一级蜗杆减速器设计说明书装配图带CAD图纸

1、机械设计根底课程设计说 明 书设计题目：一级蜗杆减速器专业班级： 学生姓名： 指导老师： 学校机械工程学院目 录1、机械设计课程设计任务书 -22、传动装置总体设计-43、电动机的选择-54、运动参数计算-85、蜗轮蜗杆传动的设计-166、轴的结构设计与校核-177、减速器结构与润滑的概要说明-188、设计小结-199、参考资料-201. 机械设计课程设计任务书专业班级学生姓名学号课题名称一级蜗杆减速器设计起止时间课题类型课题性质一、原始数据条件输送带拉力F/N输送带速度V/(m/s)滚筒直径(mm)数据300工作条件：单向运转，连续工作，空载起动，载荷平稳 ，减速器使用寿命不低于8年，输送带

2、速度允许误差位5%一、传动装置总体设计：根据要求设计传动装置运动，传动路线为：电机连轴器减速器减速器连轴器带式运输机。根据生产设计要求可知，该蜗杆减速器采用蜗杆下置布置结构，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。 该减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、滚动轴承、链轮、滚子链、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。二、电动机的选择按工作要求选用系列全封比自扇冷式笼型三相异步电动机，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压

3、为380V。电动机容量工作机所需功率:电动机输出功率： kw工作机所需的功率： kw 所以 kw传动装置的总效率式中，1、2为从电动机至卷筒轴之间的各传动机构和轴承的效率。由?机械设计课程设计?表2-4查得：蜗杆传动效率；滚子轴承效率三对；联轴器效率两个；传动链效率 ；传动滚筒效率；那么故kw电动机的转速工作机主轴转速:通常，链传动的传动比15，蜗杆传动减速器为1040，那么总传动比=10200，故电动机转速的可选范围为:=10200=15286符合这范围的同步转速有1000、1500和3000,现已同步速度1000、1500和3000三种方案进行比拟。查?机械设计综合课程设计?的电动机数据及

4、计算出的总传动比列于下表：方案型号额定功率 电动机转速 r/min额定转矩同步转速满载转速1Y132S2-27.5300029202Y132M-47.5150014403Y160M-67.51000970有表中数据可知三个方案均可行，但方案1的总传动比大，传动装置外廓尺寸大，制造本钱高，结构不紧凑，故不可取，而方案2和方案3相比拟，综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量、价格以及总传动比，可以看出如为使传动装置结构紧凑，选择方案3较好；如考虑电动机质量和价格，那么应选择方案2。现选择方案2，选定电动机的型号为Y132M-4。1总传动比:= =2分配减速器传动比 取链传动的传动比为=1.8，那么减

5、速器传动比:三、运动参数计算0轴电动机轴：P0=Pd= kw Nm1轴蜗杆：P1=P0 x Nm2轴蜗轮轴： Nm3轴： = Nm将以上算得的运动及动力参数列表如下：轴号功率P/kw转矩T/()转速n/电动机轴14401440四、蜗轮蜗杆传动的设计1、选择蜗杆的传动类型根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开式蜗杆(ZI)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4555HRC，蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造。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HT100制造。3、按

6、齿面接触疲劳强度进行设计确定作用在蜗轮上的转矩，即T2:T2= Nm=222140 Nmm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KB=1，由?机械设计?表11-5，选取使用系数KA=1.15；由于转速不高，冲不大，可取载荷KV。K=KAKBKV11.21 确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗轮相配，故=160确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距a的比值/a=0.35，从?机械设计?图11-8得确定许用接触应力根据蜗轮材料为铸锡磷青铜蜗轮，金属模铸造，蜗杆螺旋面齿面硬度45HRC，据?机械设计?表11-7查得蜗轮的根本许用应力=268 应力循环次数: N=601(

