一级蜗轮蜗杆减速器设计说明书
第一章绪论
1.1本课题的背景及意义
计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CAM）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术。本次设计是蜗轮蜗杆减速器，通过本课题的设计，将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习。
1.1.1 本设计的设计要求
机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容，因此，必须从机器整体出发来考虑零件的设计。设计零件的步骤通常包括：选择零件的类型；确定零件上的载荷；零件失效分析；选择零件的材料；通过承载能力计算初步确定零件的主要尺寸；分析零部件的结构合理性；作出零件工作图和不见装配图。对一些由专门工厂大批生产的标准件主要是根据机器工作要求和承载能力计算，由标准中合理选择。
根据工艺性及标准化等原则对零件进行结构设计，是分析零部件结构合理性的基础。有了准确的分析和计算，而如果零件的结构不合理，则不仅不能省工省料，甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件，或者根本装不起来。
1.2.（1）国内减速机产品发展状况
国内的减速器多以齿轮传动，蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在传动的理论上，工艺水平和材料品质方面没有突破，因此没能从根本上解决传递功率大，传动比大，体积小，重量轻，机械效率高等这些基本要求。
（2）国外减速机产品发展状况
国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮转动为主，体积和重量问题也未能解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动
比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。
1.3.本设计的要求
本设计的设计要求机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容，因此，必须从机器整体出发来考虑零件的设计计算，而如果零件的结构不合理，则不仅不能省工省料，甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件，或者根本装不起来。
机器的经济性是一个综合性指标，设计机器时应最大限度的考虑经济性。
提高设计制造经济性的主要途径有：①尽量采用先进的现代设计理论个方法，力求参数最优化，以及应用CAD技术，加快设计进度，降低设计成本；②合理的组织设计和制造过程；③最大限度地采用标准化、系列化及通用化零部件；
④合理地选择材料，改善零件的结构工艺性，尽可能采用新材料、新结构、新
工艺和新技术，使其用料少、质量轻、加工费用低、易于装配⑤尽力改善机器的造型设计，扩大销售量。
提高机器使用经济性的主要途径有：①提高机器的机械化、自动化水平，以提高机器的生产率和生产产品的质量；②选用高效率的传动系统和支承装置，从而降低能源消耗和生产成本；③注意采用适当的防护、润滑和密封装置，以延长机器的使用寿命，并避免环境污染。
机器在预定工作期限内必须具有一定的可靠性。提高机器可靠度的关键是提高其组成零部件的可靠度。此外，从机器设计的角度考虑，确定适当的可靠性水平，力求结构简单，减少零件数目，尽可能选用标准件及可靠零件，合理设计机器的组件和部件以及必要时选取较大的安全系数等，对提高机器可靠度也是十分有效的。
1.4.研究内容（设计内容）
（1）蜗轮蜗杆减速器的特点
蜗轮蜗杆减速器的特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速化，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。
蜗轮蜗杆减速器是以蜗杆为主动装置，实现传动和制动的一种机械装置。当蜗杆作为传动装置时，在蜗轮蜗杆共同作用下，使机器运行起来，在此过程中蜗杆传动基本上克服了以往带传动的摩擦损耗；在蜗杆作为制动装置时，蜗轮，蜗杆的啮合，可使机器在运行时停下来，这个过程中蜗杆蜗轮的啮合静摩擦达到最大，可使运动中的机器在瞬间停止。在工业生产中既节省了时间又增加了生产效率，而在工艺装备的机械减速装置，深受用户的美誉，是眼前当代工业装备实现大小扭矩，大速比，低噪音，高稳定机械减速传动独揽装置的最佳选择。
（2）方案拟订
A、箱体
(1)：蜗轮蜗杆箱体内壁线的确定； (2)：轴承孔尺寸的确定；
(3)：箱体的结构设计；
a.箱体壁厚及其结构尺寸的确定
b. 轴承旁连接螺栓凸台结构尺寸的确定
c.确定箱盖顶部外表面轮廓
d. 外表面轮廓确定箱座高度和油面
e. 输油沟的结构确定
f. 箱盖、箱座凸缘及连接螺栓的布置
B、轴系部件
(1) 蜗轮蜗杆减速器轴的结构设计
a. 轴的径向尺寸的确定
b. 轴的轴向尺寸的确定
(2)轴系零件强度校核
a. 轴的强度校核
b. 滚动轴承寿命的校核计算
C、减速器附件
a.窥视孔和视孔盖
b. 通气器
c. 轴承盖
d. 定位销
e. 油面指示装置
f. 油塞
g. 起盖螺钉
h.
