單蝸桿減速器方案說明書ok

1、機械設計實訓（論文說明書題目：蝸輪蝸桿減速機設計系別：機電項目系專業(yè)：機械設計制造及其自動化學生姓名：學號：指導教師：職稱：題目類型：理論研究 實驗研究 項目設計 項目技術研究軟件開發(fā)2018年10月25日目錄引言11 設計題目 11.1帶式運輸機的工作原理11.2工作情況 21.3設計數據 21.4傳動方案 21.5 課程設計內容及內容 22總體傳動方案的選擇與分析22.1傳動方案的選擇 22.2傳動方案的分析33 電動機的選擇 33.1電動機功率的確定33.2確定電動機的轉速 44傳動裝置運動及動力參數計算44.1各軸的轉速計算 44.2各軸的輸入功率54.3各軸的輸入轉矩 55蝸輪蝸桿的

2、設計及其參數計算65.1傳動參數 65.2蝸輪蝸桿材料及強度計算 65.3計算相對滑動速度與傳動效率 65.4確定主要集合尺寸 75.5熱平衡計算 75.6蝸桿傳動的幾何尺寸計算 76 軸的設計計算及校核86.1輸出軸的設計 8選擇軸的材料及熱處理 8初算軸的最小直徑 8聯(lián)軸器的選擇 9軸承的選擇及校核 106.2軸的結構設計 12蝸桿軸的結構造型如下 12蝸桿軸的徑向尺寸的確定 13蝸桿軸的軸向尺寸的確定13蝸輪軸的結構造型如下 13蝸輪軸的軸上零件的定位、固定和裝配 14蝸輪軸的徑向尺寸的確定 14蝸輪軸的軸向尺寸的確定15蝸輪的強度校核 157 鍵連接設計計算 177.1蝸桿聯(lián)接鍵 17

3、7.2蝸輪鍵的選擇與校核 177.3蝸輪軸鍵的選擇與校核188箱體的設計計算188.1箱體的構形式和材料 188.2箱體主要結構尺寸和關系 199螺栓等相關標準的選擇 199.1螺栓、螺母、螺釘的選擇 209.2銷，墊圈墊片的選擇 2010減速器結構與潤滑的概要說明 2010.1減速器的結構 2010.2減速箱體的結構 2110.3速器的潤滑與密封 2110.4減速器附件簡要說明 2111 設計小結 21謝辭 22參考文獻 24附錄 25引言課程設計是考察學生全面在掌握基本理論知識的重要環(huán)節(jié)。在2018年01月04日-2018年01月18日為期二周的機械設計課程設計。本次是設計一個蝸 輪蝸桿減

4、速器，減速器是用于電動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置。本 減速器屬單級蝸輪蝸桿減速器 <電機一一聯(lián)軸器一一減速器一一聯(lián)軸器一一滾 筒），本人是在指導老師指導下完成的。該課程設計內容包括：任務設計書， 參數選擇，傳動裝置總體設計，電動機的選擇，運動參數計算，蝸輪蝸桿傳動 設計，蝸桿、蝸輪的基本尺寸設計，蝸輪軸的尺寸設計與校核，減速器箱體的 結構設計，減速器其他零件的選擇，減速器的潤滑等和A2圖紙裝配圖1張、A4圖紙的零件圖2張。設計參數的確定和方案的選擇通過查詢有關資料所得。蝸輪蝸桿減速器的計算機輔助機械設計，計算機輔助設計及輔助制造 vCAD/CAM技術是當今設計以及制造領域廣泛采用

