2022年一级蜗杆减速器说明书及装配图标准

1、目 录一传动装置总体设计 4 二电动机的挑选 4 三运动参数运算 6 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挑选 21 九减速器附件的挑选 23 十减速器的润滑 25 参数挑选 ：卷筒直径： D=350mm 运输带有效拉力： F=2022N 运输带速度： V=0.8m/s 工作环境：三相沟通电源,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 ：依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带式运输机；依据生产设计要求可知,该蜗杆的圆周速度 V

2、45m/s,所以该蜗杆减速器采纳蜗杆下置式见,采纳此布置结构, 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；蜗杆及蜗轮轴均采纳圆锥滚子轴承,承担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,件；异物侵入箱内, 在轴承盖中装有密封元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、 电动机的挑选 ：由于该生产单位采纳三相沟通电源,可考虑采纳 Y系列三相异步电动机； 三相异步电动机的结构简洁, 工作牢靠,价格低廉,保护便利, 启动性能好等优点；一般电动机的额定电压为 3

3、80V 依据生产设计要求,该减速器卷筒直径D=350mm；运输带的有效拉力F=2022N,带速 V=0.8m/s,载荷平稳,常温下连续工作,电源为三相沟通电,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,Y 系列 2、传动滚筒所需功率Pw=FV/1000=2022*0.8/1000=1.6kw 3、传动装置效率：（依据参考文献机械设计课程设计刘俊龙何在洲 主编 机械工业出版社蜗杆传动效率 1=0.70 搅油效率 2=0.95 第 133-134 页表 12-8 得各级效率如下）其中：滚动轴承效率（一对） 3=0.98联轴器效率 c=0.99 传

4、动滚筒效率 cy=0.96 所以： =1.2.3 3.c2.cy =0.7 0.99 0.983 0.992 0.96 =0.633 电动机所需功率： Pr= P w/ =1.6/0.633=2.5KW传动滚筒工作转速： n w60 1000 v / 35043.7r/min 依据容量和转速,依据参考文献机械零件设计课程设计吴宗泽 罗圣国编 高等训练出版社 第 155 页表 12-1 可查得所需的电动机 Y 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 2-1方案电动机型号额定功率电动机转速 r/min 额定转矩Ped kw 同步转速满

5、载转速1 Y132S1-2 5.5 3000 2900 2.0 2 Y132S-4 5.5 1500 1440 2.2 3 Y132M2-6 5.5 1000 960 2.0 4 Y160M-8 5.5 750 720 2.0 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Y132M2-6其主要性能如下表2-2 ：表 2-2中心高形状尺寸底角安地脚螺栓孔轴身尺寸装键部位L （AC/2AD）装尺寸尺寸H 直径 KD E HD A B F G D 132 515 （ 270/2 21612 38 80 10 33210） 315 17

6、8 38 三、运动参数运算：3.1 蜗杆轴的输入功率、转速与转矩 P0 = P r=2.5kw n0=960r/min T0=9550 P0 / n 0=9550*2.5/960=24.9N .m 3.2 蜗轮轴的输入功率、转速与转矩 P1 = P0 01 = 2.5 0.99 0.99 0.7 0.99 2 =1.68 kw n= n0/i1= 960 = 27.4 r/min 31T1= 9550P1/n1 = 9550 1.68/27.4= 585.55N m 3.3 传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩 P2 = P 1 c cy=1.68 0.99 0.99=1.65kw n2= n1/

7、i12 = 27 1 . 4 = 27.4 r/min T2= 9550*p2/n2= 9550 1.65/27.4= 575.09N m 运动和动力参数运算结果整理于下表 3-1 ：表 3-1 类型功率 P转速 n转矩 T传动比 i 效率 （kw）（r/min ）（N m）蜗杆轴2.5 960 24.9 1 0.633 蜗轮轴1.68 27.4 585.55 31 传动滚筒轴1.65 27.4 575.09 四、 蜗轮蜗杆的传动设计 ：蜗杆的材料采纳45 钢,表面硬度 45HRC,蜗轮材料采纳ZCuA110Fe3,砂型铸造；以下设计参数与公式除特别说明外均以参考由机械设计 第八版主编 濮良贵

8、 纪名刚 ,副主编 陈国定 吴立言 高等训练出版社出版 2022 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运算内容运算结果目中心距的运算蜗杆V s5. 2104n13T24m/sVs7m/s 副的相对5. 21049603575.094.15m/s滑动参考文献 5 第 37 页（23 式）速度当量4m/sVs7m/s fv0.024摩擦v1.37系数选在图 11.20 的 i=35 的线上,查得d / 1a=0.45 610. 7d / 1a=0.45 6d /a值T2T1i19.55P 1i1T21.07610N.m蜗轮n19.552.5103310.7转矩960

