蝸桿減速器及其零件圖和裝配圖(完整

1、 前 言在本學(xué)期臨近期末的近半個(gè)月時(shí)間里，學(xué)校組織工科學(xué)院的學(xué)生開(kāi)展了鍛煉學(xué)生動(dòng)手和動(dòng)腦能力的課程設(shè)計(jì)。在這段時(shí)間里，把學(xué)到的理論知識(shí)用于實(shí)踐。課程設(shè)計(jì)每學(xué)期都有，但是這次和我以往做的不一樣的地方：?jiǎn)为?dú)一個(gè)人完成一組設(shè)計(jì)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(shí)間里完成對(duì)于現(xiàn)階段的我們來(lái)說(shuō)比較龐大的“工作”來(lái)說(shuō)，雖然能夠按時(shí)間完成，但是相信設(shè)計(jì)過(guò)程中的不足之處還有多。希望老師能夠指正?？偟母邢肱c總結(jié)有一下幾點(diǎn)：1.通過(guò)了3周的課程設(shè)計(jì)使我從各個(gè)方面都受到了機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，對(duì)機(jī)械的有關(guān)各個(gè)零部件有機(jī)的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識(shí)。2.由于在設(shè)計(jì)方面我們沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)學(xué)的不牢固，在設(shè)計(jì)中

2、難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問(wèn)題，如：在選擇計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)件是可能會(huì)出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的計(jì)算誤差會(huì)更大，在查表和計(jì)算上精度不夠準(zhǔn)3.在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他課程的理論知識(shí)和應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)解決工程實(shí)際問(wèn)題的能力，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊(duì)精神，大家共同解決了許多個(gè)人無(wú)法解決的問(wèn)題，在這些過(guò)程中我們深刻地認(rèn)識(shí)到了自己在知識(shí)的理解和接受應(yīng)用方面的不足，在今后的學(xué)習(xí)過(guò)程中我們會(huì)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(jì)順利按時(shí)完成。目 錄一 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)4二 電動(dòng)機(jī)的選擇4三 運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算6四五 蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計(jì)13

3、六 蝸輪軸的尺寸設(shè)計(jì)與校核15七 減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(rùn)滑25參數(shù)選擇：卷筒直徑：D=400mm運(yùn)輸帶有效拉力：F=4000N運(yùn)輸帶速度：0.75=0.75m/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(dòng)， 常溫連續(xù)工作一、 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)：根據(jù)要求設(shè)計(jì)單級(jí)蝸桿減速器，傳動(dòng)路線為：電機(jī)連軸器減速器連軸器帶式運(yùn)輸機(jī)。根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求可知，該蝸桿的圓周速度0.7545m/s，所以該蝸桿減速器采用蝸桿下置式見(jiàn)，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(rùn)滑均較好。蝸輪及蝸輪軸利用平鍵作軸向固定。蝸桿

4、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(rùn)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(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置、蝸輪軸、箱體、滾動(dòng)軸承、檢查孔與定位銷(xiāo)等附件、以及其他標(biāo)準(zhǔn)件等。二、 電動(dòng)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Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，啟動(dòng)性能好等優(yōu)點(diǎn)。一般電動(dòng)機(jī)的額定電壓為3.100.75根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)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0.75=0.8m/s，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)工作，電源為三相交流電

5、，電壓為3.100.75。1、 按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為3.100.75，Y系列2、 傳動(dòng)滾筒所需功率Pw=F0.75/1000=4000*0.75/1000=3kw3、 傳動(dòng)裝置效率：（根據(jù)參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 劉俊龍 何在洲 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 第133-134頁(yè)表12-8得各級(jí)效率如下）其中： 傳動(dòng)滾筒工作轉(zhuǎn)速： nw60×1000×0.75 / ×35035.8r/min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(jì)課程設(shè)計(jì)吳宗澤 羅圣國(guó)編 高等教育出版社 第155頁(yè)表12-1可查得所需的電動(dòng)機(jī)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)

6、數(shù)據(jù)，查出有四種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有四種傳動(dòng)比方案，如表2-1: 表2-1綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和減速器的傳動(dòng)比，可見(jiàn)第3方案比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6其主要性能如下表2-2：表2-2地腳螺栓孔直徑K三、運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算：3.1蝸桿軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩=4.7kw =960r/min=9550/=9550*4.7/960=46.7N .m輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩=3.1×0.99×0.99=3.04kw類(lèi)型功率P（kw）轉(zhuǎn)速n（r/min）轉(zhuǎn)矩T（Nm）傳動(dòng)比蝸桿軸4.796046.7蝸輪軸3.130.9927.

