蜗轮蜗杆减速器课程设计
前言
机械设计课程设计是一个重要实践环节，也是考察学生是否全面掌握基本理论知识的重要环节。在2013年11月04日-2013年11月24日为期三周的机械设计课程设计。本次设计的任务是一个蜗轮蜗杆减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。本减速器属单级蜗杆减速器（电机——弹性联轴器——蜗轮蜗杆减速器——刚性联轴器——工作机），该课程设计任务是在指导老师指导下完成的。该课程设计内容包括：设计计算说明书，参数选择，传动装置总体设计，电动机的选择，联接装置的设计选择，蜗杆蜗轮传动设计，蜗干的尺寸设计与校核，蜗轮轴及蜗轮尺寸的设计，减速器箱体的结构设计，减速
图纸1张、零器其它零件的选择，减速器的润滑，轴承的选择校核和装配图A
图纸3张等。设计参数的确定和方案的选择通过查询有关资料所得。件图A2或A
3
蜗轮蜗杆减速器的图纸运用计算机辅助设计，计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CAM）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课程设计，将进一步深入地对这一辅助画图软件进行深入地了解和学习。本文主要介绍一级蜗轮蜗杆减速器的设计过程及其相关零、部件的选择及相关的CAD图形。计算机辅助设计（CAD），计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CAM）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，能清楚、形象的表达减速器的外形特点。
该减速器的设计基本上符合生产设计要求，限于处于初学阶段，整个过程还存在不足、不妥之处，敬请老师指正。
编者
2013年11月
目录
一.机械设计课程设计任务书 (1)
二.设计计算 (2)
1 设计题目：蜗杆减速器 (2)
1.1工作情况 (2)
1.2传动方案 (2)
1.3设计数据 (2)
1.4课程设计内容 (2)
2总体传动方案的选择与分析 (2)
2.1传动方案的选择 (2)
2.2传动方案的分析 (3)
3电动机的选择 (3)
3.1 选择电动机类型
3.2选择电动机的容量（功率） (3)
3.3确定电动机的转速 (4)
4 确定传动装置的总传动比并分配传动比
4.1实际传动比及各级传动比的分配
5计算传动装置的运动及动力参数计算 (4)
5.1各轴的转速计算 (4)
5.2各轴的输入功率 (5)
5.3轴的输入转矩 (5)
6传动零件设计计算 (6)
6.1传动参数 (6)
6.2蜗轮蜗杆材料选择及设计 (6)
7装配草图设计 (6)
7.1电动机有关尺寸 (7)
7.2 选择电动机处联轴器（初算轴的最小直径）
7.3选择工作机处联轴器
8.确定滚动轴承的类型及其润滑与密封 (7)
8.1确定轴承的类型
8.2滚动轴承的润滑与密封方式
8.3密封方式
9 轴承端盖的结构结构形式
10 确定减速器箱体结构方案和主要结构尺寸
10.1箱体的结构和材料
10.2箱体主要结构尺寸
11轴的设计计算及校核 (8)
11.1蜗杆轴的设计及校核输出轴的设计 (8)
11.2蜗轮轴的设计 (8)
12键的选择及校核 (17)
12.1键的选择 (17)
11.2键的校核 (17)
13轴承的选择及额定寿命校核 (18)
13.1轴承的选择 (18)
13.2 高速级轴承校核 (18)
14减速器附件的设计 (19)
14.1窥视孔和窥视孔盖得设计 (19)
14.2通气器的设计 (20)
14.3放油孔及放油螺栓的设计 (20)
14.4油视窗的设计 (20)
14.5吊环螺钉、吊耳和吊钩 (20)
减速箱体的结构 (21)
速器的润滑与密封 (21)
减速器附件简要说明 (21)
设计小结 (21)
谢辞 (22)
参考文献 (24)
附录 (25)
一.【机械设计】课程设计任务书
二.设计计算过程
1 设计题目：蜗杆减速器
1.1工作情况
已知条件：
1、连续单向运转；
2、载荷较平稳；
3、两班制；
4、结构紧凑；
5、工作寿命5年；
6、电动机与减速器输入轴用弹性联轴器联接，减速器输出轴与工作机用刚性联轴器联接；
7、工作机输入功率1.65KW,工作机转速44.5r/min。
1.2传动方案
本课程设计采用单级蜗杆减速器传动。
1.3设计数据
工作机输入功率1.65KW,工作机转速44.5r/min。
1.5机械设计课程设计的内容
1、电动机的选择与运动参数计算；
2、蜗轮蜗杆传动设计计算；
3、轴的设计；
4、滚动轴承的选择；
5、键和联轴器的选择与校核；
6、装配图、零件图的绘制；
7、设计计算说明书的编写；
8、减速器总装配图一张；
9、齿轮、轴零件图各一张；
10、设计说明书一份。
2 总体传动方案的选择与分析
2.1传动方案的选择
该传动方案在任务书中已经确定，采用一个单级蜗杆减速器传动装置传动（蜗杆下置式传动装置传动）。
2.2传动方案的分析
该方案工作机采用的原动机为电动机，考虑其工作特性，工作环境和工作载荷，该方案采用Y系列三相笼型异步电动机（参考《机械设计课程设计指导书》和《机械设计课程设计手册》）。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，具有防止灰尘、铁屑或其它杂物侵入电动机内部之特点，B级绝缘，电压380 V，频率50HZ，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一缺点带来的影响，但它常用于高速重载荷传动，所以将它安放在高速级上。在电动机心轴与减速器输入轴用弹性联轴器联接，有缓冲和吸振作用，以减少振动带来的不必要的机械损耗。输出轴与工作机采用刚性联轴器，其具有高的超低惯性和高灵敏度的优越性能，且在实际传动中，刚性联轴器具有免维护，超强抗油以及耐腐蚀的优点。总而言之，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。
3 电动机的选择
3.1选择电机类型
由传动方案、工作要求和工作条件分析，电动机采用Y系列三相笼型异步电动机，
其结构为全封闭式自扇冷式结构，电压为380V 。 3.2选择电机的容量（功率）
1) 工作机各传动部件的传动效率及总效率 由《机械设计课程设计指导书》表9.1可知蜗杆传动的传动比为：40~10i =蜗杆；又根据《机械设计基础》表9.1可知，初选蜗杆头数为1Z 1=，的传动效率为：
75.0~70.0=η蜗杆（已知：已包括蜗杆轴上一对轴承的效率），本设计取
η蜗杆
=0.725，查《机械设计课程设计指导书》表9.1可知各传动部件的效率分别
为：
995.0~99.0=η联轴器
本课程设计取η联轴器
=0.9925 )(98.0一对滚子轴承=η 本课程设计取η滚子轴承
=0.98
1=η
刚性联轴器 本课程设计取1=η
刚性联轴器
工作机的总效率为：
η
η
η
η
η刚性联轴器
滚子轴承
蜗轮蜗杆
弹性联轴器
总
???=
=0.992530.72530.9831 =0.70517125≈0.705
2）所需电动机的工作功率：kw KW
P P d 34.2705
.065.1==
=
总
η
又由查《机械设计课程设计指导书》表12.1 电动机选择功率为3KW 3.3确定电动机的转速
1) 传动装置的传动比的确定：
查《机械设计课程设计指导书》书表2.1得各级齿轮传动比如下: 40~10=蜗杆i 理论总传动比： 40~10==蜗杆总i i
2) 电动机的转速：
工作机的转速：n 工作机=n w =44.5 r/min 所以电动机转速的可选范围为：
min /1780~4455.44)40~10(.r i n n d ===总工作机
根据上面所算得的原动机的功率与转速范围，符合这一范围的同步转速有750 r /min 、1000 r/min 和1500 r/min 三种。综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000 r/min 的电动
4.1实际传动比及各级传动比的分配
由于是蜗杆蜗轮传动，其传动比集中在蜗杆上，其它不分配传动比。
5 计算传动装置的运动及动力参数计算
5.1各轴的转速计算：
第一轴转速：r/min 960n n m 1==
第二轴转速：r/min 5.4457
.21960
n n n 12===总
5.2 各轴的输入功率
第一轴输入功率：kW 32.29925.034.2P P d 1d 1=?=?P ==弹性联轴器ηη 第二轴输入功率：kW 68.1725.032.2P P P 121d 2=?=?==蜗杆ηηη 工作机输入功率：kW 65.1198.068.1P P P 2321d 3=??===刚性联轴器轴承ηηηηη 5.3各轴的输入转矩
电动机轴的输出转矩：mm N 1031.2960
32.21055.9n P 1055.9T 46m d 6
d ??=??=?= 第一轴输入转矩：mm N 1029.29925.01031.2T 441??=??==弹性联轴器
ηd T
第二轴输入转矩：mm N 1058.357.21725.01029.2i T 5412??=???==总蜗杆ηT 工作机输入转矩：mm
N 1052.3198.01058.3T 5523??=???=??=刚性联轴器轴承ηηT
将运动和动力参数计算结果进行整理并列于下表： 6 传动零件设计计算
6.1传动参数
蜗杆输入功率P=2.32 kW ，蜗杆转速min /r 960n 1=，蜗轮转速min /r 5.44n 2=，
