蜗轮蜗杆传动减速器设计【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 目 录 一 、课程设计任务书 . 错误 !未定义书签。 二、 传动方案 . 2 三、 选择电动机 . 2 四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 . 4 五、传动装置的运动和动力参数 . 4 六、确定蜗杆的尺寸 . 5 七、减速器轴的设计计算 . 8 八、 键联接的选择与验算 . 16 九、密封和润滑 . 17 十、铸铁减速器箱主要结构尺寸 . 18 十一、减速器附件的设计 . 19 十二、小 结 . 23 十三、参考文献 . 23 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 二 、 传动方案 我选择蜗轮蜗杆传动作为转动装置，传动方案装置如下： 三 、 选择电动机 1、电动机的类型和结构形式 按工作要求和工作条件，选用选用笼型异步电动机，封闭式结构，电压 380v，Y 型。 2、电动机容量 0 0 01 0 0 0 根据带式运输机工作机的类型，可取工作机效率 96.0w。 电动机输出功率dp 传动装置的总效率 433221 式中， 21 、 为从电动机至卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表 10 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 查得：联轴器效率 1 =承 2 =级蜗杆传动3=筒轴滑动轴承 ,则 总效率 2 故 电动机额定功率数文献 2 表 19取电动机额定功率 、电动机的转速 卷筒 轴工作转速为 m i n/rD 由 参考文献 2 表 2知，单级蜗杆减速器一般传动比范围为 740 总动比合理范围为 407 电动机转速的可选范围为 m i n/6 3 6 8 1 4m i n/07( 初选同步转速分别为 1500r/m 和 3000r/m 的两种电动机进行比较如下表： 方案 电动机号 额定 功率 电动机转（ r/ 电动机质量w/见价格 （元） 总传动比 i 同步 满载 1 500 1430 38 800 000 2840 45 1000 表中数据可知两个方案均可行，但方案 1 传动比较小，传动装置结构尺寸较小。因此，采用方案 1，选定电动机 4、 动机的数据和外形，安装尺寸如小表 ： 型号 额定功率 （ 转速（ r/ 质量（ 同步 满载 2 1500 1430 38 尺寸 H A B C D E F G K D D 100 160 140 63 28 60 8 24 12 205 180 205 245 170 380 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 电动机外形尺寸 ： 四 、 计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 传动装置总传动比 ： 由选定的电动机满载转速n ，可得传动装置的传动比是： m 所得 i 符合单级蜗杆减速器传动 比的常用范围。 五 、传动装置的运动和动力参数 1、各轴转速 1n 为蜗杆的转速，因为和电动机用联轴器连在一起，其转速等于电动机的转速，则： m 4301 m 2n 为蜗轮的转速，由于和工作机连在一起，其转速等于工作主轴转速，则： 各轴输入功率 按电动机额定功率 1P 为蜗杆轴的功率， 2P 为蜗轮轴的功率，3： 7 2 98.8i 4301 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 8 2、各轴转矩 蜗杆轴的转矩 1T : 6 9 3 01 7 5 09 5 5 0111蜗轮轴上的转矩 2T : 6 5 90 2 5 09 5 5 0222工作机主轴上的转矩3T: 3 六 、确定蜗杆的尺寸 1、 选择蜗杆传动类型 根据 10085推荐 ,采用渐开线蜗杆 ( 2、 选择材料 考虑到蜗杆传动功率不大 ,速度只是中等 ,故蜗杆用 45刚 ;因希望效率要高些 ,耐磨性好些 ,故蜗杆螺旋齿面要求淬火 ,硬度为 金属摸铸造 仅齿圈用 青铜制造 ,而轮芯用灰铸铁 3、 按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则 ,先按齿面接触疲劳强度进行设计 ,再校核齿根弯曲疲劳强度 式 (11算传动中心矩 : 23 2 )( 蜗轮上的转矩 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 1K；由表参考文献 1的表 11由于转速不高，冲击不大，可取动载荷系数 K；则： 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 确定弹性影响系数 因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故 21160。 确定接触系数a 的比值为 图参考文献 1 图11Z。 确定许用接触应力 H 根据涡轮材料为铸锡磷青铜 110 属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度 45以从文献 1表 11 。 应力循环次数 82 寿命系数 66 3 3 取中心距 a=100 i=从文献 1 表 11取模数 m=杆的分度圆直径 d1/a 为 文献 1 图 11Z ，因为 ，因此以上结果可用。 4、 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 蜗杆 ： 轴向齿距 直径系数 齿顶圆直径 11 齿根圆直径 11 分度圆导程角 051028 蜗杆轴向齿厚 N f a 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 蜗轮 ： 蜗轮的齿数 3；变位系数 验算传动比 % ，是允许的。蜗轮分度圆直径 蜗轮喉圆直径 62 222 蜗轮齿根圆直径 62 222 蜗轮咽喉母圆半径 2 5、 校核齿根弯曲疲劳强度 212 T 当量齿数 s 332 2=文献 1图 11 螺旋角系数 7 9 9 从文献 1 表 11查得由 110 。 寿命系数 5 21 6 弯曲强度是满足的。 a f Y 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 6、 验算效率 )t t v 已知 ；vv ； s / 0 060 1 4 3 0 060 11 从参考文献 1 表 11用插入值法查得 02796.06016.1v；代入式中求得 ，稍小于原估计值，因此不用重算。 7、 热平衡计算 蜗杆传动总效率 2433221 散热面积 A 取传热系数 2/15，取 20 ，从而可以计算出箱体工作温度 t 8 4 7 0 0)8 8 0 0 0 1 因为 所以符合要求。 8、 精度等级公差和表面粗糙度的确定 七、 减速器轴的设计计算 1、 蜗杆轴 的设计 由于蜗杆的直径很小，可以将蜗杆和蜗杆轴做成一体，即做蜗杆轴。 蜗杆上的转矩 则作用于齿轮上的圆周力： 5 4 5221121 轴向力： 5 1 6 5 5222221 径向力： 020t a 5 7t a 初步确定轴的最小直径 s / 2518.0 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 先按文献 1 式 15步估算轴的最小直径。选取轴的材料为 45 钢，调质处理。根据表 15 126A ，于是得 311m i n 输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径 12d 。为了使所选的轴的直径12d 与联轴器的孔径相适应，孤需同时选取联轴器型号。 联轴器的计算转矩1，查文献 1 表 14虑到转矩变化很小，故取 K ，则： 2 2 0 3 81 4 6 9 按照计算转矩参考文献 2表 14用弹性柱销联轴器，其公称转矩为 31500N 联轴器的孔径 6取 6联轴器长度 L=42联轴器与轴配合的毂孔长度 0 轴上零件的装配方案 蜗杆是直接和轴做成一体的，左轴承及轴承端盖从左面装，右轴承及右端盖从右面装。 