铝合金蜗轮蜗杆减速机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 毕业论文（设计） 题 目 铝合金蜗轮蜗杆减速机的设计 系 部 机械工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 年级 学生姓名 学 号 指导教师 专业：机械设计制造及其自动化 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 摘 要 在论文中，首先，对蜗轮蜗杆作了简单的介绍，接着，阐述了蜗轮蜗杆的设计原理和理论计算。然后按照设计准则和设计理论设计了环面蜗轮蜗杆减速器。接着对减速器的部件组成进行了尺寸计算和校核。该设计代表了蜗轮蜗杆设计的一般过程。对其他的蜗轮蜗杆的设计工作也有一定的价值。 目前，在 环面蜗轮蜗杆减速器 的设计、制造以及应用上，国内与国外先进水平相比仍有较大差距。国内在设计制造 环面蜗轮蜗杆减速器 过程中存在着很大程度上的缺点，正如 论文中揭示的那样，重要的问题如：轮齿的根切；蜗杆毛坯的正确设计；蜗轮蜗杆的校核。 关键词： 蜗轮蜗杆减速器 , 蜗杆 , 滚动轴承 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 n of in to of of to of of On a At of a of in of as by of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 目 录 摘 要 . 2 . 3 目 录 . 4 1 选定设计方案 . 11 2 电动机的选择 . 12 选电动机类型和结构型式 . 12 动机的功率 . 12 动参数计算 . 14 速与转矩 . 14 速与转矩 . 14 速与转矩 . 14 轮蜗杆的传动设计 . 15 杆、蜗轮的基本尺寸设计 . 19 轮轴的尺寸设计与校核 . 20 速器箱体的结构设计 . 21 3 轴的校核 . 24 杆轴的 强度校核 . 24 轮轴的强度校核 . 27 动轴承的选择及校核 . 30 蜗杆轴滚动轴承的选择及校核 . 30 蜗轮轴上轴承的校核 . 32 联接的强度校核 . 34 蜗杆轴上安装联轴器处的键联接 . 34 蜗轮轴上装蜗轮处的键联接 . 35 蜗轮轴上装联轴器处的键联接 . 35 速器的润滑和密封 . 35 总结 . 37 参考文献 . 38 致 谢 . 39 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 1 选定设计方案 根据设计要求并结合以上分析，我们在设计中采用环面蜗杆减速器。 具体设计方 案是：选用的电动机 由凸缘联轴器将电动机轴和准平行啮合线环面蜗杆减速器的输入轴相联接，经过减速器的减速，再有凸缘联轴器将减速器的输出轴与滚筒轴联接，将减 速器输出轴的转速传给滚筒 。 拟采用蜗轮蜗杆减速器，传动简图如图 图 动装置简图 1 电动机 2、 4 联轴器 3 级蜗轮蜗杆减速器 5 传动滚筒 6 输送带 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 2 电动机的选择 选电动机类型和结构型式 马达 点和两种直流电动机的交流电动机。由于生产单位普遍使用，因为这对一个三相交流电源，当所述三相交流电动机，三相异步交流电机其中使用最广泛的应选择没有特殊的要求。根据不同的保护要求，也有开放式电动机，防护样式，封闭风扇冷却，防爆结构，例如不同的类型。 为其结构简单，可靠，成本低，维护方便风冷电机用于一般用途，它被广泛使用的非易燃，不易爆，无腐蚀性气体并没有特别的要求，对机械，如金属切削机床，输送机，鼓风机，混合机等，对于频繁起动，制动扭转机械，如起重，吊装设备，电机的转动惯量 和更大的重载较小的那一刻在冶金，起重三相异步电动机 ），或 口）被使用。 （ 1）选择电动机的类型 按工作条件和要求，选用一般用途的 封闭式结构 ,电压 380V。 （ 2）选择电动机的功率 电动机所需的功率 式中 工作机要求的电动机输出功率，单位为 电动 机至工作机之间传动装置的总效率； 工作机所需输入功率，单位为 输送机所需的功率输送机所需的功率 v 1000 w 动机的 功率 电动机的选择 由于该生产单位采用三相交流电源，可考虑采用 Y 系列三相异步电动机。三相异步电动机的结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，启动性能好等优点。一般电动机的额定电买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 压为 380V 根据生产设计要求，假设 该减速器卷筒直径 D=350输带的有效拉力 F=7000N，带速V=s，载荷平稳，常温下连续工作，工作环境多尘，电源为三相交流电，电压为 380V。 