蝸桿減速器及其零件圖和裝配圖完整-18頁文檔資料

1、前言在本學(xué)期臨近期末的近半個月時間里， 學(xué)校組織工科學(xué)院的學(xué)生開展了鍛煉學(xué)生動手和動腦能力的課程設(shè)計。在這段時間里，把學(xué)到的理論知識用于實(shí)踐。課程設(shè)計每學(xué)期都有，但是這次和我以往做的不一樣的地方： 單獨(dú)一個人完成一組設(shè)計數(shù)據(jù) 。這就更能讓學(xué)生的能力得到鍛煉。但是在有限的時間里完成對于現(xiàn)階段 的我們來說比較龐大的“工作”來說，雖然能夠按時間完成，但是相信設(shè)計過程中的不足之處還有多。希望老師能夠指正。總的感想與總結(jié)有一下幾點(diǎn)：1. 通過了 3 周的課程設(shè)計使我從各個方面都受到了機(jī)械設(shè)計的訓(xùn)練，對機(jī)械的有關(guān)各個零部件有機(jī)的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn) 識。2. 由于在設(shè)計方面我們沒有經(jīng)驗(yàn)， 理論知識學(xué)的

2、不牢固， 在設(shè)計 中難免會出現(xiàn)這樣那樣的問題， 如：在選擇計算標(biāo)準(zhǔn)件是可能會出現(xiàn) 誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的計算誤差會更大， 在查表和計 算上精度不夠準(zhǔn)3. 在設(shè)計的過程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計課程及其他課程 的理論知識和應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知識解決工程實(shí)際問題的能力， 在設(shè)計的 過程中還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊精神， 大家共同解決了許多個人無法解 決的問題，在這些過程中我們深刻地認(rèn)識到了自己在知識的理解和接 受應(yīng)用方面的不足，在今后的學(xué)習(xí)過程中我們會更加努力和團(tuán)結(jié)。 最后，衷心感謝老師的指導(dǎo)和同學(xué)給予的幫助， 才能讓我的這次設(shè)計 順利按時完成。目錄第 2 頁一傳動裝置總體設(shè)計 4二. 電動機(jī)的

3、選擇 4三. 運(yùn)動參數(shù)計算 6四. 蝸輪蝸桿的傳動設(shè)計 7五. 蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計 13六. 蝸輪軸的尺寸設(shè)計與校核 15七. 減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計 18八. 減速器其他零件的選擇 21九. 減速器附件的選擇 23十.減速器的潤滑 25參數(shù)選擇 ：卷筒直徑： D=350mm運(yùn)輸帶有效拉力： F=2000N 運(yùn)輸帶速度： V=0.8m/s 工作環(huán)境：三相交流電源，三班制工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動， 常溫連續(xù)工作一、 傳動裝置總體設(shè)計 ：根據(jù)要求設(shè)計單級蝸桿減速器， 傳動路線為： 電機(jī)連軸器減速器連軸器一一帶式運(yùn)輸機(jī)。根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計要求可知，該蝸桿的圓周速度VW 45m/s,所以該蝸桿

4、減速器采用蝸桿下置式見，采用此布置結(jié)構(gòu)，由于蝸桿在蝸輪的下邊， 嚙合處的冷卻和潤滑均較好。 蝸輪及蝸輪軸利用平鍵作軸向固定。 蝸 桿及蝸輪軸均采用圓錐滾子軸承， 承受徑向載荷和軸向載荷的復(fù)合作用， 為防止 軸外伸段箱內(nèi)潤滑油漏失以及外界灰塵， 異物侵入箱內(nèi)， 在軸承蓋中裝有密封元 件。該減速器的結(jié)構(gòu)包括電動機(jī)、 蝸輪蝸桿傳動裝置、 蝸輪軸、箱體、滾動軸承、 檢查孔與定位銷等附件、以及其他標(biāo)準(zhǔn)件等。二、 電動機(jī)的選擇 ：由于該生產(chǎn)單位采用三相交流電源， 可考慮采用丫系列三相異步電動機(jī)。三 相異步電動機(jī)的結(jié)構(gòu)簡單， 工作可靠， 價格低廉，維護(hù)方便， 啟動性能好等優(yōu)點(diǎn)。 一般電動機(jī)的額定電壓為 38

