一級蝸桿減速器

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1、 機械設(shè)計課程設(shè)計 題 目： 單級蝸桿減速器 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名： 王 軍 學(xué) 號： 20097494 指導(dǎo)教師： 龔 偉 2012年1月4日 目 錄 引言 一、設(shè)計題目

2、 …………………………… 二、總體傳動方案的設(shè)計與分析 …………………………… 三、電動機的選擇 …………………………… 四、傳動裝置運動及動力參數(shù)計算 …………………………… 五、蝸輪蝸桿的設(shè)計及其參數(shù)計算 …………………………… 六、蝸輪蝸桿軸的設(shè)計計算及校核 …………………………… 七、聯(lián)軸器和滾動軸承的選擇與校核 …………………………… 八、鍵選擇與校核 …………………………… 九、箱體的設(shè)計計算 …………

3、………………… 十、小型標(biāo)準(zhǔn)件的選擇 …………………………… 十一、減速器的結(jié)構(gòu)，密封與潤滑 …………………………… 十二、設(shè)計小結(jié) …………………………… 十三、附件 …………………………… 、 引言 課程設(shè)計是考察學(xué)生全面在掌握基本理論知識的重要環(huán)節(jié)。在2010年01月04日-2010年01月18日為期二周的機械設(shè)計課程設(shè)計。本次是設(shè)計一個蝸輪蝸桿減速器，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。本減速器屬單級蝸桿減速器（電機——聯(lián)軸器——減速器—

4、—聯(lián)軸器——滾筒），本人是在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下完成的。該課程設(shè)計內(nèi)容包括：任務(wù)設(shè)計書，參數(shù)選擇，傳動裝置總體設(shè)計，電動機的選擇，運動參數(shù)計算，蝸輪蝸桿傳動設(shè)計，蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計，蝸輪軸的尺寸設(shè)計與校核，減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)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(shè)計參數(shù)的確定和方案的選擇通過查詢有關(guān)資料所得。 蝸輪蝸桿減速器的計算機輔助機械設(shè)計，計算機輔助設(shè)計及輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是當(dāng)今設(shè)計以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進技術(shù)，通過本課題的研究，將進一步深入地對這一技術(shù)進行深入地了解和學(xué)習(xí)。本文主要介紹一級蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計過程及其相關(guān)零、

5、部件的CAD圖形。計算機輔助設(shè)計（CAD），計算機輔助設(shè)計及輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是當(dāng)今設(shè)計以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進技術(shù)，能清楚、形象的表達減速器的外形特點。 該減速器的設(shè)計基本上符合生產(chǎn)設(shè)計要求，限于作者初學(xué)水平，錯誤及不妥之處望老師批評指正。 一、設(shè)計題目 1．1工作情況： 已知條件 1) 工作條件：兩班制，連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作，有灰塵，環(huán)境最高溫度35℃； 2) 使用折舊期；8年； 3) 檢修間隔期：四年一次大修，兩年一次中修，半年一次小修； 4) 動力來源：電力

6、，三相交流電，電壓380/220V； 5) 運輸帶速度容許誤差：5%； 6) 制造條件及生產(chǎn)批量：一般機械廠制造，小批量生產(chǎn)。 1．2設(shè)計數(shù)據(jù) 運輸帶工作接力F/N 運輸帶工作速度n/（m/s） 卷筒直徑D/mm 4800 1.25 500 1．3傳動方案 本課程設(shè)計采用的是單級蝸桿減速器傳動。如下圖所示： 二、總體傳動方案的設(shè)計與分析 2．1設(shè)計步聚 1）電動機的選擇與運動參數(shù)計算； 2）確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 3）蝸桿蝸輪的設(shè)計與校核； 4）聯(lián)軸器的選擇 5）蝸桿與蝸輪軸的設(shè)計與校核； 6）軸承的選用與校核；

7、7）鍵的選擇與校核 8）箱體的設(shè)計 9）裝配圖、零件圖的繪制； 2．2傳動方案的分析 該工作機采用的是原動機為Y系列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(jié)構(gòu)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(zhuǎn)矩也比較大，噪聲小，在室內(nèi)使用比較環(huán)保。傳動裝置采用單級蝸桿減速器組成的封閉式減速器，采用蝸桿傳動能實現(xiàn)較大的傳動比，結(jié)構(gòu)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。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