理论传动比i=21.6，当选择蜗杆的头数Z 1=1时，Z 2=21.6不在推荐值范围内。当选则蜗杆的头数Z 1=2时，Z 2=43.2，在推荐值范围中，所以蜗杆头数取Z1=2（以上结果由《机械设计》表11—1得到）。 6.2蜗轮蜗杆材料选择 1）选择蜗杆传动类型
根据GB/T 10085—1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI ）. 2）选择材料
由《机械设计》蜗杆传动一章知识可知，蜗杆一般是用碳钢或合金钢制成，考虑到蜗杆传动功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求整体调质，表面淬火，硬度为45～55HRC 。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10Pb1，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HT200制造。 3）按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，在校核齿根弯曲疲劳强度。传动中心距：
A 、确定作用在蜗轮上的转矩T 2 按Z 1=2，估取效率η=0.8，则：
mm N 103.9844.58.032.21055.9/n 1055.9n P 1055.9T 5612116226
2??=???=??=?=i p η
B 、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K β=1；由《机械设计》表11-5选取使用系数K A =1.15;由于转速不高，冲击不大，可取动载系数K v =1.05；则 K=K A K βK v =1.153131.05≈1.21
C 、确定弹性影响系数Z E
因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故Z E =160M
D 、确定接触系数Z ρ
先假设蜗杆分度圆直径d1和传动中心距的比值=0.35，从《机械设计》图11-18中可查得Z ρ=2.9。
E 、确定许用接触应力[σH ]
根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10Pb1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬>45HRC,可从《机械设计》表11-7中查得蜗轮的基本许用应力[σH ]′=268Mp 。
应力循环次数 N=60jn 2L h =60313
寿命系数 K HN =
则 [σH ]= K HN . [σH ]′
=0.7743268 MP =207.4 MP
F 、设计中心距
mm=134.08mm
取中心距=160mm,因i=21.6,故从《机械设计》表11-2中取模数m=6.3，蜗杆分度圆直径d 1=63mm 。这时=0.39375，从《机械设计》图11-18中可查得接触系
数=2.62，因为 4）蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 A、蜗杆 轴向齿距p a=πm=19.792；直径系数q=10;齿顶圆直径d a1=75.6;齿根圆直径d f1=47.88;分度圆导程角γ=11°18′36″;蜗杆轴向齿厚s a=9.896mm。 B、蜗轮 蜗轮齿数Z2=41（参考《机械设计》表11-2）；变位系数X2=－0.1032 验算传动比i=在允许 ±（3～5）%范围内变化，所以结果满足。 蜗轮分度圆直径d2=mz2=6.3341=258.3mm 蜗轮喉圆直径d a2=d2＋2h a2=258.3+236.3=270.9mm 蜗轮齿根圆直径d f2=d2-2h f2=258.3-236.33(1+0.1032+0.2)=241.88mm 蜗轮咽喉母圆半径r g2=d a2=160mm 5）校核齿根圆弯曲疲劳强度 σF= 当量齿数z v2== 根据x 2=0.1032，z v2=43.48，从《机械设计》图11-19中可查得齿形系数Y Fa2=2.47。螺旋角系数 许用弯曲应力[σ F ]= [σ F ]′2K FN 从《机械设计》表11-8中查得ZCuSn10Pb1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力[σ F ]′=56MPa。 寿命系数K FN= [σ F ]=5630.616 MPa=34.496 MPa σF=16.32 MPa 弯曲强度是满足的。 6）验算效率η η=（0.95～0.96） 已知18′36″=,;f v与相对滑动速度v s有关。 V s= 从《机械设计》表11-18中用插值法查得f v=0.02708、=1.5471°；代入式中得η=0.8325，大于原估计值，因此不用从算。 蜗杆分度圆的圆周速度V==3.17m/s V≤（4～5）m/s 为便于 加工蜗杆和满足任务书，蜗杆可以下置和螺旋线取为右旋。 7）精度等级公差和表面粗糙度的确定 考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动，属于通用机械减速器，从GB/T 10089—1988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/T 10089—1988。然后由《机械设计课程设计指导书》表16.37和16.38查得蜗杆、蜗轮要求的公差项目及表面粗糙度，此处从略。 8）热平衡核算 A 、估算散热面积A 2 75 .175.175.010016033.010033.0m a A =?? ? ??=??? ??= 8）验算油的工作温度t i 室温t 0：通常取20℃ 散热系数k s =14~17.5：取Ks=17.5 W/(㎡2℃)； 啮合效率84.01=η； 轴承效率0.98，取轴承效率 η2=0.98； 搅油效率0.94~0.99，搅油效率η3=0.98； η=η13η23η3=0.8430.9830.98=0.81 ()()28.482075.05.1732.284.01100011000 1=?? ? ??+??-?=+-= t A k P t s i η℃＜80℃ 油温未超过限度，满足使用条件。 其它尺寸总汇表如下： 蜗杆螺旋 部分长度 b 1 b 1 85 蜗轮顶 圆直径 d e2 d e2 279 蜗轮齿宽 b 2 56 蜗轮齿 宽角 θ 40.97° 7 装配草图设计 7.1电动机有关尺寸 动机的类型，由《机械设计课程设计手册》表12-3查得，确定电动机的安装及外形尺寸机座号 A B C D E F G H K AB AC AD HD L Y132S 216 140 89 38 80 10 33 132 12 280 275 210 315 475 7.2选定联轴器的类型（初算轴的最小直径） 由《机械设计课程设计手册》表12-3可知，电动机轴径D=38mm ， P=3kw,转速n=960r/min 确定该减速器高速轴的最小直径并选择适用的联轴器。 1）按扭矩强度初定该轴最小直径d min ,见《机械设计》表15-3 45钢A 0值为126~103，本计算取110。 d min 该段轴上有一键槽，将计算值加大3% d min =16.56mm 2)选择电动机处联轴器 根据传动装置的工作条件，拟选用LH 型弹性柱销联轴器（GB/T 5014-2003）摘录，选至《机械设计课程设计指导书》表13-1。 计算转矩为：m N T K T c ?=?=?=7.448.295.1 式中T-联轴器所传递的名义转矩。 T=9550 由于蜗杆减速器的载荷较平稳，按转矩变化小考虑，查《机械设计》表14-1取工作情况系数k=1.5 根据Tc= m N ?7.44,查表13-1 LH 型联轴器中LH1型联轴器就能满足传递转矩的要求：（T n =160T c ）,但其轴孔直径范围为d=(12~22)mm ，满足不了电动机的轴径要求，故最后确定选用LH3型联轴器（T n =630T c [n]=5000r/min ）其轴孔直径d=30~42mm,可满足电动机的轴径要求。 3)最后确定减速器高速轴伸处的直径：d min =30mm 7.3选择工作机处联轴器 1）已知工作机的输入功率为1.68kw,转速44.5r/min d min 该段轴上有两键槽，将计算值加大5% d min =38.75mm 根据传动装置的工作条件，拟选用LH 型弹性柱销联轴器（GB/T 5014-2003）摘录，选至《机械设计课程设计指导书》表13-4。 计算转矩为：m N T K T c ?=?=?=81.54054.3605.1 式中T-联轴器所传递的名义转矩。 T=9550 根据Tc= m N ?81.540,查表13-4 GY 型联轴器中GY6型联轴器就能满足传递转矩的要求：（T n =900T c ）,其轴孔直径范围为d=(38~50)mm ，可满足电动机的轴径要求。 2）最后确定减速器低速轴伸处的直径：d min =42mm 8确定滚动轴承的类型及其润滑与密封方式 8.1确定轴承的类型 根据已知的工作条件，由《机械设计课程设计指导书》第4章确定轴承类型为圆锥滚子轴承。 8.2滚动轴承的润滑与密封方式 由《机械设计课程设计指导书》第4章，在减速器中，蜗杆下置，为浸油传动零件，其圆周速度v 2m/s,,所以采用齿轮传动时飞溅出来的润滑油来润滑轴承，而且此方式最简单。 8.3密封方式 由轴承的润滑方式和工作环境，应橡胶唇形密封圈密封效果好，适用于密封处轴表面圆周速度8m/s 一下，故此处密封方式采用橡胶唇形密封圈密封。 