

根据参考文献《机械设计基础(第六版)》杨可桢 程光蕴 李仲生 钱瑞明 主编 高等教育出版社第201-202页表12-5与表12-6 许用接触应力 [σH]=200MPa 许用弯曲应力 [σF]=80MPa 2、1、3参数的选择 蜗杆头数 Z1=2

蜗轮齿数 Z2=i •Z1=23、44×2=46、88 则Z2取47 使用系数 KA=1、3 综合弹性系数 ZE=150

接触系数Z ρ 取d1/a=0、4 由图12-11得,ZP=2、8 见参考文献《机械设计基础(第六版)》杨可桢 程光蕴 李仲生 钱瑞明 主编 高等教育出版社第201页图12-11 2、1、4确定中心距a

mm Z Z T K a H P E A 144)200

8.2150(5245973.1)][(

32

322=⨯⨯⨯=≥σ 取整:a=145mm

5314568.068.0875.0875.01=⨯=≈a d

04.547

531452221=-⨯=-=

z d a m 查询参考文献《机械设计基础(第六版)》杨可桢 程光蕴 李仲生

传动比 23、44

钱瑞明 主编 高等教育出版社第195页表12-1可得 若取m=6、3,d1=63mm 则31247.2500mm d m = d2=mZ2=6、3X4、7=296、1mm 则中心距a 为

mm d d a 55.178)1.29661(2

1

)(2121=+=+=

2、1、4验算蜗轮圆周速度v2、相对滑动速度vs 、及传动总效率η 1)蜗轮圆周速度v2

s m n d v /635.01000

6096

.401.29614.31000

602

22=⨯⨯⨯=

⨯=

π

2)导程角 由︒==⇒=

31.11arctan tan 1

111d mz

d mz γγ 3)相对滑动速度vs s m s m n d v s /6/23.331.11cos 100060960

6314.3cos 1000601

1<=︒

⨯⨯⨯=

⨯=

γ

π

与初选值相符,选用材料合适 4)传动总效率η

查询参考文献《机械设计基础(第六版)》杨可桢 程光蕴 李仲生 钱瑞明 主编 高等教育出版社第204页表12-7及公式(12-13)可知

当量摩擦角 ︒=6.1'ρ

85.0~82.0)

6.131.11tan(31.11tan )9

7.0~95.0()tan(tan )

97.0~95.0('

=︒+︒︒

=+=ργγη 原估计效率0、75与总效率相差较大,需要重新验算。 2、1、5验算蜗轮抗弯强度

蜗轮齿根抗弯强度验算公式为

F F A F a Y m d d T K ][cos 53.12

212

σγσ≤=