蜗杆减速器及其零件图和装配图(完整)-副本

1、在本学期临近期末的近半个月时间里，学校组织工科学院的学生开展了锻炼学 生动手和动脑能力的课程设计。在这段时间里，把学到的理论知识用于实践。课程设计每学期都有，但是这次和我以往做的不一样的地方： 单独一个人完成 一组设计数据 。这就更能让学生的能力得到锻炼。但是在有限的时间里完成对于现阶段 的我们来说比较庞大的“工作”来说，虽然能够按时间完成，但是相信设计过程中的不 足之处还有多。希望老师能够指正。总的感想与总结有一下几点：1. 通过了 3 周的课程设计使我从各个方面都受到了机械设计的训练，对机械的有关各个零部件有机的结合在一起得到了深刻的认 识。2. 由于在设计方面我们没有经验， 理论知识学的

2、不牢固， 在设计 中难免会出现这样那样的问题， 如：在选择计算标准件是可能会出现 误差，如果是联系紧密或者循序渐进的计算误差会更大， 在查表和计 算上精度不够准3. 在设计的过程中，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程 的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力， 在设计的 过程中还培养出了我们的团队精神， 大家共同解决了许多个人无法解 决的问题，在这些过程中我们深刻地认识到了自己在知识的理解和接 受应用方面的不足，在今后的学习过程中我们会更加努力和团结。最后，衷心感谢老师的指导和同学给予的帮助， 才能让我的这次设计 顺利按时完成。一传动装置总体设计 , 4 二电动机的选择,4三运动

3、参数计算,6*八-丿 7V r |> |JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ四蜗轮蜗杆的传动设计 , 7 五蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计 , 13 六蜗轮轴的尺寸设计与校核 , 15 七减速器箱体的结构设计,18八减速器其他零件的选择,21九减速器附件的选择 , 23 十减速器的润滑 , 25参数选择 ：卷筒直径： D=350mm运输带有效拉力： F=2000N运输带速度： V=0.8m/s工作环境：三相交流电源，三班制工作，单向运转，载荷平稳，空载启动， 常温连续工作一、 传动装置总体设计 ：根据要求设计单级蜗杆减速器， 传动路线为： 电机连轴器减速器连轴器一一带式运

4、输机。根据生产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度VW 45m/s,所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式见， 采用此布置结构，由于蜗杆在蜗 轮的下边， 啮合处的冷却和润滑均较好。 蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。 蜗 杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承， 承受径向载荷和轴向载荷的复合作用， 为防止 轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘， 异物侵入箱内， 在轴承盖中装有密封元 件。该减速器的结构包括电动机、 蜗轮蜗杆传动装置、 蜗轮轴、箱体、滚动轴承、 检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。二、电动机的选择 ：由于该生产单位采用三相交流电源， 可考虑采用丫系列三相异步电动机。相异步电动机的结构简单， 工作可靠，

5、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压为 380V根据生产设计要求，该减速器卷筒直径D=350mm运输带的有效拉力F=2000N带速V=0.8m/s，载荷平稳，常温下连续工作，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, 丫系列2、传动滚筒所需功率Pw=FV/1000=2000*0.8/1000=1.6kw3、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133-134页表12-8得各级效率如下）其中： 蜗杆传动效率n 1=0.70搅油效率n 2=0.95滚动轴承效率

6、（一对）n 3=0.98联轴器效率n c=0.99传动滚筒效率n cy=0.96所以：3232n =n 1?n 2?n 3?n c ?n cy =0.7 x0.99 x0.98 x0.99 x0.96 =0.633 电动机所需功率：P r= Pw/ n =1.6/0.633=2.5KW传动滚筒工作转速：n w= 60 x 1000x v / - x 350= 43.7r/min根据容量和转速，根据参考文献机械零件设计课程设计吴宗泽 罗圣国 编高等教育出版社 第155页表12-1可查得所需的电动机丫系列三相异步电动 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2-1:表2-

7、1万案电动机型号额定功率Ped kW电动机转速r/min额疋转矩同步转速满载转速1Y132S1-25.5300029002.02Y132S-45.5150014402.23Y132M2-65.510009602.04Y160M-85.57507202.0综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丫132M2-6其主要性能如下表2-2 :表2-2中心高H外形尺寸Lx(AC/2 + AD xHD底角安装尺寸Ax B地脚螺栓孔直径K轴身尺寸Dx E装键部位 尺寸Fx Gx D132515x( 27O/2 +21O)x 315216x17

8、81238 x 8010x 33x38三、运动参数计算：3.1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩Po = P r=2.5kwn o=96Or/mi nTo=955O Po / n o=955O*2.5/96O=24.9N .m3.2蜗轮轴的输入功率、转速与转矩2Pi = P o n O1 = 2.5 x O.99 x O.99 x O.7 x O.99 =1.68 kw96On i = nO/i仁=27.4 r/mi n31T1= 955OP1/n1 = 955O x 1.68/27.4= 585.55N m3.3传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P2 = P 1 n c n cy=1.68 x O.

