蜗轮蜗杆减速器设计说明书.doc

新鄉新鄉学学院院 20112011 届届 毕业论文毕业论文 设计设计 题目 题目 蜗轮蜗杆减速器设计及三维建模仿真蜗轮蜗杆减速器设计及三维建模仿真 学位申请人姓名许鹏举 学 号0920070501010029 所在学院名 称机电工程学院 专 业 名 称机械设计制造及其自动化 指导教师姓 名魏增菊 指导教师职 称教 授 完成时间 2011 年 5 月 18 日 目录目录 内容摘要 1 Abstract 1 1 减速器传动方案的总体设计 2 1 1 传动装置的总体设计 2 1 2 传动零件的设计计算 6 1 3 轴的设计 13 1 4 轴承的选择和计算 19 1 5 键联接的选择和强度校核 21 1 6 联轴器的选择和计算 22 2 减速器铸造箱体的结构尺寸设计 22 3 减速器的结构与附件设计 24 3 1 减速器的结构设计 24 3 2 减速器的附件设计 25 4 基于 Solidworks 对减速器各个零件的三维造型 30 4 1 蜗轮的三维造型 30 4 2 蜗轮轴的三维造型 31 4 3 蜗杆的三维造型 31 4 4 上箱体的三维造型 32 4 5 下箱体的三维造型 32 4 6 顶板的三维造型 33 4 7 轴承盖通孔的三维造型 34 4 8 轴承盖无孔的三维造型 34 5 利用 Solidworks 对减速器进行装配仿真 35 参考文献 38 致 谢 39 内容摘要 内容摘要 本毕业设计是对减速器的结构进行分析并对其进行设计 设计方 案的拟定主要包括箱体 轴系部件和减速器附件的选择设计 减速器总体设计主 要包括传动零件及其装置 轴与轴承 箱体的设计计算以及键连接的选择和强度 校核 联轴器的选择和计算 减速器的润滑 并且绘制手工图纸 CAD 图以及利 用 Solidworks 软件对这些数据进行三维造型 最后再利用 Solidworks 软件进行 装配及仿真 可见计算机辅助技术在机械行业中的应用日渐广泛 对于复杂零件 的设计与加工以及仿真起到了重要作用 通过计算机辅助技术的帮助可以有效的 提高工作效率 关关 键键 词 词 减速器 Solidworks 软件 三维建模 仿真 AbstractAbstract The graduation project is to analyze the structure of the reducer and its design including the formulation of design box shaft gear accessories components and selection of design overall design of gear and equipment including transmission parts axle and bearings calculation and key cabinet design and strength check the connection of choice selection and calculation of the coupling reducer lubrication And hand drawn drawings CAD Solidworks software graph and the use of three dimensional modeling of these data and finally assembled using Solidworks software and simulation Computer technology can be seen in the machinery industry of increasingly widespread For complex parts of the design and processing and simulation has played an important role Through the help of computer aided technology can effectively improve work efficiency KeyKey wordswords educer