单级蜗杆减速器课程设计说明书

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1、s亠=特别说明此资料来自豆丁网( ) 您现在所看到的文档是使用 下载器所生成的文档 此文档的原件位于感谢您的支持抱米花二IMI flMl 三机械设计课程设计说明书刖百课程设计是考察学生全面在掌握基木理论知识的重要环节。根据学院的教学环节，在2006年6月12 U-2006年6月30 口为期二周的机械设计课程设计。木次是设计一个 蜗轮蜗杆减速器，减速器是用于电动机和丁作机之问的独立的闭式传动装置。木减速器 属单级蜗杆减速器（电机联轴器减速器联轴器带式运输机），木人是在 周知进老师指导下独立完成的。该课程设计内容包括：任务设计书，参数选择，传动装 置总体设计，电动机的选择，运动参数计算，蜗轮蜗杆传

2、动设计，蜗杆、蜗轮的基木尺 寸设计,蜗轮轴的尺寸设计与校核,减速器箱体的结构设计,减速器其他零件的选择, 减速器的润滑等和A0图纸一张、A3图纸三张.设计参数的确定和方案的选择通过杳询 有关资料所得。该减速器的设计基木上符合工产设计要求，限于作者初洋水平，错谋及不妥之处望 老师批评指正。设计者：殷其中2006 年 6 月 30 U参数选择：总传动比：1=35 71=172=35卷筒百径：D=350mm运输带冇效拉力：F-6000X 运输带速度：V=0. 5m/s 工作环境：一相交流电源冇粉尘常温连续工作一、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带式运

3、输机。（如图21所示）根据生 产设计耍求对知，该蜗杆的恻周速度VW4 5m/s,所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式 见（如图2.2所不），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T键作轴向固定。 蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚了轴承，承受径 向载荷和轴向载荷的复介作用，为防止轴外 伸段箱内润滑汕漏失以及外界灰尘，异物侵 入箱内，在轴承盖屮装有密封元件。图2. 1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、检杏 孔与定位销等附件、以及其他标准件等。二、电动机的选择：由于该生产单位采川二相交流电源，町考虑采川Y系列二相界步电动机。三相界步

4、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 的额定电爪为380V根据生产设计耍求，该减速器卷筒百径D二350mm。运输带的冇效拉力F二6000N,带速 V二0.5m/s,载荷平稳，常温下连续工作，工作坏境多尘，电源为二相交流电，电压为380Vo1、按T作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭扇冷式结构，电爪为380V, Y系列2、传动滚筒所需功率CSOOOx 0.53、传动装置效率：（根据参劣文献机械设计课卅设汁 刘俊龙 何在洲编机械工业出版社 第133-134页表12-8得各级效率如下）其中:蜗杆传动效率q fO. 70搅汕效率r） 2=0. 95滚动轴承效

5、率（一对）q :汙0.98联轴器效率n c=0. 99传动滚筒效率n沪0. 96所以：n 和 iT| 2*n 3： n cy =0. 7XO. 99X0. 98 X0. 99 X0. 96 -0. 633电动机所需功率：P.= Pw/q =3. 0/0. 633=4. 7KW传动滚筒工作转速：n.=60X1000Xv / X350= 27. 9r/min根据容赧和转速，根据参考文献机械零件设计课程设计 毛振扬 陈秀宁 施高义编浙江人学出版社第339-340页表附表15-1可杳得所需的电动机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廿，因此有仞种传动比方案，如表3T:表3-1方案电动

6、机型号额定功率Ped kW电动机转速r/min额定转矩同步转速满载转速1Y132S1-25.5300029002.02Y132S-45.5150014402.23Y132M2-65.510009602.04Y160M-85.575072020综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重赧、价格和减速器的传动比，可见第3方案比较适介。因此选定电动机机型号为Y132M2-6 -Hi要性能如卜表32：表3-2中心高H外形尺寸LX (AC/2 + AD) XHD底也安装尺寸AXB地脚螺栓孔宜径K轴身尺寸DXE装键部位尺 寸FXGXD132515X (270/2 + 210)X315216X1781238X801

7、0X33X384. 1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩Po 二 Pr二4 7kw no=960r/niinT(f9 55 Po / n0=4. 7X10 =46. 7N m42蜗轮轴的输入功率、转速与转矩Pl = Po q 01 = 4.7X0. 99X0. 99X0.7X0. 992 =3. 19 kwnI=:= 27-4 皿Ti= 9550-二 9550X = 1111. 84N in 27.44. 3传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P? = Pi Q c H cy=3. 19X0. 99X0. 99=3. 13kw n2=竺=- - 27. 4 r/minf|2127.4T2= 9550 空