8、，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。 總而言之，此工作機屬于中等功率、載荷變化不大的工作機，其各部分零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，設(shè)計與維護及維修成本低；結(jié)構(gòu)較為簡單，傳動的效率比較高，適應(yīng)工作條件能力強，可靠性高，能滿足設(shè)計任務(wù)中要求的設(shè)計條件及環(huán)境。 三、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(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表9.2可知蝸桿傳動的傳動比為： ； 又根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表4-2可知蝸桿頭數(shù)為，由表4-4可知蝸桿傳動的總效率為： 查

9、《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)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： 所以電動機所需工作效率為： 3.2 確定電動機的轉(zhuǎn)速 1) 傳動裝置的傳動比的確定： 查《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)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(zhuǎn)速： 卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速： 所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為： 根據(jù)上面所算得的原動機的功率與轉(zhuǎn)速范圍，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 750 r/min、1000 r/min和1500 r/min三種。所以可供選擇的的電機有

10、： 序號 電動機型號 額定功率 KW 滿載轉(zhuǎn)速 r/min 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩 最大轉(zhuǎn)矩 質(zhì)量 （kg） 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)矩 1：1000 Y160L-6 11 970 2.0 2.0 147 2：750 Y180L-8 11 730 1.7 2.0 184 3：1500 Y160M-4 11 1460 2.2 2.2 123 綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價格等因素，為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000 r/min的電動機。其主要功能如上圖所示。 3.3電動機的結(jié)構(gòu)設(shè)計 中心高 H 外形尺寸 底腳

11、安裝尺寸 地腳螺栓孔直徑 K 軸伸尺寸 裝鍵部位尺寸 160 15 根據(jù)電動機的型號，選擇如上圖所示的結(jié)構(gòu)。 四、 傳動裝置運動及動力參數(shù)計算 4.1 各軸的轉(zhuǎn)速計算 1) 實際總傳動比及各級傳動比的分配： 由于是蝸桿傳動，傳動比都集中在蝸桿上，其他不分配傳動比。 則總傳動比: 所以取 2) 各軸的轉(zhuǎn)速： 第一軸轉(zhuǎn)速： 第二軸轉(zhuǎn)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(zhuǎn)矩 電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩： 第一軸轉(zhuǎn)矩： 第二軸轉(zhuǎn)矩： 第三軸

12、轉(zhuǎn)矩： 將運動和動力參數(shù)計算結(jié)果進行整理并列于下表： 軸 名 功率P/kW 轉(zhuǎn)矩T/（N*M） 轉(zhuǎn)速n/(r/min) 傳動比 效率 電機軸 9.23 90.87 970 1 1 第一軸 9.14 89.90 970 1 0.99 第二軸 7.31 1511 46.2 21 0.80 卷筒軸 7.02 1451 46.2 1 0.95 五、蝸輪蝸桿的設(shè)計及其參數(shù)計算 5.1 傳動參數(shù) 蝸桿輸入功率P=9.23 kW，蝸桿轉(zhuǎn)速，蝸輪轉(zhuǎn)速，理論傳動比i=20.3，實際

13、傳動比i=21，蝸桿頭數(shù)，蝸輪齒數(shù)為，蝸輪轉(zhuǎn)速 選擇蝸桿傳動類型：根據(jù)設(shè)計要求，選用阿基米德蝸桿。 5．2選擇材料 減速器的為閉式傳動，蝸桿選用材料45鋼經(jīng)表面淬火，齒面硬度 >45 HRC,蝸輪緣選用材料ZCuSn10P1,金屬模鑄造，蝸輪輪芯用灰鑄鐵HT200制造。 5．3按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計 1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2： 2）載荷系數(shù)K： 因為載荷平穩(wěn)，蝸輪轉(zhuǎn)速不高，可從書里表中查得.15 ， ，；則 3）確定材料彈性系數(shù) ： 由鋼蝸桿與鑄錫磷青銅蝸輪相配，材料彈性系數(shù) 4）確定接觸系數(shù)

14、： 先假設(shè) ，從圖7.7可查得 5）確定許用接觸應(yīng)力 ： 由蝸輪材料ZCuSn10P1,金屬模鑄造，蝸桿硬度>45HRC,可從表中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力. 計算循環(huán)次數(shù) :： 壽命系數(shù):