9、使用609.31N. mKA1.15按要求查表 11.5 系数转 速见表 11-16 ：fn0.815fn0.815系数弹性依据蜗轮副材料,见公式11-11 Z E1160MPa2系数寿命fh312022hf1. 13Lh系数1.13接触由于运算有现成的数据 d /a=0.45,按图 11.18 查出Z2.68系数涡轮基本依据涡轮材料和金属硬度,从表11-7 中查得H,H,268MPa许用应力接触S FCFlim1SHmin1.3疲惫CFmax最小安全其中：CFlim为涡轮齿根应力系数,由表11-17查出a125 mm系数CFmax为涡轮齿根最大应力系数,由公式CFm ax=Ft2ma xmn

10、b2a3KT2ZEZ2中心H距31.156093101642.6821.13268113.85mm传动基本尺寸蜗杆依据要求的传动比和效率挑选, 协作中心距要求,由表 11-2Z1=1 头数查出蜗轮依据中心距尺寸,由表11-2 查出Z2=31 齿数 m=6.3 模数蜗杆分度依据中心距尺寸,由表11-2 查出d163mm圆 直径蜗轮分度d2mz26.331195.3d2195mm圆直径蜗杆导程依据中心距尺寸,由表11-2 查出5 .8角变位依据中心距尺寸,由表11-2 查出x=-0.6587 系数蜗杆da1d12had12ha*mda174 mm 齿顶6320.86.3表圆 直73.08径11.3

11、 df153 mm 蜗杆df1d12h ac齿根6320 . 86. 30. 2 表 11.3 圆 直52. 52径蜗杆依据蜗杆头数和变位系数查表11-4 得出蜗杆齿宽运算公式d1b73mm b 1 10.5z 1m齿宽蜗轮df2d22m h a*xc*175mm 齿根19526. 30.80.65870.2 f2圆直174. 10径蜗轮齿顶da2d22h a0.xm0.65876.3 da2189mm圆直28195径（喉189圆直径）蜗轮rde2dada2mde2196mm 1896.3外径196g2蜗轮a2adrg230.5 mm咽喉2125母圆189/2半径B0.7530.573.08=

12、54.81 B=55mm 蜗轮10 .75齿宽b22m0.50.d1131b248mm m26.35636.48蜗杆v 13d1n 1/601000.1000f1v=3.16m/s 圆周.1463960/60速度3.1680vs3. 14m/s 相对v sv1/cos滑动3.16/cos5速度3.14v0.028当量摩擦由表 11.18 查得v1.5系数轮齿弯曲疲惫强度验算许用HHfnfhH,H.190MPasHmin接触0.8151.13268应力1.3189.85最大ZEZKAT21.1561000H8187MPa190MPaa3接触1602.68合格应力125381.87齿根弯曲由表 1

13、1.6 查出F180MPa疲惫强度弯曲疲惫结合设计需求挑选SFmin.14最小安全系数许用弯曲FSFF180128. 57F128.57MPa疲惫min1.4应力轮齿F2KAT248610000F23. 79MPa128.57MPa最大mb2d2弯曲21.15合格6.3195应力23.79蜗杆轴扰度验算蜗杆yF t2 1F r2ILd143.146347.731059 d230 . 049Iy.7 7310 5mm 4轴惯6464性矩d1y答应0.063m1000蜗杆63/1000扰度32 T 10.0632.0y0 . 049 mmy 蜗杆22 T 2tan轴扰d 1d21合格度48EI48

14、 EI温度运算传动1tg10. 8tgv啮合tg5 8.0效率tg 5 8.01 . 502.0990 8.搅油依据要求自定效率轴承依据要求自定3.099效率总效123t1S.0 78C0.80.990. 99率0.78散热参考课本公式 11-23 和 11-24 .2 38mm 2面积S1000P1ta估算dt036C80ta1000 P 0 1t0箱体adS1000.2 5 10 . 78 20工作1 5.2 38合格温度36此处取a =15w/（m2c）润滑油粘度和润滑方式润滑油粘依据sv3. 14m/s 由表 11-21 选取v 40C2 350 mm/s度给油 方法由表 11-21

15、采纳油池润滑五、 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 10 x5；1、初步估量蜗杆轴外伸段的直径d=（0.8 1.0 ）d电机=30.4 38mm 2、运算转矩Tc=KT=K 9550P =1.15 9550 5.5/960=62.9N.M n由 Tc、d 依据机械设计课程设计张培金 蔺联芳 编 上海交通高校出版社第 248 页表 8.2 可查得选用 HL3号弹性柱销联轴器（ 38 80）；3、确定蜗杆轴外伸端直径为

16、38mm；4、依据 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 80mm；5、由参考文献机械设计课程设计张培金 蔺联芳 编 上海交通高校出版社的第 220 页表 4.1 可查得 一般平键 GB109690A型键 10 63,蜗杆轴上的键槽宽1000.036mm,槽深为50.00.2mm,联轴器上槽深t13.3 mm,键槽长 L=63mm；6、初步估量 d=60mm；7、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 浙江高校出版社第 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