9 轴承端盖的结构结构形式 9.1由轴承的润滑方式和工作环境，轴承端盖采用凸缘式轴承端盖。 10 确定减速器箱体结构方案和主要结构尺寸 10.1箱体的结构和材料 1）由《机械设计课程设计指导书》第三章，因为蜗杆圆周速度,所 以采用蜗杆下置剖分式蜗杆减速器，为便于加工螺旋线取为右旋。 2）由《机械设计课程设计指导书》第四章，考虑减速器机体的工作性能、加工工艺、材料消耗及制造成本等因数，箱体采用铸造箱体，材料HT150。 10.2箱体主要结构尺寸 名 称 称 号 一级齿轮减速器 计算结果 机座壁厚 δ 0.04a+3mm≥8mm 10 机盖壁厚 δ1 0.85δ 9 机座凸缘厚度 b 1.5δ 15 机盖凸缘厚度 b 1 1.5δ 15 机座底凸缘厚度 p 2.5δ 25 地脚螺钉直径 d f 0.036a+12mm 20 地脚螺钉数目 n 4 4 轴承旁连接螺栓直径 d 1 0.75 d f 16 1111.1蜗杆轴的设计及校核（参考《机械设计》第十五章） 图11-1 蜗杆轴草图 1）选择轴的材料及热处理 由减速器为普通用途中小功率减速传动装置，轴主要向蜗轮传递转矩，其传递的功率不大，对其重量和尺寸无特殊要求，故轴的材料选择常用的45钢，调质处理。根据《机械设计》表15-1硬度HBS=217 ~ 255Mpa ，强度极限B =640 Mpa ， 屈服极限s σ=355Mpa ，弯曲疲劳极限1-σ=275Mpa ，剪切疲劳极限1-τ=155Mpa ，许用弯曲应力][1-σ=60Mpa 。 2）求蜗杆轴上的功率、转速和转矩 由前面（5 计算传动装置的运动及动力参数计算）可知 kw p 32.21=，min /9601r n =，mm N T ??=411029.2。 3）求作用在蜗杆上的力 又已知蜗杆的分度圆直径为63mm ，则 切向力 N d T F t 72763 1029.2224 111=??== 轴向力 N d T F F t a 27723 .2581058.3225 2221=??=== 径向力 N F F F t r r 100920tan 2772tan 221=?===。α 4）初步确定轴的最小直径 查《机械设计》（表15-3）先初步校核估算轴的最小直径，取A 。=110 mm n P A d 76.14960 32.2110331 1min =?== 5）轴的结构设计 A.初选轴承 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向和轴向力的作用，故选用圆锥滚子轴承；参照工作要求，并根据1d =30mm ，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的单列圆锥滚子轴承，查《机械设计课程设计手册》6-7初选型号为30308，其尺寸为d 3D 3T 3B=40mm 390mm 325.25mm 323mm 。 B.各轴段径向尺寸确定 初估轴径后,就可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径.该轴轴段I-II 为最小端,故该段直径为30mm 。III-IV 段安装轴承，故该段直径为40mm ，为了设计的需要，考虑安装密封装置，设计II-III 段的直径为35mm 。IV-V 段为挡油环提供轴向定位，选直径为46mm ，取V-VI 段直径为40mm 。VI-VII 段为蜗杆，直径是蜗杆的分度圆直径为63mm ，Ⅶ-Ⅷ直径和V-VI 段一样为40mm 。Ⅷ-Ⅸ直径和IV-V 一样，选直径为46mm ，Ⅸ-Ⅹ段是安装轴承，所以选直径为40mm 。 C.各轴段轴向尺寸确定。 I-II 段安装联轴器，为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故I-II 段的长度可取80mm 。II-III 段装端盖，长为70 mm 。轴段III-IV 的长度为30mm 。轴段IV-V 的长度为10mm 。V-VI 段的长度为56，查《机械设计》表11-4 b 1≥（11+0.0z 2）m ，计算得出VI-VII 的长度为90 mm ，Ⅶ-Ⅷ长度为56mm ，而Ⅷ-Ⅸ段的长度为10mm ，Ⅸ-Ⅹ的长度为32mm 。 D.轴上零件的周向定位 为了保证良好的对中性，与轴承内圈配合轴径选用H7/m6配合，轴承外圈与套杯采用H7/k6的配合，联轴器与轴采用A 型普通平键联接，查《机械设计课程设计手册》表4-1 GB/T1096-2003摘录，键的型号为键宽b 3键高h=837,键长80mm 。 E.轴上倒角与圆角 为保证30308轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，查《机械设计课程设计手册》表1-25，取轴环圆角半径为 1.2mm(30~50mm)，其他轴肩圆角半径为 1.0mm(18~30mm)与1.2mm(30~50mm)。查《机械设计》表15-2，轴的左右端倒角为1.0345°(18~30mm)与1.2345°(30~50mm)。 6）按弯扭合成应力校核高速轴的强度 在确定轴承支点位置时，查《机械设计课程设计手册》表6-7得30308圆锥滚子轴承的a=19.5mm ≈20mm ，参看《机械设计》图15-23。因此，作为简支梁的轴的支承跨距为202mm 。 切向力 N d T F t 72763 1029.2224 111=??== 轴向力 N d T F F t a 27723 .2581058.3225 2221=??=== 径向力 N F F F t r r 100920tan 2772tan 221=?===。α A. 绘出轴的计算简图 11-2(a)图 B. 绘制垂直面弯矩图 11-2(b)图 轴承支反力： 计算弯矩： 截面C 右侧弯矩 m N F M l RBV cv ?=?=?=812.18118.01341 截面C 左侧弯矩 m N F M l RAV cv ?=-?=-?='25.103)118.0236.0(875L 1）（ C.绘制水平面弯矩图 11-2(c)图 轴承支反力： N L F F l t RAH 5.3632361187271=÷?=÷?= N F F F RAH t RBH 5.3635.363727=-=-= 截面C 左侧弯矩 m N F M l RAH CH ?=-?=-?=893.42)118.0236.0(5.363L 1）（ 截面C 右侧弯矩 m N F M l H R CH ?=?=?='893.4218.105.3631B E. 绘制合成弯矩图 11-2(d)图 84.46893.42812.182222=+=+=CH CV C M M M m N ? ()81.111893.4225.103222 2=+=+'='CH CV C M M M m N ? F. 绘制转矩图 11-2(e)图 9.22=T N.m G . 绘制当量弯矩图 11-2(f)图 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩的截面（即危险截面C ）的强度。轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取α=0.6，截面C 处的当量弯矩为 ()()65.1129.226.081.1112 22 2 =?+=+'=T M M C EC αm N ? H. 校核危险截面C 的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩的截面（即危险截面C ）的强度。 ,安全。 图11-2 高速轴的弯矩和转矩(a)轴的结构 (b)受力简图 (c)水平面的受力和弯矩图(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 11.2蜗轮轴的设计 1) 蜗轮轴的设计 11-3 蜗轮轴草图 2）求作用在蜗轮上的力 已知蜗轮的分度圆直径为2d =2z m t ?=6.3341=258.3mm ，所以得 2t F = 2 22d T =N 27723.2581058.325 =??，N F Fa t 72712==，N F F r r 100912==。 3）初步确定轴的最小直径 选取轴的材料为45刚，调质处理。查《机械设计》（表15-3）先初步校核估算轴 的最小直径，取A 。=110，于是得 mm n P A d 9.365 .4468.111033 22min '=?== 。 4）蜗轮轴的轴上零件的定位、固定和装配 单级减速器中，可将蜗轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，蜗轮左面由轴 肩定位，右面用套筒轴固定，轴向固定靠平键和过渡配合。两轴承分别一轴肩和套筒定位，轴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，键联接作轴向固定。轴做成阶梯形，左轴承从左面装入，蜗轮、套筒、右轴承和联轴器依次从右面装到轴上。 5） 轴的结构设计 A.根据轴向定位的要求确定轴的各段直径 初估轴径后,可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径.该轴轴段I-II 为最小端,装轴承，为便与轴承的安装,该段直径为50mm, 选定轴承型号为30310，其尺寸为d 3D 3T 3B=50mm 3110mm 329.25mm 327mm 。为了设计的需要，考虑轴的轴向定位，定位轴肩高度h>0.07d,故设计II-III 段的直径为58mm 。III-IV 段为齿轮的轴向定位提供轴肩，取设计直径为70mm 。IV-V 段安装蜗轮，故该段直径为60mm ，齿轮左端用套筒定位。