蜗轮蜗杆减速器说明书.docx

机械设计课程设计设计题目：单级蜗杆减速器专业班级：学生姓名：学生学号：指导老师：机械0702熊明春岳大鑫设计时间：目录in•设计任务书 3• 总体方案设计 41. 传动方案拟定 42. 电动机的选择 43. 传动系统的运动和动力参数 5•传动零件的设计计算1. 蜗轮蜗杆初选 72. 联轴器的选择计算 103. 滚动轴承的选择和寿命计算 114. 轴的设计计算和校核 15•减速器箱体及附件的设计1. 箱体设计 202. 键的选择及校核 213. 螺栓的选择 224. 润滑和密封形式的选择，润滑油和润滑脂的选择 235. 设计小结 25•参考资料1参考资料 25•设计任务书1. 设计题目：带式运输机传动装置的设计2. 带式运输机工作原理及传动方案如图：物机3. 已知条件：1） 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环 境最高温度35度2） 使用折旧期：8年3） 检修期间隔：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修4） 动力来源：电力，三相交流，电压380/220V5） 运输带速度允许误差：5%6） 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产4. 设计参数：运输带工作拉力F=4800N运输带工作速度v=s卷筒直径D=500mm传动装置的总体设计电动机的选择:根据生产设计要求，该减速器卷筒直径 D=500mm。

运输带的有效拉力F=4800N,带速V=s，载荷平稳，常温下连续工作，电源为三相交流电，电压为 380V1） 电动机类型：按照工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭 式结构，电压380V，Y型2） 电动机容量：电动机所需工作功率计算式为p = p kwd门a（其中：Pd为电动机功率，Pw为负载功率，门a为总效率有 p 二Fv/1000kw由电动机至运输带的传动总效率为：门a =^12 .叩2 F ； .七式中：叩1, I ,门3七 分别为联轴器，蜗杆齿轮传动，轴承，卷筒的传动效率n n 门 门取 1 =， 2=， 3 =， 4 =所以 I a =^12 52.n3.七=2 .• 3 .所以P =工 =4800 x技5 d 1000n 1000 x 0.67a⑶确定电机的转速：卷筒轴工作转速：60 x 1000V 60 x 1000 x 1.25 .n = = =min兀D 兀x 500按表1推荐的传动比合理范围，取减速器的总传动比合理范围为七=10〜40,则电动机转速的可选范围为n'=i， n= （ 10~40） x =~1910r/min符合这一范围的同步转速有750，1000，1500r/min。

根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号，因此有三种传 动比方案，如下表：序号电动机型号额定功率满载转速堵转转矩最大转矩质量额定转矩额定转矩1Y180L-81173021842Y160L-611970221473Y160M-6111460123综合考虑电动机和传动装置的尺寸，重量，价格等等，我选择第二种方案， 电动机型号为Y160L-6.二、确定传动装置的总传动比和分配传动比1. 减速器的总传动比为：. - ' - 970 二la — T- 47.752. 分配传动装置的传动比：由于单级蜗杆减速器的传动装置只有蜗杆传动，联轴 器传动比.-1，所以可得减速器的传动比为i=i =a3. 计算各轴的动力和动力参数(1) 各轴的转速：I 轴：ni = & = 970 =970r/minII 轴：% -七 /i - 970/20.31 - 47.76r/min卷筒轴：n - n /i - 47.76/1 - 47.76r/min(2) 各轴输入功率：°I 轴：P - P •叩-P •叩-8.96x 0.99 - 8.87kWII 轴：P - P •叩-P •叩•叩-8.87 x 0.76 x 0.98 - 6.60kWn I 12 1 2 3卷筒轴：P - P •叩-P •叩•叩-6.60 x 0.99 x 0.98 - 6.41kWm n 23 2 1 3(3) 各轴输入转矩：P 8 96电动机的输出转矩：孔=9550f - 9550 x — - 88.21N • mmI 轴：T] - T • i 51 - 88.21 x 1 x 0.99 - 87.33N • mII 轴:T - T • i ・七・门2 - 87.33 x 20.31 x 0.98 x 0.76 -1321.06N • m卷筒轴：T^ - T • i' •叩]•七-1321.06 x 1 x 0.99 x 0.97 - 1268.62N • m运动动力参数计算结果整理于下表：轴名功率P/kW转矩T/Nm转速 n/(r/mi n)传动比 i效率n输入输出输入输出电动机 轴9701I轴970II轴6. 601卷筒轴三、传动零件的设计计算1. 选择蜗杆副材料：初估蜗杆副的相对滑动速度：V = X -4 3，''t = x -4 XX ^'1321.06 =s由于减速器的为闭式传动，蜗杆采用材料45钢经表面淬火，齿面硬度大于 45HRC。