17、尺寸表 （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 浙江高校出版社第 96 页表 4-32 及第 190页图 7-20 及表 51 蜗轮蜗杆的传动设计表可运算得）表 51 蜗轮结构及基本尺寸蜗轮采纳装配式结构,用六角头螺栓联接（d2100mm）, 轮芯选用灰铸铁 HT200 ,轮缘选用铸锡青铜ZcuSn10P1 单位： mm d3ld41la=b C x B 98 70 8 23 13 10 2 55 e n R2da22D0Dwd510 3 25 189 90o112 202 156 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

18、封圈、键 . 6.1 轴的直径与长度的确定1 . 运算转矩Tc=KT=K 9550P =1.15 9550 1.68/30.96=595.94N.M2022 N.M n所以蜗轮轴与传动滚筒之间选用 HL5弹性柱销联轴器 32 60,因此 d 0 =32m m 2. 由参考文献 张培金 蔺联芳 编 上海交通高校出版社的第 220 页表 4-1 可查得一般平键 GB109679A型键 12 8,一般平键 GB109679A 型键 14 9,联轴器上键槽深度 t 1 3 . 8 0 0 . 2,蜗轮轴键槽深度 t 0 5 . 5 0 0 . 2,宽度为 b 14 00 . 043 由参考文献机械设计

19、基础 （下册）张莹 主编 机械工业出版社 1997 年的第 316 页321 页运算得 . 其中各段见零件图的 “ 涡轮轴” ；6.2 轴的校核6.2.1 轴的受力分析图FrtFaFR2R2F QFR 1FR 1FF图 6.1 X-Y 平面受力分析tFFR 1FaFR2F Q图 6.2 X-Z 平面受力图：FR 1FrFR 2图 6.3合成弯矩MM2YM2Z/NmmXX 592368.15 35700 340587.75 当量弯矩 T 与 aT 图 6.4T=518217Nmm aT=327992.8N mm 图 6.56.2.2 轴的校核运算如表 5.1 轴材料为 45 钢,B650Mpa,

20、S360Mpa,1 b60Mpa表 6.1运算项目FF运算内容190运算结果转矩T 1T 1518217NmmT 1518217Nmm 圆周力Ft2 T 12518217=12955.4N F =12955.4N d180径向力FFttg12955.4tg6 .34F=1438.9N 轴向力Fttant=12955.4 tan 20 oFr =4715.4N 14381904715976000119 1F R1=563.4N 194194运算支承反力FR21438 . 9974715 . 43132745 .3F R2=972.75N 194194垂直面反力FR1FR2Fr4715.4FR1F

21、R2=235227.7N 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MMXYMXZ图 7.4 T=518217Nmm 轴受转矩 T T= 1T=518217Nmm 表 16.3 ,查得许用应力值1b1 b60Mpa0b102 .5 Mpaa=0.59 应力校正系数 a a= /0 b60/102 .5.059当量弯矩图当量弯矩 蜗轮段轴中间截面当量弯矩图MI 2IIIM3M2aT2=437814Nmm M III437814Nmm 轴承段轴中间截面处M III=484690.6Nmm 2 714000655985 6.2=484690.6Nmm

22、图 7.5 轴径校核dd30.M31 b34378143870mm验算结果在设计范畴10. 16030M23484690 .628. 960mm之内,设计合格II. 11 b0. 160轴的结果设计采纳阶梯状, 阶梯之间有圆弧过度, 削减应力集中, 详细尺寸和要 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挑选 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 510mm,由参考文献 1 表 2.4 30 圆整,可知该处挑选键 2.5 65,高 h=14mm,轴上键槽深度为t900.2,轮毂上键槽深度为t15.400.2,轴上键槽宽度为b25

23、00.0 52轮毂上键槽深度为b1250 0. .026 026八、减速器其他零件的挑选 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GB1096-90 10 8 50 及电动机联接处键 10 50 蜗轮与蜗轮轴联GB1096-90 18 11 56 接处键 18 56 蜗轮轴、联轴器及GB1096-90 20 12 50 传动滚筒联接处键 20 50 单位： mm 表 8-2 圆锥滚动轴承安装 位置轴承型号外形尺寸d D B 蜗350

24、9 45 85 23 杆209 45 85 19 蜗轮3508 40 80 23 轴208 40 80 18 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B40 85 4 40 85 4 蜗轮轴B61 100 10 40 80 8 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,轴承旁连接GB93-87-16 16 4 表面氧化的标螺栓准弹簧垫圈上下箱联接GB93-87-12 12 3 螺栓表 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 边缘厚度材料安装位置外径厚度蜗杆129mm 12mm 9mm Q235 定位销为 GB117-86 销 8 38 材料为 45 钢九、减速器附件的挑选以下数据均以参考文献 机械零件设计课程设计毛振扬陈秀宁施高义 编浙江高校出版社的P106-P118 单位 mm 表 9-1 视孔盖（ Q235）d L1 L2 b1 b2 盖厚R 直孔径数90 75 70 55 4 5 7 4 表 9-2 吊耳单位 mm 箱盖吊耳C3 C4 R b R1 r 32 40 40 15 6 8 箱座吊耳K H h 2rb H1 表 9-3 通气器30 24 12