一级蜗轮蜗杆说明书

1、重庆理工大学 机械设计课程设计说明书 重庆理工大学机械设计课程设计课题名称 一级蜗轮蜗杆减速器的设计计算 学 院 专 业 姓 名 学 号 指导老师 二一三年元月任务要求：1. 减速器装配图一张(1号图纸)，零件图2张2. 设计说明书一份（60008000字）其它要求：设计步骤清晰，计算结果正确，说明书规范工整，制图符合国家标准。按时、独立完成任务。目录课程题目-3 传动方案的分析与拟定-3第一节 电动机的选择计算-4 1.1动机的类型选择- - 4 1.2 电动机的容量选择-4 1.3传动方案的总效率计算-4 1.4 电机的确定- -4第二节 相关计算用数据的准备- -6第三节 蜗轮蜗杆的传动

2、设计- -7 31 设计及校核-7 3.2 传动基本尺寸的计算-8 3.3 齿面接触疲劳强度验算-9 3.4 齿轮弯曲疲劳强度验算-9 3.5 蜗杆轴扰度验算-11 3.6 温度验算-11 3.7 润滑方式的选择-13第四节 蜗杆蜗轮的基本尺寸设计-15 4.1 蜗杆基本尺寸设计- -154.2 蜗轮基本尺寸设计-15第五节 蜗轮轴的尺寸设计与校核- -16 51 轴尺寸的初步估算- -16 52 轴的转矩弯矩分析图- -18 5.3 轴的校核计算-18第六节 减速器箱体的结构设计-21第七节 其他零件的选择及校核-22第八节 减速器润滑-25设计小结-26参考资料-27题目3：链式运输机用蜗

3、杆减速器设计设计一链式运输机上的蜗杆减速器。单班制工作，工作平稳，经常满载，不逆转。曳引链容许速度误差为5%。减速器通风良好，成批生产，使用期限5年。曳引链拉力（K）6.8曳引链速度（/）0.28曳引链链轮齿数12曳引链节距（）100工作班制 单传动方案的分析与拟定计算及说明结果1电动机的选择计算 1.1 选择电动机的类型按工作要求和条件选取Y系列一般用途全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机。1.2选择电动机容量 电动机输出功率： kw 工作机所需的功率： 所以 kw 1.3由电动机至工作机之间的总效率： 其中 分别为联轴器，轴承，蜗杆，链的传动效率。查表可知=0.99（弹性链轴器）=0.98（滚

4、子轴承）=0.80（双头窝杆）=0.96（滚子链） 所以：则：1.4确定电机：工作机链速由机设设计课程设计手册表1-8查取传动比： 所以 ： 则由机设设计课程设计手册表12-1查取电机： Y100L24 额定功率3KW 满载转速1430r/min电机型号：Y100L24 额定功率3KW计算及说明结果2.计算数据的准备： 2.1各轴的转数：蜗杆转数 涡轮转数 2.2各轴功率：蜗杆传递功率 涡轮传递功率 2.3计算各轴转矩： 电动机： 蜗杆轴： 涡轮轴： 工作小时数：Lh=300*5*9=13500h Lh=13500h计算及说明结果3.蜗轮蜗杆的传动设计：3.1设计及校核：蜗杆的材料采用45钢，

5、表面硬度>45HRC，蜗轮材料采用ZCuSn10P1,砂型铸造。以下设计参数与公式除特殊说明外均以参考由课本机械设计 第13章蜗杆传动为主要依据。当量摩擦系数： 设，查课本机械设计表13.6，取大值、。选值： 图13.11的线上，查得，中心距的计算： 蜗轮转矩： 使用系数： 转速系数： 弹性系数：表13.2寿命系数： 合格计算及说明结果接触系数：由图13.12I查得。接触疲劳极限：表13.2得。接触疲劳最小安全系数： 自定中心距： 3.2传动基本尺寸：蜗杆头数：由图13.11查得：蜗轮齿数：模数：蜗杆分度圆直径：表13.4取标准值。蜗轮分度圆直径：蜗杆导程角：蜗轮宽度：m=5计算及说明结