5、0V根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計要求，該減速器卷筒直徑D=350mm運(yùn)輸帶的有效拉力F=2000N帶速V=0.8m/s，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)工作，電源為三相交流電，電 壓為 380V。1、按工作要求及工作條件選用三相異步電動機(jī)，封閉扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為 380V，丫系列2、傳動滾筒所需功率Pw=FV/1000=2000*0.8/1000=1.6kw3、傳動裝置效率：（ 根據(jù)參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計劉俊龍 何在洲 主編機(jī)械工業(yè)出版社 第 133-134 頁表12-8 得各級效率如下）其中：蝸桿傳動效率n 1=0.70 攪油效率n 2=0.95 滾動軸承效率（一對）n 3=0.98 聯(lián)軸器效率n c=0.99 傳動

6、滾筒效率n cy=0.96 所以：3232n = n i? n 2? n 3 ? n c ? n cy =0.7 x 0.99 x 0.98 x 0.99 x 0.96 =0.633 電動機(jī)所需功率： P r= Pw/n =1.6/0.633=2.5KW傳動滾筒工作轉(zhuǎn)速：n w= 60 x 1000 x v /x 350= 43.7r/min羅圣國根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)機(jī)械零件設(shè)計課程設(shè)計吳宗澤第 4 頁編高等教育出版社 第155頁表12-1可查得所需的電動機(jī)丫系列三相異步電動 機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，查出有四種適用的電動機(jī)型號，因此有四種傳動比方案，如表2-1: 表2-1萬案電動機(jī)型號額定功率Pe

7、d kW電動機(jī)轉(zhuǎn)速r/min額定轉(zhuǎn)矩同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y132S1-25.5300029002.02Y132S-45.5150014402.23Y132M2-65.510009602.04Y160M-85.57507202.0綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、價格和減速器的傳動比，可見第3方案比較適合。因此選定電動機(jī)機(jī)型號為 丫132M2-6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底角安裝尺寸Ax B地腳螺栓孔直徑K軸身尺寸Dx E裝鍵部位 尺寸Fx Gx D132515x( 270/2 +210)x 315216x1781238 x 8010x

8、33x38三、運(yùn)動參數(shù)計算:3.1蝸桿軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩Po = P r=2.5kwn o=96Or/mi nTo=955O Po / n o=955O*2.5/96O=24.9N .m3.2蝸輪軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩2R = P 0 n 01 = 2.5 x 0.99 x 0.99 x 0.7 x 0.99 =1.68 kwn i = n0/i仁=27.4 r/min31T1= 9550P1/n1 = 9550 x 1.68/27.4= 585.55N m3.3傳動滾筒軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩P2 = P 1 n c n cy=1.68 x 0.99 x 0.99=1.65kwn2=

9、 n1/i12 =274 = 27.4 r/mi n1T2= 9550*p2/n2= 9550 X 1.65/27.4= 575.09N m運(yùn)動和動力參數(shù)計算結(jié)果整理于下表3-1 :表3-1類型功率P（kw）轉(zhuǎn)速n（r/min）轉(zhuǎn)矩T(N - m)傳動比i效率n蝸桿軸2.596024.910.633蝸輪軸1.6827.4585.5531傳動滾筒軸1.6527.4575.09四、蝸輪蝸桿的傳動設(shè)計：蝸桿的材料采用45鋼，表面硬度45HRC蝸輪材料采用ZCuA110Fe3砂型 鑄造。以下設(shè)計參數(shù)與公式除特殊說明外均以參考由機(jī)械設(shè)計 第八版主編 濮 良貴 紀(jì)名剛，副主編 陳國定 吳立言 高等教育出版

10、社出版2019年第11章 蝸桿傳動為主要依據(jù)。表41蝸輪蝸桿的傳動設(shè)計表項(xiàng)目計算內(nèi)容計算結(jié)果中心距的計算蝸桿 副的 相對 滑動 速度Vs 5.210 4 n1 VTT5.210 4960 站575 .094.15 m / s參考文獻(xiàn)5第37頁(23式)4m/sVs7m/s、【/日當(dāng)量摩擦系數(shù)4m/sVs7m/sf v0 .024v1 . 37選a /a 在圖11.20的i=35的線上，查得4心=0.45610.7d1 / a =0.45610.7值蝸輪轉(zhuǎn)矩P1T2 T1i 19.5512.51039.55310.7960609 .31 N .mT2610 N.m使用系數(shù)按要求查表11.5K A