solidworks software three dimensional modeling simulation 1 1 减速器传动方案设计减速器传动方案设计 1 11 1 传动装置的总体设计传动装置的总体设计 1 1 11 1 1 拟订传动方案拟订传动方案 本传动装置用于带式运输机 工作参数 运输带工作拉力 F 6KN 工作速度 1 8m s 滚筒直径 D 500mm 传动效率 0 96 包括滚筒与轴承的效率损失 两班制 连续单向运转 载荷较平稳 使用寿命 8 年 环境最高温度 80 本设 计拟采用蜗轮蜗杆减速器 传动简图如图 1 1 所示 图 1 1 传动装置简图 1 1 21 1 2 传动方案的分析传动方案的分析 该工作机采用的是原动机为 Y 系列三相笼型异步电动机 三相笼型异步电动 机是一般用途的全封闭自扇冷式电动机 电压 380 V 其结构简单 工作可靠 价格低廉 维护方便 另外其传动功率大 传动转矩也比较大 噪声小 在室内 使用比较环保 传动装置采用单级蜗杆减速器组成的封闭式减速器 采用蜗杆传 动能实现较大的传动比 结构紧凑 传动平稳 但效率低 多用于中 小功率间 歇运动的场合 工作时有一定的轴向力 但采用圆锥滚子轴承可以减小这缺点带 来的影响 但它常用于高速重载荷传动 所以将它安放在高速级上 并且在电动 机心轴与减速器输入轴及减速器输出轴与卷筒轴之间采用弹性联轴器联接 因为 三相电动机及输送带工作时都有轻微振动 所以采用弹性联轴器能缓冲和吸振作 用 以减少振动带来的不必要的机械损耗 此工作机属于小功率 载荷变化不大的工作机 其各部分零件的标准化程度 高 设计与维护及维修成本低 结构较为简单 传动的效率比较高 适应工作条 件能力强 可靠性高 能满足设计任务中要求的设计条件及环境 1 1 31 1 3 电动机的选择电动机的选择 1 选择电动机的类型 按工作条件和要求 选用一般用途的 Y 系列三相异步电动机 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 d P W P 式中 工作机要求的电动机输出功率 单位为 KW d P 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 KW W P 输送机所需的功率kw Fv Pw 8 10 1000 8 16000 1000 电动机所需的功率 d P W P 0 99 0 99 0 8 0 99 0 99 0 758 联 轴 蜗 轴 联 10 8 0 758 21 05 kW d P 查表 选取电动机的额定功率 22kw cd P 3 选择电动机的转速 传动滚筒转速 81 05 r min 由表推荐的传动比的合理范围 w n D v 100060 取蜗轮蜗杆减速器的传动比 10 40 故电动机转速的可选范围为 i n 10 40 81 05 800 3238r min d n i 符合这范围的电动机同步转速有 1000 1500 3000 r min 三种 现以同步 转速 1000 r min 和 1500 r min 两种常用转速的电动机进行分析比较 查 机械工程及自动化简明设计手册 上册 表 2 3 n 27 81 05 2179 r min 蜗 i w n 综合考虑电动机和传动装置的尺寸 重量 价格 传动比及市场供应情况 选取比较合适的方案 现选用型号为 Y180M 2 其主要安装尺寸如下 中心高 H 180 mm 外型尺寸 L AC AD HD 670 360 285 430 mm 轴伸尺寸 D 48 mm E 110 mm 装键部分尺寸 F G D 14 42 5 48 mm 底脚安装尺寸 A B 279 241 mm 地脚螺栓孔直径 K 19 mm 电动机外形尺寸如下图 图 1 2 电机外形尺寸 1 1 41 1 4 确定传动装置的传动比及其分配确定传动装置的传动比及其分配 减速器总传动比及其分配 减速器总传动比 i 2940 81 05 25 5 m n w n 本设计是一级蜗轮蜗杆减速器 它的传动比 i 10 40 之间 查 机械工程 及自动化简明设计手册 上册 表 2 5 传动比选 i 27 式中 i 传动装置总传动比 工作机的转速 单位 r min w n 