一级蜗杆减速器说明书及装配图标准..

1、 TOC o 1-5 h z 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,25参数选择 ：卷筒直径： D=350mm运输带有效拉力： F=2000N运输带速度： V=0.8m/s工作环境：三相交流电源，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：根据要求设计单级蜗杆减速器， 传动路线为： 电机连轴器减速器一连轴器一一带式运输机。根据生产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度“

2、4 5m/s， 所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式见， 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。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。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

3、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=2000N带速V=0.8m/s,载荷平稳，常温下连续工作，电源为三相交流电，电 压为380V。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系列传动滚筒所需功率Pw=FV/1000=2000*0.8/1000=1.6kw传动装置效率：（根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 第133-134页表12-8得各级效率如下）其中：蜗杆传动效率“1=0.70搅油效率42=0.95滚动轴承效率（一对）43=0.98联轴器效率”c=0.99传动滚筒效率4cy=0.96所以：刀二 1?

4、刀 2?” 33?4 c2?4 cy =0.7 X 0.99 X 0.983 X 0.99 2X 0.96 =0.633电动机所需功率：P r= Pw/刀=1.6/0.633=2.5KW传动滚筒工作转速：n w= 60X1000X v / n X350=43.7r/min根据容量和转速，根据参考文献机械零件设计课程设计吴宗泽罗圣国编高等教育出版社 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力杀电动机型号额定功率Ped kW电动机转速r/min额定转矩同步转速满载转速1Y132S1-25.53000

5、29002.02Y132S-45.5150014402.23Y132M2-65.510009602.04Y160M-85.57507202.0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H外形尺寸LX (AC/2+AD XHD底角安装尺寸AX B地脚螺栓孔直彳全K轴身尺寸DX E装键部位 尺寸FXGX D132515 X ( 270/2 +210) X 315216X1781238X8010X33X38三、运动参数计算：蜗杆轴的输入功率、转速与转矩Po = P r=2.5kwn

6、o=960r/minTo=9550 Po / n o=9550*2.5/960=24.9N .m蜗轮轴的输入功率、转速与转矩Pi = P 0 - t 0i = 2.5 X 0.99 X 0.99 X 0.7 X 0.992=1.68 kwn 产 n0/i1= 960 = 27.4 r/min31Ti= 9550P1/n1 = 9550 X 1.68/27.4= 585.55N - m传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P2 = P 1 -4 c 4 cy=1.68 X 0.99 X 0.99=1.65kwn2= n1/i12 =27:4 = 27.4 r/min1T2= 9550*p2/n2= 9

7、550 X 1.65/27.4= 575.09N - m运动和动力参数计算结果整理于下表3-1 :表3-1功率P(kw)转速n(r/min )转矩T(n m传动比i效率4蜗杆轴2.596024.910.633蜗轮轴1.6827.4585.5531传动滚筒轴1.6527.4575.09四、蜗轮蜗杆的传动设计：蜗杆的材料采用45钢，表面硬度45HRC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 第八版主编 濮 良贵 纪名刚，副主编 陈国定 吴立言 高等教育出版社出版2006年第11章 蜗杆传动为主要依据。表4-1蜗轮蜗杆的传动设计表项目计算内容计算结

8、果中心距的计算蜗杆 副的 相对 滑动 速度Vs = 5.2 M 10 5/77=5.2 父 10 八 960 V575 .09=4.15 m / s参考文献5第37页(23式)4m/sVs7m/sT里摩擦4m/sVs (10.5 +z1)mb1 = 73mm蜗轮 齿根 圆直 径.一 *.*、df2 = d2 - 2m(ha - x + c )=195-2 6.3 (0.8+ 0.6587 + 0.2)=174.10df2 =175mm蜗轮 齿顶 圆直 径(喉圆直 径)da2 = d2 + 2(ha + xm)=195 + 2M (0.8 十(一0.6587 父 6.3)=189da2 =189

9、 mm蜗轮外径d e2 = d a2 + m= 189+6.3=196de2 = 196 mm蜗轮 咽喉 母圆 半径d a 2rg2 - a -2=125-189/2= 30.5rg2 = 30.5mm蜗轮B0.75da1 =0.75父 73.08=54.81B=55mmbz=2m(0.5 + 个二2 父 6 .3 父(0 .=48也+ 1)m635 + J+ 1V 6.3b2 =48 mm蜗杆 圆周 速度v1 = nd1n1 / 60 M1000=3.14 父 63 M 960 /60 父 1000=3.16V1 =3.16m/s相对滑动速度v s = v 1 / cos= 3.16 / c