起吊装置
第二章减速器的总体设计
2.1传动装置的总体设计
2.1.1 拟订传动方案
本传动装置用于带式运输机，工作参数：运输带工作拉力F=3KN，工作速度=1.2m/s，滚筒直径D=310mm，传动效率η=0.96，（包括滚筒与轴承的效率损失）两班制，连续单向运转，载荷较平稳；使用寿命8年。环境最高温度80℃。本设计拟采用蜗轮蜗杆减速器，传动简图如图6.1所示。
图6.1 传动装置简图
1—电动机 2、4—联轴器 3—级蜗轮蜗杆减速器
5—传动滚筒 6—输送带
2.1.2 电动机的选择
（1）选择电动机的类型
按工作条件和要求，选用一般用途的Y系列三相异步电动机,封闭式结构,
电压380V 。
（2）选择电动机的功率
电动机所需的功率 d P = W P /η
式中 d P —工作机要求的电动机输出功率，单位为KW ； η—电动机至工作机之间传动装置的总效率；
W P —工作机所需输入功率，单位为KW ；
输送机所需的功率输送机所需的功率P W =Fv ／1000·ηw =3000×1.2／1000×0.8=4.5 kW 电动机所需的功率d P = W P ／η
η=联η轴η蜗η轴η联η =0.99×0.99×0.8×0.99×0.99≈0.76
d P =4.5／0.8=5.92kW
查表，选取电动机的额定功率cd P =7.5kw 。 （3）选择电动机的转速
传动滚筒转速w n =
D
v
π100060⨯=73.96 r/min 由表推荐的传动比的合理范围，
取蜗轮蜗杆减速器的传动比'i =10~40，故电动机转速的可选范围为：
d n = 'i n=（10~40）×73.96=740-2959r/min
符合这范围的电动机同步转速有750、1000、1500、3000 r/min 四种，现以同步转速1000 r/min 和1500 r/min 两种常用转速的电动机进行分析比较。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格、传动比及市场供应情况，选取比较合适的方案，现选用型号为Y132M —4。
2.1.3 确定传动装置的传动比及其分配 减速器总传动比及其分配：
减速器总传动比i=m n ／w n =1440／73.96=19.47 式中i —传动装置总传动比
w n —工作机的转速，单位r/min m n —电动机的满载转速，单位r/min 2.1.4 计算传动装置的运动和动力参数 （1）各轴的输入功率
轴ⅠP 1= P 联η轴η=5.92×0.99×0.99=5.8kW
轴ⅡP 2= P 1蜗η轴η联η=5.8×0.99×0.99×0.8=4.54kW （2）各轴的转速 电动机：m n =1440 r/min 轴Ⅰ：n 1= m n =1440 r/min
轴Ⅱ：n 2=
11
i n =1440／19.47=73.96 r/min
（3）各轴的输入转矩
电动机轴：d T =9550p d /n m =9550×5.92／1440=39.26N ∙m 轴Ⅰ：T 1= 9550p 1/n 1=9550×5.8/1440=38.46N ∙m 轴Ⅱ：T 2= 9550p 2/n 2=9550×4.54/73.96=586.22N ∙m 上述计算结果汇见表3-1
表3-1传动装置运动和动力参数
2.2 传动零件的设计计算 2.2.1 蜗轮蜗杆传动设计 一.选择蜗轮蜗杆类型、材料、精度
根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI ）蜗杆材料选用45钢，整体调质，表面淬火，齿面硬度45~50HRC 。蜗轮齿圈材料选用ZCuSn10Pb1，金属模铸造，滚铣后加载跑合，8级精度，标准保证侧隙c 。 二.计算步骤
