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螺旋传动机械课程设计
课程设计报告0一、课程设计目的与要求《机械设计》课程设计是机械设计课程的最后一个教学环节，其目的是：1）培养学生综合运用所学知识，结合生产实际分析解决机械工程问题的能力。2）学习机械设计的一般方法，了解和掌握简单机械传动装置的设计过程和进行方式。3） 进行设计基本技能的训练，如计算、绘图、查阅资料、熟悉标准和规范。要求学生在课程设计中1）能够树立正确的设计思想，力求所做设计合理、实用、经济；2）提倡独立思考，反对盲目抄袭和“闭门造车”两种错误倾向，反对知错不改，敷衍了事的作风。3）掌握边画、边计算、边修改的设计过程，正确使用参考资料和标准规范。4）要求图纸符合国家标准，计算说明书正确、书写工整，二、设计正文一.设计题目: 运送原料的带式运输机用的圆柱齿轮减速器 二，传动简图三，原始数据：1）螺旋筒轴上的功率 P= 1.7 KW;2) 螺旋筒轴上的转速 n= 30r/min (允许输送带速度误差为±5％)；3）工作情况：三班制连续单向运转，载荷较平稳；4) 使用折旧期：10 年5）动力来源：电力，三相交流，电压 380V；6）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。四，设计工作量要求：独立完成设计总装图一张,设计计算说明书一份和主要零件工件图 2 张五，传动方案的总体设计：（1） ，拟订传动方案： 课程设计报告1采用二级圆柱齿轮减速器，适合于繁重及恶劣条件下长期工作，使用与维护方便。 （缺点：结构尺寸稍大）高速级常用斜齿，低速级可用直齿或斜齿。由于相对于轴承不对称，要求轴具有较大的刚度。高速级齿轮在远离转矩输入端，以减少因弯曲变形所引起的载荷沿齿宽分布不均的现象。常用于载荷较平稳的场合，应用广泛。传动比范围：i = 8 ~ 40（2） ，选择电动机：由电动机至工作机的总传递效率为 η= ? 1?22?43?4。式中各部分效率由设计资料查的：联轴器效率 ?1=0.992，闭式齿轮传动效率 ?2= 0.97（初选七级精度） ，一对滚动轴承的效率 ?3= 0.99（初选球轴承或圆锥滚子轴承） ，圆锥齿轮传动效率 ?4=0.935 。总效率 η= ? 1?22?43?4=0.992*0.972*0.994*0.935=0.838.电动机所需功率为 Pd=Pw／η=1.7／0.838=2.029kw.选取电动机的转速为 n = 1000 ，查表 17-1 ，取电动机型号为 Y112M6，则所选取电动机：mir额定功率为 2.2KW. 满载转速为 n m=940r/min.（3） ，.确定传动装置的总传动比及其分配；i=nm/,nw = 940/30 =31.33. .由式（2-6） ，i=i 1i2i3 .式中 i1 和 i2 ，存在 i1 =（1.3—1.5）i 2 ， 取 i1 =1.4 i2 。 i3=3.可求得 i1=3.822.i2=2.73.（4） ，计算传动装置运动和动力参数：1，各轴转速： 940r/min 940/3.822=245.9r/min245/2.73=90.1r/min2，各轴输出功率：pd*0.992=2.013kwpII=pI*0.97*0.99=1.933kwpIII= pII*0.97*0.99=1.856kw3，个轴输出转矩：20.451N.M 课程设计报告275.058N.mTIII=196.745N.m（5），设计传动零件：取齿宽系数 =0.4 a?1.高速齿轮组的设计与强度校核1) 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数A. 如上图所示，选用斜齿圆柱齿轮传动，四个齿轮均为斜齿，有利于保障传动的平稳性；B. 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（GB10095—88） ；C. 材料选择。由表 10—1 选择小齿轮材料为 40 （调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为rC45 钢（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。D. 初选小齿轮齿数 =24，大齿轮齿数为 =3.822* =91.7，取 =91。1Z2Z12ZE. 初选螺旋角 β= ?42）按齿面接触强度设计3211 )][()2HEadttuTK?????确定公式内的数值A. 试选 =1.6，由图 10—30 选取区域系数 =2.433t HZB. 由图 10—26 查得 =0.771 =0.820 所以 =1.5911a?2a?a?C. 外啮合齿轮传动的齿宽系数 =0.5*(1+u)* =0.5(1+3.208)*0.4=1.26d??D. 查表 10—6 得材料的弹性影响系数 =189.8 EZ21MPaE. 由图 10—21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为 =600MPa；大齿轮的接1limH?触疲劳强度极限为 =550MPa2limH?F. 计算应力循环次数=60nj =60*940*1*(3*8*300*10)=4.0608*1NhL910同理 =10.625* 2810由图 10—19 查得接触疲劳寿命系数 =0.91; =0.97.1HNK2HN 课程设计报告3G. 计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数为 S=1 ，则= /S=546MPa1][H?1NKlimH= /S=533.5MPa22li所以 =（546+533.5）/2=539.75MPa][H3）计算A. 由小齿轮分度圆直径=33.465mm3211 )][()2HEadtt ZuTK?????B. 计算圆周速度v= =1.65m/s10*6nt?C. 计算齿宽 b 及模数 ntmb= =33.46mmd?t1=ntZt35.cos1??h=2.25* =3.04mmntmb/h=11.计算纵向重合度 ??=0.318 tanβ=1.903?d?1ZD. 计算载荷系数 K已知使用系数 =1，根据 v=1.65m/s ，7 级精度，由图 10-8 查得动载系数 =1.09；由A vK表 10-4 查得 42.10*23.)6.01(*8.2.12?????bdH??