V-VI 段装套筒和轴承，直径和I-II 段一样为50mm 。Ⅵ-Ⅶ段安装轴承端盖，采用唇形密封圈，所用直径为45mm 。Ⅶ-Ⅷ安装联轴器，故该段直径为40mm 。 B.各轴段长度的确定 I-II 段长为轴承的宽度为32mm 。II-III 段长度为为15mm, III-IV 段为轴间的长度为10mm 。IV-V 装蜗轮，由蜗轮齿宽b 2≤0.75d a1=56.7mm ，设计长为长为60mm 。轴段V-VI 的长度为52mm 。轴段Ⅵ-Ⅶ装轴承端盖，长度为50mm 。Ⅶ-Ⅷ段的长度为联轴段110mm, 故轴的总长为324mm 。 C.轴上零件的周向定位 为了保证良好的对中性，蜗轮与轴选用A 型普通平键联接，查《机械设计课程设计手册》表4-1 GB/T1096-2003摘录，键的型号为键宽b 3键高h=18311,键长56mm ，键槽用键槽铣刀加工，同时为了保证蜗轮与轴配合有良好的对中性， 所以选择蜗轮与轮毂的配合为6 7 r H ；联轴器与输出轴采用A 型普通平键联接，键 的型号为键宽b 3键高h=1238 ，键长为110mm ；轴与轴承内圈配合轴径选用H7/m6的配合。 D.轴上零件的周向定位 为保证30310轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据《机械设计》表15-2，取轴环圆角半径为 1.2mm(30~50mm),取轴肩圆角半径为 1.2mm(30~50mm)、2.0mm(30~50mm)。其他轴肩圆角半径分别由具体轴径而定,轴的左右端倒角为2.0345°(50~80mm)与1.2345°(30~50mm)。 12键的选择及校核 12.1键的选择 联轴器与蜗杆轴采用A 型普通平键联接，查《机械设计课程设计手册》表4-1 GB/T1096-2003摘录，键的型号为键宽b 3键高h=837,键长80mm 。键的工作长 度72880=-=-=b L l mm ，键与轮毂键槽的接触高度5.32 7 2===h k mm 。 蜗轮与轴选用A 型普通平键联接，查《机械设计课程设计手册》表4-1 GB/T1096-2003摘录，键的型号为键宽b 3键高h=20312,键长56mm 。键的工作 长度381856=-=-=b L l mm ，键与轮毂键槽的接触高度5.52 11 2===h k mm 。 联轴器与蜗轮轴轴采用A 型普通平键联接，键的型号为键宽b 3键高h=1238，键长为110mm ，键的工作长度9812110=-=-=b L l mm ，键与轮毂键槽的接触高 度428 2===h k mm 。 11.2键的校核 键材料选用45钢，查《机械设计》表6-2知MPa p 120~100][=σ，校核如下： 键b 3h=837,键长70mm 按公式的挤压应力(错误) MPa kld T p 09.730 625.3101.2321023 3=????=?=σ，p σ＜p ][σ，故强度足够。 键b 3h=20312, 键长70mm 按公式的挤压应力(错误) MPa kld T p 1.5760 385.51035821023 3=????=?=σ，p σ＜p ][σ，故强度足够。 键b 3h=1238, 键长110mm 按公式的挤压应力 MPa kld T p 9.4440 9841035221023 3=????=?=σ，p σ＜p ][σ，故强度足够。 13轴承的选择及额定寿命校核 13.1轴承的选择 1）减速器轴承选取 高速轴选用30308；低速轴选用 30310。 2）减速器各轴所用轴承代号及尺寸（参考《机械设计课程设计手册》表6-7）： 3）高速级轴承校核 A.预期寿命 要求使用寿命L H =5年3365天32班制38小时=29200 h B.轴承计算系数 30308型圆锥滚子轴承其基本额定动载荷C=90800N ,计算系数e=0.35，轴向载荷系数Y=1.7 C.计算蜗杆轴的受力 切向力 N d T F t 72763 1029.2224 111=??== 轴向力 N d T F F t a 27723 .2581058.3225 2221=??=== 径向力 N F F F t r r 100920tan 2772tan 221=?===。α D.计算轴承内部轴向力 由图11-2分析可知： N L F F l t RAH 5.3632361187271=÷?=÷?= N F F F RAH t RBH 5.3635.363727=-=-= F r1= F r2= E. 计算轴承的轴向载荷 对于30308型圆锥滚子轴承，按《机械设计》表13-7，轴承派生轴向力， 其中，轴向载荷系数Y=1.7。 圆锥滚子轴承轴向载荷的分析： F a1=F ae +F d2=2772N+114N=2886N F a2=F d2=114N 显然，F a1＞F a2，因此轴有左移趋势，轴承1被压紧，轴承2放松，又由轴承部件的结构图分析可知轴承Ⅰ将保持平衡，故两轴承的轴向分力分别为F a1= 2886N, F a2=114N 比较两轴承的受力，因F r1＞F r2及F a1＞F a2，故只需校核轴承1。 F.计算当量动载荷 轴承1的载荷系数 根据 ，由表《机械设计》表13-5可知X 1=0.4 Y 1=1.7 由表《机械设计》表13-6，因轴承运转中有中等冲击，载荷系数f p =1.5，由表《机械设计》表13-4，轴承工作温度≤120℃，温度系数f t =1。 轴承1的当量动载荷 P=X 1F r1 + Y1 F a1 = 轴承的寿命 = 轴承预期寿命 L H =5年3365天32班制38小时=29200 h 结论:由于轴承的寿命L h＞L H,所以轴承30208满足要求。 14减速器附件的设计 14.1窥视孔和窥视孔盖得设计 窥视孔的作用是方便人手伸入机箱内手动调节蜗轮的轮齿啮合，因此窥视孔盖的大小应该能伸入手的大小，如果太大，结构会显得不合理而且加工费用会比较贵，综合上述因素，按照机械设计课程设计的表14.7选择窥视孔的参数如下表 根据减速器的工作环境，选择带过滤网的防尘式通气器，根据机体的大小按照 放油螺栓的设计按照机械设计课程设计的表14.14选取的螺栓及油圈参数如下表 考虑到减速器的结构简单原则，选用杆式油标，其油标孔直接在减速器箱体上 为了拆卸及搬运减速器，应在箱盖上铸出吊耳，并在箱座上铸出吊钩，吊钩和吊耳的尺寸可以根据具体情况加以修改。 前言 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。 目录 一．传动装置总体设计 (4) 二．电动机的选择 (4) 三．运动参数计算 (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．减速器其他零件的选择 (21) 九．减速器附件的选择 (23) 十．减速器的润滑 (25) 目录 第一章总论......................................................... - 2 - 一、机械设计课程设计的容......................................... - 2 - 二、设计任务..................................................... - 2 - 三、设计要求..................................................... - 3 - 第二章机械传动装置总体设计......................................... - 3 - 一、电动机的选择................................................. - 4 - 二、传动比及其分配............................................... - 4 - 三、校核转速..................................................... - 5 - 四、传动装置各参数的计算......................................... - 5 - 第三章传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算............................. - 5 - 一、蜗轮蜗杆材料及类型选择....................................... - 6 - 二、设计计算..................................................... - 6 - 第四章轴的结构设计及计算.......................................... - 10 - 一、安装蜗轮的轴设计计算........................................ - 10 - 二、蜗杆轴设计计算.............................................. - 15 - 第五章滚动轴承计算................................................ - 17 - 一、安装蜗轮的轴的轴承计算...................................... - 18 - 二、蜗杆轴轴承的校核............................................ - 18 - 第六章键的选择计算................................................ - 19 - 第七章联轴器...................................................... - 20 - 第八章润滑及密封说明.............................................. - 20 - 第九章拆装和调整的说明............................................ - 20 - 第十章减速箱体的附件说明.......................................... - 20 - 课程设计小结........................................................ - 21 - 参考文献............................................................ - 22 - 毕业设计（论文） 蜗轮蜗杆减速器壳体工艺及夹具设计 I 摘要 本设计专用夹具的设计蜗轮蜗杆减速器壳体零件加工过程的基础上。主要加工部位是平面和孔加工。在一般情况下，确保比保证精密加工孔很容易。因此，设计遵循的原则是先加工面后加工孔表面。孔加工平面分明显的阶段性保证粗加工和加工精度加工孔。通过底面作一个良好的基础过程的基础。主要的流程安排是支持在定位孔过程第一个，然后进行平面和孔定位技术支持上加工孔。在随后的步骤中，除了被定位在平面和孔的加工工艺及其他孔单独过程。整个过程是一个组合的选择工具。专用夹具夹具的选择，有自锁机构，因此，对于大批量，更高的生产力，满足设计要求。 关键词：蜗轮蜗杆减速器壳体类零件；工艺；夹具； II ABSTRACT Foundation design of body parts processing process the design of special fixture. The main processing parts processing plane and holes. In general, ensure easy to guarantee precision machining holes than. Therefore, the design principle is first machined surface after machining hole surface. Periodic hole machining plane is obvious that rough machining and machining precision machining hole. A good foundation on the bottom surface of the process. The main process is supported in the positioning hole process first, and then the processing hole plane and the hole positioning technology support. In a subsequent step, in addition to processing technology are positioned in the plane and the other hole hole and separate process. The whole process is a combination of the selection tool. Special fixture fixture selection, a self-locking mechanism, therefore, for large quantities, higher productivity, meet the design requirements. Keywords: box type parts; technology; fixture; III 目录 一、课程设计任务书 (2) 二、传动方案 (3) 三、选择电动机 (3) 四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 (5) 五、传动装置的运动和动力参数 (5) 六、确定蜗杆的尺寸 (6) 七、减速器轴的设计计算 (9) 八、键联接的选择与验算 (17) 九、密封和润滑 (18) 十、铸铁减速器箱主要结构尺寸 (18) 十一、减速器附件的设计 (20) 十二、小结 (23) 十三、参考文献 (23) 一、课程设计任务书 2007—2008学年第 1 学期 机械工程学院（系、部）材料成型及控制工程专业 05-1 班级课程名称：机械设计 设计题目：蜗轮蜗杆传动减速器的设计 完成期限：自 2007年 12 月 31 日至 2008年 1 月 13 日共 2 周 指导教师（签字）：年月日 系（教研室）主任（签字）：年月日 二、传动方案 我选择蜗轮蜗杆传动作为转动装置，传动方案装置如下： 三、选择电动机 1、电动机的类型和结构形式 按工作要求和工作条件，选用选用笼型异步电动机，封闭式结构，电压380v， Y型。 2、电动机容量 工作机所需功率 w p KW Fv p w w 30 .1 96 .0 1000 5.2 500 1000 = ? ? = = η 根据带式运输机工作机的类型，可取工作机效率96 .0 = w η。 电动机输出功率 d p η w d p p= 传动装置的总效率 4 3 3 2 2 1 η η η η η? ? ? = 式中， 2 1 η η、…为从电动机至卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。由表10-2 KW P w 3.1 = 一、课程设计任务书 题目：设计某带式传输机中的蜗杆减速器 工作条件：工作时不逆转，载荷有轻微冲击；工作年限为10年，二班制。 已知条件：滚筒圆周力F=4400N；带速V=0.75m/s；滚筒直径D=450mm。 二、传动方案的拟定与分析 由于本课程设计传动方案已给：要求设计单级蜗杆下置式减速器。它与蜗杆上置式减速器相比具有搅油损失小，润滑条件好等优点，适用于传动V≤4-5 m/s,这正符合本课题的要求。 三、电动机的选择 1、电动机类型的选择 按工作要求和条件，选择全封闭自散冷式笼型三相异步电动机，电压380Ｖ，型号选择Y 系列三相异步电动机。 2、电动机功率选择 1）传动装置的总效率： 23 ηηηηη=???总蜗杆联轴器轴承滚筒 230.990.990.720.960.657=???= 2）电机所需的功率： 2300 1.2 4.38100010000.657 FV P KW η?===?电机 总 3、确定电动机转速 计算滚筒工作转速： 601000601000 1.263.69/min 360 V r D ηππ???===?滚筒 按《机械设计》教材推荐的传动比合理范围，取一级蜗杆减速器传动比范围580i =减速器，则总传动比合理范围为I 总=5～80。故电动机转速的可选范围为： (5~80)63.69318.45~5095.2/min n i n r =?=?=总电动机滚筒。符合这一 范围的同步转速有750、1000、1500和3000r/min 。 根据容量和转速，由有关手册查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第4方案比较适合，则选n=3000r/min 。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S1-2。 其主要性能：额定功率5.5KW ；满载转速2920r/min ；额定转矩2.2。 0.657η=总 63.69/min n r =滚筒 4.38P KW =电机 860~10320/min n r =电动机 电动机型号： Y132S1-2 课程设计--蜗轮蜗杆减速器的设计 前言 国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。 国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。 本设计是蜗轮蜗杆减速器的设计。设计主要针对执行机构的运动展开。为了达到要求的运动精度和生产率，必须要求传动系统具有一定的传动精度并且各传动元件之间应满足一定的关系，以实现各零部件的协调动作。该设计均采用新国标，运用模块化设计，设计内容包括传动件的设计，执行机构的设计及设备零部件等的设计。 该减速器机体全部采用焊接方式，因此本减速器不仅具有铸造机体的所有特点还具有如下优点：（1）结构简单（没有拔模角度、铸造圆角、沉头座）、不需要用木模，大大简化了设计和毛胚的制造；（2）由于钢的弹性模量E及切变模量G要比铸铁大40%~70% ，焊接机体的刚度较高；（3）焊接机体的壁厚通常取为铸造机体的0.7~0.8倍，且其他部分的尺寸也可适当减小，故通常焊接机体比铸造机体轻1/4左右。因而，近年来，焊接机体日益得到广泛应用，尤其是在单间和小批量生产中。 摘要 一击蜗杆蜗轮减速器是减速器的一种形式，这篇一击蜗杆蜗轮减速器的设计说明书主要是将以及蜗杆蜗轮减速器的全部设计过程表达了出来。整个设计过程按照理论公式和经验公式计算，最终得到较为合理的设计结果。 在设计说明书中，首先，从总体上对动力参数进行了计算，对设计方案进行了选择；再次，对减速器的传动部分进行了设计，具体的说就是对蜗杆和涡轮轴的设计计算与校核计算；最后，对整个减速器的箱体、联接部分，键及轴承，还有润滑方式等细节进行了完善。 通过这次课程设计发现在设计的过程中容易反复计算，费时费事，而且设计精度不高，在装配阶段容易暴露计算过程的不完善。