11、1 .15轉(zhuǎn)速系數(shù)見表 11-16 : f n0 .815fn 0.815彈性系數(shù)根據(jù)蝸輪副材料，見公式11-111ZE 160MPa壽命系數(shù)r 112000 fh 3 Lh1.13fh 1.13接觸系數(shù)由于計算有現(xiàn)成的數(shù)據(jù)d1/a=0.45,按圖11.18查出Z2.68渦輪 基本 許用 應(yīng)力根據(jù)渦輪材料和金屬硬度，從表11-7中查得h，J 268MPa接觸疲勞 最小 安全 系數(shù)cCFlim4SFc1JF max其中：CFlim為渦輪齒根應(yīng)力系數(shù)，由表11-17查出CFmax為渦輪齒根最大應(yīng)力系數(shù)，由公式SH min1.3=F t2 m a xF maxm nb 2中心距a 125mm/ZeZ

12、 2a 3 KT 2() H 3 1 .15609310( 1642.68 )2Y1.13268113 .85 mm傳動基本尺寸蝸桿頭數(shù)根據(jù)要求的傳動比和效率選擇，配合中心距要求，由表11-2 查出Z1=1蝸輪齒數(shù)模數(shù)根據(jù)中心距尺寸，由表11-2查出Z2=31m=6.3蝸桿 分度 圓直 徑根據(jù)中心距尺寸，由表11-2查出d1 63mm蝸輪 分度 圓直徑d2mz26.3 31195 .3d2195mm蝸桿導(dǎo)程角根據(jù)中心距尺寸，由表11-2查出5.8變位系數(shù)根據(jù)中心距尺寸，由表11-2查出x=-0.6587蝸桿 齒頂 圓直*da1d2had2ha m6320.86.3表73 .08da1 74 m

13、m徑11.3蝸桿齒根d f id12(ha c)圓直63 2 (0.8 6.3 0.2)表 11.3d f 153 mm徑52.52蝸桿根據(jù)蝸桿頭數(shù)和變位系數(shù)查表11-4得出蝸桿齒寬計算公式b173mm齒寬b| (10.5 z1)m蝸輪*齒根df 2d2 2m(ha x c)圓直195 2 6.3 (0.80.65870.2)d f 2175mm徑仃 4.10蝸輪齒頂圓直da2d22(ha xm)徑（喉1952 (0.8(0.65876.3)da2189 mm圓直189徑）蝸輪d e 2d a 2189m6 .3de2196 mm外徑196蝸輪一_d a2咽喉r g 2a2rg230.5mm母

14、圓125189/ 2y2半徑30 .5B 0.75da1 0.75 73.08=54.81蝸輪齒寬b 22 m ( 0 .577 m1)B=55mm63b248 mm26 .3(0 .5rJ1V 6.348蝸桿 圓周 速度v1dn1 / 60 10003.1463960 /6010003.16v1 =3.16m/s相對滑動速度vsv 1 / cos3 .16 / cos 5 .8 03 . 14vs3.14m/s、【/日當(dāng)量摩擦系數(shù)由表11.18查得fv0 .028v1 .5輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算許用接觸應(yīng)力ffH LH1 n 1 hS H m in2680 .8151 .131 . 3189.

15、85h190 MPa最大接觸應(yīng)力Z ZI?HZ E Z3V ah 81.87MPa 190MPa合格“cM .15610004 AH9 AA2. 68權(quán) JoV12581 .87齒根 彎曲 疲勞 強(qiáng)度由表11.6查出F 180 MPa彎曲 疲勞 最小 安全 系數(shù)結(jié)合設(shè)計需求選擇SF min1.4許用彎曲f180128.57Sf min1.4f128.57MPa疲勞應(yīng)力輪齒2 KAT 2最大Fmb2 d 2f 23.79MPa128.57MPa彎曲21 . 15610000合格6.348195應(yīng)力23 .79蝸桿軸擾度驗(yàn)算蝸桿軸慣1 d1443.14 63AI 7.73 105mm4647.73

16、 IU64性矩允許y d 1蝸桿100063/ 1000y 0.063 m擾度0 . 063蝸桿r務(wù))2 (21 tan )2d1d23/H Qrl 3H HAQy 0.049mm y軸擾yJF； Fr2( 3 V度L48EI(0.9d 2 )U.U4948EI合格溫度計算傳動tg1tg(v)嚙合tg5.8! 0.8效率tg(5.8 1.50 )0.8攪油效率根據(jù)要求自定20.99軸承效率根據(jù)要求自定30.99總效1 2 3率0.8 0.99 0.990.780.78散熱參考課本公式11-23和11-242S 2.38mm面積估算1000 P (1)d (切 ta)箱體工作溫度t1000P(1