9、99 x O.99=1.65kw27 4n2= n1/i12 =. = 27.4 r/mi n1T2= 955O*p2/n2= 955O x 1.65/27.4= 575.O9N m运动和动力参数计算结果整理于下表3-1 :表3-1类型功率P(kw)转速n(r/min )转矩T(N - m)传动比i效率n蜗杆轴2.596024.910.633蜗轮轴1.6827.4585.5531传动滚筒轴1.6527.4575.09四、蜗轮蜗杆的传动设计：蜗杆的材料采用45钢，表面硬度45HRC蜗轮材料采用ZCuA110Fe3砂型 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 第八版主编 濮良贵 纪

10、名刚，副主编 陈国定 吴立言 高等教育出版社出版2006年第11章蜗杆传动为主要依据。表41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Vs = 5.2 X 10 * n1 T?=5.2 x 10 J x 960 幼575 .09=4.15 m / s参考文献5第37页（23式）4m/s<Vs<7m/s、【/日当量摩擦系数4m/s<Vs<7m/sf v =0 .024屮 v =1 .37：选d1/a值在图11.20的i=35的线上，查得4心=0.45 丫=6 3=0.7d1 / a =0.45 y = 6=0.7P1T2 =宀=9.5

11、5丄宀蜗轮ni转矩2 5 沃 10 3T2 = 610 N.m=9.55沢 31 汉 0.7960=609 .31 N .m使用按要求查表11.5K a = 1.15系数转速见表 11-16 : f n = 0 .815fn = 0.815系数弹性1系数根据蜗轮副材料，见公式11-11Ze =160MPa寿命fh斗迴匹系数V Lhfh = 1.13=1.13接触由于计算有现成的数据d1/a=0.45,按图11.18查出ZP - 2.68系数涡轮基本根据涡轮材料和金属硬度，从表11-7中查得iH ，F J = 268MPa许用应力接触SF CFlim >1CF max疲劳其中：CFlim为

12、涡轮齿根应力系数，由表11-17查出最小CFmax为涡轮齿根最大应力系数，由公式SH min _ 1.3安全系数.F t 2 m axC F max =m n 兀 b 2中心距a =你2(輕牛2V B H L " ccccc/ 164 X 2.68 2=3 H . 15 X 609310汽()V 1 .13 汉 268= 113 .85 mma = 125mm传动基本尺寸蜗杆头数根据要求的传动比和效率选择，配合中心距要求，由表11-2 查出Z1=1蜗轮齿数模数根据中心距尺寸，由表11-2查出Z2=31m=6.3蜗杆 分度 圆直 径根据中心距尺寸，由表11-2查出dr = 63mm蜗轮

13、 分度 圆直径d? = mz2 6.3沃 31 = 195 .3d2 =195mm蜗杆导程角根据中心距尺寸，由表11-2查出Y =5.8，变位系数根据中心距尺寸，由表11-2查出x=-0.6587蜗杆 齿顶 圆直径da1 = d1 + 2ha = d1 + 2ha m=63 + 2 沃 0.8 沃 6.3表=73 .0811.3da1 = 74 mm蜗杆 齿根 圆直 径df厂 di -2(1% + c)=63 2 汉(0.8汉 6.3+ 0.2)表 11.3=52.52d f1 = 53 mm蜗杆齿宽根据蜗杆头数和变位系数查表11-4得出蜗杆齿宽计算公式d 3 (10.5 + z1)md =

14、73mm蜗轮 齿根 圆直 径* *df2 = d2 - 2m(ha - x + c )= 195 2 江 6.3江(0.8+ 0.6587 + 0.2)=174.10df 2 = 175 mm蜗轮 齿顶 圆直 径(喉圆直 径)da2 = d2 + 2(ha + xm)=195 + 2 沃(0.8+ (一0.6587 沃 6.3)=189da2 = 189 mm蜗轮外径d e2 = d a 2+ m= 189+6.3=196de2 = 196 mm蜗轮 咽喉 母圆 半径d a 25 _ a _2=125- 189/ 2=30 .5Q = 30.5mm蜗轮齿宽B 兰 0.75da1 =0.75汉