1.按接触疲劳强度设计
设计公式12d m ≥[]2
2225.3⎪⎪⎭
⎫ ⎝⎛z z KT h e σmm
（1） 选z 1，z 2： 查表7.2取z 1=2，
z 2= z 1×n1／n2=2×1440／73.96=38.94≈39. z 2在30～64之间，故合乎要求。 初估η=0.82
（2）蜗轮转矩T2：
T2=T1×i ×η=9.55×106×5.8×19.47×0.82／1440=614113.55 N ∙mm （3）载荷系数K ：
因载荷平稳，查表7.8取K=1.1 （4）材料系数ZE 查表7.9，ZE=156MPa （5）许用接触应力[σ0H ]
查表7.10，[σ0H ]=220 Mpa N=60×jn 2×L h =60×73.96×1×12000=5.325×107
ZN=
8
710n =8
7
7
10325.510⨯=0.81135338
[σH ]=ZN[σ0H ]= 0.81135338×220=178.5 Mpa （6）m 2
d1：
m 2
d1≥[]2
2225.3⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛z z KT h e σ =1.1×614113.55×2
3922015625.3⎪⎪⎪
⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯=2358.75mm
（7）初选m 2
，d1的值： 查表7.1取m=6.3 ，d1=63 m 2
d1=2500.47〉2358.75 （8）导程角
tan γ=
63
2
3.611⨯=
d mz =0.2
γ =arctan0.2=11.3°
（9）滑动速度Vs
Vs=
︒
⨯⨯⨯=
⨯⨯3.11cos 100060144063cos 1000601
1π
γ
πn d =4.84m/s
（10）啮合效率
由Vs=4.84 m/s 查表得 ν=1°16′
η1 =
()()
︒+︒︒
=
+23.11tan 3.11tan tan tan φνγγ=0.2/0.223=0.896 （11）传动效率η
取轴承效率 η2=0.99 ，搅油效率η3=0.98
η=η1×η2×η3=0.896×0.99×0.98=0.87
T2=T1×i ×η=9.55×106×5.8×19.47×0.87／1440=651559.494N ∙mm （12）检验m 2
d1的值
m 2
d1≥[]2
2225.3⎪
⎪⎭
⎫ ⎝⎛z z KT h e σ=0.×651559.494×2
3922015625.3⎪⎪⎪
⎭
⎫ ⎝⎛⨯⨯=1820＜2500.47
原选参数满足齿面接触疲劳强度要求 2.确定传动的主要尺寸
m=6.3mm ，1d =63mm ，z 1=2，z 2=39 （1） 中心距a
a=
()()
2
393.6632
21⨯+=+m z d =154.35mm
(2)蜗杆尺寸
分度圆直径d1 d1=63mm
齿顶圆直径da1 da1=d1+2ha1=(63+2×6.3)=75.6mm
齿根圆直径df1 df1=d1﹣2hf=63﹣2×6.3
(1+0.2)=47.88mm
导程角 tanγ=11.30993247°右旋
轴向齿距 Px1=πm=3.14×6.3=19.78mm
齿轮部分长度b1 b1≥m(11+0.06×z2)=6.3×(11+0.06×39)=84.04mm 取b1=90mm
(2)蜗轮尺寸
=6.3×39=245.7mm