蜗轮采用材料铸锡青铜ZCuSn10Pb1，砂型铸造由P159可得材料弹性系数Z£=147.查P160表，基本许用接触应力bHp =180MPaL 广8X300X16=38400hN=60jn 2 L 广60X1XX38400=0K = ¥107 / N =HNq h= bHp XK hn =180X = MPa查p159表得蜗杆传动的接触系数Z =p蜗轮转矩T =*M 2K=K a •、•、，由 p159 可得 q =1, K 广1,、二，得 K二所以由p159式可得以接触疲劳强度为条件的蜗杆传动设计公式：a> %:T K(Zp・ Z/ /丁 Hp)2 (mm) = 3：'1321.06*1000*1.1*(2.7*147/133)2 =2. 蜗轮齿面接触疲劳强度计算Qh = Z?p'TK/a3

1）蜗杆刚度计算1）计算蜗杆受到的圆周力七和径向力/八和轴向力F.]由 F =艾= 1576Nt1 d1由 F = F tan ar1 122T七 厂 2T有* F = — —2 tan ar1 d2又因为采用的是渐开线蜗杆传动a =20根据教材图有ntan a = tan a /cos y = 0.36n可有Fr1-艾 tan a =2047N d2- 一 2TF =- F = — = 5686Na1 12 d22）蜗杆轴惯性矩T 兀d 4 3.14x 904 c” mI = ―= = 3.22 x 10664 64蜗杆两端支承间的跨距L - 317 mm根据公式y = ―ti r^ L = 0.0025mm48EI其中y =《/1000 = 90/1000 = 0.09mm蜗杆轴满足刚性 （2）查p155表得，取公称传动比i=20，蜗轮转速n = % = 970 =min2 i 20取蜗杆头数Z1 =2，所以得蜗轮齿数Z2=iZ 1 =40（3）取直径系数q=9（3）（4）则模数m=—2aZ 2 + q 40 + 9由标准值取m=10，对应的q值取标准值9，蜗轮齿数取41则可反求出中心距a二巴（Z2 +q）=250= 2 x 244.1 二2蜗轮变位系数x为0 蜗杆尺寸：分度圆直径d =qm=9*10=90节圆直径d =m(q+2x)=90齿顶圆直径 d 1 = d 1 +2h 1 = d 1 +2m=90+20=110齿根圆直径 d = d -2h = x = x x 10 =66（5）蜗轮尺寸：分度圆直径（节圆直径相同）d =d =mz =10*41=410齿顶圆直径d 2 = d 2 +2h 2 = d 2 +2m(1+x)=410+2*10=430齿根圆直径d § 2= d 2 -2h § 2 = d 2 -2m=410-2*10*=386外圆直径D = d 2+=430+*10=445蜗轮齿宽B= 1=*110=2.计算传动效率:(1)蜗杆导程角：y =arctan 竺1 =arctan10 X 2 =d 901(2)蜗杆分度圆的圆周速度:v = ^d1n1 = ^ • 90 • 970 =s1 60 x 1000 60 x 1000滑动速度v = -^^4— =S 查表得当量摩擦角4 =1 °30 'v蜗杆传动的总效率为叩=(0.95〜0.96)n =1_ tan y _n = —=1 tan(y +。

)V3.热平衡计算：环境温度 取七=20°C工作温度 取t=70 °C散热系数 取Kt=14W/(m2• °C)需要散热的面积1000p(1-n) 1000 x 8.87(1-n)A= ^-4 = = m2K(t-1) 14(70-20)t 0轴的设计计算1. 伸出轴的设计（1） 选择轴的材料及热处理：考虑到减速器为普通中用途小功率减速传动装置，轴主要传动蜗轮的转矩， 其传递功率不大，对其重量和尺寸无特殊要求，故选择常用的45钢，调质处 理2） 初算轴的最小直径：已知轴的输入功率p为，转速n为970r/min.根据《机 械设计》表可知，C值在107〜118之间所以输出轴的最小直径为D >Cv-=118x >迎=1 3 n 3 970但是，由于轴上有1个键槽，计入键槽的影响：D] . =（1+3%）=由蜗轮轴的输入功率为，转速为min,则蜗轮轴的最小直径D2 >P 6.60C v— =118 x 3 ‘ =3 n 3 47.7。