7、18傳動(dòng)滾筒軸3.0430.9955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。 表41蝸輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)表項(xiàng) 目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果中心距的計(jì)算蝸桿副的相對(duì)滑動(dòng)速度參考文獻(xiàn)5第37頁(yè)（23式）4m/s<0.75s<7m/s當(dāng)量摩擦系數(shù)4m/s<0.75s<7m/s選值在圖11.20的i=35的線上，查得=0.45 =0.45 蝸輪轉(zhuǎn)矩使用系數(shù)按要求查表11.5轉(zhuǎn)速系數(shù) 見(jiàn)表11-16 ：彈性系數(shù)根據(jù)蝸輪副材料，見(jiàn)公式11-11壽命系數(shù)接觸系數(shù)由于計(jì)算有現(xiàn)成的數(shù)據(jù)/a=0.45,按圖11.18查出渦輪基本許用應(yīng)力根據(jù)渦輪材料

8、和金屬硬度，從表11-7中查得接觸疲勞最小安全系數(shù)其中：為渦輪齒根應(yīng)力系數(shù)，由表11-17查出為渦輪齒根最大應(yīng)力系數(shù)，由公式=中心距傳動(dòng)基本尺寸蝸桿頭數(shù) 根據(jù)要求的傳動(dòng)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=3.1 m=6.3蝸桿分度圓 直徑根據(jù)中心距尺寸，由表11-2查出蝸輪分度圓直徑蝸桿導(dǎo)程角根據(jù)中心距尺寸，由表11-2查出變位系數(shù)根據(jù)中心距尺寸，由表11-2查出x=-0.6587蝸桿齒頂圓 直徑 表11.3 mm蝸桿齒根圓 直徑 表11.3 mm蝸桿齒寬根據(jù)蝸桿頭數(shù)和變位系數(shù)查表11-4得出蝸桿齒寬計(jì)算公式mm蝸輪齒根圓直徑

9、mm蝸輪齒頂圓直徑（喉圓直徑）蝸輪外徑mm蝸輪咽喉母圓半徑蝸輪齒寬B=54.81 B=55mmmm蝸桿圓周速度=3.16m/s相對(duì)滑動(dòng)速度m/s當(dāng)量摩擦系數(shù)由表11.18查得輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算許用接觸應(yīng)力 最大接觸應(yīng)力合格齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由表13查出彎曲疲勞最小安全系數(shù)結(jié)合設(shè)計(jì)需求選擇許用彎曲疲勞應(yīng)力輪齒最大彎曲應(yīng)力合格蝸桿軸擾度驗(yàn)算蝸桿軸慣性矩允許蝸桿擾度蝸桿軸擾度合格溫度計(jì)算傳動(dòng)嚙合效率攪油效率根據(jù)要求自定軸承效率根據(jù)要求自定總效率散熱面積估算參考課本公式11-23和11-24箱體工作溫度此處取=15w/（m²c）合格潤(rùn)滑油粘度和潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑油粘度根據(jù)m/s由表11-21選取給

10、油方法由表11-21采用油池潤(rùn)滑五、蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計(jì)5.1蝸桿基本尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率P=5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速為960r/min，電動(dòng)機(jī)軸徑，軸伸長(zhǎng)E=80mm軸上鍵槽為10x5。1、 初步估計(jì)蝸桿軸外伸段的直徑d=（0.81.0）=30.43.1mm2、 計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc=KT=K×9550×由Tc、d根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 張培金 藺聯(lián)芳 編 上海交通大學(xué)出版社第248頁(yè)表8.2可查得選用HL3號(hào)彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器（3.1×80）。3、 確定蝸桿軸外伸端直徑為3.1mm。4、 根據(jù)HL3號(hào)彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)尺寸確定蝸桿軸外伸端直徑為3.1mm的長(zhǎng)度為80