8、=9550 X HA 二 1089. 24N in运动和动力参数计算结果幣理于下表4-1：表41类型功率P(kw)转速 n (r/min)转矩T(Nm)传动比i效率n蜗杆轴4. 796046. 7510. 679蜗轮轴3. 1927.41111.8435传动滚筒轴3. 1327.41089. 24讥、蜗轮蜗杆的传动设计：蜗杆的材料采用45钢,表面硬度45IIRC，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四版邱宣怀丄编高 等教行出版社岀版1996年第13章蜗杆传动为丄要依据。具体如表31：表5-1蜗轮蜗杆的传动设计表计算内容计算结果中心距的计

9、算蜗杆副的相对滑动速度以=52x1(r隹= 5.2x104x960V1111.84 =5Im/s参考文献5第37页(23式)4m/sVs7m/s当量摩擦4m/sVs7m/s/nv = 0.03系数由表13. 6取最人值pv = 1.72在图13.11的i=35的线上，杳得山=0.45Ji /u =0. 45选由/a值y = 6 77i = 0.7Y = 6。q = 0.7T2 = 7,77 = 9.55z蜗轮转矩T2 = I 145Vm-J=9.557X-10- x35x0.7960=I l45N.m使用系数按要求杏表12.9转速系数Z”=（ + l） 丁=（輕+品Zfl = 0.83弹性系数

10、根据蜗轮副材料杏表13. 225000寿命系数一 25（）（）（）V I 2000 = 1.13接触系数按图13. 121线查出Zp = 2.68接触疲劳极查表13.2勿亦=250接触疲劳最小安全系数中心距U = 3 K4几）2V - ZnZ/ZUn.I1 1 1 1164x2.68x1.3=jllx 1 14500Qy0.83x1.13x250=196w 加a = 225fnm传动基本尺寸蜗杆头数1A- z蜗轮齿数模数蜗杆分度圆鬥径可ZZ| 35x1 = 35z2 =35m=10d = 0.6&70-875 = 0.68 x 22 护 75 = 77.7或“I = 90fnmdx = J,

11、/ a x = 0.45 x 225 = 101.25蜗轮分度圆肓径=曲2 = 1x35 = 350“2 =350 mm蜗杆导程角tgy = Z|Aw/| =1x10/90表 13. 5y = 634变位系数x= (225-220) /I0=0.5x=0. 5蜗杆齿顶圜宜彳仝a = i + 2 力“= 90+2x10表 13 5= 110dm =110 mm蜗杆齿根圆直径-2仇+c)= 90-2x1.2x10表 13. 5=66d f = 66 nun蜗杆齿宽= yl38(r-350r = 148勺=148mm蜗轮齿根圆宜径dj-2 =_ 2(ha 一 xm + c)= 350-2x(10-5

12、 + 2)= 336d f2 = 336imn蜗轮齿顶圆直径（吼圆直径）如=d。+ 2(ha + xw) = 350+2x10x1.5= 38()du2 =380mm蜗轮外径de2 = dal + 皿= 380+1()=390del =390 mm蜗轮咽喉母圆半径da2= 225-380/2 =35仑=35fftm蜗轮齿宽B o.7Xh =0.75x110=82 5b2 = 2 加(0.5 + + 1)90=2x 10x (0.5 + J+1V io= 73.25B=82mm鼻=73 mm蜗杆圆周速V, =)/60x1000= 3.14x90x960/60x1000= 4.52V二4 52 m

13、/s度相对滑动速度vs = vj /cosy=4.52/cos6.34o= 4.57叫=457m/s当量摩擦系数由表13. 6杳得血=0.026 pv = 1.50轮齿弯曲疲劳强度验算许用接触应力0刖=zzh他皿SH niin 250= 0.83x13x13= 180.37aH = 18 MPa最人接触应力6尸卞勺J等= l64x2.68xJL，X，t5（）0 V 2253= 146.1r=1461517100mm又因轴上有键槽所以D6增人概，则D6-67mm计算转矩Tc 二 KT二KX9550X 二1. 5X9550X3. 19/27.4-1667. 76N. M51.7 100mm乂因轴上

14、有键槽所以D6增人3%,则06=6711117）【)6 二 67图7.17. 2轴的校核X-Y平而受力分析F RF R2Fq7.2X-Z平而受力图:FiFR2水平面弯矩MXY/Nnmi垂H面弯矩MxJNnmi714000436150.8合成弯矩 M =+M；_z / Nmm1111840、mm555985.6Nmm7.77. 2. 2轴的校核计算如表5.1轴材料为 45 钢，(yB = 650Mpa, crs = 360 Mpa 9 cr u) = 60Mpa表7.1计算项目计算内容计算结果转矩7；7J = 111184 W mm7 =111184cNmm圆周力2J 2x1111840=207