所以，对于减速器的设计还有许多有待改进的地方。 关键字：减速器，蜗杆蜗轮，单列圆锥滚子轴承，焊接机体。 ABSTRACT As soon as strikes the worm bearing adjuster worm reducer is reduction gear's one form, as soon as this struck the worm bearing adjuster worm reducer's design instruction booklet is mainly expressed as well as the worm bearing adjuster worm reducer's complete design process. The entire design process according to the theoretical formula and the empirical formula computation, obtains the more reasonable design result finally. In the design instruction booklet, first, has carried on the computation as a whole to the dynamic parameter, has carried on the choice to the design proposal; Once more, has carried on the design to reduction gear's transmission part, to be specific is and examines the computation to the worm bearing adjuster and turboshaft's design calculation; Finally, to the entire reduction gear's box body, joint part, key and bearing, but also had details and so on lubrication way to carry on the consummation. Easy to calculate repeatedly through this curriculum project discovery in 机械工程学院 机械设计课程设计说明书设计题目：单机蜗轮蜗杆减速器课程设计专业：机械设计制造及其自动化 班级： 13机制 姓名：学号 指导教师：王利华张丹丹 2016年7 月3 日 目 录 一、设计任务 ................................................................................................. 错误!未定义书签。 1.设计题目 ................................................................................................................................... 1 2.原始数据 ................................................................................................................................... 1 3.工作条件 ................................................................................................................................... 1 4.传动系统方案的拟订 . (1) 二、设计计算 (2) 1.选择电机 ........................................................................................................................................... 2 1.1电动机的功率 (2) 1.2电动机转速的选择 (2) 1.3电动机型号的选择 ..................................................................................................................... 2 1.4传动比的分配 .............................................................................................................................. 3 2.计算传动装置的运动和动力参数 ............................................................................................ 3 2.1各轴转速 ........................................................................................................................................ 3 2.2各轴的输入功率 ......................................................................................................................... 3 2.3各轴的转矩 ................................................................................................................................... 3 3.蜗轮蜗杆的设计计算 ................................................................................................................... 4 3.1选择蜗杆传动类型 ..................................................................................................................... 4 3.2选择材料 ........................................................................................................................................ 4 3.3按齿面接触疲劳强度进行设计 ............................................................................................. 4 3.4确定许用接触应力 (5) 3.5计算12d m 值 (5) 3.7校核齿根弯曲疲劳强度 (6) 3.8验算效率 ........................................................................................................................................ 7 3.9精度等级工查核表面粗糙度的确定 ................................................................................... 7 3.10蜗杆传动的热平衡计算 ......................................................................................................... 7 4.轴的设计计算 .................................................................................................................................. 8 4.1蜗轮轴的设计计算 ..................................................................................................................... 8 4.2蜗杆轴的设计计算 ................................................................................................................... 10 5.