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 为了满足半联轴器的轴向定位要求， 1取 20端用 轴端挡圈定位，按轴端直径取挡圈直径 D=22联轴器与轴配合的毂孔长度 0了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故 11短一些，现取 8 由已知条件知道工作时间为 10年，每年按 300天计算，且每天三 班制工作，则大概总的工作时间为： hL h 720002430010 考虑最不利的情况，单个轴承所受的径向力为： 1 向心轴承只承受径向载荷时 1 由参考文献 1式 1316 1 )1060( N 查表 1313 2000 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 12.1731)7 2 0 0010 143060(1 1016 从参考文献 2中查表 13 轴承型号 外形尺寸（ 安装尺寸（ 基本额定动载荷 Cr/本额定静载荷 Cr/000AC d D B da a ra 0 55 13 36 49 1 此轴环处的直径 0 8端滚动轴承采用轴肩进行轴向定位。由手册上查得 6006型轴承轴肩高度 h=6此，取 2 所选轴承的外形如下图所示： 由已知可以取齿宽 5杆齿顶圆直径为 45根圆直径为 30顶圆左端长 10端长 15考文献 1 表 15轴端倒角为 452 。 蜗杆轴的校核 731 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 设蜗杆齿宽的法向中心线的有侧长为 L ，左侧的长度为 L ，则： 水平面的支承反力（图 a） 垂直面的支承反力（图 b） 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 绘水平面的弯矩图 0 0 绘垂直面的弯矩图 绘合成弯矩图 3 8 5 7 0 0 9 5 4 4 0 0 9222222222121 该轴所受扭矩为 146921 按弯扭合成应力校核轴的强度 由图可知轴承上截面 C 为危险截面，根据文献 1 式（ 15以上数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取 =的计算应力 M P 前已选定轴的材料为 45 钢，调质处理，由文献 1 表 15得 1 。因此取 h=4轴环直径 0环宽大于等于 取 时取 0045=328 所选轴承的外形如前面所选轴承图所示。 蜗轮轴的校核 设蜗轮齿宽的法向中心线的有侧长为 L ，左侧的长度为 L ，则： 水平面的支承力： FF 5721 垂直面的支承反力 : FF 5722 绘水平面 的弯矩图： h 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 2 5 91 绘垂直面的弯矩图： 绘合成弯矩图： 该轴所受扭矩为： 1216552 按弯扭合成应力校核轴的强度 由图可知轴承上截面 C 为危险截面，根据文献 1 式（ 15以上数据，以及轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取 =的计算应力 M P 前已选定轴的材料为 45 钢 ，调质处理，由文献 1 表 15得 1 。因此 1 ，故安全。 由于轴的最小直径是按扭转强度很宽裕地确定的，由蜗杆轴受力情况知截面 其轴径也较大，且应力集中不大，各处应力集中都不大，故蜗杆轴疲劳强度不必校核。 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 八、 键联接的选择与验算 1、 选择键联接的类型和尺寸 本设计中有三处要求使用键联接，一处为减速器输入轴（蜗杆）的联轴器处，设置在蜗杆上的键标此处为键 1 此处 轴的直径 6处是减速器输出轴（蜗轮轴）的联轴器处，设置在蜗轮轴上的键标此处为键 2 此处轴的直径 0一处是蜗轮与蜗轮轴的联接，标记此处的键为键 3 此处轴的直径 5般 8 级以上的精度要有定心精度的要求，所以选择用平键联接，由于只是联接的是两根轴，故选用圆头普通平键（ A）型。而键 3 的蜗轮在轴的中间，所以也选择圆头普通 平键（ A）型。 根据以上的数据，从文献 1 表 6查得键 1 的截面尺寸为：宽度 b=5度 h=5联轴器的标准并参考键的长度系列，可以确定取此键的长度L=20伸入到联轴器的深度短一些）。