蜗轮蜗杆减速器讲解.docx

1、蜗轮蜗杆减速器讲解机械设计课程设计说明书设计题目： 一级蜗轮蜗杆减速器 学生姓名： 学 号： 学 院: 机电 专 业： 机械设计制造 班 级： 指导教师： 2012年5月5日1.1 摘要1.2设计目的1.3传动装置的总体设计1.4传动件的设计计算1.5轴的设计计算1.6减速器箱体的结构1.7润滑油的选择与计算1.8装配图和零件图1.1 摘要课程设计是机械设计课程重要的综合性与实践性相结合的教学环节， 基本目的在于综合运用 机械设计课程和其他先修课程的知识， 分析和解决机械设计问题， 进一步巩固和加深所学的 知识， 同时通过实践，增强创新意思和竞争意识， 培养分析问题和解决问题的能力。通过课 程

2、设计，绘图以及运用技术标准，规范， 设计手册等相关资料，进行全面的机械设计基本技 能训练。减速器是在当代社会有这举足轻重的地位， 应用范围极其广泛， 因此，减速器的高质量设计， 可以体现出当代大学生对社会环境的适应及挑战， 从整体设计到装配图和零件图的绘制， 都 可以让参与设计的同学深深领悟到机器在如今社会的重要作用1.2 设计目的1、通过本次设计，综合运用机械设计基础及其它有关先修课程的理论和实际知识，使 所学的知识进一步巩固、深化、发展。2、本次设计是高等工科学校学生第一次进行比较完整的机械产品设计，通过此次设计培养 学生正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，掌握机械设计的基本方法和步

3、骤。3、使学生能熟练的应用有关参考资料、图册和手册，并熟悉有关国家标准和其它标准，以 完成一个工程技术人员在机械设计方面所必须具备的基本训练。1.3 传动装置的总体设计1.3.1 传动方案的分析机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和还要动力、 变换其运动形式以满足工作装置的需要， 是机器的重要组成部分。 传动装置是否合理 将直接影响机器的工作性能、 重量和成本。 合理的传动方案除满足工作装置的功能外，结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机， 传动方案采用单级蜗杆传动。 蜗杆传动是在空间交错的两轴间传递运动和动力的一种

4、传动机构。具有传动比的、零件数目少、结构紧凑、传动平稳、噪音小 等特点。1.3.2传动方案的拟定(1)工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，空载启动，室内工作，有粉尘，环境最高温度35度使用期8年，检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修。1.3.3电动机的选择1.选择电机类型按工作要求和工作条件选择 Y系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全封闭式自扇冷式结构，电压为380V。2.选择电机的容量工作机的所需功率为从电动机到工作机间的总效率为式中:1, 2, 3分别是联轴器、轴承、蜗杆传动的效率查机械设计手册可取 ，=0.99, 2 =0.98, 3 = 0.8所以a二3“ 3=

5、0.738所以电动机所需的工作功率为Pd =匹 二6667 N.034KWa 0.7383.确定电动机的转速由于蜗杆的头数越大，效率越低，先选择蜗杆的头数 Zi=1，所算出的传动比不在推荐范围内。故选则蜗杆的头数 Zi=2按表9.1推荐的传动比合理范围，一级蜗杆减速器传动 比心=1040,工作机卷筒的转速为60H000V 60汉1000.6 ” “ / .nw 76.39 r. min兀D 兀汉400所以电动机转速可选的范围为nd = i 严 nW = (10 40)汇 76.39 = 763.9 3055.6 r/min符合这一范围的同步转速为 1000r/min、1500r/min和300

6、0r min。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格、减速器的传动比等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速 为1500r/min的电动机。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 Y160M-4表 1.1 Y160M-4型电动机的主要性能型号额定功率满载时最大转额定转速Ped/kW同步转速电流/A效率功率因矩/额定nm/r/minr/min(380V )/%数转矩Y160M-1115002388.00.842.3146041.3.4传动比的确定总传动比1.3.5运动参数及动力参数的计算1.各轴的转速1轴：n1=n m=1460r/min2轴：n2 =nw

7、= 76.39r. min2.轴的输入功率1轴：R =巳叫=8.944KW2轴：R2 =即畀2 =7.012KW卷筒轴：R卷二 F2 1 2 = 6.803KW3.各轴的输入转矩电动机的输出转矩Td为Rd 9.034Td =9550 =9550 59.09 N mnm 1460R 8.944h =9550=9550 N m = 58.50 N m山 14602轴r 7 012T2 =9550 =9550 n m=876.61N mn2 76.39卷筒轴R卷 6.803T卷 =9550=9550 N m =850.49N mnW 76.39将以上算得的运动和动力参数列于表 2-2表2-2功率R类