1、 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭扇冷式结构，电压为 380V， 2、 传动滚筒所需功率 电动机输出功率： 作机所需的功率： 000=2.8 以 1000 载 荷 轻微振动 ，电动机 即可，故 3、 传动装置效率：（根据参考文献机械设计课程设计 刘俊龙 何在洲 主编 机械工业出版社 第 1332中： 蜗杆传动效率 1= 搅油效率 2= 滚动轴承 效率（一对） 3= 轴器 效率 c= 传动滚筒效率 以 ： = 1 2 33 动机所需功率： = 传动滚筒工作转速： 60 1000 v / 350 据容量和转速， 根据参考文献机械零件设计课程设计 毛振扬 陈秀宁 施高义 编 浙江大学 出版社 第 339表附表 15查得所需的电动机 Y 系列三相异步电动机技术数据，查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，如表 3 表 3案 电动机型号 额定功率 动机转速 r/定转矩 同步转速 满载转速 1 000 2900 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 2 2 500 1440 000 960 50 720 合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，可见 第 3 方案 比较适合。因此选定电动机机型号为 表 3动参数计算 杆轴的输入功率、转速与转矩 60r/0=0 / 103=m 轮轴的输入功率、转速与转矩 01 = n = 10= 35960 = 27.4 r/1= 955011= 9550 = m 动滚筒轴的输入功率、转速与转矩 c 121= = 21.8 r/2= 955022= 9550 = m 运动和动力参数计算结果整理于下表 4 中心高 H 外形尺寸 L（ 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 132 515（ 270/2 210） 315 216 178 12 38 80 10 33 38 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 表 4型 功率 P（ 转速 n（ r/ 转矩 T（ N m） 传动比 i 效率 蜗杆轴 60 1 轮轴 35 传动滚筒轴 轮蜗杆的传动设计 蜗杆的材料采用 45钢，表面硬度 45轮材料采用 型铸造。 以下设计参数与公式除特殊说明外均以参考由 机械设计 第四版 邱宣怀主编 高等教育出版社出版 1996年 第 13章 蜗杆传动为主要依据。 具体如表 3 1： 表 5 1蜗轮蜗杆的传动设计表 项 目 计算内容 计算结果 中心距的计算 蜗杆副的相对滑动速度 s/ 1 19 6 参考文献 5第 37页（ 23 式） 4m/00因轴上有键槽所以 %，则 7算转矩 T=K 95509550 00因轴上有键槽所以 大 3%，则76=67 速器箱体的结构设计 参照参考文献 机械设计课程设计（修订版） 鄂中凯，王金等主编 东北工学 院出版社 1992 年 第 19页表 体的结构尺寸如表 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 表 体的结构尺寸 减速器箱体采用 造，必须进行去应力处理。 设计内容 计 算 公 式 计算结果 箱座壁厚度 a=225+3=12mm 取 =12盖壁厚度 1 =12=10 1=10座凸缘厚度 b b=12=18mm b=18盖凸缘厚度 b1 =10=15mm 8盖凸缘厚度 P P=12=30=30脚螺钉直径 d 20mm 0脚螺钉直径 d d=20mm d=20脚沉头座直径 0=480=48脚螺钉数目 n 取 n=4个 取 n=4 底脚凸缘尺寸（扳手空间） 21=322=302=30承旁连接螺栓直径 d1 16mm 6承旁连接螺栓通孔直径 d1 d1=17.5 d1=承旁连接螺栓沉头座直径 0=320=32分面凸缘尺寸（扳手空间） 41=242=202=20下箱连接螺栓直径 d2 12mm 2下箱连接螺栓通孔直径 d2 d2=d2=下箱连接螺栓沉头座直径 60=26缘尺寸（扳手空间） 01=202=162=16承盖螺钉直径和数目 n,d3 n=4, 0mm n=4 0查孔盖螺钉直径 d4 mm 锥定位销直径 d5 0.8 mm 速器中心高 H H=340=340文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 轴承旁凸台半径 R R=61=16承旁凸台高度 h 由低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准。 