分度圆直径d2 d2=m×z
2
齿顶高 ha2=ha*×m=6.3×1=6.3mm
齿根高 hf2= (ha*+c*)×m=(1+0.2)×6.3=7.56mm
齿顶圆直径da2 da2=d2+2ha2=245.7+2×6.3×1.2=230.58mm
齿根圆直径df2 df2=d2﹣2m(ha*+c*)=384﹣19.2=364.8mm
导程角 tanγ=11.30993247°右旋
轴向齿距 Px2=Px1=π m=3.14×6.3=19.78mm
蜗轮齿宽b2 b2=0.75da1=0.75×75.6=56.7mm
齿宽角 sin(α/2)=b2/d1=56.7／63=0.9
蜗轮咽喉母圆半径 rg2=a—da2／2=154.35﹣129.15=25.2mm
(3)热平衡计算 ①估算散热面积A
A=275
.175
.17053.010035.15433.010033.0m a =⎪
⎭
⎫
⎝⎛=⎪
⎭
⎫
⎝⎛
②验算油的工作温度ti 室温0t ：通常取︒20。
散热系数s k ：Ks=20 W/(㎡·℃)。
()()=⎪⎭
⎫ ⎝⎛+⨯⨯-⨯=+-=
207053.0208.587.01100011000
1t A k P t s i η73.45℃＜80℃ 油温未超过限度 （4） 润滑方式
根据Vs=4.84m/s ，查表7.14，采用浸油润滑，油的运动粘度V40℃=350×10-6㎡/s
(5)蜗杆、蜗轮轴的结构设计(单位：mm) ①蜗轮轴的设计 最小直径估算
dmin ≥c ×n
p
3
c 查《机械设计》表11.3得 c=120 dmin ≥=120×96
.7354
.43
=47.34 根据《机械设计》表11.5，选dmin=48
d1= dmin+2a =56 a ≥(0.07～0.1) dmin=4.08≈4
d2=d1+ (1～5)mm=56+4=60 d3=d2+ (1～5)mm=60+5=65
d4=d3+2a=65+2×6=77 a ≥(0.07～0.1) d3=5.525≈6 h 由《机械设计》表11.4查得 h=5.5 b=1.4h=1.4×5.5=7.7≈8 d5=d4﹣2h=77﹣2×5.5=66 d6=d2=60 l1=70+2=72 ②蜗杆轴的设计 最小直径估算
dmin ≥c ×n
p 3
= 120×14408.53=19.09取dmin=30
d1=dmin+2a=20+2×2.5=35 a=(0.07～0.1)dmin d2=d1+(1～5)=35+5=40
d3=d2+2a=40+2×2=44 a=(0.07～0.1)d2 d4=d2=40
h 查《机械设计》表11.4
蜗杆和轴做成一体，即蜗杆轴。蜗轮采用轮箍式，青铜轮缘与铸造铁心采用H7/s6配合，并加台肩和螺钉固定，螺钉选6个
几何尺寸计算结果列于下表：
2.3 轴的设计
2.3.1 蜗轮轴的设计 （1）选择轴的材料
选取45钢，调质，硬度HBS=230，强度极限B σ=600 Mpa ，由表查得其许用弯曲应力b ][1-σ=55Mpa 查《机械设计基础》（表10-1、10-3）
（2）初步估算轴的最小直径
取C=120，得dmin ≥=120×96
.7354
.43
=47.34mm 根据《机械设计》表11.5，选dmin=63 （3）轴的结构设计
① 轴上零件的定位、固定和装配
单级减速器中，可将齿轮按排在箱体中央，相对两轴承对称分布，齿轮
左面由轴肩定位，右面用套筒轴向固定，周向固定靠平键和过渡配合。两轴承分别以轴肩和套筒定位，周向则采用过渡配合或过盈配合固定。联轴器以轴肩轴向定位,右面用轴端挡，圈轴向固定.