11、mm。5、 由參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 張培金 藺聯(lián)芳 編 上海交通大學(xué)出版社的第220頁(yè)表4.1可查得普通平鍵GB109690A型鍵10×63，蝸桿軸上的鍵槽寬mm，槽深為mm，聯(lián)軸器上槽深，鍵槽長(zhǎng)L=63mm。6、 初步估計(jì)d=60mm。7、 由參考文獻(xiàn)機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 毛振揚(yáng) 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社第189頁(yè)圖7-19，以及蝸桿上軸承、擋油盤(pán)，軸承蓋，密封圈等組合設(shè)計(jì)，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(jì)課程設(shè)計(jì) 毛振揚(yáng) 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社第96頁(yè)表4-32及第190頁(yè)圖7-20及表51蝸輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)

12、表可計(jì)算得） 表51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（100mm）,輪芯選用灰鑄鐵 HT200 ，輪緣選用鑄錫青銅ZcuSn10P1 單位：mma=bCxB98708231310255en1032518990º112202156六、蝸輪軸的尺寸設(shè)計(jì)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(dòng)軸承，蝸輪，軸套，密封圈、鍵.6.1 軸的直徑與長(zhǎng)度的確定1 .計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc=KT=K×9550×=1.15×9550×3.1/30.96=595.94N.M<2000 N.M所以蝸輪軸與傳動(dòng)滾筒之間選用HL5彈性柱銷(xiāo)聯(lián)

13、軸器32×60，因此=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(yè)表4-1可查得普通平鍵GB109679A型鍵12×8，普通平鍵GB109679A型鍵14×9，聯(lián)軸器上鍵槽深度，蝸輪軸鍵槽深度，寬度為由參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（下冊(cè)） 張瑩 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 1997年的第3.16頁(yè)321頁(yè)計(jì)算得.其中各段見(jiàn)零件圖的“渦輪軸”。6.2軸的校核軸的受力分析圖 圖6.1X-Y平面受力分析 圖6.2X-Z平面受力圖：圖6.3 合成彎矩 592368.15 35700 340587.75 圖6.4當(dāng)量彎矩T與aTT=518217NmmaT=

14、327992.8Nmm圖6.5軸的校核計(jì)算如表5.1軸材料為45鋼，表6.1計(jì)算項(xiàng)目轉(zhuǎn)矩圓周力徑向力軸向力計(jì)算支承反力垂直面反力水平面X-Y受力圖圖6.2垂直面X-Z受力圖6.3畫(huà)軸的彎矩圖合成彎矩軸受轉(zhuǎn)矩TT=T=許用應(yīng)力值表16.3，查得應(yīng)力校正系數(shù)aa=a=0.59當(dāng)量彎矩圖當(dāng)量彎矩蝸輪段軸中間截面軸承段軸中間截面處當(dāng)量彎矩圖圖7.5軸徑校核驗(yàn)算結(jié)果在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，設(shè)計(jì)合格軸的結(jié)果設(shè)計(jì)采用階梯狀，階梯之間有圓弧過(guò)度，減少應(yīng)力集中，具體尺寸和要求見(jiàn)零件圖2（蝸輪中間軸）。6.3裝蝸輪處軸的鍵槽設(shè)計(jì)及鍵的選擇當(dāng)軸上裝有平鍵時(shí)，鍵的長(zhǎng)度應(yīng)略小于零件軸的接觸長(zhǎng)度，一般平鍵長(zhǎng)度比輪轂長(zhǎng)度短510m

15、m，由參考文獻(xiàn)1表2.430圓整，可知該處選擇鍵4.7×65，高h(yuǎn)=14mm，軸上鍵槽深度為，輪轂上鍵槽深度為，軸上鍵槽寬度為輪轂上鍵槽深度為七、減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參照參考文獻(xiàn)第19頁(yè)表1.5-1可計(jì)算得，箱體的結(jié)構(gòu)尺寸如表7.1： 表7.1箱體的結(jié)構(gòu)尺寸減速器箱體采用HT200鑄造，必須進(jìn)行去應(yīng)力處理。設(shè)計(jì)內(nèi)容計(jì) 算 公 式計(jì)算結(jié)果箱座壁厚度取箱蓋壁厚度機(jī)座凸緣厚度bb=1.5b=12mm機(jī)蓋凸緣厚度bb=1.5=1.5b=10.5mm機(jī)蓋凸緣厚度PP=4.7=4.7P=地腳螺釘直徑dd=地腳沉頭座直徑D0D0=D0=地腳螺釘數(shù)目n取n=4個(gè)取n=4底腳凸緣尺寸（扳手空間）L1=