10、os 5.80=3 . 14vs = 3.14m/sT里 摩擦 系数由表11.18查得fv = 0.028 w v = 1 .5 轮齿弯曲疲劳强度验算许用接触应力仃 H ,仃 H = f n f h H s H min2 6 8=0.81 5父1.13M 1 . 3=1 8 9.8 5仃 H = 190 MPa最大接触应力H= Z EZ P，a3= 160，2.68 M J1-5 三 6!000 125 3=81 .87aH =81.87MPa190MPa合格齿根 弯曲 疲劳 强度由表11.6查出仃 f= 180 MPa弯曲 疲劳 最小 安全结合设计需求选择SF min 1.4系数许用 弯曲

11、疲劳 应力际iF 180= 128.57Sf min1.4oF =128.57MPa轮齿 最大弯曲应力2 K a T 2仃 F =；m b2 d 2_2 x1.1 5x 610000oF =23.79MPa 128.57MPa合格6.3父 48M195=23.79蜗杆轴扰度验算蜗杆轴惯性矩,4一 一 4I =虹=3.14-63 =7.73父1056464I = 7.73父 105 mm允许蜗杆扰度y二d 10 0 0=6 3 / 1 0 0 0=0.063y = 0.063 m蜗杆轴扰度J2 + F.2 3 y = L =48EI管)2+(2TL的为2312x(0.9d2)3 =0.04948

12、EIy = 0.049mm y合格温度计算传动 啮合 效率n _ 妒 1 tg+Q_tg5.800 tg(5.80 +1.50 )= 0.8北=0.8搅油效率根据要求自定“2 =0.99轴承效率根据要求自定“3=0.99总效率n - n n n1 2 3= 0.8x0.99x0.99= 0.78n =0.78散热参考课本公式11-23和11-24S 1000 P (1 - n )S = 2.38mm2估算-Fd(t0-ta)箱体+1000Po(1)一ta 十 toad S工作1000 x2.5x(1 -0.78)八+ 201.5x2.38t1 =36 C 80 C温度=36合格止匕处取aw=1

13、5w/ (n2c)润滑油粘度和润滑方式润滑油粘根据Vs =3.14m/s由表11-21选取CLC2 ，V40% = 350mm / s度给油方法由表11-21采用油池润滑五、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、初步估计蜗杆轴外伸段的直径d= (0.81.0) d电机=30.4 38mm2、计算转矩Tc=KT=K 9550X 上=1.15 X 9550X 5.5/960=62.9N.M n由Tc、d根据机械设计课程设计张培金蔺联芳编上海交通大学 出版社第

14、248页表8.2可查得选用HL3号弹性柱销联轴器(38X80)3、确定蜗杆轴外伸端直径为38mm4、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38mm勺长度为80mm5、由参考文献机械设计课程设计张培金蔺联芳编上海交通大学出版社的第220页表4.1可查得普通平键GB1096-90A型键10X 63,蜗杆 轴上的键槽宽101036mm槽7采为5.0，2mm联轴器上槽深匕=3.3mm,键 槽长L=63mm6、初步估计d=60mm7、由参考文献机械零件设计课程设计毛振扬 陈秀宁 施高义编浙江大学出版社第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，蜗才f的尺

15、寸如零件图1 （蜗杆零件图）5.2蜗轮基本尺寸表（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 浙江大学出版社第96页表4-32及第190页图7-20及表5 1蜗轮蜗 杆的传动设计表可计算得）表5-1蜗轮结构及基本尺寸蜗轮采用装配式结构，用六角头螺栓联接（d22100mm，轮芯选用灰铸铁HT200 ,轮缘选用铸锡青铜 ZcuSn10P1 单位：mmd3ld41ia=bCxB98708231310255enR2da22 了DoDwd51032518990o112202156六、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 封圈、键.6.1轴的