15、

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24、 則 6）確定中心距： 取中心距a=250mm,由i=20從表中7.2中取

25、模數(shù)m=10mm,蝸桿分度圓直徑=90mm.這時,,對應(yīng)的,因,故以上計算結(jié)果可用。 5．4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)和幾何尺寸 1) 蝸桿 蝸桿頭數(shù)軸向齒距;直徑系數(shù);齒頂圓直徑;齒根圓直徑; 2) 蝸輪 蝸輪齒數(shù)取;變位系數(shù);蝸輪分度圓直徑;蝸輪喉圓直徑;蝸輪齒根圓直徑 5．5校核齒根彎曲疲勞強度 1）計算蝸桿導(dǎo)程角 可知 2）當(dāng)量齒數(shù)： 由和可從教材圖7.8中查得齒形系數(shù)。 螺旋角系數(shù)： 則齒根彎曲疲勞應(yīng)力 由表7.8中根據(jù)蝸輪材料ZCuSn10P1可查得基本許用彎曲

26、應(yīng)力。 壽命系數(shù)： 則許用彎曲應(yīng)力 由于 所以彎曲疲勞強度條件滿足。 5．6計算相對滑動速度與傳動效率 蝸桿導(dǎo)程角： ; 可知 ， 蝸桿分度圓的圓周速度 ： 相對活動速度： 當(dāng)量摩擦角 取 驗算嚙合效率： 傳動總效率： （在表4-4所列范圍內(nèi)）。 5．7熱平衡計算與校核 環(huán)境溫度 取 傳熱系數(shù) 取 根據(jù)

27、： <90 符合要求。 六、蝸輪蝸桿軸的設(shè)計計算及校核 6．1選擇軸的材料及熱處理 考慮到減速器為普通中用途中小功率減速傳動裝置，軸主要傳遞蝸輪的轉(zhuǎn)矩，其傳遞的功率不大，對其重量和尺寸無特殊要求，故選擇常用的45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 6．2初算軸的最小直徑 已知軸的輸入功率為9.14kW，轉(zhuǎn)速為970 r/min.根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表11-3可知，C值在107~118間。 所以輸出軸的最小直徑： 但是，由于軸上有1個鍵槽，計入鍵槽的影響： 已知輸出軸的輸入功率為7.31kW，轉(zhuǎn)速為46.2r/mi

28、n，則 輸出軸的最小直徑： 由于軸上由2個鍵槽，故 已知卷筒軸的輸入功率為7.02kW,轉(zhuǎn)速為46.2r/min，則 卷筒軸的最小直徑為： 6．3軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 一、蝸桿軸的結(jié)構(gòu)造型如下： 1）根據(jù)軸向定位的要求確定蝸桿軸各段的長度 根據(jù)條件在電動機軸與蝸桿軸之間選用LT7彈性柱銷聯(lián)軸器，裝蝸桿軸的半聯(lián)軸器的孔徑，故取；為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的直徑；左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=48mm。與軸承的內(nèi)徑相配合，為便于與軸承的安裝，由，我們可以取。軸段3-4的右端需對圓錐滾子軸承進行軸肩定位。由手

29、冊查得圓錐滾子軸承30310的定位軸肩高度，因此，為便于密封和箱體結(jié)構(gòu)相適，在此設(shè)計了一個圓弧R2臺階。因此。 2）蝸桿軸的軸向尺寸的確定 半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在關(guān)聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2軸段的長度應(yīng)取得比略短一些，現(xiàn)取。軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。又根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離L=30mm，故取.根據(jù)軸中的結(jié)構(gòu)圖,可知 ,(T是圓錐滾子軸承的寬度29.25mm,H是軸肩擋圈的寬度)根據(jù)軸段有R2的圓弧過渡,不便于對滾動軸承進行軸向定位,于是添加了個軸肩擋