电动机的满载转速 单位 r min m n 1 1 51 1 5 计算传动装置的运动和动力参数计算传动装置的运动和动力参数 1 各轴的输入功率 轴 P P 21 03 0 99 0 99 20 56kW 1联 轴 轴 P P 20 56 0 99 0 99 0 8 20 19kW 21蜗 轴 联 2 各轴的转速 电动机 2940 r min m n 轴 n 2940 r min 1m n 轴 n 2940 27 108 r min 2 1 1 i n 3 各轴的输入转矩 电动机轴 9550 9550 21 03 2940 68 34 Nm d T m d n P 轴 T i 1462 15 Nm 1d T 联 轴 轴 T T i 30954 29 Nm 21联 轴 蜗 上述计算结果汇见表 1 1 表 1 1 传动装置运动和动力参数 输入功率 kW 转速 n r min 输入转矩 Nm 传动比效率 电动机轴 21 05294068 34 10 99 轴 20 6329401462 15 轴 20 2210830954 29 270 82 1 21 2 传动零件的设计计算传动零件的设计计算 1 2 11 2 1 蜗轮蜗杆传动设计蜗轮蜗杆传动设计 一 选择蜗轮蜗杆类型 材料 精度 蜗杆材料选用 45 钢 整体调质 表面淬火 齿面硬度 45 50HRC 蜗轮齿圈 材料选用 ZCuSn10Pb1 金属模铸造 滚铣后加载跑合 8 级精度 标准保证侧隙 c 二 计算步骤 1 按接触疲劳强度设计 以下参考机械设计 P127 页例题 设计公式 mm 1 2d m 2 2 2 25 3 z z KT h e 1 选 z1 z2 查表 7 2 取 z1 2 z2 z1 I 54 z2在 30 64 之间 故合乎要求 初估 0 80 2 蜗轮转矩 T2 i 9 55 106 10 8 970 27 0 80 3402556 6 Nm 2 T 1 T 3 载荷系数 K 因载荷平稳 查表 7 8 取 K 1 1 4 材料系数 ZE 查表 7 9 155 E ZMPa 5 许用接触应力 H 查表 7 10 H 220 Mpa N 60 n2 at 60 35 9 1 12000 25848000N 0 88 N Z 8 7 10 n 8 7 7 105848 2 10 H ZN 0H 0 88 220 195 36Mpa 6 计算 m d1 2 m d1 1 1 3402556 7 8534 32mm 2 2 2 2 25 3 z z KT h e 2 5436 195 15625 3 7 初选 m d1 的值 2 查表 7 1 取 m 12 5 90mm 1 d m d1 14062mm 8534mm 满足设计要求 2 8 导程角 tan 0 277 90 2 5 12 1 1 d mz arctan0 222222 15 153 9 滑动速度 S V 4 76m s S V 15 15cos100060 9709014 3 cos100060 11 nd 10 啮合效率 由 4 76m s 查表得 2 S V 0 2 0 2458 0 88 1 28 1 5288 12tan 5288 12tan tan tan 11 传动效率 取轴承效率 0 99 搅油效率 0 98 2 3 0 88 0 99 0 98 0 85 1 2 3 i 9 55 10 8 970 27 0 85 3615216 4 N m 2 T 1 T 6 10 12 检验 m d1 的值 2 m d1 1 1 3615216 4 9067 6mm 2 2 2 2 25 3 z z KT h e 2 5436 195 15525 3 14062mm 原选参数满足齿面接触疲劳强度要求 2 传动的主要尺寸 m 12 5mm 90mm z1 2 z2 54 1 d 1 中心距 a a 382 5mm 2 54 5 1290 2 21 mzd 2 蜗杆尺寸 分度圆直径 90mm 1 d 1 d 齿顶圆直径 2 90 2 12 5 115mm 1a d 1a d 1 d 1a h 齿根圆直径 2 80 2 12 5 60mm 1f d 1f d 1 d f h 导程角 tan 12 5 右旋 轴向齿距 m 3 