16、直径与长度的确定.计算转矩_P_ _Tc=KT=K 9550X P=1.15 X9550X 1.68/30.96=595.94N.M2000 N.M所以蜗轮轴与传动滚筒之间选用 HL5弹性柱销联轴器32X60, 因此 d 0 =32m m.由参考文献 张培金 蔺联芳 编 上海交通大学出版社的第220页表4-1可 查得普通平键 GB1096-79A型键12X8,普通平键 GB1096-79A型键14X 9,0.20.2联轴器上键槽深度3 = 3.8。,蜗轮轴键槽深度t0 = 5.5。，宽 度为b = 14 00.043由参考文献机械设计基础（下册）张莹主编机 械工业出版社1997年的第316页-

17、321页计算得.其中各段见零件图的“涡 轮轴”。6.2轴的校核6.2.1X-Y平面受力分析F R1FaF R2Fq图6.2X-Z平面受力图： n 一F Ri*F R2Fr图6.3合成弯矩M = . MX,mXn / Nmm当量弯矩T与aTK18217Nmm aT=327992.8Nmm图6.56.2.2轴的校核计算如表5.1轴材料为 45 钢，iB=650Mpa,仃s=360Mpa,忖,b = 60Mpa表6.1计算项目计算内容计算结果转矩T1T1 =518217N mmT1 = 518217 Nmm圆周力F迎二 518217=12955.4N di80Ft =12955.4N径向力F = F

18、ttgy =12955.4 xtg6.34Fa =1438.9N轴向力F = Ft tan a t =12955.4 x tan 20 oFr =4715.4N计算支承反力口1438190+4715M97 6000M119F R1194194F r1 =563.4N1438.9父97+4715.4父313 2745.3父190F R2 一194194F r2 =972.75N垂直面反力_ l Fr4715 .4F R1 = F R 2 =22F r1 = F r2 =2357.7N水平向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M = J,M XY + M XZ图 7.4

19、轴受转矩TT=T=518217NmmT=518217Nmm许用应力值表16.3,查得F 4 = 60Mpa %b = 1025Mpa应力校正系数aa=叵为/仃 0b = 60/102.5 = 0.59a=0.59当量弯矩图当量弯矩蜗轮段轴中间截面M 3 =1M 2 +(aT)2 =437814Nmm轴承段轴中间截面处M 2 = 77140002 +65598562 =484690.6NmmMIII =437814NmmMIji =484690.6Nmm i当量弯矩图图7.5轴径校核/ M 31437814dIII =3 =3/=38 W70mm丫0.1仃工0.1x60验算结果在设计范围 之内，

20、设计合格f M 2d , , =3 =3I10U 工8469。.6 =28.9 M60mm0.1 x 60轴的结果设计采用阶梯状，阶梯之间有圆弧过度，减少应力集中，具体尺寸和要 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选择当轴上装有平键时，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2.430圆整，可知该处选择键2.5X65, 高h=14mm轴上键槽深度为t =900.2 ,轮毂上键槽深度为ti =5.4 00.2 ,轴上键槽宽度为b = 25 % 052轮毂上键槽深度为bi = 25 u0.Q26八、减速器其他零件的选择经箱体、蜗

21、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b (h9)h (h11)L9 (h14)蜗杆轴、联轴器以 及电动机联接处GB1096-90键 10X5010850蜗轮与蜗轮轴联接处GB1096-90键 18X56181156蜗轮轴、联轴器及GB1096-90201250传动滚筒联接处键 20X50表8-2圆锥滚动轴承单位：mm安装位置轴承型号外形尺寸dDB蜗杆3509458523209458519蜗轮 轴3508408023208408018表 8-3 密封圈（GB9877.1-88）单位：mm安装位置轴径d基本外

22、径D基本宽度蜗杆B40X 85 X 440854蜗轮轴B61X100X 1040808表8-4弹簧垫圈（GB93-87）安装位置内径d宽度（厚度）材料为65Mn轴承旁连接螺栓GB93-87-16164表面氧化的标 准弹簧垫圈上下箱联接螺栓GB93-87-12123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安装位置外径厚度边缘厚度材料蜗杆129mm12mm9mmQ235定位销为GB117-86销8X 38 材料为45钢九、减速器附件的选择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 施高义编浙江大学出版社的P106-P118表9-1视孔盖（Q235单位mmL1L2b1b2盖厚Rd直径孔数907570554574表9-2吊耳单位mm箱盖吊耳C3C4RbR1r324040156