30、圈.根據(jù)實際軸段直徑,選用內(nèi)徑為55mm,外徑為70mm,寬度H為6mm.于是,取.根據(jù)蝸桿的頭數(shù)和蝸輪變位系數(shù).可知,蝸桿齒寬，取。對于軸環(huán)的寬度，取。而為保證蝸輪的尺寸，取。軸的總長為602mm. 二、蝸輪軸的結(jié)構(gòu)造型如下： 1）蝸輪軸的軸上零件的定位、固定和裝配 單級減速器中，可將蝸輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，蝸輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸固定，軸向固定靠平鍵和過渡配合。兩軸承分別一軸肩和套筒定位，軸向則采用過渡配合或過盈配合固定。聯(lián)軸器以軸肩軸向定位，右面

31、用軸端擋圈軸向固定，鍵聯(lián)接作軸向固定。軸做成階梯形，左軸承從左面裝入，蝸輪、套筒、右軸承和聯(lián)軸器依次從右面裝到軸上。 2）蝸輪軸的徑向尺寸的確定 而在蝸輪軸與卷筒軸之間選用LT10彈性柱銷聯(lián)軸器，裝蝸輪軸的半聯(lián)軸器的孔徑 ，故??；為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，1軸段右端需制出一軸肩，定位軸肩高度故取2段的直徑；右端用軸端擋圈定位。與軸承的內(nèi)徑相配合，為便于與軸承的安裝，取。軸段3的左端需對圓錐滾子軸承和套筒進行軸向定位，取蝸輪軸段直徑。而對于蝸輪采用軸肩定位，所以取。而對于左軸承采用的是軸肩定位，故取，而左軸承與右軸承的軸徑一樣為。 3）蝸輪軸的軸向尺寸的確定 半聯(lián)軸器與軸配合的

32、轂孔長度，為了保證軸端擋圈只壓在關(guān)聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上，故1軸段的長度應(yīng)取得比略短一些，現(xiàn)取。軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定）。又根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承添加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面間的距離L=30mm，故取.第四段軸的寬度略小于蝸輪軸的寬度，而蝸輪輪芯的寬度查機械設(shè)計手冊，，取。左軸承段的長度等于軸承的寬度為，取。對左軸承進行軸肩定位的寬度，取。而對于蝸輪進行軸向定位的軸環(huán)，其寬度為，取。而軸承對于蝸輪采用的是對稱布置，所以。蝸輪軸的總長度為388mm. 4）蝸輪的強度校核 1、畫受力簡圖，如上。 2、求作用在軸上的力：

33、蝸桿軸： 蝸輪軸： 3、求作用在軸上支反力和彎矩： 水平面支反力： 水平面彎矩： 垂直面支反力，由,即 在鉛垂方向上，由，即,得 垂直面彎矩： 根據(jù)合成彎矩 ， 得 C截面左側(cè)彎矩 ：

34、 C截面右側(cè)彎矩： 4、求轉(zhuǎn)矩T2： 5、當(dāng)量彎矩： 應(yīng)分別計算其當(dāng)量彎矩，此處可將軸的切應(yīng)力視為脈動循環(huán)，取，則 C截面左側(cè)當(dāng)量彎矩 ： C截面右側(cè)當(dāng)量彎矩 ： 所以C截面處當(dāng)量彎矩在以上兩數(shù)值中取較大者，即 6、求危險截面處軸的計算直徑： 許用應(yīng)力，軸的材料用45鋼，由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表7-1可知， C截面直徑計算 經(jīng)與結(jié)構(gòu)設(shè)計圖比較，C截面的計算直徑小于其結(jié)構(gòu)設(shè)計確定的直徑，考慮到鍵槽對軸強度的削弱，把其加大4%，故軸的強度仍

35、然足夠。以上各受力圖與彎矩各矩都以上。 5）精確校核軸的疲勞強度 1、 判斷危險截面 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強度的影響來看，只在第4段軸的左右兩截面處過盈配 合引起的應(yīng)力集中最重要；從受載的情況來看，截面C上最大。截面C上雖然最大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故C處也不必進行校核。由第3章可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只須校核D截面的左右兩側(cè)即可。 2、 截面D右側(cè) 抗彎截面模量按表11.5中的公式計算 W===51200 抗彎截面模量==102400 抗彎截面扭距為 截面上的彎曲應(yīng)力 =1.72MPa