键联接作周向固定。轴做成阶梯形，左轴承 从做从左面装入，齿轮、套筒、右轴承和联轴器依次右面装到轴上。
② 确定轴各段直径和长度 Ⅰ段d 1=50mm L 1=70mm
Ⅱ段选30212型圆锥滚子轴承，其内径为60mm ，宽度为22mm 。故Ⅱ段直径
d 2=60mm 。
Ⅲ段考虑齿轮端面和箱体内壁、轴承端盖与箱体内壁应有一定距离，则取套筒长为38mm 。故L 3=40mm ，d 3=65mm 。
Ⅳ段d4=77mm,L4=70mm
Ⅴ段d5=d4+2h=77+2×5.5=88mm,L5=8mm Ⅵ段d6=65mm,L6=22mm Ⅶ段 d7=d2=760mm,L7=25
（4）按弯扭合成应力校核轴的强度 ①绘出轴的结构与装配图 (a)图 ②绘出轴的受力简图 (b)图
③绘出垂直面受力图和弯矩图 （c ）图
46.1977
18
.749221
1
=⨯==
d T F a N
1.937
.24502
.11437222
2
=⨯==
d T F t N
88.3320tan 1.93tan =︒⨯=*=αt r F F N
轴承支反力：
94.16110
55
88.33=⨯=
RAV F N
F RBV =Fr+F RAV =33.88+16.94=50.82N 计算弯矩：
截面C 右侧弯矩
m
N L F M RBV cv ⋅=⨯=⨯=795.21000
5582.502 截面C 左侧弯矩
m N L F M RAV cv '⋅=⨯=⨯='932.01000
5594.162
④绘制水平面弯矩图 (d)图 轴承支反力：
m N F F F t
RBH RAH ⋅===
=55.462
1.932
截面C 处的弯矩
m N L F M RAH CH ⋅=⨯=⨯=56.21000
5555.462
⑤绘制合成弯矩图 (e)图
79.356.2795.2222
2=+=+=CH CV C M M M N ∙m
图3.2 低速轴的弯矩和转矩
(a)轴的结构与装配 (b)受力简图 (c)水平面的受力和弯矩图
(d)垂直面的受力和弯矩图 (e)合成弯矩图 (f)转矩图 (g)计算弯矩图
(a)
(b)(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
()72.256.2932.0222
=+=+'='CH CV
C
M M M N ∙m
⑥绘制转矩图 (f)图
86.596.7354.41055.91055.966=⨯⨯=⨯⨯=n
P T ×105
N ∙mm=586 N ∙m ⑦绘制当量弯矩图 (g)图
转矩产生的扭剪应力按脉动循环变化，取0.6，截面C 处的当量弯矩为
()()62.3515866.079.32
22
2
=⨯+=+=T M M C EC α N ∙m
⑧校核危险截面C 的强度
＜MPa b 55][1=-σ，安全。 2.3.2 轴的结构见图3.3所示
图3.3 蜗轮轴的结构图
MPa d M EC
e 7.777
1.0106
2.3511.033
35=⨯
⨯=⨯=
σ
2.3.3 蜗杆轴的设计 （1）选择轴的材料
选取45钢，调质处理，硬度HBS=230，强度极限B σ=650 Mpa ，屈服极限
s σ=360 Mpa ，弯曲疲劳极限1-σ=300 Mpa ，剪切疲劳极限1-τ=155 Mpa ，对称
循环变应力时的许用应力b ][1-σ=60 Mpa 。 (2) 初步估算轴的最小直径
最小直径估算
dmin ≥cx n
p 3
= 120x 14408
.53=19.09 取dmin=20
（3）轴的结构设计
按轴的结构和强度要求选取轴承处的轴径d=35mm ，初选轴承型号为30207圆锥滚子轴承（GB/T297—94），采用蜗杆轴结构，其中，齿根圆直径
88.471=f d mm ，分度圆直径631=d mm ，齿顶圆直径6.751=a d mm ，长度尺寸根据中间轴的结构进行具体的设计，校核的方法与蜗轮轴相类似，经过具体的设计和校核，得该蜗杆轴结构是符合要求的，是安全的，轴的结构见图 3.4所示：
图3.4 蜗杆轴的结构草图
第三章 轴承的选择和计算
3.1 蜗轮轴的轴承的选择和计算
按轴的结构设计，初步选用30212（GB/T297—94）圆锥滚子轴承，内径d=60mm,外径D=110mm,B=22mm. （1）计算轴承载荷 ① 轴承的径向载荷
轴承A ：N R R R AV AH
A 54.4994.1655.46222
2=+=+= 轴承B ：N R R R BV BH
B 92.6882.5055.462222=+=+= ② 轴承的轴向载荷 轴承的派生轴向力 α
ctg R
S 8.0=
查表得：30212轴承=α15°38′32″ 所以，"
'︒=3238158.0ctg R S A
A =17.173N
"
'︒=
3238158.0ctg R S B