15、73.08=54.81b 2 = 2 m ( 0.5 十十 1 )<63=2 汉 6 .3 汉(0 .5 + 寸+ 1v 6 . 3=48B=55mmb2 = 48 mm蜗杆 圆周 速度W = ?rd1 n / 60 x 1000=3.14汶 63工 960 / 60 乂 1000=3.16v1 =3.16m/s相对滑动速度v s = v 1 / cos Y= 3.16 / cos 5 .8 0=3 . 14vs = 3.14m/s、【/日当量摩擦系数由表11.18查得fv = 0 .028屮=15，v KZ轮齿弯曲疲劳强度验算许用 接触 应力5ff2 H '2 H = f n

16、f hS H m in268 =0 .815汇 1 . 13 汉1 . 3=189.85F h = 190 MPa最大接触应力疗-ZZ一/K aT2h =81.87MPa c190MPa合格HZ eZ p# a 3“cc cc/1 .15 汉 610001 ah x 0 ap x /I6U2 . 68f J3V125 3=81 .87齿根 弯曲 疲劳 强度由表11.6查出 F= 180 MPa弯曲 疲劳 最小 安全 系数结合设计需求选择Sf min=匸4许用弯曲f180升= = 128.57 Sf min1 4Ff =128.57MPa疲劳应力轮齿 最大 弯曲 应力2 K a T 2口F =m

17、b 2 d 22 汉 1 .15 汉 610000-6 . 3 江 48 x 195=23. 79<iF = 23.79MPa c128.57MPa合格蜗杆轴扰度验算蜗杆轴惯性矩.44,13.14 汇63“51 =7.73x：106464I = 7.73105mm4允许蜗杆扰度d 1y =11000=63/ 1000=0 . 063y = 0.063 m蜗杆轴扰度1 2T1 22T22厂1T（T +（ta n8）V Ft1 +Fr13V d1d23L3= _12辺（0.9d2）3=0.04948 EI48EIy = 0.049mm c y合格温度计算传动 啮合 效率ntg飞1 tg（r）

18、 tg5.80 tg（5.80 +1.50 ）= 0.8q =0.8搅油效率根据要求自定口2 =0.99轴承效率根据要求自定口3=0.99总效率n=V3=0.8 汇 0.99 汉 0.99=0.78H =0.78散热参考课本公式11-23和11-242S = 2.38mm面积估算°1000 P (1 ”) d (t0-ta)箱体工作温度1000P°(1-n)ta+10ad S1000x2.5x(10.78)1.5 汇 2.38=36此处取 aw=15w/ (n2c)t 36 t < 80 ：C合格润滑油粘度和润滑方式润滑油粘度根据Vs =3.14m/s由表11-21选

19、取2v40% = 350mm / s给油方法由表11-21采用油池润滑五、蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计5.1蜗杆基本尺寸设计根据电动机的功率P=5.5kw,满载转速为960r/min ,电动机轴径d电机=38mm，轴伸长E=80mm轴上键槽为10x5。1、初步估计蜗杆轴外伸段的直径d=（ 0.81.0） d 电机=30.438mm2、计算转矩PTc=KT=K< 9550X -=1.15 X 9550X 5.5/960=62.9N.Mn由Tc、d根据机械设计课程设计张培金蔺联芳编上海交通大学出版社第248页表8.2可查得选用HL3号弹性柱销联轴器（38X 80）。3、确定蜗杆轴外伸端直径为38

20、mm4、 根据HL3号弹性柱销联轴器的结构尺寸确定蜗杆轴外伸端直径为38mm的长度为80mm5、由参考文献机械设计课程设计张培金蔺联芳编上海交通大学出 版社的第220页表4.1可查得普通平键GB109 90A型键10X 63，蜗杆 轴上的键槽宽1o0o.o36mm槽深为5.O0°.2mm联轴器上槽深t, = 3.3mm,键 槽长L=63mm6、初步估计d=60mm7、 由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189页图7-19，以及蜗杆上轴承、挡油盘，轴承盖，密 封圈等组合设计，蜗杆的尺寸如零件图1 （蜗杆零件图）5.2蜗轮基本尺寸表（由参考文献机械零件

21、设计课程设计毛振扬 陈秀宁施高义 编 浙江大学出版社第96页表4-32及第190页图7-20及表5-1蜗轮蜗 杆的传动设计表可计算得）表5 1蜗轮结构及基本尺寸蜗轮采用装配式结构，用六角头螺栓联接（d2 3100mm ,轮芯选用灰铸铁HT200 ，轮缘选用铸锡青铜 ZcuSn10P1单位：mmd3ld4l1a=bCxB98708231310255enR2da22 了D。Dwd51032518990o112202156六、蜗轮轴的尺寸设计与校核蜗轮轴的材料为45钢并调质，且蜗轮轴上装有滚动轴承，蜗轮，轴套，密圭寸圈、键.6.1轴的直径与长度的确定1 .计算转矩Tc=KT=K< 9550X