5、的先進技術，通過本課題的 研究，將進一步深入地對這一技術進行深入地了解和學習。本文主要介紹一級 蝸輪蝸桿減速器的設計過程及其相關零、部件的CAD圖形。計算機輔助設計<CAD，計算機輔助設計及輔助制造 vCAD/CAM技術是當今設計以及制造領域 廣泛采用的先進技術，能清楚、形象的表達減速器的外形特點。該減速器的設計基本上符合生產設計要求，限于作者初學水平，錯誤及不 妥之處望老師批評指正。7設計題目：帶式運輸機的傳動裝置的設計7.1帶式運輸機的工作原理帶式運輸機的傳動示意圖如圖1、電動機2、帶傳動3、齒輪減速4、軸承5、聯(lián)軸器、6、鼓輪7、運輸帶已知條件1）工作條件：一班制，連續(xù)單向運轉；2

6、）使用期限：十年，大修三年；3）動力來源：電力，三相交流 V220/380V）;4）運輸帶速度容許誤差：土 5%5）生產批量：10t臺。7.3設計數據運輸帶工作接力F/N運輸帶工作速度v/m/s）卷筒直徑D/mm22001.12407.4傳動方案本課程設計采用的是單級蝸輪蝸桿減速器傳動7.5課程設計內容及內容1）設計手冊一份2）減速機裝配圖1張AO比例1:1 ；3）下箱體2號圖紙）1張；4）齒輪4號圖紙）1張；5）中間軸3號圖紙）1張。2總體傳動方案的選擇與分析2.1傳動方案的選擇該傳動方案在任務書中已確定，采用一個單級蝸輪蝸桿減速器傳動裝置傳 動，如下圖所示：該工作機采用的是原動機為 丫系列

7、三相籠型異步電動機，三相籠型異步電 動機是一般用途的全封閉自扇冷式電動機，電壓380 V，其結構簡單、工作可靠、價格低廉、維護方便；另外其傳動功率大，傳動轉矩也比較大，噪聲小， 在室內使用比較環(huán)保。傳動裝置采用單級蝸輪蝸桿減速器組成的封閉式減速 器，采用蝸桿傳動能實現較大的傳動比，結構緊湊 ，傳動平穩(wěn)，但效率低，多用 于中、小功率間歇運動的場合。工作時有一定的軸向力，但采用圓錐滾子軸承 可以減小這缺點帶來的影響，但它常用于高速重載荷傳動，所以將它安放在高 速級上。并且在電動機心軸與減速器輸入軸及減速器輸出軸與卷筒軸之間采用 彈性聯(lián)軸器聯(lián)接，因為三相電動機及輸送帶工作時都有輕微振動，所以采用彈

8、性聯(lián)軸器能緩沖各吸振作用，以減少振動帶來的不必要的機械損耗?？偠灾?，此工作機屬于小功率、載荷變化不大的工作機，其各部分零件 的標準化程度高，設計與維護及維修成本低；結構較為簡單，傳動的效率比較 高，適應工作條件能力強，可靠性高，能滿足設計任務中要求的設計條件及環(huán) 境。7電動機的選擇3.1電動機功率的確定1）工作機各傳動部件的傳動效率及總效率：查機械設計課程設計指導書表 9.2可知蝸桿傳動的傳動比為:又根據機械設計基礎表 4-2可知蝸桿頭數為，型，由表4-4可知蝸桿傳動的總效率為：查機械設計課程設計指導書表 9.1可知各傳動部件的效率分別為:工作機的總效率為:2）電動機的功率:所以電動機所需工

9、作效率為:3.2確定電動機的轉速1）傳動裝置的傳動比的確定：查機械設計課程設計指導書書中表 9.2得各級齒輪傳動比如下:理論總傳動比:2）電動機的轉速：卷筒軸的工作轉速:所以電動機轉速的可選范圍為:根據上面所算得的原動機的功率與轉速范圍，符合這一范圍的同步轉速有750 r/min、1000 r/min和1500 r/min三種。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、質量及價格等因素，為使傳動裝置結構緊湊，決定選用同步轉速為1000 r/min的電動機。其主要功能表如下：電動機型號額定功率kW滿載轉速/ r/min起動轉矩/額定轉矩最大轉矩/額定轉矩Y132M2-65.59602.02.07傳動裝置運