B =23.89N
无外部轴向力。
因为A S ＜B S ，轴承A 被“压紧”，所以，两轴承的轴向力为
B A A A N S A ===173.17 ③ 计算当量动载荷
由表查得圆锥滚子轴承30211的4.0=e
专业综合实践（报告） 题目：一级蜗轮蜗杆减速器设计 作者：张伟强 二级学院：机械工程学院 专业班级：机械设计制造及其自动化11级2班指导教师：张玉良 职称：讲师 2015年1月22日
目录 目录...................................................................................................................... I 摘要................................................................................................. II 第1章绪论. (1) 1.1 选题的背景与意义 (1) 1.2 国内外的发展现状 (1) 1.3 本设计研究的主要内容 (2) 第2章减速器的总体设计 (3) 2.1 传动装置的总体设计 (3) 2.1.1拟订传动方案 (3) 2.1.2 电动机的选择 (3) 2.1.3 确定传动装置的传动比及其分配 (4) 2.1.4 计算传动装置的运动和动力参数 (4) 2.2 传动零件的设计计算 (5) 2.3 轴的设计 (10) 2.3.1 蜗轮轴的设计 (10) 2.3.2 蜗杆轴的设计 (12) 2.4 轴承的选择和计算 (13) 第3章三维数字化造型 (15) 3.1 创建减速器的零部件 (15) 3.2 减速器的装配过程图 (20) 3.3 减速器爆炸图 (20) 3.4 减速器总装配图 (21) 第4章结论 (22) 参考文献 (23) 致谢 (24)
1引言 蜗轮蜗杆减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CAM）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的研究，将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习。本文主要介绍一级蜗轮蜗杆减速器的设计过程及其相关零、部件的CAD图形。计算机辅助设计（CAD），计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CAM）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，能清楚、形象的表达减速器的外形特点。 2 设计方案的拟订 2.1 箱体 (1) 蜗轮蜗杆箱体内壁线的确定； (2) 轴承孔尺寸的确定； (3) 箱体的结构设计； a.箱体壁厚及其结构尺寸的确定 b. 轴承旁连接螺栓凸台结构尺寸的确定 c.确定箱盖顶部外表面轮廓 d. 外表面轮廓确定箱座高度和油面 e. 输油沟的结构确定 f. 箱盖、箱座凸缘及连接螺栓的布置 2.2 轴系部件 (1) 蜗轮蜗杆减速器轴的结构设计 a. 轴的径向尺寸的确定 b. 轴的轴向尺寸的确定 (2) 轴系零件强度校核 a. 轴的强度校核 b. 滚动轴承寿命的校核计算 2.3 减速器附件 a.窥视孔和视孔盖 b. 通气器 c. 轴承盖 d. 定位销 e. 油面指示装置 f. 油塞 g. 起盖螺钉 h. 起吊装置 3 减速器的总体设计 3.1 传动装置的总体设计 3.1.1 拟订传动方案 本传动装置用于带式运输机，工作参数：运输带工作拉力F=5KN，工作速度=1.6m/s，滚筒直径D=500mm，传动效率η=0.96，（包括滚筒与轴承的效率损失）两班制，连续单向
运转，载荷较平稳；使用寿命8年。环境最高温度80℃。本设计拟采用蜗轮蜗杆减速器，传动简图如下图所示。 传动装置简图 1—电动机2、4—联轴器3—一级蜗轮蜗杆减速器 5—传动滚筒6—输送带 3.1.2 电动机的选择 （1）选择电动机的类型 按工作条件和要求，选用一般用途的Y系列三相异步电动机,封闭式结构,电压380V。 （2）选择电动机的功率 电动机所需的功率P d = P w/ 式中P d—工作机要求的电动机输出功率，单位为KW； η—电动机至工作机之间传动装置的总效率； P w—工作机所需输入功率，单位为KW； =Fv／1000=5000×1.6／1000×0.79=10.12 kW 输送机所需的功率P W
一、课程设计任务书 题目：设计某带式传输机中的蜗杆减速器 工作条件：工作时不逆转，载荷有轻微冲击；工作年限为10年，二班制。 已知条件：滚筒圆周力F=4400N；带速V=0.75m/s；滚筒直径D=450mm。
