机械设计课程设计蜗轮蜗杆减速器（含图纸）.doc

目录1、 机械设计课程设计任务书…………………………………12、 机构运动简图………………………………………………13、 运动学设计和电动机选择…………………………………24、 蜗轮蜗杆传动的设计计算…………………………………35、 轴的设计计算及校核………………………………………86、 轴承的寿命计算……………………………………………167、 选用键并校核强度…………………………………………188、 箱体箱盖的设计……………………………………………199、 蜗轮蜗杆和轴承的润滑……………………………………2010、参考文献……………………………………………………20CAD图纸，联系153893706一、机械设计课程设计任务书课题名称蜗轮蜗杆减速器原始数据已知条件输送带拉力F/KN输送带速度V/(m/s)滚筒直径（mm）数据2×0.8350工作条件：单向运转，连续工作，空载起动，载荷平稳，三班制工作 ，减速器使用寿命不低于10年，输送带速度允许误差位±5%基本要求 1、减速器装配图1张 2、零件工作图2～3张 3、设计说明书1份二、机构运动简图三、运动学设计和电动机选择1.选择电动机（1）.传动装置效率式中：蜗轮蜗杆效率，取=0.75； 两对滚动轴承效率，取=0.99； 两对弹性柱销联轴器效率，取=0.99 运输机滚筒效率，取=0.96因此，=*数据来自《机械设计基础课程设计》P23表2-4（2）.电动机所需功率 （3）.选择电动机型号根据工作条件，载荷平稳选择一般用途的Y系列三相异步电动机。

根据电动机所需功率，并考虑到电动机转速越高，总传动比越大，减速器的尺寸也相应增大，所以决定选用Y132S—6型电动机，其额定功率P=3KW，满载转速n=960r/min，电动机轴颈直径D=38mm，电动机外廓尺寸为515mm×280mm×315mm电动机型号来自《机械设计基础课程设计》P17表2-3-1 电动机尺寸来自《机械设计基础课程设计》p19表2-3-32.总传动比及其分配（1）.滚筒轴工作转速 （2）.总传动比（3）.传动比分配，由于使用联轴器连接电动机和减速器，所以=1，则蜗轮传动比3.运动学计算（1）.各轴转速蜗杆转速：；蜗轮转速：；滚筒轴：（2）.各轴上的功率蜗杆：蜗轮：滚筒轴：(3).各轴上的扭矩电动机：蜗杆：蜗轮：滚筒轴：将以上算得的运动参数和动力参数列表如下：参数 轴名 电动机蜗杆蜗轮滚筒轴转速n/(rmin)9609604444功率P/KW32.972.062.02扭矩T/(Nmm)2968.7529545.31479670.46438431.82传动比121.821效率0.990.750.96四、蜗轮蜗杆传动的设计计算1.蜗杆传动类型GB/T 10085-1988.阿基米德蜗杆（ZA）2.选择蜗轮的材料及热处理方法减速器为一般机器，没有特殊要求，从降低成本，减少结构尺寸和易于取材的原则出发，决定蜗杆选用45调质钢，硬度达到255~270HBS；蜗轮选用铸造黄铜（ZCuZn38Mn2Pb2），沙模铸造。

从GB/T10089-1988圆柱蜗轮蜗杆精度中选择8级精度侧隙种类为f,标注为8f GB/T 10089-19883.计算蜗轮的许用应力（1）计算许用接触疲劳应力=180MPa=0.67=0.95许用接触疲劳应力：=114.57MPa*数据（）来自《机械设计基础》P308表14-3 数据（）来自《机械设计基础》P307图14-1 数据（）来自《机械设计基础》P307图14-2（2）.计算许用弯曲应力=60MPa=0.542许用弯曲应力：=32.52MPa*数据（）来自《机械设计基础》P307表14-2 数据（）来自《机械设计基础》4.蜗轮强度计算(1).根据齿面接触强度计算公式由 总传动比=21.82选择，取=44=2=7=114.57MPa得*数据（）来自《机械设计基础》P310表14-4 数据（；）来自《机械设计基础》P89表5-8（2）.确定传动主要参数初选 140>33570.93因此以上数据可用*数据来自《机械设计基础》P87表5-7 蜗杆 蜗轮选择齿数 =2 =44蜗杆导程角 ==0.23蜗轮螺旋角 =0.23确定模数 确定压力角 计算中心距=*数据（）来自《机械设计基础》P87表5-7数据（）来自《机械设计基础》P147表6-15（3）.确定蜗杆主要参数齿根圆直径：=分度圆直径：=168.750=140齿顶圆直径：=蜗杆齿宽： 蜗杆轴向齿距：蜗杆轴向齿厚：蜗杆法向齿厚：*数据（；）来自《机械设计基础》P147表6-15（4）.确定蜗轮主要参数齿根圆直径：=分度圆直径：=齿顶圆直径：=齿轮齿宽： =蜗轮齿顶圆弧半径：蜗轮齿根圆弧半径：蜗轮变位系数：*数据（；）及公式（～）来自《机械设计基础》P147表6-15公式（）来自《机械设计基础》P915.校核蜗轮蜗杆的强度（1）.校核蜗轮的的齿面接触强度=< *校核蜗轮的齿根歪曲疲劳强度=< *数据（）来自《机械设计基础》P311表14-5蜗轮蜗杆强度合格6.计算啮合力圆周力：轴向力：径向力：项目蜗杆蜗轮材料及热处理调质基本参数模数16压力角齿数Z244齿顶高系数1顶隙系数0.2几何尺寸分度圆直径140704齿顶圆直径172736齿根圆直径101.6665.6蜗杆齿宽218.24蜗轮齿宽129蜗杆导程角0.23蜗轮螺旋角0.23蜗轮齿顶圆弧半径54蜗轮齿根圆弧半径89.2蜗杆轴向齿距50.24蜗杆轴向齿厚25.12蜗杆法向齿厚25.12蜗轮变位系数0啮合传动中心距422传动比22圆周力422.08轴向力1362.7径向力495.98五、轴的设计1.选取轴的材料和热处理方法运输减速器是一般用途的减速器，所以轴的材料选用45钢，粗加工后进行调质处理便可满足使用要求。

