一级(单级)蜗轮蜗杆减速器设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 一级蜗轮蜗杆减速器设计 1 引 言 蜗轮蜗杆减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助设计及辅助制造（ 术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的研究，将进一步深入地对这一技术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 形。计算机辅助设计（ 计算机辅助设计及辅助制造（ 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。 2 设计方案的拟订 体 (1) 蜗轮蜗杆箱体内壁线的确定； (2) 轴承孔尺寸的确定； (3) 箱体的结构设计； b. 轴承旁连接螺栓凸台结构尺寸的确定 d. 外表面轮廓确定箱座高度和油面 e. 输油沟的结构确定 f. 箱盖、箱座凸缘及连接螺栓的布置 系部件 (1) 蜗轮蜗杆减速器轴的结构设计 a. 轴的径向尺寸的确定 b. 轴的轴向尺寸的确定 (2) 轴系零件强度校核 a. 轴的强度校核 b. 滚动轴承寿命的校核计算 速器附件 b. 通气器 c. 轴承盖 d. 定位销 e. 油面指示装置 f. 油塞 g. 起盖螺钉 h. 起吊装置 3 减速器的总体设计 动装置的总体设计 订传动方案 本传动装置用于带式运输机，工作参数：运输带工作拉力 F=5作速度 =s，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 滚筒直径 D=500动效率 =包括滚筒与轴承的效率损失）两班制，连续单向运转，载荷较平稳；使用寿命 8 年。环境最高温度 80。本设计拟采用蜗轮蜗杆减 速器，传动简图如下图所示。 传动装置简图 1 电动机 2、 4 联轴器 3 一级蜗轮蜗杆减速器 5 传动滚筒 6 输送带 动机的选择 （ 1）选择电动机的类型 按工作条件和要求，选用一般用途的 Y 系列三相异步电动机 ,封闭式结构 ,电压 380V。 （ 2）选择电动机的功率 电动机所需的功率 式中 工作机要求的电动机输出功率，单位为 电动机至工作机之间传动装置的总效率； 工作机所 需输入功率，单位为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 输送机所需的功率 v 1000=5000 1000 动机所需的功率 = 联 轴 蜗 轴 联 =d=表，选取电动机的额定功率 1 （ 3）选择电动机的转速 传动滚筒转速 v100060 =61.2 r/表推荐的传动比的合理范围，取蜗轮蜗杆减速器的传动比 i =1040，故电动机转速的可选范围为： i n=（ 1040） 122448r/合这范围的电动机同步转速有 750、 1000、 1500、 3000 r/种，现以同步 转速1000 r/ 1500 r/种常用转速的电动机进行分析比较。 查机械工程及自动化简明设计手册上册（表 2 n=i 蜗 0 224 r/合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格、传动比及市场供应情况，选取比较合适的方案，现选用型号为 4，其主要安装尺寸如下： 中心高： H=160 型尺寸： L（ 00（ 325+255） 385 伸尺寸： D=42 E=110 键部分尺寸： F G D=12 37 42 脚安装尺寸： A B=254 210 脚螺栓孔直径： K=15 确定传动装置的传动比及其分配 减速器总传动比及其分配： 减速器总传动比 i=460 课题是一级蜗轮蜗杆减速器，它的传动比 i=10 40 之间，选 i=24 传动比查机械工程及自动化简明设计手册上册（表 2 式中 i 传动装置总传动比 工作机的转速，单位 r/文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 电动机的满载转速，单位 r/ 计算传动装置的运动和动力参数 （ 1）各轴的输入功率 轴 P 联 承 = 蜗 承 联 =.1 2）各 轴的转速 电动机： 460 r/： n 1= 460 r/： 11460 r/ 3）各轴的输入转矩 电动机轴： 550550 1460 m 轴： i 联 承 m 轴： i 联 承 蜗 m 上述计算结果汇总表 输入功率（ 转速 n（ r/ 输入转矩（ N m） 传动比 效率 电动机轴 460 460 4 动零件的设计计算 轮蜗杆传动设计 一 料、精度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 蜗杆材料选用 45 钢，整体调质，表面淬火，齿面硬度 4550轮齿圈材料选用属模铸造，滚铣后加载跑合， 8 级精度，标准保证侧隙 c。 二 设计公式 12 1） 选 查表 ， 1460 8 30 64 之间，故合乎要求。 