查图 10-13 得 ；查表 10-3 得35F?FaHK所以 载花系数 K = =2.17AvHa?E. 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径mdtt 042.3731?F. 计算模数 课程设计报告4圆整为 2mmmZdmn501.cos1??4) 按齿根弯曲强度设计321][csFadSanYKT?????确定计算参数A. 计算载荷系数K = =2.06.AvFa?B. 由纵向重合度 =1.903，查图 10-28 得螺旋角影响系数 =0.88?? ?YC. 计算当量齿数；同理 =100.4.27.6cos21?Zv 2vZD. 查取齿形系数由表 10-5 查得齿形系数 ； 59.1FaY1.2?FaY应力校正系数 ； =1.7916.1?Sa2SE. 由图 10-20C 查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限F. ； MPFE501?MPaFE3802??G. 由图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数 ；6.1NK89.02?FNH. 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数 S=1.4；则； 同理 =241.57MPaPaSKFENF14.307][11??2][F?I. 计算大、小齿轮的 ，并加以比较][FaY=0.01346； =0.0164.1][FSaY?2][FSaY?所以,大齿轮的数值大5) 设计计算=1.08mm321][cosFadSanZYKTm?????对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 大于由齿根弯曲疲劳强度计算的法nm 课程设计报告5面模数，取 =2.0mm，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强nm度算得的分度圆直径 来计算应有的齿数。于是有md042.371?=18； 取 =24； 则 =u =91nZ?cos11Z21Z.6）计算中心距a= mm 圆整为 119 mm562.18cos2)(1???nm7）按圆整后的中心距修正螺旋角"'2143)(ars?Zn因 β 值改变不多，故参数 、 、 等不必修正。a??KH8）计算大、小齿轮的分度圆直径mm 同理 =188.324mm768.49cos1??nmZd2d9）计算齿轮宽度b= =49.7mm 圆整后取 =55mm1d?mB502?1B10） 高速齿轮组的结构设计齿根圆直径为 49.7-2*(1+0.25)*2=44.7mm????naf mChd)(2*1f3.82齿顶圆直径为 mnaa 7.532*17.49*1md.92?2. 低速齿轮组的设计与强度校核1) 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数A. 如前图六 A 所示，选用斜齿圆柱齿轮传动，四个齿轮均为斜齿，有利于保障传动的平稳性； 课程设计报告6B. 运输机为一般工作机器，速度不高，故选用 7 级精度（GB10095—88） ；C. 材料选择。由表 10—1 选择小齿轮材料为 40 （调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为rC45 钢（调质） ，硬度为 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS。D. 初选小齿轮齿数 =24，大齿轮齿数为 =2.73* =65。3Z4Z3E. 初选螺旋角 β= ?142) 按齿面接触强度设计322)][()1HEadtt uTK?????确定公式内的数值A. 试选 =1.6，由图 10—30 选取区域系数 =2.433t ZB. 由图 10—26 查得 =0.78； =0.86. 所以 =1.64.3a?4aa?C. 外啮合齿轮传动的齿宽系数 =0.5*(1+u)* =0.5(1+2.318)*0.4=0.6638d??D. 查表 10—6 得材料的弹性影响系数 =189.8 EZ21MPaE. 由图 10—21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限为 =600MPa；大齿轮的接3limH?触疲劳强度极限为 =550MPa4limH?F. 计算应力循环次数=60nj =60*77.628*1*(3*8*300*10)=5.46*4NhL810同理 =12.96* 3810由图 10—19 查得接触疲劳寿命系数 =0.93 =0.953HNK4HNG. 计算接触疲劳许用应力取失效概率为 1%，安全系数为 S=1 ，则= /S=558MPa3][H?3NKlimH= /S=522.3MPa44li所以 ==540.15MPa][H3) 计算A. 小齿轮分度圆直径所以 =53.158mm322)][()1HEadtt ZuTK?????B. 计算圆周速度 课程设计报告7v= =0.684m/s10*63Ⅰtnd?C. 计算齿宽 b 及模数 ntmb= =53.158mmd?t3=ntZt15.2cos3??h=2.25* =4.834mmntmb/h=12.124D. 计算纵向重合度 ??=0.318 tanβ=1.903?d?1ZE. 计算载荷系数 K已知使用系数 =1，根据 v=0.684m/s ，7 级精度，由图 10-8 查得动载系数 =1.06；A vK由表 10-4 查得 查图 10-13 得42.10*23.)6.01(*8.2.12?????bdH??；查表 10-3 得 ;36.1?F 4?FaHK所以 载荷系数 K = =2.11.Av?F. 按实际载荷系数校正所算得的分度圆直径mdtt 294.583?G. 计算模数圆整为 3mmZmn6.cos3?4) 按
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要拉动50公斤的东西,做直线运动,减速比为1：180,减速后使用螺杆做直线运动,该用多大扭矩的电机?就是用滑动螺旋传动，那种丝杠类型的
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忽略摩擦 扭力F为50*10*（1/180）=2.778N根据条件只能求出这个了.