14 12 5 39 25mm 1x p 齿轮部分长度 m 11 0 06 z2 12 5 11 0 06 54 178mm 1 b 1 b 取 180mm 1 b 3 蜗轮尺寸 分度圆直径 m z2 12 5 54 675mm 2 d 2 d 齿顶高 m 12 5 1 12 5mm 2a h ax h 齿根高 m 1 0 2 12 5 15mm 2f h ax h x c 齿顶圆直径 2 675 25 700mm 2a d 2a d 2 d 2a h 齿根圆直径 2m 675 30 645mm 2f d 2f d 2 d ax h x c 导程角 tan 12 5 右旋 轴向齿距 m 3 14 12 5 39 25mm 2x p 1x p 蜗轮齿宽 0 75 0 75 115 86 25mm 2 b 2 b 1a d 齿宽角 sin 2 86 25 90 0 95 2 b 1 d 蜗轮咽喉母圆半径 a 2 32 5mm 2 rg 2a d 4 热平衡计算 估算散热面积 A A 2 75 1 75 1 45 3 100 5 382 33 0 100 33 0 m a 验算油的工作温度 ti 室温 通常取 0 t 20 散热系数 16 W s k s k 78 96 80 20 45 3 8 10 168 01100011000 0 1 t Ak P t s i 油温未超过限度 5 润滑方式 根据 4 76m s 查表 7 14 采用浸油润滑 油的运动粘度 s V V40 320 s 6 10 6 蜗杆 蜗轮轴的结构设计 蜗轮轴的设计 最小直径估算 min dC n p 3 c 查 机械设计 表 11 3 得 c 120 120 53 2mm min d 108 22 20 3 根据 机械设计 表 11 5 选 55mm min d 2a 65mm a 0 07 0 1 4 41 4 5mm 取 5mm 1 d min d min d 1 5 mm 65 5 70mm 2 d 1 d 1 5 mm 70 2 72mm 3 d 2 d 2a 72 2 6 84mm a 0 07 0 1 5 6mm 取 6mm 4 d 3 d 3 d h 由 机械设计 表 11 4 查得 h 5 5 b 1 4h 1 5 5 5 7 7 8mm 2h 84 2 5 74mm 5 d 4 d 65mm 6 d 1 d l1 112 2 114mm 1 L 蜗杆轴的设计 cx 120 45 2mm 取 55mm min d n p 3 1460 22 20 3 min d 2a 55 2 2 59mm a 0 07 0 1 1 d min d min d 6 59 6 65mm 2 d 1 d 2a 65 2 2 69mm a 0 07 0 1 3 d 2 d 2 d 65mm 4 d 2 d 4 59mm 5 d 4 d 上述几何尺寸计算结果见表 1 2 和 1 3 表 1 2 传动见结构蜗杆尺寸 mm 计算公式 名 称代号 蜗杆 结 果 中 心 距a a 22 zq m a 382 5 传 动 比i 1 2 Z Z i i 27 蜗杆分度圆柱的导程角 q z1 arctan 15 15 蜗杆轴向压力角 1x 标准值 20 1 x 齿 数 1 Z z1 2 分度圆直径 1 dqmd 1 90 1 d 齿顶圆直径 1a d 2 1 qmda115 1 a d 齿根圆直径 1f d 4 2 1 qmdf 60 1f d 蜗杆螺纹部分长度 1 b mzb 21 06 0 11 180 1 b 表 1 3 传动装置蜗轮运动和动力参数 mm 计算公式 名 称代号 蜗轮 结 果 中 心 距a a 22 zq m a 382 5 传 动 比i 1 2 Z Z i i 27 蜗轮端面压力 角 2t 标准值 20 2t 蜗轮分度圆柱 螺旋角 15 15 齿 数 2 Z 2 Z 1 iz 54 2 Z 分度圆直径 2 d 22 Zmd 675 2 d 齿顶圆直径 2a d 2 22 zmda 700 2a d 齿根圆直径 2f d 4 2 22 zmdf645 2 f d 1 31 3 轴的设计轴的设计 1 3 11 3 1 蜗轮轴的设计蜗轮轴的设计 1 选择轴的材料 查 机械设计基础 