初估 = 2）蜗轮转矩 1 i =106 24 1460= m （ 3）载荷系数 K： 因载荷平稳， 查表 K= （ 4）材料系数 表 55 （ 5）许用接触应力 0H 查表 0H=220 N=60 0 1 12000=10 8 710n =8 77 1040 = H= 0H=220= 6） m2 m2 = = 7）初选 值： 查表 m=8， 0 m2 120 4906 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 （ 8）导程角 =802811 = （ 9）滑动速度 s= o 0060 1 4 6080c o 0060 11 s （ 10）啮合效率 由 m/ =1 16 1 = an t = 11）传动效率 取轴承效率 2=搅油效率 3= = 1 2 3=2=i =10 24 1460= m （ 12）检验 m2 m2 = =5115 5120 原选参数满足齿面接触疲劳强度要求 1. 确定传动的主要尺寸 m=80， 8 (1)中心距 a a= 2 488802 21 322)蜗杆尺寸 分度圆 直径 0顶圆直径 80+2 8)=96根圆直径 280 2 8)=程角 = 右旋 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轴向齿距 m=8=轮部分长度 m(11+8 (11+48)= 202)蜗轮尺寸 分度圆直径 d2=m 48=384顶高 m=8 1=8根高 (c*) m=(1+ 8=顶圆直径 84+16=400根圆直径 2m(c*)=384 程角 = 右旋 轴向齿距 m=8=轮齿宽 96=72宽角 b2/2 80=轮咽喉母圆半径 a 2=232 200=321)热平衡计算 估算散热面积 A A= 验算油的工作温度 温0t： 通常取 20 。 散热系数( )。 204 3 0 011 0 0 001 80 油温未超过限度 (1) 润滑方式 根据 s，查表 用浸油润滑，油的运动粘度 =220 10 /s (2)蜗杆、蜗轮轴的结构设计 (单位： 蜗轮轴的设计 最小直径估算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 c c 查机械设计表 c=120 =120=据机械设计表 3 a =71 a (4.5 d2=(1 5)1+4=75 d3=(1 5)5+5=80 d4=a=80+2 6=92 a (6 h 由机械设计表 得 h=5.5 b=8 d5=2h=92 2 1 d6=5 12+2=114 蜗杆轴的设计 最小直径估算 c= 12023 取 4 d1=a=24+2 2=28 a=(0.1)d2=1 5)=28+4=32 d3=a=32+2 7 取 38 a=(0.1)d2 d4=2h=38 2 1 取 30 械设计表 杆和轴做成一体，即蜗杆轴。蜗轮采用轮箍式，青铜轮缘与铸造铁心采用 H7/加台肩和螺钉固定，螺钉选 6个 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 几何尺寸计算结果列于下表： 名 称 代号 计算公式 结 果 蜗杆 中 心 距 a a = 22 a=232 传 动 比 i 12 i=24 蜗杆分度圆 柱的导程角 蜗杆轴向压力角 1x 标准值 201 x 齿 数 1Z 分度圆直径 1d 1 801 d 齿顶圆直径 1 21 a 961 齿根圆直径 1 f 1杆螺纹部分长度 1b 1 1201 b 名 称 代号 计算公式 结 果 蜗轮 中 心 距 a a = 22 a=232 传 动 比 i 12 i=24 蜗轮端面 压力角 2t 标准值 202t 蜗轮分度圆柱螺旋角 齿 数 2Z 2Z = 12Z =48 分度圆直径 2d 22 3842 d 齿顶圆直径 2 222 a 2400 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 齿根圆直径 2 f 蜗轮最大 外圆直径 2 4122 的设计 轮轴的设计 （ 1）选择轴的材料 选取 45 钢，调质，硬度 30，强度极限 B =600 表查得其许用弯曲应力b 1=55查机械设计基础（表 1010 （ 2）初步估算轴的最小直径 取 C=120，得 =120=据机械设计表 3 （ 2） 轴的结构设计 轴上零件的定位、固定和装配 单级减速器中，可将齿轮按排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，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， 键联接作周向固定。轴做成阶梯形，左轴承 从做从左面装入，齿轮、套筒、右轴承和联轴器依次右面装到轴上。 确定轴各段直径和长度 段 3 14段直径 1 a (符合毡圈密封标准轴径。 段选 30214型圆锥滚子轴承，其内径为 70度为 24段直径 5 段考虑齿轮端面和箱体内壁、轴承端盖与箱体内壁应有一定距离，则取套筒长为60 40 段 d5=a=80+2 6=92 a (6， 段 d6=2h=92 2 1文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 h 由机械设计表 得 h= ， 段 d7=5 （ 4）按弯扭合成应力校核轴的强度 绘出轴的计算简图 (a)图 绘制垂直面弯矩图 (b)图 1 a N 2 t N a a n F N 轴承支反力： L r V N R A 计算弯矩： 截面 面 制水平面弯矩图 (c)图 轴承支反力： H 面 A 绘制合成弯矩图 (d)图 222 22 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 低速轴的弯矩和转矩 (a)轴的结构与装配 (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 绘制转矩图 (e)图 绘制当量弯矩图 (f)图 转矩产生的扭剪应力按脉动循环变化，取 面 C 处的当量弯矩为 M M A B B A a )( b )( c )( d )( e )( f )( g )买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 222 校核危险截面 C 的强度 M P 334 5 1 ，安全。 