15、07. 6N心80Fz =24707. 6N径向力Fa =巧妙=247076 x 馆 6.34=2745. 3N轴向力Fy=Pf tancrz =24707. 6 X tan 20Fr =8992. 8N计算支承反力广27453x190+247076x976000x 119194194F,i=1136. 2N247076 x 97 + 6000x 313 27453 x 190194194Fz =19345. 5N垂肓面反力匸”口 巴89928卜 R =卜R2 = =9= Ff =4496. 4N水平面X-Y受力图0 7.2垂肓面X-Z受力图7. 3画轴的弯矩图水平血X-Y弯矩图图 7. 4垂

16、肓面X-Z弯矩图Mr 图 7. 5合成弯矩M j A/ yy + A/ yy 图 7 6轴受转矩TT=71111840NmmT=1111840Nnun许用应力值表 16. 3,杳得cr_iz) = 60Mpa 丐订=1。2.5Mpa应力校正系数aa= o-_nJ/o-0J = 60/102.5 = 0.59a二0. 59当擢弯矩图蜗轮段轴中间截面当量弯矩+(aD2 = 68117552 +6559S562 =947628. 6Nmm轴承段轴中间截面处M m =947628. 6Nmm=969381. 2Nmmm2 =丁71400&+ 6559856, =969381. 2Nmm当量弯矩图图7.

17、7你也9476286验算结果衣设计范围之轴径校核ct / Ji訂一n yyjrnrn丫0归V 0.1x60.1 A/J9693812dfn =$=即=54.5 SOrww1 11 丫016订 V 0.1x60内，设计合格轴的结果设计采用阶梯状，阶梯之间何圆弧过度，减少应力集屮，具体尺寸和要求见冬 件图2 （蜗轮屮间轴）。7. 3装蜗轮处轴的键槽设计及键的选择当轴上装有平键时，键的长度应略小于冬件轴的接触长度，般平键长度比轮毂长度短510mm,由参考文献1表2. 430圆整，可知该处选择键2.5X110,高h二14俪, b = 25?o.o 5 2轮毂上键槽深度为6 = 25tg；Q26轴上键槽

18、深度为（=9評2轮毂上键槽深度为“ =5.4+0.2()轴上键槽宽度为八、减速器箱体的结构设计参照参考文献机械设计课程设计（修订版）鄂屮凯，王金等上编东北T学院出版社 1992年第19页表15-1可计算得，箱体的结构尺寸如表8. 1：表8.1箱体的结构尺寸减速器箱体采用HT200铸造，必须进行去应力处理。设计内容计算公式计算结果箱廉壁厚度&5 = 0.044-38=0. 04X225+3= 1 加ma为蜗轮蜗杆中心距取6 =12mm箱盖壁厚度6 1吕=0.85=0 85X 12=10mm取 6 i 二10mm机座凸缘厚度bb=l. 55 =1. 5 X12=18mmh=18mm机盖凸缘厚度bb

19、i=l. 56 i=l. 5X 10= 15mmbi=18mm机盖凸缘厚度PP=2. 56 =2. 5X12二30mmP-30mm地脚螺钉肓径dodo=20mmdo=20min地脚螺钉肓径dod0=2Omm产2 0mm地脚沉头廉宜径DODO二二48mmD0=48mm地脚螺钉数bl n取n二4个取n=4底脚凸缘尺寸（扳手空间）Ll=32mmLl=32mmL2=30mmL2=30mm轴承旁连接螺栓肓径d.di= 16mmdi=16mm轴承旁连接螺栓通孔有径d.d=17.51=17. 5轴承旁连接螺栓沉头座首径DOD0=32mmDO二32mm剖分血凸缘尺寸（扳手空间）Cl=24mmCl=24mmC2

20、=20mmC2=20mm上下箱连接螺栓直径山ck =12mmd2=12mm上下箱连接螺栓通孔肓径d、2d 2=13.5mmd 2=13.5mm上下箱连接螺栓沉头朋肓径D0=26mmD0=26mm箱缘尺寸（扳手空间）Cl=20mmCl=20mmC2=16mmC2=16mm轴承盖螺钉百径和数I I n,&n=4, d3=10mnin二4dy=10mm检杳孔盖螺钉肓径d.di=O. 4dz:8mmdi=8mm圆锥定位销直径在ds= 0. 8 d2=9mmd5=9mm减速器中心高HH=340mmH二340mm轴承旁凸台半径RR 二 G=16mmRi=16mm轴承旁凸台高度h由低速级轴承朋外径确定，以便

