下置式蜗轮蜗杆减速器设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 1 机械设计课程设计 姓 名： 班 级： 指导教师： 成 绩： 日期： 2011 年 4 月 2 摘 要 这篇课程设计的论文主要阐述的是一套系统的关于蜗轮蜗杆减速器的设计方法。下置式蜗轮蜗杆是减速器的一种形式， 它与蜗杆上置式减速器相比 具有搅油损失小，润滑条件好等优点，适用于传动 V 4-5 m/s。 在论文中，首先，对此次课程设计要求作了简单的介绍，接着阐述了蜗轮蜗杆的结构和条件。然后对其结构粗设计，接着就按课程设计准则和设计理论进行尺寸的计算和校核。代表着减速器的一般过程。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的差距。国内在设计制造蜗轮蜗杆减速器的过程中存在着很大程度的缺点，问题如：轮齿根切；蜗杆毛坯的正确设计；刚度的条件；蜗轮蜗杆的校核。 关键 词： 滚子轴承、蜗轮蜗杆减速器、蜗杆、蜗轮、键、联轴器 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 3 4 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 5 6 of a is a of on as as -5 m/s. In to of to of To of a At in in of in of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 7 目 录 1、 机械设计课程设计任务书 1） 2、 传动方案的拟定与分析 2） 3电动机的选择及传动比 2） 动机类型的选择 2） 动机功率选择 2） 定电动机转速 3） 传动比 4） 4、运动学与动力学计算 5） 杆蜗轮的转速 5） 率 5） 转矩 5） 5、 传动零件设计计算 6） 择蜗杆传动类型 6） 择材料 6） 齿面接触疲劳强度进行设计 6） 杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 7） 核齿根弯曲疲劳强度 8） 算效率 9） 度等级公差和表面粗糙度的确定 9） 8 9） 6、轴的设计计算及校核 10） 轴器的设计计算 10） 入轴的设计计算 10） 出轴的设计计算 13） 7、轴承的校核 15） 算输入轴轴承 15） 算输出轴轴承 18） 8、联轴器及键等相关标准的选择 19） 轴器与电机连接采用平键连接 19） 入轴与联轴器连接采用平键连接 19） 出轴与联轴器连接用平键连接 20） 出轴与涡轮连接用平键连接 20） 9、减速器结构与润滑的概要说明 20） 体的结构形式和材料 20） 铁箱体主要结构尺寸和关系 20） 轮的润滑 21） 动轴承的润滑 21） 封 22） 意事项 22） 10、设计小结 23） 11、参考资料 23） 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 9 前 言 国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在传动 的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。 国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。 本设计是蜗轮蜗杆减速器的设计。设计主要针对执行机构的运动展开。为了达到要求的运动精度和生产率，必须要求传动系统具有一定的传 动精度并且各传动元件之间应满足一定的关系，以实现各零部件的协调动作。该设计均采用新国标，运用模块化设计，设计内容包括传动件的设计，执行机构的设计及设备零 件等的设计。 10 专业班级 机械设计一班 学生姓名 冉毅 学号 08120420 课题名称 一级蜗轮蜗杆减速器 设计 起止时间 课题类型 工程设计 课题性质 真实 一、原始数据 已知条件 输送带拉力 F/送带速度 V/(m/s) 滚筒直径 (数据 80 工作条件： 两班制，连续单向运转 ,载荷较平稳 ,空载启动 ,室内工作，有粉尘，环境最高温度 35 度。使用期限 8 年 ,检修间隔期为：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修。小批量生产 ,运输带速度允许误差为 5%。设工作机效率 w= 二、基本要求 1、完成装配图一张、零件图两张（齿轮、轴各一） 2、编写设计说明书一份（按毕业设计论文格式打印） 3、自制文件带装好全部文件，写上学好、姓名 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 11 传动方案的拟定与分析 二、 传动方案的拟定与分析 1 2 3 单级蜗杆减速器 4 5 6图一 由于本课程设计传动方案已给：要求设计单级蜗杆下置式减速器。它与蜗杆上置式减速器相比具有搅油损失小，润滑条件好等优点，适用于传动 V 4-5 m/s,这正符合本课题的要求。 