22、p=1.15 X 9550X 1.68/30.96=595.94N.M<2000 N.Mn所以蜗轮轴与传动滚筒之间选用 HL5弹性柱销联轴器32X 60，因此 d 0 =32m m2.由参考文献 张培金 蔺联芳 编 上海交通大学出版社的第220页表4-1可 查得普通平键 GB109 79A型键12X 8,普通平键 GB109 79A型键14X 9, +0 2+02联轴器上键槽深度 匕=3.8。，蜗轮轴键槽深度t°二5.50 ，宽 度为b = 14 1o.o43由参考文献机械设计基础（下册） 张莹 主编 机 械工业出版社1997年的第316页一321页计算得.其中各段见零件图的“

23、涡 轮轴” o6.2轴的校核X-Y平面受力分析FtF R1FaF R2Fq图6.2X-Z平面受力图：IIF R1itAF R2Fr1 r图6.31F合成弯矩M= .；M XM X / Nmm当量弯矩T与aT干=518217NmmaT=327992.8Nmm图6.56.2.2轴的校核计算如表5.1轴材料为 45 钢，二 b =650Mpa，二 360Mpa，二=60Mpa表6.1计算项目计算内容计算结果转矩T1=518217N *mm人=518217 Nmm圆周力F2* =28217=12955.4N di80Ft =12955.4N径向力F = FttgY =12955.4 xtg6.34禺=

24、1438.9N轴向力F 丫 = F t tan a t =12955.4 x tan 20 oFr =4715.4N计算支承反力1438X90+4715x97 6000X19F 'r1 =563.4N1R1194194厂1438.9 汉 97+ 4715.4 汉 3132745.3*190F 'r2 =972.75N1R2194194垂直面反力l “" Fr 4715 .4F R1 = Fr2 =R2 22F " R1 = F - R2 =2357.7N水平面X-Y受力图图6.2垂直面X-Z受力图6.3画轴的弯矩图合成弯矩M =y；M XY + M XZ图

25、7.4轴受转矩TT=T=518217NmmT=518217Nmm许用应力值表16.3，查得G北=60Mpa 仃0订=102.5Mpa应力校正系数a&=。纺/0“ =60/102.5 = 0.59a=0.59当量弯矩图当量弯矩蜗轮段轴中间截面M '3 = Jm 2 +(aT)2 =437814Nmm轴承段轴中间截面处M 2 = J7140002 十655985.62 =484690.6NmmM 川=437814NmmMJ =484690.6Nmmi当量弯矩图图7.5轴径校核M'31437814d 川 =31= 31= 38 兰 70mmWjb勺0.1汉60I M'

26、2J 484690.6d| | =3|=3=28.9 兰60mm一 0.1Ab 0.1x60验算结果在设计范围之内，设计合格轴的结果设计采用阶梯状，阶梯之间有圆弧过度，减少应力集中，具体尺寸和要 求见零件图2 （蜗轮中间轴）。6.3装蜗轮处轴的键槽设计及键的选择当轴上装有平键时，键的长度应略小于零件轴的接触长度，一般平键长度比 轮毂长度短5 10mm由参考文献1表2.4 30圆整，可知该处选择键2.5 X 65, 高h=14mm轴上键槽深度为t - 9 0 0.2，轮毂上键槽深度为ti =5.4o0.2，轴上 键槽宽度为b =25 Io.052轮毂上键槽深度为bi = 25裁鬆纟八、减速器其他

27、零件的选择经箱体、蜗杆与蜗轮、蜗轮轴以及标准键、轴承、密封圈、挡油盘、联轴器、 定位销的组合设计，经校核确定以下零件：表8-1键单位：mm安装位置类型b (h9)h (h11)L9 (h14)蜗杆轴、联轴器以及电动机联接处GB1096-90键 10X 5010850蜗轮与蜗轮轴联接处GB1096-90键 18X 56181156蜗轮轴、联轴器及传动滚筒联接处GB1096-90键 20 X 50201250安装位置轴承型号外形尺寸dDB蜗杆3509458523209458519蜗轮轴3508408023208408018单位：mm表 8-3 密封圈（GB9877.1-88）单位：mm安装位置类型轴径d基本外径D基本宽度蜗杆B40X 85 X 440854蜗轮轴B61X100X 1040808表8-4弹簧垫圈（GB93-87）安装位置类型内径d宽度（厚度）材料为65Mn表面氧化的标准弹簧垫圈轴承旁连接螺栓GB93-87-16164上下箱联接螺栓GB93-87-12123表8-2圆锥滚动轴承表8-5挡油盘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132页表2.8-7安装位置外径