17、) ttat0ad S1000 2.5 (1 0.78) 201.5 2.3836此處取 aw=15w/ (n2c)t136 C 80 C合格潤滑油粘度和潤滑方式潤滑油粘度根據(jù)Vs 3.14m/s由表11-21選取2v40 C 350mm / s給油方法由表11-21采用油池潤滑五、蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計5.1蝸桿基本尺寸設(shè)計根據(jù)電動機(jī)的功率P=5.5kw,滿載轉(zhuǎn)速為960r/min ,電動機(jī)軸徑 d電機(jī) 38mm，軸伸長E=80mm軸上鍵槽為10x5。1、初步估計蝸桿軸外伸段的直徑d=（ 0.81.0） d電機(jī)=30.438mm2、計算轉(zhuǎn)矩Tc=KT=K 9550X =1.15 X 955

18、0X 5.5/960=62.9N.Mn由Tc、d根據(jù)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計張培金藺聯(lián)芳編上海交通大學(xué)出版社第248頁表8.2可查得選用HL3號彈性柱銷聯(lián)軸器（38X 80）。3、確定蝸桿軸外伸端直徑為38mm4、 根據(jù)HL3號彈性柱銷聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)尺寸確定蝸桿軸外伸端直徑為38mm的長度為80mm5、 由參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計張培金藺聯(lián)芳編上海交通大學(xué)出 版社的第220頁表4.1可查得普通平鍵GB109 90A型鍵10X 63，蝸桿 軸上的鍵槽寬1OOo.o36mm槽深為5.OoO.2mm聯(lián)軸器上槽深t, 3.3mm,鍵 槽長L=63mm6、初步估計d=60mm7、 由參考文獻(xiàn)機(jī)械零件設(shè)計課程設(shè)計毛

19、振揚(yáng) 陳秀寧 施高義編浙江大學(xué)出版社第189頁圖7-19，以及蝸桿上軸承、擋油盤，軸承蓋，密 封圈等組合設(shè)計，蝸桿的尺寸如零件圖1 （蝸桿零件圖）5.2蝸輪基本尺寸表（由參考文獻(xiàn)機(jī)械零件設(shè)計課程設(shè)計毛振揚(yáng) 陳秀寧施高義 編 浙江大學(xué)出版社第96頁表4-32及第190頁圖7-20及表5-1蝸輪蝸 桿的傳動設(shè)計表可計算得）表5 1蝸輪結(jié)構(gòu)及基本尺寸蝸輪采用裝配式結(jié)構(gòu)，用六角頭螺栓聯(lián)接（d2100mm ,輪芯選用灰鑄鐵HT200 ，輪緣選用鑄錫青銅 ZcuSn10P1單位：mmd3ld4l1a=bCxB98708231310255enR2da22D。Dwd51032518990o112202156六

20、、蝸輪軸的尺寸設(shè)計與校核蝸輪軸的材料為45鋼并調(diào)質(zhì)，且蝸輪軸上裝有滾動軸承，蝸輪，軸套，密 圭寸圈、鍵.6.1軸的直徑與長度的確定1 .計算轉(zhuǎn)矩Tc=KT=K 9550X p=1.15 X 9550X 1.68/30.96=595.94N.M2000 N.Mn所以蝸輪軸與傳動滾筒之間選用 HL5彈性柱銷聯(lián)軸器32X 60,因此 d =32m m2.由參考文獻(xiàn) 張培金 藺聯(lián)芳 編 上海交通大學(xué)出版社的第220頁表4-1可查得普通平鍵 GB109 79A型鍵12X 8,普通平鍵 GB109 79A型鍵14X 9,0 2 0 2聯(lián)軸器上鍵槽深度t3.80 .,蝸輪軸鍵槽深度to 5.5。.，寬度為b