查得键 2 的截面尺寸为：宽度 b=8度 h=7理取此键的长度 L=50得键 3 的截面尺寸为：宽度 b=14度 h=9轮毂的宽度并参考键的长度系列，取该键的键长 L=28 2、 校核键联接的强度 键 1 处键、轴和联轴器的材料是钢和铸铁，且属于静联接由文献 1 的表 6得许用挤压应力为 p=120其平均值， p=135 键的工作长度为 l=50与轮毂的键槽的接触高度为买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 k=5文献 1 的式 6得 l 3 505 4 31 可见联接的挤压强度满足，即该键可以正常工作。 键 2 处键、轴和 蜗轮的材料是钢和铸铁，且属于静联接由文献 1 的表 6得许用挤压应力为 p=120其平均值， p=135的工作长度为 l=02与轮毂的键槽的接触高度为 k=文献 1 的式 6得 Pk l 3 506 5 12102 332 可见联接的挤压强度满足，即该键可以正常工作。 键 3 处键、轴和联轴器的材料是钢和铸铁，且属于静联接由文献 1 的表 6得许用挤压应力为 p=120其平均值， p=135 键的工作长度为 l=84与轮毂的键槽的接触高度为k=9文献 1 的式 6得 Pk l 3 506 5 12102 332 可见联接的挤压强度满足，即该键可以正常工作。 自此减速器中的所有的键均以校核完毕，所有的 键均满足使用要求。 键的外型图和键槽的安装图： b / 2九、 密封和润滑 由于本 设计蜗杆减速器 用的是钢蜗杆配青铜蜗轮，参考文献 1 表 11择号 用油，对于蜗杆的给油方式，根据蜗杆的相对滑动速度以及载荷类型选择，本设计的蜗杆减速器蜗杆的相对滑动速度为 s 内，且采用的是闭式传动，传动载荷中等，根据文献 1 表 11杆传动的润滑油粘度推荐值及给油方式，选择油池润滑。关于蜗杆传动的润滑油量，由于采用的是闭式蜗杆传动，搅油损耗不是太 大，且采用的是蜗杆下置式的传动，所以浸油深度应为蜗杆的一个齿高。蜗轮的润滑主要凭借蜗杆的带油作用来进行润滑。 对于轴承的润滑，蜗杆轴承采用浸油润滑。同时蜗轮轴承润滑采用刮油板刮37 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 蜗轮上的油通过箱体上的油槽润滑。另外在安装的时候，也应该对轴承的润滑进行良好处理，应该用润滑油脂进行充分的润滑。 对于轴承的密封设计采用了轴承端盖还在其中加入了密封圈。蜗杆轴承端一边用闷端盖，一边用唇形密封圈。蜗轮轴轴承一边用闷端盖，一边用毡圈。整个箱体是密封的。 十、 铸铁减速器箱主要结构尺寸 1、 箱座高度 3)5030(22272齿高为： 则齿轮浸油深度 符合条件齿轮浸油深度大于 10 总的油深 箱体内储油宽度大约为 箱体内储油长度大约为 4 则储藏的油量 4 597 单级减速器每传递 150 3 符合要求 。 2、箱体的刚度设计 从参考文献 2 表 4 4得下表： 名称 符号 蜗轮蜗杆减速器尺寸 选用 箱座壁厚 a 8 箱盖壁厚 1 8 箱盖凸缘厚度 1b 12 箱座凸缘厚度 b 12 箱座底凸缘厚度 2b 20 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 地脚螺钉直径 a 16M 地脚螺钉数目 n 4 轴承旁联结螺 栓直径 1d 盖与座联结螺栓直径 2d 0M 联结螺栓 2d 间距 l 200150 160 轴承端盖螺钉直径 3M 视孔盖螺钉直径 4d M 定位销直径 d 21, 离 1C 22、 18、 16 2,2C 20、 14 轴承旁凸台半径 1R 2C 20 凸台高度 h 45 外箱壁至轴承座端面距离 1l )105(21 40 蜗轮顶圆与内壁的距离 1 10 蜗轮轮毂端面与内壁距离 2 10 箱盖、箱座肋厚 1轴承端盖外径 2D 3)( 110 轴承旁联结螺栓距离 S 2 110 十一、 减速器附件的设计 1、 窥视孔及视孔盖 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 20 参考文献 2表 4： 1l 2l 31b 2b 3 R 直径 孔数 90 75 60 - 70 55 40 7 4 4 5 2、 通气器 由已知选 型号 外型安装图： 表 4得： d 1d 2d 3D h a b 8 3 16 40 40 12 7 c 1h R 1D S k e f 16 18 40 2 6 2 2 买文档就送您 纸 全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 21 3、 游标尺 由条件可选 安装图： d 2d 1 99d1 d2 d3 h