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在众多升降机类型中，已有很多升降机厂家可以生产制造也智能化的升降机，但大型升降机的智能化，自动化，并未得到很好的运用。
全自动重型升降机主要是由蜗杆传动和螺旋传动两种传动方式组成。具有传动比大、工作平稳、噪声较小、结构紧凑、制造方便等特点;在一定的条件下具有自锁性功能，可以传递很大的轴向载荷。广泛应用于各种机械传动，如冶金、矿山、起重、化工、建筑、橡塑、船舶、轧钢等行业的机械设备上。全自动重型升降机在轧钢设备上起着十分重要的作用。随着轧钢生产线自动化程度要求越来越高，人工调整轧辊升降，费力又费时，若是采用全自动升降调整，那么就可大大提高了自动化程度及生产效率。全自动重型升降机在轧钢设备上是一种新型实用的机械传动，它可以自动调整升降、也可以人工调整升降，是自动化程度比较高的机械传动;同时还具有改变传递扭矩和速度的功能。
2全自动重型升降机设备机构及工作原理
2.1设备结构
全自动重型升降机主要是由电动机，蜗杆传动机构，螺旋传动升降丝杠，润滑系统及电气控制系统等组成
2.2工作原理：
全自动重型升降机主要是靠电气PLC程序控制变频电机驱动蜗杆传动机构，蜗轮驱动螺旋传动升降丝杆，升降丝杠带动被升降零部件升降。通过PLC程序控制变频电机的频率来自动调整升降速度。驱动电机带动蜗杆旋转，螺杆与90度交错的蜗轮传递扭矩，蜗轮与升降丝杠通过螺旋传动带动升降丝杠做升降调整。后，达到升降调整零部件的功能。该传动方式具有一定的通用性，比如轧机轧辊调整，一般一条生产线所需全自动重型升降机几十台、甚至几百台。具体的技术参数可以根据生产线工艺要求来确定其升降载荷、升降行程和升降速度等。
3蜗杆传动概述
蜗杆传动(worm drive)是用于空间交错轴传动的一种传动方式。螺杆传动具有传动比大而结构紧凑、传动平稳、具有自锁特点。蜗杆传动效率，那么如何提高圆柱蜗杆传动的承载能力和传动效率?其重要途径是降低共扼齿面间的摩擦因数和接触应力值。实现合理的啮合部位，采用人工油涵结构等方法，均能改善润滑条件和扩大实际接触面积，因而，就降低了摩擦因数和接触应力值。
3.1蜗杆传动的润滑
蜗杆传动的润滑是个值得注意的问题。如果润滑不良，传动效率将显着降低，并且会使轮齿早期发生胶合或磨损。润滑的粘度可参照相关的机械设计手册中查取。
滑动速度v,4m/s时，常将蜗杆置于蜗轮之上，形成上置传动，有蜗轮带油润滑。若v,> 10-15m/s,则应采用压力喷油润滑(压力约为0.1-0.3MPa)。
3.2蜗杆传动的热平衡计算
由于蜗杆传动效率低、发热量大，若不及时散热，会引起箱体内油温升高、润滑失效，导致轮齿磨损加剧，甚至出现胶合。因此对连续工作的闭式蜗杆传动要进行热平衡计算。
在闭式传动中，热量系通过箱壳散逸，要求箱体内的油温t(9C)和周围空气温度t0(℃)之差不超过允许值
如果超过温差允许值，可采用下述冷却措施:
(1)、增加散热面积，合理设计箱体结构，铸出或焊上散热片;
(2)、提高表面传热系数，在蜗杆轴上装置风扇，或在箱体油池内装设蛇形冷却水管，或用循环油冷却。
4螺旋传动概述
螺旋传动((screw drive)是将回转运动变换为直线运动的一种传动方式。螺旋传动结构简单、制造方便，工作可靠、传动平稳、无噪声，可传递很大轴向力，这种传动方式传力效果显着、升程准确、自锁作用等特点。螺旋传动在机床设备，工装夹具、起重装置、
仪器仪表及微调装置等方面有着广泛的应用。
１、定期试验和送检防坠安全器
2、定期检查各种安全开关的安全可靠性
3、丝杆升降机齿轮、齿条的磨损更换
4、明白电机暂载率的概念，按科学规律办事
5、设置有一定的强度的丝杆升降机缓冲器
6、设置楼层停靠安全防护门
7、装有机械联锁或电气联锁基础围栏
8、采用可靠连接方式的钢丝绳
9、设有检修或拆装时使用的吊笼顶部控制盒
丝杆升降机JSM-04012
丝杆升降机JRM12
并联蜗轮丝杆升降机12
丝杆升降机JTM-060
丝杆升降机JHS-050
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