表 10 1 10 3 选取 45 钢 调质 硬度 HBS 230 强度极限 600 Mpa 由表查得其许用弯曲应力 55Mpa B b 1 2 初步估算轴的最小直径 取 C 120 得 120 53 19mm min d 108 22 20 3 根据 机械设计 表 11 5 选 55mm min d 3 轴的结构设计 轴上零件的定位 固定和装配 单级减速器中 可将齿轮按排在箱体中央 相对两轴承对称分布 齿轮左 面由轴肩定位 右面用套筒轴向固定 周向固定靠平键和过渡配合 两轴承分别 以轴肩和套筒定位 周向则采用过渡配合或过盈配合固定 联轴器以轴肩轴向定 位 右面用轴端挡圈轴向固定 平键联接作周向固定 轴做成阶梯形 左轴承 从做从左面装入 齿轮 套筒 右轴承和联轴器依次右面装到轴上 确定轴各段直径和长度 段 d1 55mm L1 114mm 段选 30213 型圆锥滚子轴承 其内径为 65mm 宽度为 24 75mm 故 段直 径 d3 75mm 段考虑齿轮端面和箱体内壁 轴承端盖与箱体内壁应有一定距离 长度根 据具体情况而定 直径为 70mm 段 直径为 72 比蜗轮的宽度短 1 2mm 所以取 126mm 段 2a 72 2 6 84mm a 0 07 0 1 d3 5 6mm 5 d 4 d 6 L5 17mm 段 d6 d5 2h 84 2 5 74mm h 由 机械设计 表 11 4 查得 h 5 L6 17mm 段 65mm 7 d 2 d 4 按弯扭合成应力校核轴的强度 绘出轴的计算简图 a 图 绘制垂直面弯矩图 b 图 N 5 32 90 15 14622 2 1 1 d T Fa N 7 91 675 29 309542 2 2 2 d T Ft N 4 3320tan 7 91tan tr FF 轴承支反力 N86 5 094 0 2 094 0 4 33 2 1 0 5 32 22 L L F d F F r a RAV N 26 3986 5 4 33 RAVrrbv FFF 计算弯矩 截面 C 右侧弯矩 N m 849 1 2 094 0 26 39 2 L FM RBVcv 截面 C 左侧弯矩 N m275 0 2 094 0 86 5 2 L FM RAVcv 绘制水平面弯矩图 c 图 轴承支反力 N m85 45 2 7 91 2 t RBHRAH F FF 截面 C 处的弯矩 N m3 2 2 094 0 85 48 2 L FM RAHCH 绘制合成弯矩图 d 图 N m9512 2 3 285 1 2222 CHCVC MMM N m 315 2 3 2267 0 222 CHCVC MMM 绘制转矩图 e 图 N m 7 1072108 22 20 1055 9 1055 9 66 n P T 绘制当量弯矩图 f 图 转矩产生的扭剪应力按脉动循环变化 取 0 6 截面 C 处的当量弯矩为 N m 49 3167 10726 09512 2 2 2 2 2 TMM CEC 校核危险截面 C 的强度 安全 MPa d MEC e 36 5 841 0 1049 316 1 0 3 3 3 4 MPa b 55 1 图 1 3 低速轴的弯矩和转矩 a 轴的结构与装配 b 受力简图 c 水平面的受力和弯矩 d 垂直面的受力和弯矩图 e 合成弯矩图 f 转 矩图 g 计算弯矩图 Mec T M C MC MCH Ft FRAV FABH Fa Fr MCV M CV FABH FRAV T B A Ft Fr Fa 132 267 a b c d e f g 轴的结构见图 1 4 所示 图 1 4 蜗轮轴的结构图 1 3 21 3 2 蜗杆轴的设计蜗杆轴的设计 1 选择轴的材料 选取 45 钢 调质处理 硬度 HBS 230 强度极限 650 Mpa 屈服极限 B 360 Mpa 弯曲疲劳极限 300 Mpa 剪切疲劳极限 155 Mpa 对称循环 s 1 1 变应力时的许用应力 60 Mpa b 1 2 初步估算轴的最小直径 最小直径估算 dmin c 120 29 8mm n p 3 2940 22 20 3 3 轴的结构设计 按轴的结构和强度要求选取轴承处的轴径 d 30mm 初选轴承型号为 30210 圆 