6、果 蜗杆圆周速度： 相对滑动速度： 当量摩擦系数：表13.6得。3.3齿面接触疲劳强度验算：齿面接触应力： 最大接触应力： 3.4齿轮弯曲疲劳强度验算：齿根弯曲疲劳极限：表13.2得。弯曲疲劳最小安全系数： 自定合格计算及说明结果许用弯曲疲劳应力：齿轮最大弯曲应力：3.5蜗杆轴扰度验算：轴惯性矩： 允许蜗杆扰度：蜗杆轴扰度： 3.6温度验算：传动啮合效率：搅油效率： 自定轴承效率： 已定总效率：散热面积： 箱体工作温度： 合格合格计算及说明结果 3.7润滑方式的选择：润滑油粘度：根据，表13.7选取。润滑方式：表13.7选取。合格浸油润滑计算及说明结果4.蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计4.1蜗杆基本

7、尺寸设计根据电动机的功率P=3kw，满载转速为1430r/min，电动机轴径，轴伸长E=60mm初步估计蜗杆轴外伸段的直径：d=（0.810）=22.428mm由、d根据机械设计课程设计手册表8-5可查得选用LT4号Y型弹性套柱销联轴器（28×62）。确定蜗杆轴外伸端直径为28mm。根据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28mm的长度为60mm。 由根据机械设计课程设计手册表4-1可查得普通平键GB10962003A型键8×10，键槽长L=40mm。其余零件，包括蜗杆上轴承、挡油盘，轴承盖，密封圈等组合设计，蜗杆的尺寸见蜗杆零件图。4.2蜗轮基本尺寸设计

8、根据机械设计课程设计手册表11-9：蜗轮采用装配式结构，用六角头螺栓联接（100mm）,轮芯选用灰铸铁 HT200 ，轮缘选用铸锡青铜ZcuSn10P1，初步估计d=60mm，则有：普通A型平键8×10×40计算及说明结果计算及说明结果5.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，密封圈、键，轴的大致结构如图所示：5.1轴尺寸的初步估算公式16.2得：，查表16.2得c=118-107,P为轴传递的功率P=2.33kw，n=57.2rad/min，则：则根据依次初步确定出各轴段的直径： 在初步确定出各轴段的长度：计算及说明结果5.

9、2轴的弯矩、转矩分析图a)计算蜗轮轮齿上的圆周力、轴向力、径向力：b)轴的校核：校核的图形如下表示：计算及说明结果5.3轴的校核计算前面已经算出1） 求垂直面的支撑反力（图b）2)水平面的支撑反力（图c）3)F力在支点产生的反力（图d） 4)绘制垂直面的弯矩图（图b） 5）绘水平面的弯矩图（图c） 6)F力产生的弯矩（图d） 危险截面F力产生的弯矩为：计算及说明结果 7)合成弯矩图（图e）考虑到最不利的情况，把直接相加：8）轴传递的转矩(图f)T=389N*m9)危险截面的当量弯矩： 10）危险截面处的直径：表16.3，考虑到键槽对轴的削弱，将d值加大4%：故 轴的结果设计采用阶梯状，阶梯之间

10、有圆弧过度，减少应力集中，具体尺寸和要求见蜗轮间轴零件图。键的选取，根据轴径选取大径处选A型键18x11x63，小径处选A型键10x8x20T=389N*md<60mm轴的选取合格计算及说明结果6.减速器箱体的结构设计箱座壁厚度 =0.04×160+3=10mm 箱盖壁厚度1 =0.85×10=8.5mm机座凸缘厚度b b=1.5=1.5×10=15mm机盖凸缘厚度b1 b1=1.51=1.5×9=13.5mm机盖凸缘厚度P P=2.5=2.5×10=25mm地脚螺钉直径： 地脚钉数目： n=4轴承旁连接螺栓直径： 盖与座连接螺栓直径：