二、传动方案的拟定与分析 由于本课程设计传动方案已给：要求设计单级蜗杆下置式减速器。它与蜗杆上置式减速器相比具有搅油损失小，润滑条件好等优点，适用于传动V≤4-5 m/s,这正符合本课题的要求。
三、电动机的选择 1、电动机类型的选择 按工作要求和条件，选择全封闭自散冷式笼型三相异步电动机， 电压380Ｖ，型号选择Y 系列三相异步电动机。 2、电动机功率选择 1）传动装置的总效率： 23 ηηηηη=???总蜗杆联轴器轴承滚筒 230.990.990.720.960.657=???= 2）电机所需的功率： 2300 1.2 4.38100010000.657 FV P KW η?===?电机 总 3、确定电动机转速 计算滚筒工作转速： 601000601000 1.263.69/min 360 V r D ηππ???===?滚筒 按《机械设计》教材推荐的传动比合理范围，取一级蜗杆减速器传动比范围580i = 减速器，则总传动比合理范围为I 总=5～80。故电动机转速的可选范围为： (5~80)63.69318.45~5095.2/min n i n r =?=?=总电动机滚筒。符合这一范围的同步转速有750、1000、1500和3000r/min 。 根据容量和转速，由有关手册查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第4方案比较适合，则选n=3000r/min 。 4、确定电动机型号 根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S1-2。 其主要性能：额定功率5.5KW ；满载转速2920r/min ；额定转矩2.2。 0.657η=总 63.69/min n r =滚筒 4.38P KW =电机 860~10320/min n r =电动机 电动机型号： Y132S1-2
一级蜗轮蜗杆减速器 一级蜗轮蜗杆减速器 蜗轮蜗杆减速器是一种常用的减速装置，广泛应用于工业生产 中的机械传动系统中。它由蜗轮和蜗杆两部分组成，通过它们的啮 合与转动，可以实现输入和输出轴之间的速度和转矩的转换。 1. 减速方式 蜗轮蜗杆减速器通过蜗轮和蜗杆的啮合来实现减速的目的。蜗 轮的外形呈圆环状，上面有多个蜗齿，而蜗杆则呈螺旋状。当蜗轮 和蜗杆啮合时，蜗轮的旋转运动会转化为蜗杆的线性运动，从而实 现减速的效果。 2. 结构特点 一级蜗轮蜗杆减速器的结构相对简单，主要由蜗轮、蜗杆、轴 承和外壳组成。蜗轮位于输入轴上，蜗杆则位于输出轴上。蜗轮和 蜗杆的啮合面经过精密加工，以保证其啮合的精度。轴承则用于支 撑和固定蜗轮、蜗杆和轴的转动。外壳则为整个减速器提供保护。 3. 工作原理 一级蜗轮蜗杆减速器的工作原理相对简单。当输入轴带动蜗轮 旋转时，蜗轮上的蜗齿会与蜗杆相互啮合。由于蜗杆螺旋状的结构，
蜗轮的旋转运动会被转化为蜗杆的线性运动。通过调整蜗轮和蜗杆的啮合角度，可以实现不同的速度比。 4. 优点和应用 一级蜗轮蜗杆减速器具有以下优点： - 承载能力强：蜗轮蜗杆减速器由于采用螺旋齿形，具有很大的传动比。同时，由于蜗轮和蜗杆啮合方式的特殊性，使得整个减速器的承载能力很高。 - 减速稳定：蜗轮蜗杆减速器具有减速比高的特点，能够稳定输出转矩和速度。 - 结构紧凑：一级蜗轮蜗杆减速器的结构紧凑，体积小，可以在有限的空间内实现大的减速比。 蜗轮蜗杆减速器广泛应用于各种需要减速的机械传动系统中。例如，它常常用于机床、起重设备、输送设备等。 5. 维护保养 为了保证一级蜗轮蜗杆减速器的正常运行和延长使用寿命，需要进行定期的维护保养。具体措施包括： - 定期更换润滑油：蜗轮蜗杆减速器运转过程中，需要润滑油的保护。因此，定期更换润滑油是十分必要的。
机械设计课程设计 设计说明书 设计题目：一级蜗轮蜗杆减速器 专业：机械设计制造及其自动化 班级： 学号： 学生姓名： 指导老师： 2008年6月30日 桂林电子科技大学 目录
1、机械设计课程设计任务书------------------------------第2页 2、运动学与动力学计算------------------------------------第3页 3、传动零件设计计算----------------------------------------第7页 4、轴的设计计算及校核-------------------------------------第12页 5、箱体的设计-------------------------------------------------第22页 6、键等相关标准的选择-------------------------------------第24页 7、减速器结构与润滑、密封方式的概要说明----------第26页 8、参考文献----------------------------------------------------第28页 9、设计小结----------------------------------------------------第29页