36、 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力=14.76MPa 截面I左側(cè)的彎距M為332501*（87-64）/87=87902.56N.mm 因 r/d=0.022 D/d=1.07查表得 由查表計算得，理論應(yīng)力集中系數(shù)=2.2 =1.6 又查表得軸的材料敏性系數(shù)為=0.75 故效應(yīng)力集中系數(shù)為 =1+（-1）=1.82 =1+（-1）=1.53 查表的尺寸系數(shù)=0.71 扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)=0.84 軸按磨削加工，得表現(xiàn)質(zhì)量系數(shù)為==0.91 軸未經(jīng)表面強化處理，即=1 計算綜合系數(shù)值為 =/+1/-1=2.563 =/+1/-1=1.742 材料特性系數(shù)=0.1

37、 =0.05 計算安全系數(shù) =/（+）=16.648 =/（+）=9.24 =/=7.65>>S=1.5 故可知其安全。 2、截面D左側(cè) 抗彎截面模量按表11.5中的公式計算 W=0.1=72900 抗扭截面模量 =0.2=145800 彎矩M為 332501*（87-64）/87=87902.56N.mm 截面D上的扭矩T=1510993.5 N.mm 截面上彎曲切應(yīng)力==1.2MPa 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 ==10.36MPa 過盈配合處的/值，由手冊可知/=0.8/ 于

38、是得 /=2.37 /=1.85 軸按磨削加工，得表現(xiàn)質(zhì)量系數(shù)為==0.92 故得綜合系數(shù)為： =/+1/-1=2.612 =/+1/-1=2.108 軸在截面4的左側(cè)的安全系數(shù)為 =/（+）=17.95 =/（+）=9.481 =/=9.483>>S=1.5 故該軸在D左側(cè)的強度也是足夠的。又因本傳動無大的瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)對稱性，故可略去靜強度校核。 七、聯(lián)軸器和滾動軸承的選擇與校核 7．1載荷計算 1）已知蝸桿軸名義轉(zhuǎn)矩為89.9N*m 由于蝸桿減速器的載荷較平穩(wěn)，按轉(zhuǎn)矩變化小考慮，取工作情況系數(shù)

39、k=1.3。 蝸桿軸計算轉(zhuǎn)矩： 2）已知蝸輪軸名義轉(zhuǎn)矩為1511N*m; 卷筒軸計算轉(zhuǎn)矩為1451N*m所以蝸輪軸計算轉(zhuǎn)矩： N*m 3）卷筒軸計算轉(zhuǎn)矩： N*m 7．2選擇聯(lián)軸器的型號 查《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表12-3可知，電動機軸的直徑D=42mm,軸長E=110mm；蝸桿軸直徑。 查《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表8-5可知，蝸桿軸的輸入端選用LT7型彈性柱銷聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器標(biāo)記 LT7聯(lián)軸器GB/T 4323-2002 公稱轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速 查《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表13.1可知，蝸輪軸的輸出端選用LT10型彈性柱銷

40、聯(lián)軸器。 聯(lián)軸器標(biāo)記 LT10聯(lián)軸器GB/T 4323-2002 公稱轉(zhuǎn)矩 許用轉(zhuǎn)速 7．3軸承的選擇 1) 初選輸入軸的軸承型號 據(jù)已知工作條件和輸入軸的軸頸，由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》附表8-5初選軸承型號為圓錐滾子軸承30310（一對），其尺寸：D=100mm,d=50mm,T=29.25mm。 據(jù)已知工作條件和輸出軸的軸頸，由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》附表8-5初選軸承型號為圓錐滾子軸承32216（一對），其尺寸：D=140mm,d=80mm,T=35.25mm。 2）對32216型號軸承進行校核： 查機械設(shè)計課程設(shè)計手冊： 其基本額定動載荷 C

41、=198000N；計算系數(shù) e=0.42 ； 軸向載荷系數(shù) Y=1.4。 1、計算蝸桿軸的受力 蝸桿軸受力分別有切向力，軸向力和徑向力 蝸桿軸： 蝸輪軸： 2、計算派生軸向力 設(shè)將蝸輪設(shè)計在兩軸承的中心位置處，則兩軸承的內(nèi)部徑向力分別為： 3、計算軸承所受的軸向載荷 因為 軸承1被放松，軸承2被壓緊。由此可得 4、計算當(dāng)量動載荷 軸承1的載荷系數(shù) ： 根據(jù)，由表8-5可知，由此可求得 軸承1的當(dāng)量動載荷： 軸承2的載荷系數(shù) ：