8、型 转速n (r/min) 转矩T( N m) 传动比i 效率n(kw)电动机轴9.034146059.09蜗杆轴8.944146058.500.7085蜗轮轴7.01276.39876.6119.11传动滚筒轴6.80376.39850.491.4传动件的设计计算1.4.1减速器传动设计计算(一)选择蜗杆传动类型、精度等级、材料(1)根据GB/T 10085-1988 的推存，采用渐开线蜗杆(ZI )。(2 )选择材料速度只是中等，故蜗杆用蜗杆：根据库存材料的情况，并考虑到蜗杆传动传递的功率不大, 因而蜗轮用铸锡磷青铜 ZCuS n10P1，金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青 铜

9、制造，而轮芯用 45号钢制造。(3)运输机为一般的机器，速度不高，故选择 7级精度(GB 10095 88)(4)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， 再校核齿根弯曲疲劳强度。由手册知传动中心距1确定作用在涡轮上的转距由前面可知T2 =876.61N.m2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：=1由机械设计手册取使用系数 KA=1由转速不高，冲击不大，可取动载荷系数 Kv=1.05;K= K : Ka Kv =1.053确定弹性影响系数 Ze因用铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故 ZE =160 MPa24确定接触系数Z;?假设

10、蜗杆分度圆直径 d和传动中心距a的比值d/a =0.35,从而可查得Z =2.95确定许用接触应力根据蜗轮材料为铸锡磷青铜 ZCuSn10P1 ，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,可从手册中查得蜗轮的基本许用应力 h 1 =268 MPa寿命Lh =8 300 12 =28800h应力循环次数 N=60j n2Lh =60 X1 X76.39 X28800=1.320 x188匚疋*寿命系数 Khn= 1-320 10 =0.724I则 - H LKHN L-h 1=0.724 X268 MPa =194.12MPa计算中心距11-2中取模数 m=8，蜗杆分度圆直径取中心距 a=180m

11、m,因i19.11 ,所以从表d1=63mm。这时d1/a=0.35。因为乙 -Z :，因此以上计算结果可用。蜗杆与蜗轮主要几何参数蜗杆轴向齿距pa=二 m=25.13mm直径系数q=d1/m=7.875齿顶咼二 h m 二 8mm齿根高hf1 = (h c )m = 9.6mm齿顶圆直径da 仁 dT 2m 6 3 2 1 8 m=m 7 9齿根圆直径dfd 2hf 产 63 2 9. 4mir8tan =陀导程角d1= 14015蜗杆齿宽R 一(11 0.06z2)m = (11 0.06 38) 8 = 106.24mm取 bh -110mm蜗杆轴向齿厚Sa=0.5 m=0.5 X3.1

12、4 X8mm=12.566mm蜗杆法向齿厚1Sn =3 sa cos = 6.090mm蜗轮蜗轮齿数 Z2=38验证传动比 =Z2/X2 =38/2=19变位系数X2= -0.4375分度圆直径d2 =m 乙=8 X38mm=304mm蜗轮齿顶咼ham =1 8 = 8mm蜗轮齿根高hf2 二(hk c )m = (1 0.2) 8 = 9.6mm蜗轮顶圆直径da2= d2+2ha2= (304+2 XJ) mm=320mm蜗轮齿根圆直径df2 = d2-2hf 2= 304 2 9=6 2 8r4n 8蜗轮咽喉母圆半径 Yg2=a-0.5da2= (180 -0.5 320)mm =20.0

13、mm齿宽b2 二 2m(0.5 、q 1) = 2 8(0.5 、7.875 1) = 55.67mm蜗轮宽度8 d05 汉 3.56 汉 1058校核键连接的强度联轴器处键连接的挤压应力为二P =125150MPa，键、轴及联轴器的材料都为钢，查阅机械设计可知,二p ：二p，强度足够。9校核轴承寿命(1)计算当量动载荷 查机械设计手册查 33110 轴承得C = 89200N ,C0 = 125000N,e = 0.41,丫 = 1.5;则轴承 1、2 的内部轴向力分别外部轴向力 A=5767.17NS2 A =342.85 5767.17 =6110.02N S1则两轴承的轴向力分别为Fa

14、1 A=6110.02NFa2 二 S2 = 342.85N因为 耳=6110.02 =3.22 e = 0.41，则轴承1的当量动载荷为 RA 1899.20巳=0.4RA YFa1 =0.4 1899.20 1.5 6110.02 = 9924.71NF 342 05因为當二102856二033“一0.41，则轴承2的当量动载荷为Pr2 二 Rb =1028.56N(2)轴承的寿命因Pr1 F2，故只需校核轴承1，P = Pr1。轴承在1000C以下工作,查机械设计手册得仲-1，对于减速器，载荷系数 fp =1.0。则轴承1的寿命为Lh6 10 6 1010 fTC w 10 1 89200 玄(T )3 ( )3 -1723.35h60n1 fpP 60 1460 1.0 9924.71减速器预期寿命为Lh =28800h轴承寿命不够，故减速器到达一定时