11、连接螺栓d2的间距： 轴承端盖螺钉直径： 定位销直径： 视孔盖螺钉直径： 底脚凸缘尺寸（扳手空间）: L1=32mm, L2=30mm剖分面凸缘尺寸（扳手空间）: C1=24mm ,C2=20mm减速器中心高H: H=270mm轴承旁凸台高度h: h=16mm箱体外壁至轴承座端面距离K: K= C1+ C2+(810)=44mm蜗轮外圆与箱体内壁之间的距离: =12mm蜗轮端面与箱体内壁之间的距离: 机盖、机座肋厚m1,m：m1=0.851=8.5mm, m=0.85=10mm取=10mm取1=9mm取b=15mm取b1=15mmP=25mmn=4mmL1=32mmL2=30mmC1=24mm

12、 C2=20mmH=270mmh=16mmK=54mmm1=8.5mm,m=10mm计算及说明结果7其他零件的选择及校核：1.圆锥滚动轴承 单位：mm安装位置轴承型号外 形 尺 寸dDTBC蜗 杆GB/T297-84（30210）509021.752017蜗轮轴GB/T297-94302136512024.752320GB/T297-94302115510022.7521182.轴承的校核1） 蜗轮轴30213型：表6-7得该型号轴承的Cr=120KN,e=0.4,Y=1.5,则： 故选取公式： 所以： （合格）2）蜗轮轴30211型：表6-7得该型号轴承的Cr=90.8KN,e=0.4,Y=

13、1.5,则： 故选取公式： 计算及说明结果所以： （合格）3） 蜗杆轴30210型：表6-7得该型号轴承的Cr=73.2KN,e=0.42,Y=1.4,则： 故选取公式： 所以： （合格）3. 甩油盘的选择：表7-18得： 1）由蜗轮两边安装端盖的轴径可选得： 2） 由蜗杆安装轴承段的轴径可选定： 4. 轴承端盖的选取：表11-10得：1）蜗杆的轴承端盖选择：由圆锥滚子轴承D=90得： 计算及说明结果 2） 蜗轮的轴承端盖选择：表11-10得： 计算及说明结果 8.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，还可以防止锈蚀、降低噪声。本减速

14、器采用蜗杆下置式，所以蜗杆采用浸油润滑，蜗杆浸油深度h大于等于1个螺牙高，但不高于蜗杆轴轴承最低滚动中心。蜗轮轴承采用刮板润滑。蜗杆轴承采用脂润滑，为防止箱内的润滑油进入轴承而使润滑脂稀释而流走，常在轴承内侧加挡油盘。蜗杆:浸油润滑蜗轮轴承:刮板润滑蜗杆轴承:脂润滑设计小结 拿到课程设计题目之后，首先通过对各运动部件的整体分析，寻找出它们之间的相互关系和传动规律，然后在对单个部件进行结构和力的分析，确定各部件是否能满足使用条件，以及使用要求，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，在这

15、个校核过程之中，我们必然会反复多次的对一些条件和数据进行调整和修改，我们主要出问题的地方常在电机的选择，传动比的选择，还有就是对轴的强度和硬度的校核等方面，再多次重新调整整体结构，整理相关数据得出最后的设计图纸和说明书.此次通过对链式运输机用蜗杆减速器的设计，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. 整个设计过程，课程设计巧妙地将我们课本上所学的东西和实际生产相柔和，将书本知识与我们的课程设计紧密的联系起来，除此之外还有很多数据和标准还必须依靠自己动手去寻找，查阅各种标准和图书报刊等文献，大大锻炼了我们的实际操作能力，对我们以后的工作学习都会有很大的帮助。 参考文献1 吴宗泽，罗圣国.机械设计课程设计手册.第3版.北京：高等教育出版社，20062