10、動及動力參數計算4.1各軸的轉速計算1）實際總傳動比及各級傳動比的他配：因為是蝸桿傳動，傳動比都集中在蝸桿上，其他不分配傳動比。則總傳動比匕:所以取2）各軸的轉速:第一軸轉速：第二軸轉速:4.2各軸的輸入功率第一軸功率：第二軸功率：第三軸功率：4.3各軸的輸入轉矩電動機軸的輸出轉矩:第一軸轉矩:第二軸轉矩:第三軸轉矩:將運動和動力參數計算結果進行整理并列于下表:軸名功率P/kW轉矩轉速n/(r/mi n>傳動比j效率3電機軸5.3|11第一軸5.251 I10.99第二軸4.2120.80卷筒軸4.03I * j10.957蝸輪蝸桿的設計及其參數計算5.1傳動參數蝸桿輸入功率P=5.3

11、kW，蝸桿轉速 一 'I ，蝸輪轉速TI，理論傳動比i=10.75，實際傳動比i=12,蝸桿頭數 一!，蝸輪齒數為，蝸輪轉速5.2蝸輪蝸桿材料及強度計算減速器的為閉式傳動，蝸桿選用材料 45鋼經表面淬火，齒面硬度45 HRC, 蝸輪緣選用材料ZCuSnIOPbl砂型鑄造。蝸輪材料的許用接觸應力，由機械設計基礎表 4-5可知，=180MPa.估取嚙合效率:蝸輪軸轉矩：計算 值模數及蝸桿分度圓直徑由機械設計基礎表4-1取標準值，分別為:模數m=8mm蝸桿分度圓直徑 5.3計算相對滑動速度與傳動效率蝸桿導程角蝸桿分度圓的圓周速度相對活動速度當量摩擦角驗算嚙合效率取與初取值相近）傳動總效率5.

12、4確定主要集合尺寸蝸輪分度圓直徑：在表4-4所列范圍內）中心距5.5熱平衡計算環(huán)境溫度取廠二工作溫度傳熱系數需要的散熱面積5.6蝸桿傳動的幾何尺寸計算名稱/ 公式說明及結甲名稱公式說明及結甲齒距名稱公式說明及結果-齒頂高一蝸桿分度圓直徑1 ri7頂軸的設計計算及校交核r蝸桿齒頂人圓直徑6齒輸出軸的設計高6蝸1選擇軸的材直及熱處理齒高考慮到減速器為普通甬中用途中小功率減速傳動裝置，軸主要傳遞蝸輪的轉矩蝸其傳遞的功率不大,對其重量和尺寸兀特殊要求,故選擇常用的 45鋼，調質處理。干齒寬初算軸的最小直徑蝸已知軸的輸入!功率:勺 5.25kW，轉速為 960 r/min.根據機械設計基礎徑表乏目-4可

13、知，C值在106118間。所以輸出軸的最小直徑:蝸輪齒根圓直徑a蝸輪外圓直徑a但是，因為軸上有i個鍵槽，計入鍵槽的影響：蝸輪咽喉母圓半徑蝸已知輸出軸的輸入功力率為壇2kW，與為矚旋線線（方向相同蝸輪齒寬中心距J_ 一 輸出軸的最小直徑:因為軸上由2個鍵槽，故0已知卷筒軸的輸入功率為4.03kW,轉速為56.5r/min，則卷筒軸的最小直徑為聯(lián)軸器的選擇1）載荷計算已知蝸桿軸名義轉矩為因為蝸桿減速器的載荷較平穩(wěn)，按轉矩變化小考慮，取工作情況系數k=1.3。蝸桿軸計算轉矩：已知蝸輪軸名義轉矩為 1卷筒軸計算轉矩為1所以蝸輪軸計算轉矩:卷筒軸計算轉矩:2）選擇聯(lián)軸器的型號查機械設計課程設計指導書表