锥滚子轴承 GB T297 94 采用蜗杆轴结构 其中 齿根圆直径mm 60 1 f d 分度圆直径mm 齿顶圆直径mm 长度尺寸根据中间轴的结构进行90 1 d115 1 a d 具体的设计 校核的方法与蜗轮轴相类似 经过具体的设计和校核 得该蜗杆轴 结构是符合要求的 是安全的 轴的结构见图 1 5 所示 图 1 5 蜗杆轴的结构草图 1 41 4 轴承的选择和计算轴承的选择和计算 1 4 11 4 1 低速轴的轴承的选择和计算低速轴的轴承的选择和计算 按轴的结构设计 初步选用 30214 GB T297 94 圆锥滚子轴承 1 计算轴承载荷 图 1 6 低速轴轴承的受力简图 轴承的径向载荷 轴承 A NRRR AVAHA 78 7935 7 45 79 2222 轴承 B NRRR BVBHB 749 10215 6545 79 2222 轴承的轴向载荷 轴承的派生轴向力 ctg R S 8 0 查表得 30214 轴承15 38 32 所以 29 2N 3238158 0 ctg R S A A 37 6N 3238158 0 ctg R S B B 无外部轴向力 因为 轴承 A 被 压紧 所以 两轴承的轴向力为 A S B S BAA ANSA 2 29 计算当量动载荷 由表查得圆锥滚子轴承 30214 的42 0 e 取载荷系数 2 1 p f 轴承 A e38 0 78 79 2 29 A A R A 取 X 1 Y 0 则NYAXRfP AAPrA 749 95 079 791 2 1 轴承 B e281 0 749 102 2 29 B B R A 取 X 1 Y 0 则NYAXRfP BBPrB 3 123 0749 1021 2 1 计算轴承寿命 因为 轴承 B 受载大 所以按轴承 B 计算寿命 查得 30214 轴承基 rA P rB P 本额定载荷 轴承工作温度小于 取温度系数 则轴承KNCr132 C 100 1 t f 寿命 h p Cf n L r rt h 44388 3 123 101321 08 61 16667 16667 3 10 3 若按 8 年的使用寿命计算 两班制工作 轴承的预期寿命为 所以所选轴承合适 hLh384001613008 n L 1n L 1 4 21 4 2 蜗杆轴的轴承的选择和计算蜗杆轴的轴承的选择和计算 按轴的结构设计 选用 30210 圆锥滚子轴承 GB T297 94 经校核所选 轴承能满足使用寿命 合适 1 4 31 4 3 蜗轮轴的轴承的选择和计算蜗轮轴的轴承的选择和计算 按轴的结构设计 选用 30214 圆锥滚子轴承 GB T297 94 经校核所选 轴承能满足使用寿命 合适 1 51 5 键联接的选择和强度校核键联接的选择和强度校核 1 5 11 5 1 高速轴键连接的选择和强度校核高速轴键连接的选择和强度校核 高速轴采用蜗杆轴结构 因此无需采用键联接 1 5 21 5 2 低速轴与蜗轮联接用键的选择和强度校核低速轴与蜗轮联接用键的选择和强度校核 1 选用普通平键 A 型 按低速轴装蜗轮处的轴径 d 72mm 以及轮毂长 126mm l 查表 选用键 20 80 GB1096 79 2 强度校核 键材料选用 45 钢 查表知 键的工作长度MPa p 120 100 mm mm 按公式计算挤压应力 602080 bLl6 2 12 2 h k MPa kld T p 529 101 80606 1016 14622102 33 小于 故键的联接的强度是足够的 p p 1 61 6 联轴器的选择和计算联轴器的选择和计算 1 6 11 6 1 高速轴输入端的联轴器高速轴输入端的联轴器 计算转矩 查表取 得 TKT Aca 5 1 A K 查表选用 TL4 型弹性套柱销联轴器 mNTKT Aca 68 30416 2035 1 1 材料为 35 钢 许用转矩 许用转速r min 标记 mNT 1250 4000 n TL4 联轴器 40 112 GB4323 84 选键 装联轴器处的轴径为 40mm 选用键 12 90 GB1096 79 对键的强度进行校核 键同样采用 45 钢 有关性能指标见 2 6 2 键的工作 长度mm mm 按公式的挤压应力781290 bLl4 2 