取 50承端盖外径 2=轴承孔直径 +(5 80体外壁至轴承座端 面距离 K K= 810)=44=54承旁连接螺栓的距离 S 以 =180 蜗轮轴承座长度（箱体内壁至轴承座外端面的距离） + =561=56轮外圆与箱体内壁之间的距离 =15 1 =15轮端面与箱体内壁之间的距离 2=12 2 =12盖、机座肋厚 m1,m =m=10mm m=10下尺寸以参考文献机械设计、机械设计基础课程设计 王昆等主编 高等教育出版社 1995年 表 6蜗杆顶圆与箱座内壁的距离 6=40承端面至箱体内壁的距离 3=4底的厚度 20承盖凸缘厚度 e=1.2 2盖高度 220盖长度 （不包括凸台） 440杆中心线与箱底的距离 115座的长度 （不包括凸台） 444蜗杆轴部分的长度 460体宽度 （不包括凸台） 180底座宽度 304杆轴承座孔外伸长度 8杆轴承座长度 81杆轴承座内端面与箱体内壁距离 61文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 3 轴的校核 杆轴的强度校核 1绘轴的计算简图 在确定轴承支点位置时，应从手册上查取 a 值，对于 30207 型单列圆锥滚子轴承，a=16以，作为简 支梁的轴的支撑跨距 23（ 20+4） +（ 20+4） = 2计算作用在轴上的力 13112 2 1 4 . 9 3 1 04 0 . 5 3 4 = 13222 2 4 9 2 . 7 4 1 01 5 9 . 4 6 6 = 21 6 1 7 9 . 8 8 2 4 2 7 5 1 . 4 6 t g t g N 3计算支点反力 水平反力： 112 7 3 6 . 6 7 3 6 8 . 3 3 522 N H N 垂直反力： 0 11119 7 . 7 521 9 5 . 54 0 . 5 3 42 7 5 1 . 4 6 9 7 . 7 5 6 1 7 9 . 8 821 9 5 . 52 0 1 6 . 3 8 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 11129 7 . 7 521 9 5 . 54 0 . 5 3 42 7 5 1 . 4 6 9 7 . 7 5 6 1 7 9 . 8 821 9 5 . 57 3 5 . 0 8 4计算弯矩，作弯矩图 水平弯矩： 1 9 7 . 7 53 6 8 . 3 3 5 9 7 . 7 53 6 0 0 4 . 7 5H N m m垂直弯矩： 119 7 . 7 52 0 1 6 . 3 8 9 7 . 7 51 9 7 1 0 1 . 1 4 5V N m m229 7 . 7 57 3 5 . 0 8 9 7 . 7 57 1 8 5 4 . 0 7V N m m合成弯矩 22H V 1 0 0 4 . 7 5 1 9 7 1 0 1 . 1 4 52 0 0 3 6 2 . 6 8 N m m左 22H V 2 0 0 4 . 7 5 7 1 8 5 4 . 0 78 0 3 7 0 . 0 8 N m m右 5扭矩图 由机械零件课程设计表 6 18 查得折算系数 1 0 8 . 7 N m m 3= 0 . 5 9 1 4 . 9 3 1 0 6校核轴的强度 由机械设计表 15 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 26 1 7 0 M 211223()2 0 0 3 6 2 . 6 8 8 8 0 8 . 70 . 1 3 5 . 0 4 74 6 . 5 9 a1，强度足够。 见图 5 F F M 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 27 图 5的强度 轮轴的强度校核 1绘轴的计算简图 在确定轴承支点位置时，应从手册上查取 于 30212列圆锥滚子轴承， a=22为简支梁的轴的支撑 跨距 23（ 20+4） +（ 20+4） = 2计算作用在轴上的力 2 1 21 21 2 7 5 1 . 4 6 N 3计算支点反力 水平反力： 112 6 1 7 9 . 8 8 3 0 8 9 . 9 422 N H N 垂直反力： 0 22215 1 . 7 521 0 3 . 51 5 9 . 4 6 67 3 6 . 6 7 2 7 5 1 . 4 6 5 1 . 7 521 0 3 . 58 0 8 . 2 2 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 28 11129 7 . 7 521 9 5 . 