三、电动机的选择及传动比 动 机类型的选择 按工作要求和条件，选择全封闭自散冷式笼型三相异步电动机，电压 380，型号选择 动机功率选择 （ 1）电动机输出功率： 作机所需的功率： 0* （ 2） 电动机至工作机之间的总效率： 总效率按下式计算：7 6 8 222a 滚涡联 12 电动机的选择及传动比 闭式圆柱齿轮 齿 =锥齿 齿 =双头蜗轮副 蜗 = = 滚 = 弹联 =齿联 =有 定电动机转速 卷筒轴的工作转速 m i 0*6D 0 0*60 蜗杆的传动比在一般的动力传动中； i=1040， 电动机的转速的范围 因为 N=(1040)*n=（ 1040） * Y 系列电动机，通常选用同步转速为 1000 1500电动机，如无特殊需要，不选用低于 750电动机 配 合计算出的容量，由表查出有两种适用的电动机型号，其技术参数比较情况见表 1： 方 案 电动机型号 额定 功率 动机转速 r/步转速 满载转速 1 4 1000 960 2 4 1500 1440 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，可知方案 1 比较适合。因此选定电动机型号为 选电动机的额定功率 P = 4载转速 n= 960r/ d 电动机型号： 6 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 13 电动机的选择及传动比 机型 H A B C D E F 32 216 178 89 38 80 10 8 33 K b 1b 2b h B L 12 280 210 135 315 60 238 18 515 表 2 图二 传动比 计算总传动比和各级传动比的分配 （ 1） 计算总传动比： 0(2)各级传动比的分配 由于为蜗杆传动，传动比都集中在蜗杆上，其他不 分配传动比。 1），若选择头数为 2，则有 24 查表知最接近 29，超过了 5%（ %524 242），若选择头数为 4: 有 48 查表知最接近为 48，而 4 个头的 则需要返回重算 222a 滚蜗联 5 5 4 7 小于 4选择 4 头蜗杆， Z=48 齿，m=63， q=10，中心距 a=180，分度圆导程角 21 4805 12i 总 14 四动力学参数计算 四 、动力学参数计算 蜗杆蜗轮的转速： 蜗杆转速和电动机的额定转速相同 蜗轮转速：m %内 滚筒的转速和蜗轮的转速相同 率： 蜗杆的功率： p=轮的功率： p=. 90*筒的功率： p=99= 转矩： 电动机转 N m 05 5 0*0*6 蜗杆转矩 N m T 4 联蜗轮转矩 N 0*6轮轮 滚筒转矩 N m 0*筒筒 表 3： 参数 电动机 蜗杆 蜗轮 滚筒 转速 r/60 960 80 80 功率 P/ 矩 动比 i 12 效率 文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 15 传动零件的设计计算 五、传动零件的设计计算 择蜗杆传动类型 根据 10085 1988的推荐 ,采用渐开线蜗杆 (。 择材料 考虑到蜗杆传动功率不大 ,速度只是中等 ,故蜗杆采用 45 钢 ;因希望效率高些 ,耐磨性好些 ,故蜗杆螺旋齿面要求淬火 ,硬度为 45 55轮用铸锡磷青铜 属模铸造。为了节约贵重的有色金属 ,仅齿圈用青铜制造 ,而轮芯用灰铸铁 造。 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。由教材【 1】 (11 12),传动中心距 3 22 )( H (1)确定作用在蜗杆上的转矩 2 =m (2)确定载荷系数 K 因工作载荷有轻微冲击 ,故由教材【 1】 载荷分布不均系数=1;由教材 11 5 选取使用系数 由于转速不高 ,冲击不大 ,可取动载系数 v;则由教材 . 0 1 1 . 0 5 1 . 0 5v (3)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 =160 21a 。 (4)确定接触系数 先假设蜗杆分度圆直径 1d 和传动中心距 a 的比值教材1 18 中可查得 = (5)确定许用接触应力 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜 属模铸造 , 蜗杆螺旋齿面硬度 45从从教材【 1】 11 7 查得蜗轮的基本许用应力 =268 a 。由教材【 1】 8h *8*360*80*1*60 ）（轮K=16 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 寿命系数 6 87则 M p (6)计算中心距 82 60(*3 7 4 3 6 0*3 (6)取中心距 a=180 i=12,故从教材【 1】 1 2中取模数 m=蜗轮分度圆直径 1d =631】 18 中可查得接触系数 =为 = ,因此以上计算结果可用。 杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (1) 蜗杆 轴向尺距 3 . 1 4 6 . 3 1 9 . 