8 2 h k 合格 所以高速级选用的联MPa kld T p 66 32 40784 1074 2032102 33 p 轴器为 TL4 联轴器 40 112 GB4323 84 所用的联结键为 12 90 GB1096 79 1 6 21 6 2 低速轴输出端的联轴器低速轴输出端的联轴器 根据低速轴的结构尺寸以及转矩 选用联轴器 TL9 联轴器 55 112GB4323 84 所用的联结键为 16 90 GB1096 79 经过校核计算 选用的键是符合联结 的强度要求的 具体的计算过程与上面相同 所以省略 2 2 减速器铸造箱体的结构尺寸设计减速器铸造箱体的结构尺寸设计 1 箱座 体 壁厚 8mm 取 18mm 其中 382 5mm 304 0 a a 2 箱盖壁厚 0 85 8mm 取 15mm 1 1 3 箱座 箱盖 箱座底的凸缘厚度 mm mm 275 1 1 bb 455 2 2 b 4 地脚螺栓直径及数目 根据 382 5mm 得mm 地脚螺a3012036 0 adf 钉数目为 4 个 5 轴承旁联结螺栓直径 mm2475 0 1 f dd 6 箱盖 箱座联结螺栓直径 12mm 15 4mm 取 16mm f dd 6 0 5 0 2 2 d 7 查表 2 5 1 得轴承端盖螺钉直径 如下表 表 2 1 轴承端盖螺钉直径 mm 高速轴低速轴 轴承座孔 外圈 直径 120140 轴承端盖螺钉直径 3 d 1010 螺 钉 数 目 66 8 检查孔盖螺钉直径 本减速器为一级传动减速器 所以取 10mm 4 d 9 轴承座外径 其中为轴承外圈直径 32 5 5 5 dDD D 把数据代入上述公式 得数据如下 高速轴 取mm mmmmD175 170 2 170 2 D 低速轴 取mm mmmmD195 190 2 190 2 D 10 查 表 2 5 2 得螺栓相关尺寸 如下表 2 2 表 2 2 螺栓相关尺寸 mm 30 f d24 1 d 16 2 d 锪孔直径 0 D 614833 至箱外壁的距离 403422 至凸缘边缘的距离 352820 11 轴承旁联结螺栓的距离 以螺栓和螺钉互不干涉为准尽量靠近 一S 1 d 3 d 般取 2 DS 12 轴承旁凸台半径 28mm 根据而得 21 cR 1 d 13 轴承旁凸台高度 根据低速轴轴承外径和扳手空间的要求 由结h 2 D 1 d 1 c 构确定 14 箱外壁至轴承座端面的距离取 68mm L 15 箱盖 箱座的肋厚 0 85 取 13mm 0 85 取 16mm 1 m 1 1 mm m 16 大齿轮顶圆与箱内壁之间的距离 取 18mm 1 1 17 铸造斜度 过渡斜度 铸造外圆角 内圆角 铸造斜度 1 10 x 过渡斜度 1 20 铸造外圆角 5mm 铸造内圆角 3mm y 0 RR 3 3 减速器结构及附件设计减速器结构及附件设计 3 13 1 减速器结构设计减速器结构设计 本课题所设计的减速器 其基本结构设计是在参照装配图的基础上完成的 该项减速器主要由传动零件 蜗轮蜗杆 轴和轴承 联结零件 键 销 螺栓 螺母等 箱体和附属部件以及润滑和密封装置等组成 箱体为剖分式结构 由 I 箱体和箱盖组成 其剖分面通过蜗轮传动的轴线 箱盖 和箱座用螺栓联成一体 采用圆锥销用于精确定位以确保和箱座在加工轴承孔和 装配时的相互位置 起盖螺钉便于揭开箱盖 箱盖顶部开有窥视孔用于检查齿轮 啮合情况及润滑情况用于加住润滑油 窥视孔平时被封住 通气器用来及时排放 因发热膨胀的空气 以放高气压冲破隙缝的密封而致使漏油 副标尺用于检查箱 内油面的高低 为了排除油液和清洗减速器内腔 在箱体底部设有放油螺塞 吊 环螺栓用来提升箱体 而整台减速器的提升得使用与箱座铸成一体的吊钩 减速 器用地脚螺栓固定在机架或地基上 3 23 2 减速器附件设计减速器附件设计 3 2 13 2 1 螺栓等相关标准的设计选择螺栓等相关标准的设计选择 本部分含螺栓 螺母 螺钉的选择垫圈 垫片的选择 具体内容如下 1 螺栓 螺母 螺钉的选择 如下表 表 3 1 螺栓 螺母 螺钉尺寸 螺栓 GB5782 86 M10 35 数量为 3 个 M12 100 数量为 6 个 螺母 GB6170 86 M10 数量为 2 个 M10 