轴承的计算 .................................................................................................................................... 14 5.1计算输入轴轴承 ....................................................................................................................... 14 5.2计算输出轴轴承 ....................................................................................................................... 15 6.键连接的选择的计算 ................................................................................................................. 16 6.1蜗杆轴键的计算 ....................................................................................................................... 16 6.2蜗轮轴上键的选择 ................................................................................................................... 16 7.联轴器的校核 ................................................................................................................................ 16 7.1蜗杆轴联轴器的校核 .............................................................................................................. 16 7.2蜗轮轴联轴器的校核 .............................................................................................................. 17 8.减速器箱体结构设计 .. (17) RV系列蜗轮蜗杆减速机 RV系列蜗轮蜗杆减速机按Q/MD1-2000技术质量标准设计制造。产品在符合按国家标准GB10085-88蜗杆轮参数基础之上，蜗轮蜗杆减速器吸取国内外最先进科技，独具新颖一格的“方箱型”外结 RV25 RV30 RV40 RV50 RV63 RV75 RV90 RV110 RV130 RV150 NRV25 NRV30 NRV40 NRV50 NRV63 NRV75 NRV90 NRV110 NRV130 NRV150 NMRV25 NMRV30 NMRV40 NMRV50 NMRV63 NMRV75 NMRV90 NMRV110 NMRV130 产品概述： RV系列蜗轮蜗杆减速机按Q/MD1-2000技术质量标准设计制造。 产品在符合按国家标准GB10085-88蜗杆轮参数基础之上，蜗轮蜗杆减速器吸取国内外最先进科技，独具新颖一格的“方箱型”外结构，箱体外形美观，以优质铝合金压铸而成。 1.机械结构紧凑、体积轻巧、小型高效； 2.热交换性能好，散热快； 3.安装简易、灵活轻捷、性能优越、易于维护检修； 4.传动速比大、扭矩大、承受过载能力高； 5.运行平稳,噪音小,经久耐用; 6.适用性强、安全可靠性大。 RV系列蜗轮减速机目前已广泛应用于冶金、矿山、输送、水利、化工、食品、饮料、纺织、烟草、包装、环保等众多行业和领域工艺装备的机械减速装置，深受用户的好评、是目前现代工业装备实现大速比低噪音、高稳定机械减速传动控制装置的最佳选择。 技术参数： 功率：0.06KW～7.5KW 转矩：2.6N·m～2379N·m 传动比：7.5-100 蜗轮蜗杆减速器设计书 一、 二、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——带式运输机。(如图 2.1所示) 图2.1 根据生产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度V≤4——5m/s，所以该蜗杆减速器采用蜗杆 下置式见（如图2.2所示），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。 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、检查孔与 定位销等附件、以及其他标准件等。 图2.2 三、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Y 系列三相异步电动机。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=6000N ，带速V=0.5m/s ，载荷平稳，常温下连续工作，工作环境多尘，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 ，Y 系列 2、传动滚筒所需功率 3、传动装置效率：（根据参考文献《机械设计基础课程设计》 陈立德主编 高等教育出版社 第6-7页表.-3得各级效率如下）其中： 蜗杆传动效率η1=0.70 滚动轴承效率（一对）η2=0.98 联轴器效率η3=0.99 传动滚筒效率η4=0.96 所以： ηw=η1?η23?η32?η4 =0.7×0.983×0.992×0.96 =0.626 r/min 电动机所需功率： P r = P w /η =3.0/0.633=4.7KW 传动滚筒工作转速： n ＝60×1000×v / ×400 ＝62.1r/min 按推荐的合理传动比范围，取蜗杆传动比i 1 =8-40 根据（《机械设计基础》 陈立德主编 高等教育出版社 第263页表13.5，故电动机可选范围为 Nd=i ’?ηw=(8-40)×62.1 r/min Nd=497-2484 r/min 符合这一范围的同步转速的有；720 r/min ， 970 r/min ， 1440 r/min ， 2900 r/min ， 机械工程学院 机械设计课程设计说明书 设计题目： ___________ 单机蜗轮蜗杆减速器课程设计_____________________ 专业：机械设计制造及其自动化_________________________ 班级：13 机制_____________________________________ 姓名： _________ 学号________________ 指导教师：王利华张丹丹__________________________________________________ 2016年7 月3 日 目录 1. .................................................................. 设计题目 1 2. .................................................................. 原始数据 1 3. .................................................................. 工作条件 1 4. 传动系统方案的拟订 1.选择电机 (2) 1.1电动机的功率 (2) 1.2 电动机转速的选择 (2) 1.4传动比的分配 ....................... 3 2.计算传动装置的运动和动力参数 (3) 2.1各轴转速 ......................... 3 2.2各轴的输入功率 ....................... 3 2.3各轴的转矩 . ........................................ 3 3.蜗轮蜗杆的设计计算 . . (4) 3.1选择蜗杆传动类型 ..................... 4 3.2 选择材料 . (4) 3.3按齿面接触疲劳强度进行设计 ................ 4 3.4确定许用接触应力 ..................... 5 3.5计算口尙值 .......................... 5 3 .7校核齿根弯曲疲劳强度 .................. 6 3.8验算效率 (7) 3.9精度等级工查核表面粗糙度的确定 (7) 一、设计任务 . ............................... 错误! 未定义书 签。 设计计算 1.3 电动机型号的选择 (2) 计算机辅助设计课程设计 说明书 题目：齿轮减速器造型设计 院（部）：应院 专业：机械设计制造及其自动化班级：机设1082 学号：2 学生XX：X译麟 指导教师：何丽红谭加才 完成日期：2013-1-4 XX工程学院 课程设计任务书 设计题目：齿轮减速器造型设计 院（部）应院专业机械设计班级1082 班 指导老师何丽红谭加才 一、目的： 学习机械产品CAD设计基本方法，巩固课程知识，提高动手实践能力，进一步提高运用计算机进行三维造型及装配设计、工程图绘制方面的能力，了解软件间的数据传递交换等运用，掌握三维生CAD软件应用。 