21、 14 0.043由參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)（下冊） 張瑩 主編 機(jī) 械工業(yè)出版社 2019年的第316頁一321頁計算得.其中各段見零件圖的“渦 輪軸” o6.2軸的校核* F R2圖6.1圖6.26.2.1軸的受力分析圖1 rX-Y平面受力分析X-Z平面受力圖：圖6.3合成彎矩M MX廠M X： /Nmm軸材料為 45 鋼，b 650Mpa , s 360Mpa ,小60Mpa表6.1計算項(xiàng)目計算內(nèi)容計算結(jié)果轉(zhuǎn)矩T1T1518217N ?mmTj 518217 Nmm圓周力卩七 2Tl2 518217 =12955.4Ndi80Ft =12955.4N徑向力FFttg12955.4 tg6.3

22、4F =1438.9N軸向力FFt tant =12955.4 x tan 20 oFr =4715.4N計算支承反力匚1438 190 4715 976000 119F r 1 =563.4N廠R1194194匚1438.9 97 4715.4 313 2745.3190廠 R2194194F r2 =972.75N垂直面反力 Fr 4715 .4F R1F R2 R2 2 2F R1F R2 =2357.7N水平面X-Y受力圖圖6.2垂直面X-Z受力圖6.3畫軸的彎矩圖合成彎矩MJM XYM XZ 圖 7.4軸受轉(zhuǎn)矩TT=T=518217NmmT=518217Nmm許用應(yīng)力值表16.3，查

23、得1b 60Mpa 0b 102.5Mpa應(yīng)力校正系數(shù)aa=胡/ 0b60/102.50.59a=0.59當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量彎矩蝸輪段軸中間截面M 3 vM 2 (aT)2 =437814Nmm軸承段軸中間截面處 ： 2 2M 2 v714000 655985.6 =484690.6NmmM 川 437814NmmM i ii =484690.6Nmm1當(dāng)量彎矩圖圖7.5軸徑校核丄M33 437814“”dm 亍3 38 70mm0.1 1b 0.1 60.1 M23i484690.6 OQ Q “d I II 3 3i 28.9 60mm0.11b0.160驗(yàn)算結(jié)果在設(shè)計范圍之內(nèi)，設(shè)計合格軸的結(jié)

24、果設(shè)計采用階梯狀，階梯之間有圓弧過度，減少應(yīng)力集中，具體尺寸和要 求見零件圖2 （蝸輪中間軸）。6.3裝蝸輪處軸的鍵槽設(shè)計及鍵的選擇當(dāng)軸上裝有平鍵時，鍵的長度應(yīng)略小于零件軸的接觸長度，一般平鍵長度比 輪轂長度短5 10mm由參考文獻(xiàn)1表2.4 30圓整，可知該處選擇鍵2.5 X 65, 高h(yuǎn)=14mm軸上鍵槽深度為t 9o0.2，輪轂上鍵槽深度為ti 5.4o0.2，軸上 鍵槽寬度為b 25 0 0.0 52輪轂上鍵槽深度為bi 25 0.026八、減速器其他零件的選擇經(jīng)箱體、蝸桿與蝸輪、蝸輪軸以及標(biāo)準(zhǔn)鍵、軸承、密封圈、擋油盤、聯(lián)軸器、 定位銷的組合設(shè)計，經(jīng)校核確定以下零件：表8-1鍵單位：m

25、m安裝位置類型b (h9)h (h11)L9 (h14)蝸桿軸、聯(lián)軸器以及電動機(jī)聯(lián)接處GB1096-90鍵 10X 5010850蝸輪與蝸輪軸聯(lián)接處GB1096-90鍵 18X 56181156蝸輪軸、聯(lián)軸器及傳動滾筒聯(lián)接處GB1096-90鍵 20 X 50201250表8-2圓錐滾動軸承單位：mm安裝位置軸承型號外形尺寸dDB蝸桿3509458523209458519蝸輪3508408023軸208408018表 8-3 密封圈（GB9877.1-88）單位：mm安裝位置類型軸徑d基本外徑D基本寬度蝸桿B40X 85X 440854蝸輪軸B61X100X 1040808表8-4彈簧墊圈（GB93-87）安裝位置類型內(nèi)徑d寬度（厚度）材料為65Mn表面氧化的標(biāo)準(zhǔn)彈簧墊圈軸承旁連接螺栓GB93-87-16164上下箱聯(lián)接螺栓GB93-87-12123表8-5擋油盤參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計（修訂版）鄂中凱，王金等主編東北工學(xué)院出版社 1992 年第132頁表2.8-7安裝位置外徑厚度邊緣厚度材料蝸桿129mm12mm9mmQ235定位銷為GB117-86銷8X 38 材料為45鋼九、減速器附件的選擇L1L2b1b