54 0 . 5 3 42 7 5 1 . 4 6 9 7 . 7 5 6 1 7 9 . 8 821 9 5 . 57 3 5 . 0 8 4计算弯矩，作弯矩图 水平弯矩： 1 5 1 . 7 53 0 8 9 . 9 4 5 1 . 7 51 5 9 9 0 4 . 3 9 5H N m m垂直弯矩： 115 1 . 7 58 0 8 . 2 2 5 1 . 7 54 1 8 2 5 . 3 8 5V N m m225 1 . 7 51 9 4 3 . 2 4 5 1 . 7 51 0 0 5 6 2 . 6 7V N m m合成弯矩： 22H V 1 9 9 0 4 . 3 9 5 4 1 8 2 5 . 8 51 6 5 2 8 3 . 9 3 N m m左 22H V 2 9 9 0 4 . 3 9 5 1 0 0 5 6 2 . 6 71 8 8 8 9 7 . 5 N m m右 5扭矩图 由机械零件课程设计表 6 18 查得折算系数 1T 4 9 2 . 7 42 9 0 7 1 6 . 6 N m m 3= 0 . 5 9 1 0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 29 6校核轴的强度 由机械设计表 15 1 6 0 M ， 222223()1 8 8 8 9 7 . 5 2 9 0 7 1 6 . 60 . 1 6 51 2 . 6 a1，强度足够。 见图 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 30 F N V 1 F N H 1 F N V 2 F N H 2A BF L 2F N H 1 F N H 2F V 1F N V 2F M 动轴承的选择及校核 蜗杆轴滚动轴承的选择及校核 1轴承的径向载荷的计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 31 2211223 6 8 . 3 3 5 2 0 1 6 . 3 82 0 4 9 . 7 5r A N H N 22223 6 8 . 3 3 5 7 3 5 . 0 88 2 2 . 2r B N H N 2派生轴向力的计算 查手册得，圆锥滚子轴承 30207型的 =1410， 1 5e 查表 d=35e=y= 故 1 2 0 4 9 . 7 5 6 4 0 . 5 52 1 . 6 2 1 . 6 2 8 2 2 . 2 2 5 6 . 9 42 1 . 6 2 1 . 6126 4 0 . 5 5 6 1 7 9 . 8 8 6 8 2 0 . 4 3d a e F 所以，轴承 2受压 则： 11 6 4 0 N 21 6 1 7 9 . 8 8 6 4 0 . 5 5 6 8 2 0 . 4 3a a e F N 3求当量动载荷 126 4 0 . 5 50 . 3 1 2 52 0 4 9 . 7 56 8 2 0 . 4 38 . 2 9 58 2 2 . 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 32 所以，对于轴承 1 x=1 ， y=0 1 2 0 4 9 . 7 5 N对于轴承 2 x= y=20 . 4 1 . 60 . 4 8 2 2 . 2 1 . 6 6 8 2 0 . 4 31 1 2 4 1 . 5 6 8r B 4校核轴承的寿命 查手册得 c= =10/3 n=940r/6631 0 / 310()601 0 5 1 . 5 1 0()6 0 9 4 0 1 1 2 4 1 . 5 6 82831故 此轴承 的寿命满足要求 蜗轮轴上轴承的校核 1求径向载荷 2211222 6 3 4 . 9 8 4 5 2 . 4 72 6 7 3 . 5 5r A N H N 22223 5 4 4 . 9 2 2 9 8 . 9 94 2 2 5 . 1 2r B N H N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 33 2计算派生轴向力 查手册得，圆锥滚子轴承 30212型的 15 06 34 1 . 5e t g ， y= 122 6 7 3 . 5 5 8 9 1 . 1 82 2 1 . 54 2 2 5 . 1 2 1 4 0 8 . 3 72 2 1 . 5 128 9 1 . 1 8 7 3 6 . 6 7 1 6 2 7 . 8 5d a e N F 则：轴承 2受压 所以， 11 8 9 1 . 1 8a N2 1 6 2 7 3求当量动载荷 128 9 1 . 1 80 . 3 32 6 7 3 . 5 51 6 2 7 . 8 50 . 44 2 2 5 . 