7 9 2a m 径系数 10q ; 齿顶圆直径11 2 6 3 2 1 6 . 3 7 5 . 6d h m m m ; 齿根圆直径 11 2 4 7 . 2 5d h m c m m ; 蜗杆齿宽 (Z )m+25=112杆轴向齿厚 3 . 1 4 6 . 3 9 . 8 9 622a 度圆导程角054821 ; (2) 蜗轮 蜗轮齿数 48;变位系数2 0 8 6 演 算 传 动 比 1244812 这 时 传 动 误 差 比 为 , %5% 是允许的。 蜗轮分度圆直径22 6 . 3 4 8 3 0 2 . 4d m z 轮喉圆直径222 2 aa =315轮齿根圆直径2 2 22 2 8 1 . 2 5d h m m 1 315 8 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 17 校核齿根弯曲疲劳强度 蜗轮咽喉母圆半径 118021 2 具体数据如下：（参考文献【 2】 29 图和文献【 3】 表 4： d 99 100mm e=2n=2l=（ d 75 90mm a=b=2m 于蜗杆齿顶圆直径 做成齿轮轴 ) 6段：直径 d=48度 0段：直径 d7=0度 3=20三 初选用 30208 型单列圆锥滚 子轴承，其内径为 40度为 18 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距 L=6+(2*（挡油环壁 2=90提高刚度，尽量缩小支承跨距 L=（ ） 290 （ 3）按弯矩复合强度计算 求小齿轮分度圆直径：已知 求转矩：已知 m m 求圆周力： 据教材 10式得： 1 2T1/*35/ 2T2/*求径向力 据教材【 1】 10得： 22475.4=901N 因为该轴两轴承对称，所以： B=145、 绘制轴的受力简图 2、绘制垂直面弯矩图 轴承支反力： 63*01L*FF v 1 1r 1v 52=50 mm 03=18mm 84=80mm 65=120mm 86=80mm 07=20文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 21 521 11 1 . 12 h 由两边对称，知截面 面 145 310 =m 3、绘 制水平面弯矩图 截面 d*=3* 32=35N m 4、绘制合弯矩图 ( m 5、绘制扭矩图 转矩： T= m 校核危险截面 图四 由教材 （ 15 122 取 = m 22 输出轴的设计计算 ）（ 前已选定轴的材料为 45 钢 ,调质处理 ,由教材 15得 a 601 ,因此 46720 算输出轴轴承 图八 初选两轴承为 30212 型圆锥滚子轴承查圆锥滚子轴承手册可知其基本额定动载荷 1031301)求两轴承受到的径向载荷 1 2将轴系部件受到的空间 力系分解为铅垂面图 (2)和水平面图 (3)两个平面力系。其中图 (3)中的 通过另加转矩而平移到指定轴线 ;图 (1)中的 通过另加弯矩而平移到作用于轴线上。由力分析知 : 012 3 7FF r 2 h 22r 1 22r 2 （ 2）求两轴承的计算轴向力21 F 和对于 30213型轴承 ,按教材 3中 ,321表 13e=此估算 1. 5*212 89. 5 28 1. 5*212 45 按教材 (13 2 1 1 2415N (3)求轴承当量动载荷 1P 和 2P e 46720h 故所选轴承满足寿命要求 15N 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 197216396 或 11970985 29 键及联轴器连接的选择及校核计算 八、 键及联轴器连接的选择及校核计算 轴器与电机连接采用平键连接 查表 8E=80 电机 =50参考文献 5型平键，得： b=10 h=8 L=50 即：键 50 1096 T 额 =20000N m 根据教材 p=2T2/ 20000/（ 10 8 50） =1018齿轮的润滑 因齿轮的圆 周速度 45%， 长度 60%； （ 4） 30212 和 30208 型单列圆锥滚子轴承 的轴向游隙均为 用润滑 油 润滑 ； （ 5） 减速器装置内装 （ 6） 减速器外表面涂灰色油漆 ； （ 7） 按减速器的实验规程进行试验 。 （ 8）最低 浸 油一个齿高，最高 浸 油面比最低 浸 油面高出 1032 设计小结 经过几周的课程设计 ， 我终于完成了自己的设计 ， 在整个设计过程中 ，共修改了四次。还是 感觉学到了很多的关于机械设计的知 识 ， 这些都是在平时的理论课中不能学到的。还将过去所学的一些机械方面的知识系统化 ， 使自己在机械设计方面的应用能力得到了很大的加强 。 除了知识外 ， 也体会到作为设计人员在设计过程中必须严肃 、 认真 ， 并且要有极好的耐心来对待每一个设计的细节。在设计过程中，我们会碰到好多问题，这些都是平时上理论课中不会碰到，或是碰到了也因为不用而不去深究的问题，但是在设计中，这些就成了必须解决的问题，如果不问老师或是和同学讨论，把它搞清楚，在设计中就会出错 ， 甚至整个方案都必须全部重新开始。比如轴上各段直径的确