21、丁扳手操作为准。取 50mm轴承端盖外径D,轴承孔直径+(55.5) d取 D2= 180mm箱体外壁至轴承座端面距离KK= Ci+ C2+ (810) =44mmK二54mm轴承旁连接螺栓的距离s以Md,螺栓和螺钉互不干涉为准尽量靠近一般取S=D2S-180蜗轮轴承座长度(箱体内壁至轴承座外端面的距离)L1=K6 =56mmLl=56mm蜗轮外圆与箱体内壁之间的距离A 1.23 二 15mm取 A】二 15nnn蜗轮端面与箱体内壁之间的距离A2 = 12mni取= = 1加m厶机盖、机座肋厚皿mmFO. 856 1=8. 5mm, m二0. 856 =10mmmi=8. 5mm,m=10mm

22、以下尺寸以参考文献机械设计、机械设计基础课秤设计 王昆等二编高等教疗出版社 1995 |表6-1为依据蜗杆顶圆与箱座内壁的距离a6 =40inm轴承端面至箱体内壁的距离a3=4mm箱底的厚度20mm轴承盖凸缘厚e=1.2箱盖高度220mm箱盖长度440mm度d3=12mm（不包括凸台）蜗杆中心线与箱底的距离115mm箱座的长度（不包括凸台）444mm装蜗杆轴部分的长度460mm箱体宽度（不包括凸台）180mm箱底座宽度304mm蜗杆轴承座孔外伸长度8mm蜗杆轴承座长度81mm蜗杆轴承座内端面与箱体内壁距离61mm九、减速器其他零件的选择经箱体、蜗杆与蜗轮、蜗轮轴以及标准键、轴承、密封圈、挡汕盘

23、、联轴器、定位销的纽合设计，经校核确定以下零件：表9-1键单位：mm安装位置类型b (h9)h (hll)L9 (hl4)蜗杆轴、联轴器以及电动机联接处GB1096-90键 10X7010870蜗轮与蜗轮轴联接处GB1096-90 键 25X1102514110蜗轮轴、联轴器及传动滚筒联接处GB1096-90键 20X1102012110表9-2圆锥滚动轴承单位：imn安装位轴承型号外形尺寸置dDTBC蜗+1GB297-847312 (30312)6013033.53126蜗轮轴GB/T297-9430216801402& 252622表 9-3 密封圈(GB9877. 1-88)单位：mm安

24、装位置类型轴径d基本外径D基本宽度蜗杆B55X80X855808蜗轮轴B75X 100X 107510010表9-4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9-5挡汕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28-7安装位置外径厚度边缘厚度材料蜗杆129mm12mm9mmQ235定位销为GB117-86销8X38材料为45钢十、减速器附件的选择以下数据均以参考文献机械件设计课程设汁 毛拣扬 陈秀宁 施高义编

25、浙江人学出版补的P106-P11AAlAoBlBBOd4h150190170150100125M 81.5 10-1 视孔盖(Q235)单位mm箱盖吊耳dReb42424220箱座m耳BHh尸2b3619.29. .6924表10-2吊耳单位mmclDLSdllAhCd2hM1635622716328422226表10-3起重螺栓单位mm表10-4通气器单位mmDdld2d3cl 4DabsM18X1.5M33 X1. 583164012722ChhlDlRkef1640825.440622表10-5轴承盖(HT150)单位mm安装位置d3Dd 0DOD2eelmD4D5D6bldl蜗杆101

26、3011155180121335. 5120125127880蜗轮101401116519012132013013513710100轴表10-6汕标尺单位mmdld2d3habcDDlM1641663512852622表10-7汕塞（丁业用革）单位nmidDeL1asdlIIMl XL 52619.62312317172十一.减速器的润滑减速器内部的传动零件和轴承都需要有良好的润滑，这样不仅可以减小摩擦损失， 提高传动效率，还可以防止锈述、降低噪声。木减速器采用蜗杆下置式，所以蜗杆采用浸汕润滑，蜗杆浸汕深度h人于等于1个 螺才高，但不高于蜗杆轴轴承最低滚动屮心。蜗轮轴承采用刮板润滑。蜗杆轴承采

27、用脂润滑，为防止箱内的润滑汕进入轴承而使润滑脂稀释而流走，常在轴承内侧加扌当汕盘。K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2.机械设计第四版邱宣怀主编高等教育出版社出版1996年3.机械设计、机械设计基础课程设计王昆等主编高等教育出版社1995 年4.机械设计课程设计图册（第三版）龚桂义主编高等教育出版社1987 年5.机械设计课程设计指导书（第二版）龚桂义主编高等教育出版社1989 年6.简明机械设计手册（第二版）唐金松主编上海科学技术出版社2000年机械设计课程设计刘俊龙 何在洲丄编 机械工业出版社1993年机械冬件设计课卅设计毛振扬 陈秀宁 施高义编 浙江人了出版社1989机械设计第四版邱宣怀主编 高等教冇出版社出版1996年