42、 根據(jù)由表8-5可知；由此可求得 軸承2的當(dāng)量動載荷： 所以軸承的當(dāng)量動載荷取、中較大者，所以取 5、計算軸承實際壽命 溫度系數(shù) 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表8-3可知 載荷系數(shù) 由《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表8-6可知 壽命指數(shù) 滾子軸承 軸承實際壽命 所以

43、軸承32216滿足要求。 八、鍵選擇與校核 8．1蝸桿聯(lián)接鍵的選擇與校核 1）鍵的選擇和參數(shù) 選擇普通平鍵，圓頭。由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表4-1查得d=40mm時，應(yīng)選用鍵 GB/T1096 轉(zhuǎn) 矩： 鍵長 ： 接觸長度： 2）許用擠壓應(yīng)力校 核 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表2-12鍵連接鋼的許用擠壓應(yīng)力為 而 故滿足要求 8．2蝸輪聯(lián)接鍵的選擇與校核 1）鍵的選擇和參數(shù) 選擇普通平鍵，圓頭。由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)

44、書》表4-1查得d=90時,應(yīng)選用鍵 GB/T1096 轉(zhuǎn) 矩： 鍵長 ： 接觸長度： 2）許用擠壓應(yīng)力校 核 查《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表2-12鍵連接鋼的許用擠壓應(yīng)力為 而 故滿足要求 8．3蝸輪軸聯(lián)接鍵的選擇與校核 1）鍵的選擇和參數(shù) 選擇普通平鍵，圓頭。由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表4-1查得d=70時。應(yīng)選用鍵 GB/T1096 轉(zhuǎn) 矩： 鍵長 ： 接觸長度： 2）許用擠壓應(yīng)力校 核 而

45、 故滿足要求 8．4卷筒軸鍵的選擇 1）鍵的選擇和參數(shù) 選擇普通平鍵，圓頭。由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表4-1查得d=65時。應(yīng)選用鍵 GB/T1096 轉(zhuǎn) 矩： 鍵長 ： 接觸長度： 2）許用擠壓應(yīng)力校 核 而 故滿足要求 8．5電動機軸鍵的選擇 1）鍵的選擇和參數(shù) 選擇普通平鍵，圓頭。由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表4-1查得d=42時。應(yīng)選用鍵 GB/T1096 轉(zhuǎn) 矩： 鍵長 ：

46、 接觸長度： 2）許用擠壓應(yīng)力校 核 而 故滿足要求 九、箱體的設(shè)計計算 9．1箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料 采用下置剖分式蝸桿減速器（由于V=1.25m/s）鑄造箱體，材料HT150。9. 2箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系 名稱 減速器型式及尺寸關(guān)系 箱座壁厚δ δ=13mm 箱蓋壁厚δ1 δ1=11mm 箱座凸緣厚度b1， 箱蓋凸緣厚度b， 箱座底凸緣厚度b2 b1=1

47、.5δ1=17mm b=1.5δ=19mm b2=2.5δ=32mm 地腳螺釘直徑及數(shù)目 n=4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 箱蓋、座聯(lián)接螺栓直徑 連接螺栓的間距 180mm 軸承端蓋螺釘直徑 視孔蓋螺釘直徑 定位銷直徑 Df，d1，d2至外壁 距離 df，d2至凸緣 邊緣距離 C1=26,20,16 C2=24,14 軸承端蓋外徑

48、 D1=140mm ，D2=190mm 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 S1=140mm ，S2=190mm 軸承旁凸臺半徑 R1=16mm 軸承旁凸臺高度 根據(jù)軸承座外徑和扳手空間的要求由結(jié)構(gòu)確定 箱蓋，箱座筋厚 m1=9mm m2=10mm 蝸輪外圓與箱 內(nèi)壁間距離 20mm 蝸輪輪轂端面 與箱內(nèi)壁距離 15mm 十、小型標(biāo)準(zhǔn)零件的選擇 本部分含

