机械设计课程设计说明书单级蜗杆减速器Word文档下载推荐.docx

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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——连轴器——带式运输机。

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，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、检查孔和定位销等附件、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=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。

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

Pw=FV/1000=2000*0.8/1000=1.6kw

3、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η1=0.70

搅油效率η2=0.95

滚动轴承效率（一对）η3=0.98

联轴器效率ηc=0.99

传动滚筒效率ηcy=0.96

所以：

η=η1•η2•η33•ηc2•ηcy=0.7×

0.99×

0.983×

0.992×

0.96=0.633

电动机所需功率：

Pr=Pw/η=1.6/0.633=2.5KW

传动滚筒工作转速：

nw＝60×

1000×

v/×

350＝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

方案

电动机型号

额定功率

Pedkw

电动机转速r/min

额定转矩

同步转速

满载转速

Y132S1-2

5.5

3000

2900

2.0

2

Y132S-4

1500

1440

2.2

3

Y132M2-6

1000

960

4

Y160M-8

750

720

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

L×

（AC/2＋AD）×

HD

底角安装尺寸

A×

B

地脚螺栓孔直径K

轴身尺寸

D×

E

装键部位尺寸

F×

G×

D

132

515×

（270/2＋210）×

315

216×

178

12

38×

80

10×

33×

38

三、运动参数计算：

3.1蜗杆轴的输入功率、转速和转矩

P0=Pr=2.5kw

n0=960r/min

T0=9550P0/n0=9550*2.5/960=24.9N.m

3.2蜗轮轴的输入功率、转速和转矩

P1=P0·

η01=2.5×

0.7×

0.992=1.68kw

nⅠ=n0/i1==27.4r/min

T1=9550P1/n1=9550×

1.68/27.4=585.55N·

m

3.3传动滚筒轴的输入功率、转速和转矩

P2=P1·

ηc·

ηcy=1.68×

0.99=1.65kw

n2=n1/i12==27.4r/min

T2=9550*p2/n2=9550×

1.65/27.4=575.09N·

运动和动力参数计算结果整理于下表3-1：

表3-1

类型

功率P（kw）

转速n（r/min）

转矩T（N·

m）

传动比i

效率η

蜗杆轴

2.5

24.9

1

0.633

蜗轮轴

1.68

27.4

585.55

31

传动滚筒轴

1.65

575.09

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。

以下设计参数和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

计算结果

中心距的计算

蜗杆副的相对滑动速度

参考文献5第37页（23式）

4m/s<

Vs<

7m/s

当量摩擦

系数

选[]值

在图11.20的i=35的线上，查得[]=0.45

[]=0.45

蜗轮转矩

使用系数

按要求查表11.5

转速系数

见表11-16：

弹性系数

根据蜗轮副材料，见公式11-11

寿命系数

接触系数

由于计算有现成的数据[/a]=0.45,按图11.18查出

涡轮基本许用应力

根据涡轮材料和金属硬度，从表11-7中查得

接触疲劳最小安全系数

其中：

为涡轮齿根应力系数，由表11-17查出

为涡轮齿根最大应力系数，由公式=

中心距

传动基本尺寸

蜗杆头数

根据要求的传动比和效率选择,配合中心距要求，由表11-2查出

Z1=1

蜗轮齿数模数

根据中心距尺寸，由表11-2查出

Z2=31

m=6.3

蜗杆分度圆直径

蜗轮分度圆

直径

蜗杆导程角

变位系数

x=-0.6587

蜗杆齿顶圆直径

表11.3

mm

蜗杆齿根圆直径

蜗杆齿宽

根据蜗杆头数和变位系数查表11-4得出蜗杆齿宽计算公式

蜗轮齿根圆直径

蜗轮齿顶圆直径（喉圆直径）

蜗轮外径

蜗轮咽喉母圆半径

蜗轮齿宽

B=54.81

B=55mm

蜗杆圆周速度

=3.16m/s

相对滑动速度

m/s

当量摩擦系数

由表11.18查得

轮齿弯曲疲劳强度验算

许用接触应力

最大接触应力

合格

齿根弯曲疲劳强度

由表11.6查出

弯曲疲劳最小安全系数

结合设计需求选择

许用弯曲疲劳应力

轮齿最大弯曲应力

蜗杆轴扰度验算

蜗杆轴惯性矩

允许蜗杆扰度

蜗杆轴扰度

温度计算

传动啮合效率

搅油效率

根据要求自定

轴承效率

总效率

散热面积估算

参考课本公式11-23和11-24

箱体工作温度

此处取=15w/（m²

c）

润滑油粘度和润滑方式

润滑油粘度

根据m/s由表11-21选取

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，轴伸长E=80mm

轴上键槽为10x5。

1、初步估计蜗杆轴外伸段的直径

d=（0.8——1.0）=30.4——38mm

2、计算转矩

Tc=KT=K×

9550×

=1.15×

5.5/960=62.9N.M

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248页表8.2可查得选用HL3号弹性柱销联轴器（38×

80）。

3、确定蜗杆轴外伸端直径为38mm。

4、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的长度为80mm。

5、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10×

63，蜗杆轴上的键槽宽mm，槽深为mm，联轴器上槽深，键槽长L=63mm。

6、初步估计d=60mm。

7、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，蜗杆的尺寸如零件图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（100mm）,轮芯选用灰铸铁HT200，轮缘选用铸锡青铜ZcuSn10P1单位：

a=b

C

x

98

70

8

23

13

10

55

e

n

25

189

90º

112

202

156

六、蜗轮轴的尺寸设计和校核

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轴的直径和长度的确定

1.计算转矩

1.68/30.96=595.94N.M<

2000N.M

所以蜗轮轴和传动滚筒之间选用HL5弹性柱销联轴器32×

60，