14、14.2可知，電動機軸的直徑亠軸長 二-；蝸桿軸直徑二-查機械設計課程設計指導書表 13.1可知，蝸桿軸的輸入端選用 LH3型 彈性柱銷聯(lián)軸器。聯(lián)軸器標記LH3聯(lián)軸器 LrJ GB/T 5014公稱轉矩ri許用轉速0查機械設計課程設計指導書表 13.1可知，蝸輪軸的輸出端選用 LH4 型彈性柱銷聯(lián)軸器。聯(lián)軸器標記LH4聯(lián)軸器 LrJ GB/T 5014公稱轉矩許用轉速0軸承的選擇及校核1）初選輸入軸的軸承型號據已知工作條件和輸入軸的軸頸，由機械設計基礎附表 8-5初選軸承 型號為圓錐滾子軸承 30208< 對），其尺寸：D=80mm,d=40mm,B=18mm。據已知工作條件和輸出軸的軸

15、頸，由機械設計基礎附表 8-5初選軸承 型號為圓錐滾子軸承 30214< 對），其尺寸：D=125mm,d=70mm,B=24mm。基本額定動載荷C=63000N計算系數 e=0.37軸向載荷系數丫=1.62）計算蝸桿軸的受力蝸桿軸的切向力/I，軸向力和徑向力 蝸桿軸:蝸輪軸:3）計算軸承內部軸向力軸承的內部軸向力：4）計算軸承的軸向載荷軸承2的軸向載荷 由已知得，也與 方向相同，其和為軸承2為“壓緊”端），所以軸承1的軸向載荷'軸承1為“放松”端）5）計算當量動載荷軸承1的載荷系數根據. x II ，由表8-8可知f軸承2的載荷系數根據 由表8-8可知 '軸承1的當量動

16、載荷軸承2的當量動載荷6）計算軸承實際壽命溫度系數由機械設計基礎表8-6可知凹載荷系數由機械設計基礎表8-7可知壽命指數滾子軸承軸承實際壽命a=I軸承預期壽命結論因為 I軸承30208滿足要求 6.2軸的結構設計 蝸桿軸的結構造型如下:從聯(lián)軸段蝸桿軸的徑向尺寸的確定J 開始逐漸選取軸段直徑，0起固定作用，定位軸肩高度_1直徑直徑，應取為便與軸承的安裝,y取蝸桿的齒根圓直徑標準直徑系歹t ;承型號為。該30208,回與蝸輪相配合, -L取軸承的內徑配合，與 相同，故取;起定位作用，定位軸肩623蝸桿軸的軸向尺寸的確定聯(lián)軸段取三I ;軸肩段取三J ;與軸承配合的軸段長度，查軸承寬度為18mm ；左

17、軸承到蝸桿齒寬 '；蝸桿齒寬工Ix即x-II ;蝸桿齒寬右面到右軸承間的軸環(huán)與左面相同取.-八- II與右軸承配合的軸段長度，查軸承寬度為 18mm；軸的總長為320mm624蝸輪軸的結構造型如下：ABH連由的彎矩和轉矩的軸上零件的定位、固定和裝配 單級減速器中，可將將蝸輪安排625蝸輪軸面由軸肩定位,右面用套套筒軸固定, 一軸肩和套筒定位，軸向則 定位，右面用軸端擋圈由定，鍵從左面裝入,蝸輪、套筒、右軸承和箱體中央，相對兩軸承對稱分布，蝸輪左軸向固定靠平鍵和過渡配合。兩軸承分別配合或過盈配合固定。聯(lián)接作軸向固定。軸做聯(lián)軸器依次從右面裝至聯(lián)軸器以軸肩軸向成階梯形，左軸承蝸輪軸的徑向尺寸