7、1440/10.5)1016365=0.641寿命系数:= 268mpa=220mpa计算中心距: mm 取中心距a=110 , =，故从?机械设计?表11-2中取模数m=8 mm，蜗杆分度圆直径=80mm。这时，=0.5，从?机械设计?图11-18中可查得接触系数=，因为,因此以上计算结果可用。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:分度圆直径：齿顶圆直径: +2+2m=80+218=96mm齿根圆直径:-2-2m+c=80-2188=mm分度圆导程角:=轴向齿: mm宽度: 齿宽:取 蜗轮蜗轮齿数41，变为系数；验算传动比，这时传动比误差为，是允许的。分度圆直径：齿顶

8、圆直径： 齿根圆直径：咽喉母圆半径：宽度： B ；故取B=70mm顶圆直径： ；故取mm；5、校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数: 根据，从?机械设计?图11-19中可查得齿形系数。螺旋角系数: 许用弯曲应力从?机械设计?表11-8中查得由ZCuSn10P1制造蜗轮根本许用弯曲应力=56 。寿命系数0.816 =56=弯曲强度是满足的。6、验算效率= ；与相对滑速度有关。 m/s从?机械设计?表11-18中用插值法查得=0.0205，1.1744，代入式中得，大于原估计值，即，因此不用重算。7、转速系数 查?机械设计?表11-16 散热面积： 8、精度等级公差和外表粗糙度确定考虑到所设计的蜗杆传动是

9、动力传动，属于通用机械减速器，从GB/T100891988圆柱蜗杆，蜗轮精度中选择8级精度，侧隙种类为f，标注为8f GB/T10089-1988，各加工外表粗糙度Ra值如下表所示：加工外表精度789蜗杆涡轮齿顶圆轴孔与轴肩相配端面其他加工外表9、润滑方式根据 m/s查?机械设计?表1121，采用喷油润滑或油池润滑，油的运动粘度五、轴的结构设计与校核1、轴上零件的定位、固定和装配单级减速其中，可将蜗轮安排在箱体中央，两轴承对称分布，蜗轮左面由轴肩定位，右面采用套筒轴向固定，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，周向那么采用过渡配合或者过盈配合固定。小链轮左端以轴肩轴向定位，右面

10、由轴端挡圈轴向固定。键连接作周向固定。轴做成阶梯轴，左轴承从左面装入，齿轮、套筒、右轴承和小链轮依次从右面装到轴上。1初步估算轴的最小直径对于转轴，按扭转强度初算轴径，查参考书1表10.2得C=106118，考虑到轴端的弯矩和转矩的大小，故取C=109那么强度，初步估计轴的最小直径：D轴左端用轴端挡圈固定，结合小链轮尺寸取并保证轴端挡圈只压在链轮上而不压在轴的端面上，故要比链轮宽度略短一些，故取：d1=32，；20密封圈与轴段2的设计：考虑到小链轮右端的固定和密封圈的标准，取轴段d2=30，密封圈为毛毡油封密封圈FZ/T92021-1991中直径是32的。轴段2的长度根据箱体的壁厚、轴承凸台的

11、厚度、轴承端盖的厚度以及联轴器类型确定: L2=503轴段3与轴段6：考虑到蜗杆减速器有轴向力，轴承类型选用圆锥滚子轴承，轴段4上安装轴承，要使轴承便于安装又符合轴承内径系列，暂取轴承型号为30211，查?机械设计综合课程设计?轴承表6-67页，其内径d=34mm，外径D=68mm，宽度，故取d3=d6=34，考虑到安装挡油板时的侧隙，轴段6除了安装轴承外还有有加工倒角，故。4蜗轮与轴段5：轴段5上安装蜗轮，为了方便安装蜗轮d5应该略大于d3，取d5=40，按照蜗轮的设计，蜗轮的轮毂宽为1.51.9B，取轮毂宽为b1=52，那么轴段4的长度略小于蜗轮轮毂宽度，取L5= 50，安装套筒厚度10m