1 2 所以，对于轴承 1： x=1 ， y=0 对于轴承 2： x=1 ， y=0 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 34 122 6 7 3 . 5 54 2 2 5 . 1 2 N4校核轴承的寿命 查手册 c= =10/3 ， n=631 0 / 310()601 0 9 7 . 8 1 0()6 0 1 8 . 8 4 2 2 5 . 1 231334559故 此轴承寿命满足要求。 联接的强度校核 蜗杆轴上安装联轴器处的键联接 由 机械零件课程设计表 8 1 选用普通平键 8 7 取 L 45 由机械零件课程设计表 8 7 查得， 键的工作长度 l L b 45 8 37 键的工作高度 k 622h 3 由机械零件课程设计表 8 8 查得， 键联接的许用压力 7 0 8 0P M P a ， 2TP 32 1 4 . 9 3 1 0 1 0 . 53 7 3 . 5 2 2 M P a 所以， ，所选平键合适。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 35 蜗轮轴上装蜗轮处的键联接 由机械零件课程设计表 8 1 选用普通平键 18 11 取 L 45 由机械零件课程设计表 8 7 查得 键的工作长度 l L b 45 18=27 键的工作高度 k2h 由机械零件课程设计表 8 8 查得键联接的许用压力 1 0 0 1 2 0P M P a 32 2 4 9 2 . 7 4 1 0 1 0 2 . 15 . 5 2 7 6 5 P ad k l 所以 ， ，所选平键合适。 蜗轮轴上装联轴器处的键联接 由机械零件课程设计表 8 1 选用普通平键 16 10 取 L 100 由机械零件课程设计表 8 7 键的工作长度 l L b 100 16=84 键的工作高度 k2h 5 由机械零件课程设计表 8 8 查得键联接的许用压力 7 0 8 0P M P a 32 2 4 9 2 . 7 4 1 0 4 6 . 9 35 8 4 5 0 P ad k l 所以， 选平键合适。 速器的润滑和密封 减速器的传动零件的轴承都需要哟良好的润滑，这不仅可以减少磨损损失，提高传动效买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 36 率，还可以防止 锈蚀，降低噪声。 1 润滑油选择 对于蜗杆传动的润滑油类型的选择无明显的区分界限，德国推荐对重负荷淬硬蜗杆和起动频繁的蜗杆传动要选用含有极压添 加剂的润滑油。 对于蜗杆传动润滑油的粘度选择有三种方法供使用，一种是按滑动速度选取，一种是按中心距及蜗杆转速选取，还有一种是根据力 速度因子选取。其中根据滑动速度选取的依据如下： 表 5 滑动速度s )s 10 10 粘度值240()mm s 612 414 506 288 352 198 242 680 460 320 220 由于蜗杆的滑动速度为 2m/s，所以润滑油的粘度选为 4602润滑方式的选择 由于所设计减速器采用蜗杆下置式传动，且转速不高，故选择浸油润滑。蜗杆浸油深度1个螺牙高，但不高于蜗杆轴轴承的最底滚动体的中心。 润滑时，传动件的浸入油中的深度要适当，既要避免搅由损 失过大，又保证充分的润滑，油池应保持一定的深度和贮油量 。如下图所示： 图 5润滑方式 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 37 总 结 毕业 设计是培养 我们 综合运用所学知识 ,发现 ,提出 ,分析和解决实际问题 ,锻炼实践能力的重要环节 ,是对我们的实际工作能力的具体训练和考察过程 让我们 从理论到实践，在 这段 日子里，可以学到很多很多的东西，同时不仅可以巩固了以前所学过的知识，而且学到了很多在书本上所没有学到过的知识。 在这个过程中我去查了很多图书资料，自然在无奈的情况下走了很多弯路，还通过网络资源找了很多东西，特别是查询材料方面得到了锻炼， 同时 通过这次设计使我们懂得了理论与实际相结合是很重要的，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，才能真正为社会服务，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。在设计的过程中遇到问题，可以说得是困难重重，这毕竟第一次做的，难免会遇到过各种各样的问题，同时在设计的过程中发现了自己的不足之处，对一些前面学过的知识理解得不够深刻，掌握得不够牢固，比如说 齿轮的设计，电机的选用 通过这次课程设计之后，我们把前面所学过的知识又重新温故了一遍 ， 但是 由于时间紧迫，所以这次的设计存在许多缺点，比如说箱体结构庞大，重量也很