49、螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇墊圈，墊片的選擇，具體內(nèi)容如下： 7.1 螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇 考慮到減速器的工作條件，后續(xù)箱體附件的結(jié)構(gòu)，以及其他因素的影響選用 螺栓GB5782-86 M12*40 數(shù)量為4個 M16*120 數(shù)量為4個 螺母GB6170-86 M12 數(shù)量為4個 M16 數(shù)量為4個 螺釘GB5782-86 , M8*25 數(shù)量為2個 M10*35 數(shù)量為24個

50、 M6*16 數(shù)量為12個 *（參考裝配圖） 7.2 銷，墊圈墊片的選擇 選用銷GB117-86，B10*30， 數(shù)量為2個 選用墊圈GB93-87 數(shù)量為8個 選用止動墊片 1個 選用石棉橡膠墊片 2個 選用08F調(diào)整墊片 4個 *（參考裝配圖） 有關(guān)其他的標(biāo)準(zhǔn)件，常用件，專用件，詳見后續(xù)裝配圖 十一、減速器的結(jié)構(gòu)，密封與潤滑 11．1減速器的結(jié)構(gòu) 本課題所設(shè)計的減速器，其基本結(jié)構(gòu)設(shè)計是在參照裝配圖的基礎(chǔ)上完成的

51、，該項減速器主要由傳動零件（蝸輪蝸桿），軸和軸承，聯(lián)結(jié)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(jié)構(gòu)，由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?。煌馄饔脕砑皶r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(biāo)尺用于檢查箱內(nèi)油面的高低；為了排除油液和清洗減速器內(nèi)腔，在箱體底部設(shè)有放汕螺塞；吊環(huán)螺栓用來提升箱體，而整臺減速器的提升得使用與箱座鑄成一

52、體的吊鉤；減速器用地腳螺栓固定在機架或地基上。（具體結(jié)構(gòu)詳見裝配圖） 11．2減速器的潤滑與密封 蝸輪傳動部分采用潤滑油，潤滑油的粘度為118cSt（100C）查表10.6《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)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(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》 潤滑脂ZL-2 十二、設(shè)計小結(jié) 一級蝸桿減速器的設(shè)計是一個較為復(fù)雜的過程，通過這次設(shè)計覺得自己受益匪淺。機械設(shè)計課程設(shè)計是機械設(shè)計課程的一個重要環(huán)節(jié)，它可以讓我們進一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識，通過設(shè)計把機械設(shè)計及其他有

53、關(guān)先修課程（如機械制圖、材料力學(xué)、工程材料等）中所獲得的理論知識在設(shè)計實踐中加以綜合運用，使理論知識和生產(chǎn)實踐密切的結(jié)合起來。而且，本次設(shè)計是我們學(xué)生首次進行完整綜合的機械設(shè)計，它讓我樹立了正確的設(shè)計思想，培養(yǎng)了我對機械工程設(shè)計的獨立工作能力；讓我具有了初步的機構(gòu)選型與組合和確定傳動方案的能力；為我今后的設(shè)計工作打了良好的基礎(chǔ)。 通過本次課程設(shè)計，還提高了我的計算和制圖能力；同時對減速器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計步驟有了一個大概的了解，對之前所學(xué)的專業(yè)知識作了一個很好的總結(jié)，設(shè)計中尚有很多不合理和不理解的地方，以待在今后的學(xué)習(xí)工作中來彌補。設(shè)計過程中我能夠比較熟悉地運用有關(guān)參考資料、計算圖表、手冊、圖集、

54、規(guī)范；熟悉有關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如GB、JB等），獲得了一個工程技術(shù)人員在機械設(shè)計方面所必須具備的基本技能訓(xùn)練。 經(jīng)過一番艱辛努力，最終獨立將課程設(shè)計圓滿地完成。我們付出，我們收獲。 十三、附件 13．1圖紙 1）蝸輪軸圖-WLZ 2）蝸輪圖-WL 3）裝配圖-ZP 13．2參考文獻 【1】吳宗澤，羅圣國.機械設(shè)計課程設(shè)計手冊第三版.高等教育出版社 【2】龔桂義.機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書第二版.高等教育出版社， 【3】楊明忠，朱家誠。機械設(shè)計，武漢理工大學(xué)出版社，2001.5 【4】宋寶玉.機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書.北京:高等教育出版社，2006.8 蝸 桿 蝸 輪