16、30mmL1=30mmL2=26mmL2=26mm軸承旁連接螺栓直徑dd= 13.5mmd=14mm軸承旁連接螺栓通孔直徑dd=15.5d=15.5軸承旁連接螺栓沉頭座直徑D0D0=30mmD0=30mm剖分面凸緣尺寸（扳手空間）C1=18mmC1=18mmC2=30mmC2=30mm上下箱連接螺栓直徑dd =9mmd=9mm上下箱連接螺栓通孔直徑dd=10.5mmd=10.5mm上下箱連接螺栓沉頭座直徑D0=20mmD0=20mm箱緣尺寸（扳手空間）C1=16mmC1=16mmC2=14mmC2=14mm軸承蓋螺釘直徑和數(shù)目n,dn=4, d=7.2mmn=4d=7.2mm檢查孔蓋螺釘直徑d

17、d=0.4d=8mmd=8mm圓錐定位銷(xiāo)直徑dd= 0.8 d=8mmd=8mm減速器中心高HH=225mmH=225mm軸承旁凸臺(tái)半徑RR=C=15mmR=15mm軸承旁凸臺(tái)高度h由低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)。取50mm軸承端蓋外徑軸承孔直徑+(55.5) d取箱體外壁至軸承座端面距離KK= C+ C+(810)=44mmK=54mm軸承旁連接螺栓的距離S以Md螺栓和Md螺釘互不干涉為準(zhǔn)盡量靠近一般取S=D2S=120蝸輪軸承座長(zhǎng)度（箱體內(nèi)壁至軸承座外端面的距離）L1=K+L1=蝸輪外圓與箱體內(nèi)壁之間的距離取蝸輪端面與箱體內(nèi)壁之間的距離取機(jī)蓋、機(jī)座肋厚mmm=0.85=5.78

18、mm, m=0.85m=5.78mm, m以下尺寸以參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì) 王昆等主編 高等教育出版社 1995年表6-1為依據(jù)蝸桿頂圓與箱座內(nèi)壁的距離軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離箱底的厚度20mm軸承蓋凸緣厚度e=1.2 d=12mm箱蓋高度116mm箱蓋長(zhǎng)度（不包括凸臺(tái)）308mm蝸桿中心線與箱底的距離110mm箱座的長(zhǎng)度308mm裝蝸桿軸部分的長(zhǎng)度413mm箱體寬度（不包括凸臺(tái)）206mm箱底座寬度199mm蝸桿軸承座孔外伸長(zhǎng)度10mm蝸桿軸承座長(zhǎng)度65mm蝸桿軸承座內(nèi)端面與箱體內(nèi)壁距離5mm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(pán)、

19、聯(lián)軸器、定位銷(xiāo)的組合設(shè)計(jì)，經(jīng)校核確定以下零件：表8-1鍵 單位：mm安裝位置類(lèi)型b（h9）h（h11）L9（h14）蝸桿軸、聯(lián)軸器以及電動(dòng)機(jī)聯(lián)接處GB1096-90鍵10×5010850蝸輪與蝸輪軸聯(lián)接處GB1096-90鍵18×56181156蝸輪軸、聯(lián)軸器及傳動(dòng)滾筒聯(lián)接處GB1096-90鍵20×50201250表8-2圓錐滾動(dòng)軸承 單位：mm安裝位置軸承型號(hào)外 形 尺 寸dDB蝸 桿3509458523209458519蝸輪軸3508408023208408018 表8-3密封圈（GB9877.1-88） 單位：mm安裝位置類(lèi)型軸徑d基本外徑D基本寬度蝸桿B

20、40×85×440854蝸輪軸B61×100×1040808表8-4彈簧墊圈（GB93-87） 安裝位置類(lèi)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(pán)參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（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(yè)表2.8-7安裝位置外徑厚度邊緣厚度材料蝸桿129mm12mm9mmQ235 定位銷(xiāo)為GB117-86 銷(xiāo)8×3.1 材料為45鋼九、減速器附件的選擇以下數(shù)據(jù)均以參考文獻(xiàn)機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 毛振揚(yáng) 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社的P106-P118表9-1視孔蓋（Q235） 單位mmL1L2b1b2蓋厚Rd直徑孔數(shù)907570554574表9-2吊耳 單位mm箱蓋吊耳C3C4RbR1r3240401568箱座吊耳KHhbH1302412520按結(jié)構(gòu)決定表9-3通氣器 單位mmDd1DasD1M24×1