12、m5轴肩5的设计：轴段6上安装与轴段3成对的挡油板，考虑到轴承受力的对称性轴肩5的长度L5=10mm。6键的选择：按L5=50，由?机械设计?表61查得平键截面，键槽用键铣刀加工，长为45mm，同时为了保证齿轮与轴配合含有良好的对中性，应选择齿轮轮毂与轴的配合为；同样，小链轮与轴的连接，选用平键为,小链轮与轴的配合为。7确定轴上倒角尺寸 取轴端倒角为2。1受力分析蜗轮所受力：在水平面上：负号表示力的方向于受力简图中所设方向相反。在垂直平面上：轴承上的总支承反力：轴承上的总支承反力：2画弯矩图A-A剖面左侧：A-A剖面右侧：在竖直平面上：A-A剖面左侧：A-A剖面右侧：3画转矩图A-A剖面左侧因

13、弯矩大、有转矩，还有键引起的应力集中，故A-A剖面左侧为危险截面。由附表10.1，抗弯剖面模量：抗扭剖面模量：弯曲应力 ：扭剪应力：对于调质处理的45钢，由?机械设计?表15-1查得，。由该表注查得材料的等效系数：，键槽引起的应力集中系数，查参考书：，绝对尺寸系数，查参考书： ， 轴磨削加工时的外表质量系数，查参考书得：平安系数查参考书知，许用平安系数，显然，故A-A剖面平安。5、校核轴承寿命计算轴承的轴向力。由根据轴承手册查得70309轴承内部轴向力计算公式，那么轴承、的内部轴向力分别为： 图一：轴承布置及受力的方向如图一所示，同向，那么N显然，因此轴有左移趋势，但由轴承部件的结构图分析可知

14、轴承将保持平衡，故两轴承的轴向分力分别为：比饺两轴承的受力，因，故只需校核轴承。2计算当量动载荷，当量动载荷校核轴承寿命轴承在以下工作，查参考书得，。轴承的寿命：减速器使用10年，二班制工作，那么预期寿命：显然，故轴承寿命很充裕。1联轴器类型的选择为了减小启动转矩，联轴器应具有较小的转动惯量和良好的减震性能，因此选用弹性联轴器。2载荷计算公称转矩 由?机械设计?表141查得，故型号选择从参考书中查表得LT5 型弹性套销联轴器的许用转矩为125Nm，许用最大转速为4600 r/min, 考虑到平安因素，即选择轴孔直径为45mm，轴长取110mm。主动端： Z型轴孔，C型键槽，；从动端：J型轴孔，

15、B型键槽，六、减速器结构与润滑的概要说明7.1 减速器的结构本课题所设计的减速器，其根本结构设计是在参照机械设计根底课程设计图10-8装配图的根底上完成的，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

16、油；副标尺用于检查箱内油面的上下；为了排除油液和清洗减速器内腔，在箱体底部设有放汕螺塞；吊环螺栓用来提升箱体，而整台减速气的提升得使用与箱座铸成一体的吊钩；减速气用地脚螺栓固定在机架或地基上。7.2减速箱体的结构该减速器箱体采用铸造的剖分式结构形式具体结构详见装配图详见零件工作图蜗轮传动局部采用润滑油，润滑油的粘度为118cSt100C查表5-11机械设计根底课程设计轴承局部采用脂润滑，润滑脂的牌号为ZL-2查表5-13机械设计根底课程设计该减速器的附件含窥视孔，窥视孔盖，排油孔与油盖，通气空，油标，吊环螺钉，吊耳和吊钩，起盖螺钉，其结构及装配详见装配图。结 论本文通过对单级蜗杆减速器的结构形状进行分析，得出总体方案.按总体方案对各零部件的运动关系进行分析得出单级蜗杆减速器的整体结构尺寸，然后以各个系统为模块分别进行具体零部件的设计校核计算，得出各零部件的具体尺寸，再重新调整整体结构，整理得出最后的设计图纸和说明书.此次设计通过对单级蜗杆减速器的设计，使我对成型机械的设计方法、步骤有了较深的认识.熟悉了蜗轮、轴等多种常用零件的设计、校核方法；掌握了如何选用标准件，如何查阅和使用手册，如何绘制零件图、装配图；以及设计非标准零部件的要点、方法。参考文献1濮良贵 纪名刚等著 ?