数量为 6 个 螺钉 GB5782 86 M6 20 数量为 2 个 M8 25 数量为 24 个 M6 16 数量为 12 个 M10 35 M12 100 M10 M12 M6 20 M8 25 M6 16 2 销 垫圈垫片的选择 如下表 表 3 2 销 垫圈垫 销 GB117 86 B8 30 数量为 2 个 垫圈 GB93 87 数量为 8 个 止动垫片 数量为 1 个 石棉橡胶垫片 数量为 2 个 08F 调整垫片 数量为 4 个 GB117 86 B8 30 GB93 87 止动垫片 石棉橡胶垫片 08F 调整垫片 3 窥视孔及视孔盖设计 查参考文献 2 表 4 3 得如下图 3 1 图 3 1 窥视孔及视孔盖 4 通气孔设计 由已知选型号 5 118 M 查参考文献 2 表 4 5 可得外型安装图 D C b d a h d2 R e f k d1 d4 h1 d3 图 3 2 通气孔外形安装图 5 油标尺设计 由条件可选 M16 型的 安装图 d2 d1 h a d3 图 3 3 油标尺安装图 6 放油孔与螺塞设计 放油孔应设在油池的最低处 平时用罗塞堵住 采用圆柱螺塞时 箱座上装 置处应设凸台 并加封油垫片 放油孔不能高于油池底面 以免排不干净 如下 图示 图 3 4 放油孔与螺塞 图 3 5 外六角螺塞 封油垫圈 7 启盖螺钉设计 启盖螺钉直径与箱体凸缘连接螺栓直径相同 螺纹长度应大于箱盖凸缘厚度 螺钉端部制成圆柱形或半圆形 以避免损伤剖分面或端部螺纹 取长度 L 30mm 8 定位销设计 选圆柱销 mmbbl mmdd 241212 810 8 0 7 0 8 0 7 0 1 2 9 起吊装置设计 为便于拆卸和搬运减速器 应在箱体上设置起吊装置 综合考虑选择吊耳 查参考文献 2 表 4 14 得吊耳外形尺寸如下表 表 3 3 吊耳外形尺寸 mm 3 c 4 c bR 1 r r 4 5 4 1 6 5 1 3 1 3 c82 1 6 4 c9 0225 0 3 c1 1275 0 3 c 为箱盖厚度 1 吊环螺钉的外形图如下 图 3 6 吊环螺钉外形图 3 2 23 2 2 减速器润滑和密封减速器润滑和密封 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 20 选 择 CKE320 型号用油 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 1 8 米每秒 且采用的是 闭式传动 传动载荷中等 根据文献 1 表 11 21 蜗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 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 4 4 基于基于 SolidworksSolidworks 对减速器各个零件的三维造型对减速器各个零件的三维造型 4 14 1 蜗轮的三维造型蜗轮的三维造型 从电脑开始菜单启动 Solidworks 软件 在主窗口下单击菜单 文件 新建 命令 弹出 新建 对话框 选用 零件 模板 按 确定 后进入编辑界面 图 4 1 蜗轮 4 24 2 蜗轮轴的三维造型蜗轮轴的三维造型 在完成对蜗轮的三维实体造型后 直接在主窗口下单击菜单 文件 新建 命 令 弹出 新建 对话框 然后进行建模 图 4 2 蜗轮轴 4 34 3 蜗杆的三维造型蜗杆的三维造型 图 4 3 蜗杆 4 44 4 上箱体的三维造型上箱体的三维造型 在完成对蜗杆的三维实体造型后 直接在主窗口下单击菜单 文件 新建 命令 弹出如 新建 对话框 选用 零件 模板 按 确定 后重新进入一个 新的编辑界面 图 4 4 上箱体 4 54 5 下箱体的三维造型下箱体的三维造型 在完成对上箱盖的三维实体造型后 直接在主窗口下单击菜单 文件 新建 命令 弹出 新建 对话框 选用 零件 模板 按 确定 后重新进入一个新 的编辑界面 由于下箱体是对称的 采用镜像处理较为方便 直接选择作为 镜像的基准面 然后在工具栏中单击按钮并选择 镜像 功能 再在图形区 域中选择需要镜像的部分 单击 确定 得到的三维实体图形 单击按钮 进行完全贯穿拉伸除