18、的從左軸承段與軸承白承型號為 30214開始逐漸選取軸段直徑,豪直徑處安裝密封氈的安，選定軸起固定作用，定位軸肩高度標準直徑，應取與蝸輪孔LI徑相配合取蝸輪的內徑，按標準直徑系列，取;與軸承的內徑配合，與 相同，故取 ' ;聯(lián)軸段'起定位作用，定位軸肩高度故取I ;蝸輪軸的軸向尺寸的確定左面與軸承配合的軸段長度耳，查軸承寬度為 I ;左軸承到蝸輪齒寬間的套筒取 I ;蝸輪齒寬I ，故取 "丨；蝸輪齒寬右面到右軸承間的軸環(huán)與左面相同取 ;與右軸承配合的軸段長度，查軸承寬度為 24mm；右軸肩段I，聯(lián)軸段 L ，故軸的總長為280mm。628蝸輪的強度校核已知蝸輪的切向力

19、蝸輪的徑向力蝸輪軸向力ri求水平面支反力：水平面彎矩:垂直面支反力，由I，即在鉛垂方向上，由亠，即 ,得垂直面彎矩根據合成彎矩=II 得C截面左側彎矩C截面右側彎矩轉矩T當量彎矩由當量彎矩圖和軸的結構圖可知，C和D處都有可能是危險截面，應分別 計算其當量彎矩，此處可將軸的鈕切應力視為脈動循環(huán)，取亠.，則C截面左側當量彎矩C截面右側當量彎矩所以C截面處當量彎矩在以上兩數值中取較大者，即D截面彎矩D截面合成彎矩D截面當量彎矩到求危險截面處軸的計算直徑許用應力，軸的材料用45鋼，由機械設計基礎表7-1可知,0C截面直徑計算D截面直徑計算經與結構設計圖比較，C截面和D截面的計算直徑分別小于其結構設計確

20、 定的直徑，故軸的強度足夠。7鍵連接設計計算7.1蝸桿聯(lián)接鍵鍵的選擇和參數選擇普通平鍵，圓頭。由機械設計課程設計指導書表11.27查得d=30mm寸。應選用鍵 S GB/T1096轉矩1 鍵長1 接觸長度1 一 11 1許用擠壓應力叵校核查機械設計基礎表 2-12鍵連接鋼的許用擠壓應力為兇| 1 1 11 1 1 1 K1故滿足要求7.2蝸輪鍵的選擇與校核鍵的選擇和參數選擇普通平鍵，圓頭。由機械設計課程設計指導書表11.27查得d=55時。應選用鍵 GJ GB/T1096轉矩鍵長1 接觸長度1 一 rI許用擠壓應力凹校核查機械設計基礎表 2-12鍵連接 鋼的許用擠壓應力為兇1 * 11 11

21、11 K 1 故滿足要求7.3蝸輪軸鍵的選擇與校核鍵的選擇和參數選擇普通平鍵，圓頭。由機械設計課程設計指導書表11.27查得d=55時。應選用鍵 GJ GB/T1096轉矩.1鍵長1 1接觸長度I 11nn許用擠壓應查機械設計基礎表 2-12鍵連接1：1故滿足要求力凹校核鋼的許用擠壓應力為.11 x 18 箱體的設計計算8.1箱體的構形式和材料采用下置剖分式蝸桿減速器 因為V=5m/s)鑄造箱體，材料HT15Q8.2箱體主要結構尺寸和關系名稱減速器型式及尺寸關系箱座壁厚SS =11mm箱蓋壁厚S1S 仁 10mm箱座凸緣厚度bl,箱蓋凸緣厚度b， 箱座底凸緣厚度b2b=1.5S =16mmb1