45钢经过调质处理后，硬度为217~255HBS，，，,许用弯曲应力为数据来自《机械设计基础》P324表15-12.按扭转强度估算各轴的直径轴的最小直径计算公式为：试中：A=126~103，取A=115蜗杆轴：蜗轮轴：滚筒轴：*数据来自《机械设计基础》P333表15-5在蜗轮和蜗杆轴上，轴的最小直径要安装联轴器，轴端轴颈应将估算直径加大5%，17.59843.522，取标准直径为=20，=45估取安装轴承处的轴径为=30，=553.联轴器的选择减速器输出轴与滚筒轴采用弹性柱销联轴器由前计算知，，选用弹性柱销联轴器的型号为：蜗杆轴用HL2联轴器，GB5014-85蜗轮轴用HL3联轴器，GB5014-85主要参数尺寸如下：HL1：许用最大扭矩 许用最大转速 主动端 ，，A型键槽从动端 ，，A型键槽HL2：许用最大扭矩 许用最大转速 主动端 ，，A型键槽 从动端 ，，A型键槽显然，轴的轴径，工作转矩和转速均在选用范围内数据和型号来自《机械设计基础课程设计》P109附表4-44.轴承的选择蜗杆轴：在蜗杆轴上，既作用着径向力，又作用着轴向力，故选用圆锥滚子轴承，型号为7506E。

其主要参数如下：=30，D=62，T=21.25，B=20蜗轮轴：同样，在蜗轮轴上选用轴承型号为7211E，其主要参数如下：=55，D=100，T=22.75，B=21数据来自《机械设计基础课程设计》P100附表3-35.轴的结构设计在蜗杆轴上，两端的轴承已初选用32206型，与轴承配合的轴径为，以轴肩作轴向定位，因此蜗杆所在轴处的直径必须不小于35，在蜗轮轴上，两端的轴承已选用32211型，与轴承配合的轴径为一端以轴肩作轴向定位，蜗轮从另一端拆装故从轴肩开始，轴上各段径向尺寸应依次递减按蜗轮轴和蜗杆轴上零件拆装的先后顺序，周向及轴向固定方法以及工艺性等要求，作出蜗轮轴和蜗杆轴的结构设计，其中蜗杆轴的结构设计和轴系部件结构如图a所示图中，公差带取r6；，，公差带取k6；，.；，，，，蜗轮轴的结构设计和轴系部件结构如图b所示图中，，，，6.轴的强度计算(1).蜗杆轴的强度计算根据蜗杆轴的结构设计，取L=281.24mm，由前面计算可知：，，，根据轴系部件结构图，作出轴系空间力图，如图k所示作出蜗杆轴垂直平面力图，求支反力，，绘弯矩图，如图l所示蜗杆中心面左侧弯矩蜗杆中心面右侧弯矩作出蜗杆轴水平平面力图，求支反力、，绘弯矩图，如图m所示。

求总反力、，绘总弯矩图M，如图n所示蜗杆中心面左侧总弯矩为：蜗杆中心面右侧总弯矩为：绘扭矩图，如图o所示绘当量弯矩图，如图r所示因为皮带运输机为单向传动，从安全角度出发，轴上转矩，按脉动循环考虑，故取校正系数蜗杆中心面处最大当量弯矩为：选择危险截面，进行强度核算根据当量弯矩图，初取蜗杆中心面为危险截面，轴径为：由计算结果可知，轴径必须小于蜗杆齿根圆处实际直径，所以强度满足要求数据来自《机械设计基础》P324表15-1 L/2 L图a A B 图k 。