杆轴的设计 （ 1）选择轴的材料 选取 45 钢，调质处理，硬度 30，强度极限 B =650 服极限s=360 曲疲劳极限 1 =300 切疲劳极限 1 =155 称循环变应力时的许用应力b 1=60 (2) 初步估算轴的最小直径 最小直径估算 c12023 （ 3）轴的结构设计 按轴的结构和强度要求选取轴承处的轴径 d=30 选轴承型号为 30210 圆锥滚子轴承（ 297 94），采用蜗杆轴结构，其中，齿根圆直径 度圆直径801 d 顶圆直径 961 ad 度尺寸根据中间轴的结构进行具体的设计，校核的方法与蜗轮轴相类似，经过具体的设计和校核，得该蜗杆轴结构是符合要求的，是安全的。 减速 器铸造箱体的主要结构尺寸 (1) 箱座（体）壁厚： = 8，取 =中 a =232； (2) 箱盖壁厚： 1 = 8，取 1 = (3) 箱座、箱盖、箱座底的凸缘厚度： b ， 1 b ， b ； (4) 地脚螺栓直径及数目：根据 a =232，得 3 5 据螺栓的标买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 准规格，数目为 4个； (5) 轴承旁联结螺栓直径： ) 箱盖、箱座联结螺栓直径： = 2d =10； (7) 轴承端盖螺钉直径： 高速轴 低速轴 轴承座孔（外圈）直径 90 130 轴承端盖螺钉直径30 螺 钉 数 目 4 6 (8) 检查孔盖螺钉直径：本减速器为一级传动减速器，所以取 4d =6； (9) 螺栓相关尺寸： 0 161 d 2d =10 锪孔直径03 22 至箱外壁的距离 26 22 16 至凸缘边缘的距离 24 20 14 (10) 轴承座外径：32 )( ，其中 D 为轴承外圈直径， 把数据代入上述公式，得数据如下： 高速轴： 1341302 D ，取 1342 D ， 低速轴： 1851802 D ，取 1852 D ； (11) 轴承旁联结螺栓的距离： S 以 1d 螺栓和3般2； (12) 轴承旁凸台半径： 21 0，根据 1d 而得； (13) 轴承旁凸台高度： h 根据低速轴轴承外径 2D 和 1d 扳手空间 1c 的要求，由结构确定； (14) 箱外壁至轴承座端面的距离： 50478520228521 取买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 L =50； (15) 箱盖、箱座的肋厚： 1m ，取 1m =m ，取 m = (16) 蜗轮外圆与箱内壁之间的距离： 1 ，取 1 =10； (17) 铸造斜度、过渡斜度、铸造外圆角、内圆角：铸造斜度 x =1： 10，过渡斜度 y =1：20，铸造外圆角0R=5，铸造内圆角 R =3。 联接的选择和强度校核 速轴键联接的选择和强度校核 高速轴采用蜗杆轴结构，因此无需采用键联接。 速轴与蜗轮联接用键的选择和强度校核 (1) 选用普通平键（ 按低速轴装蜗轮处的轴径 d=80及轮毂长 l =94 查表，选用键 22 80 79。 (2) 强度校核 键材料选用 45 钢，查表知 M P 20100 ，键的工作长度582280 72142 公式的挤压应力 M P ak 6 62102 33 p小于p，故键的联接的强度是足够的。 轴器的选择和计算 速轴输入端的联轴器 计算转矩 ，查表取 K 3 2 表选用 弹性套柱销联轴器，材料为 35 钢，许用转矩 710 ，许用转速3000 n r/记： 2 114 84。 选键，装联轴器处的轴径为 42用键 12 70 79， 对键的强度进行校核，键同样采用 45 钢，有关性能指标见（六），键的工作长度买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 581270 4282 公式的挤压应力 M P ak 6 62102 33 p ，合格。所以高速级选用的联轴器为 2 114 84，所用的联结键为 12 70 79。 速轴输出端的联轴器 根据低速轴的结构尺寸以及转矩，选用联轴器 轴器 63 114 84，所用的联结键为 18 90 79，经过校核计算，选用的键是符合联结的强度要求的，具体的计算 过程与上面相同，所以省略。 速器的润滑 减速器中蜗轮和轴承都需要良好的润滑，起主要目的是减少摩擦磨损和提高传动效率，并起冷却和散热的作用。另外，润滑油还可以防止零件锈蚀和降低减速器的噪声和振动等。 本设计选取润滑油温度 40 时的蜗轮蜗杆油，蜗轮采用浸油润滑，浸油深度约为1 个螺牙高，但油面不应高于蜗杆轴承最低一个滚动体中心。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 结 论 减速器的设计是一个较为复杂的过程，期间设计计算、绘制工程图、编制工艺等等，都是较为繁琐 的事情。但随着科学技术的发展这些过程都变的简单化。为了适应现代市场的需求，就必须运用计算机辅助设计技术解决过去计算繁琐，绘图工作量大及工作效率低，更新速度慢的问题。 正是基于此，在本毕业设计中，