22、=1.5S 仁 15mmb2=2.5S =28mm地腳螺釘直徑及數目df=19mmn=6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d1= 14mm箱蓋，箱座聯(lián)接螺栓直徑d2=10mm螺栓間距150mm軸承端蓋螺釘直徑d3=9mm螺釘數目4檢查孔蓋螺釘直徑d4=6mmDf，d1，d2至外壁距離df, d2至凸緣邊緣距離C1=26,20,16C2=24,14軸承端蓋外徑D仁 80mmD2=125mm軸承旁聯(lián)接螺栓距離S=140mm軸承旁凸臺半徑R仁 16mm軸承旁凸臺高度根據軸承座外徑和扳手空間的要求由結構確定箱蓋，箱座筋厚m1=9mm m2=9mm蝸輪外圓與箱內壁間距離12mm蝸輪輪轂端面與箱內壁距離10mm9 螺栓等

23、相關標準的選擇本部分含螺栓，螺母，螺釘的選擇墊圈，墊片的選擇，具體內容如下:9.1螺栓，螺母，螺釘的選擇考慮到減速器的工作條件，后續(xù)箱體附件的 結構，以及其他因素的影響選用螺栓GB5782-86M10*35數量為3個M12*100數量為6個螺母GB6170-86 M10數量為2個M10數量為6個螺釘GB5782-86 , M6*20數量為2個M8*25數量為24個M6*16數量為12個*<參考裝配圖）M10*35M12*100M10M12M6*20M8*25M6*169.2銷，墊圈墊片的選擇選用銷GB117-86 B8*30，數量為2個選用墊圈GB93-87數量為8個選用止動墊片1個選用

24、石棉橡膠墊片2個選用08F調整墊片4個*<參考裝配圖）GB117-86B8*30GB93-87止動墊片 石棉橡膠墊片08F調整墊片有關其他的標準件，常用件，專用件，詳見后續(xù)裝配圖10減速器結構與潤滑的概要說明在以上設計選擇的基礎上，對該減速器的結構，減速器箱體的結構，軸承 端蓋的結構尺寸，減速器的潤滑與密封，減速器的附件作一簡要的闡述。10.1減速器的結構本課題所設計的減速器，其基本結構設計是在參照裝配圖的基礎上完成 的，該項減速器主要由傳動零件 < 蝸輪蝸桿），軸和軸承，聯(lián)結零件 < 鍵，銷, 螺栓，螺母等）。箱體和附屬部件以及潤滑和密封裝置等組成。 箱體為剖分式結構，由

25、I 箱體和箱蓋組成，其剖分面通過蝸輪傳動的軸線；箱 蓋和箱座用螺栓聯(lián)成一體；采用圓錐銷用于精確定位以確保和箱座在加工軸承 孔和裝配時的相互位置；起蓋螺釘便于揭開箱蓋；箱蓋頂部開有窺視孔用于檢 查齒輪嚙合情況及潤滑情況用于加住潤滑油，窺視孔平時被封??；通氣器用來 及時排放因發(fā)熱膨脹的空氣，以放高氣壓沖破隙縫的密封而致使漏油；副標尺 用于檢查箱內油面的高低；為了排除油液和清洗減速器內腔，在箱體底部設有 放汕螺塞；吊環(huán)螺栓用來提升箱體，而整臺減速氣的提升得使用與箱座鑄成一 體的吊鉤；減速氣用地腳螺栓固定在機架或地基上。 具體結構詳見裝配圖）10.2 減速箱體的結構該減速器箱體采用鑄造的剖分式結構形式 具體結構詳見裝配圖10.3 速器的潤滑與密封蝸輪傳動部分采用潤滑油，潤滑油的粘度為118cSt100° C）查表10.6機械設計課程設計指導書潤滑油 118Cst軸承部分采用脂潤滑，潤滑脂的牌號為 ZL-2 查表 10.7設計課程設計指導書潤滑脂 ZL-210.4 減速器附件簡要說明 該減速器的附件含窺視孔，窺視孔蓋，排油孔與油蓋，通氣空，油標，吊 環(huán)螺釘，吊耳和吊鉤，起蓋螺釘，其結構及裝配詳見裝配圖。