二、基本任务： 结合各人已完成机械原理、机械设计等课程设计成果，综合应用UG等CAD 软件完成齿轮减速器三维实体造型及工程图设计。 三、设计内容及要求 1）减速器零部件三维造型设计。 建模必须依据本人机械设计课程设计所完成的减速器进行各零、部件的三维建模，要表达出零件的主要外形特征与内特征，对于细部结构，也应尽量完 整的表达。 2）应用工程图模块转化生成符合国家标准二维工程图。 完成减速器装配图和一根轴的二维零件图。 装配图上应标注外形尺寸、安装尺寸、装配尺寸以及技术特性数据和技术要求，并应有完整的标题栏和明细表。 零件工程图上应包括符合国标的所需的内容，标注规X（如尺寸、公差、粗糙度、技术要求）。 3）减速器虚拟装配。 将各零件按装配关系进行正确定位，并生成爆炸图。 4）撰写课程设计说明书。 说明书应格式规X，涵盖整个设计内容，包括总体方案的确定，典型零件造型的方法（要包含各主要特征的草图），工程图生成过程，虚拟装配介绍，心得体会（或建议，切忌抄涉）等，说明书的字数不少于3千字。 四、进度安排： 第一天：布置设计任务，查阅资料，拟定方案，零部件造型设计； 第二天：零部件造型设计； 第三天：工程图生成； 第四天：虚拟装配、撰写说明书； 第五天：检查、答辩 目录 第一章前言 1.1引言 (2) 目录 一、课程设计任务书-----------------------------------------------------1 二、传动方案的拟定与分析---------------------------------------------2 三、电动机的选择--------------------------------------------------------3 四、计算总传动比及分配各级传动比----------------------------------4 五、动力学参数计算----------------------------------------------------- 5 六、传动零件的设计计算------------------------------------------------6 七、轴的设计计算--------------------------------------------------------9 八、滚动轴承的选择及校核计算---------------------------------------12 九、键连接的选择及校核计算------------------------------------------14 十、联轴器的选择及校核计算------------------------------------------15 十一、减速器的润滑与密封---------------------------------------------- 16 十二、箱体及附件的结构设计------------------------------------------- 17 设计小结---------------------------------------------------------------------18 参考文献-------------------------------------------------------------------- 19 课程设计说明书 课程名称：机械设计课程设计 设计题目：一级蜗轮蜗杆减速器 学校：沈阳工业大学 专业：机械设计制造及其自动化 班级：1307 班 设计者：孙震宇 学号：130101706 指导教师：赵铁军 日期：2015年6月22日~ 7月10日 目录 一前言--------------------------------- 3 二设计题目-------------------------------5 三电动机的选择---------------------------4 四传动装置动力和运动参数 ----------------8 五蜗轮蜗杆的设计-------------------------9 六轴的设计------------------------------13 七滚动轴承的确定和验算------------------21 八键的选择及校核-------------------------22 九联轴器的选择及校核---------------------23 十润滑与密封的设计----------------------24 十一铸铁减速器结构主要尺寸----------------25 十二感谢----------------------------------26 十三参考文献------------------------------27 一、课程设计的目的和意义 机械设计基础课程设计是相关工科专业第一次较全面的机械设计练习，是机械设计基础课程的最后一个教学环节。其目的是： 1、培养学生综合运用所学的机械系统课程的知识去解决机械工程问题的能力，并使所学知识得到巩固和发展。 2、学习机械设计的一般方法和简单机械传动装置的设计步骤。 3、进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图和学习使用设计资料、手册、标准和规范。 4、机械设计基础课程设计还为专业课课程设计和毕业设计奠定了基础。 二、课程设计的内容和份量 1、题目拟订 一般选择通用机械的传动装置作为设计的课程，传动装置中包括齿轮减速器、带传动、链传动、蜗杆传动及联轴器等零、部件。 传动装置是一般机械不可缺少的组成部分，其设计内容既包括课程中学过的主要零件，又涉及到机械设计中常遇到的一般问题，能达到课程设计的目的。 （具体题目附在任务书的后面） 2、内容 蜗轮蜗杆减速器设计 摘要 通过对减速器的简单了解，开始学习设计齿轮减速器，尝试设计增强感性认知和对社会的适应能力，及进一步巩固已学过的理论知识，提高综合运用所学知识发现问题、解决问题，以求把理论和实践结合一起，为以后的工作和更好的学习积累经验。学习如何进行机械设计，了解机械传动装置的原理及参数搭配。学习运用多种工具，比如CAD等，直观的呈现在平面图上。通过对圆柱齿轮减速器的设计，对齿轮减速器有个简单的了解与认知。齿轮减速器是机械传动装置中不可缺少的一部分。机械传动装置在不断的使用过程中，会不同程度的磨损，因此要经常对机械予以维护和保养，延长其使用寿命，高效化的运行，提高生产的效率，降低生产的成本，获得最大的使用效率。 关键词：机械传动装置、齿轮减速器、设计原理与参数配置 In this paper Through the simple understanding of the speed reducer, started lea rning design of gear reducer, attempt to design enhance the perce ptual cognition and ability to adapt to society, and further cons olidate the learned theory knowledge, to improve the integrated us e of knowledge discovery and solve problems, in order to combine theory and practice together, for the later work and better lea rning experience. Learn how to do mechanical design, to understand the principle of mechanical transmission device and parameter collocation. Study us ing a variety of tools, such as CAD, intuitive present on the f loor plan. Through the design of cylindrical gear reducer, gear r educer is a simple understanding and cognition. Gear reducer is a n indispensable part of in mechanical transmission device. Mechanic al transmission device in use process, will be different degree o f wear and tear, so often to mechanical maintenance and maintenan ce, prolong the service life and highly effective operation, impro ve production efficiency, reduce the cost of production, achieve m aximum efficiency. Keywords: mechanical transmission gear, gear reducer, the design pr inciple and parameter configuration蜗杆减速器及其零件图和装配图(完整)
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