1.《机械设计》课程设计任务书 一、设计题目 设计用于带式运输机的传动装置。 二、工作原理及已知条件 工作原理：带式输送机工作装置如下图所示。 己知条件 工作条件：一班制，连续单向运转。载荷平稳，室内工作，有粉尘（运输带与卷筒及支撑件，包括 卷筒轴承的摩擦阻力影响已在F中考 虑）。 使用期限：十年，大修期三年。 生产批量：10台。 动力来源：电力，三相交流，电 压380／220 V。 运输带速度允许误差：±5％。 生产条件：中等规模机械厂， 可加工7-8级精度齿轮及蜗轮。 滚筒效率：ηj=0.96（包括滚筒与轴承）。 设计工作量： 1.减速器装配图一张（A0或A1）。 2.零件图1-2张。 3.设计说明书一份。 已知条件传送带工作拉 力F（N）传送带工作速 度v（m/s） 滚筒直径D （mm） 参数1955 1.2 240
一级蜗轮蜗杆减速器设计说明书 第一章绪论 1。1本课题的背景及意义 计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CAM）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术.本次设计是蜗轮蜗杆减速器，通过本课题的设计，将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习. 1.1。1 本设计的设计要求 机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容，因此,必须从机器整体出发来考虑零件的设计.设计零件的步骤通常包括：选择零件的类型；确定零件上的载荷；零件失效分析；选择零件的材料；通过承载能力计算初步确定零件的主要尺寸;分析零部件的结构合理性;作出零件工作图和不见装配图。对一些由专门工厂大批生产的标准件主要是根据机器工作要求和承载能力计算，由标准中合理选择。 根据工艺性及标准化等原则对零件进行结构设计，是分析零部件结构合理性的基础.有了准确的分析和计算，而如果零件的结构不合理,则不仅不能省工省料，甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件,或者根本装不起来。 1。2。（1)国内减速机产品发展状况 国内的减速器多以齿轮传动，蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题.另外材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在传动的理论上，工艺水平和材料品质方面没有突破，因此没能从根本上解决传递功率大，传动比大，体积小，重量轻，机械效率高等这些基本要求. (2）国外减速机产品发展状况 国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势,减速器工作可靠性好，使用寿命长.但其传动形式仍以定轴齿轮转
动为主，体积和重量问题也未能解决好.当今的减速器是向着大功率、大传动比、 小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展. 1.3.本设计的要求 本设计的设计要求机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的 具体内容，因此,必须从机器整体出发来考虑零件的设计计算,而如果零件的结 构不合理，则不仅不能省工省料，甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器 工作和维修要求的良好部件,或者根本装不起来。 机器的经济性是一个综合性指标,设计机器时应最大限度的考虑经济性. 提高设计制造经济性的主要途径有:①尽量采用先进的现代设计理论个方法，力 求参数最优化,以及应用CAD技术,加快设计进度，降低设计成本；②合理的组 织设计和制造过程;③最大限度地采用标准化、系列化及通用化零部件；④合理 地选择材料,改善零件的结构工艺性,尽可能采用新材料、新结构、新工艺和新 技术,使其用料少、质量轻、加工费用低、易于装配⑤尽力改善机器的造型设计， 扩大销售量. 提高机器使用经济性的主要途径有:①提高机器的机械化、自动化水平， 以提高机器的生产率和生产产品的质量；②选用高效率的传动系统和支承装置， 从而降低能源消耗和生产成本;③注意采用适当的防护、润滑和密封装置，以延 长机器的使用寿命,并避免环境污染. 机器在预定工作期限内必须具有一定的可靠性。提高机器可靠度的关键是 提高其组成零部件的可靠度。此外，从机器设计的角度考虑,确定适当的可靠性 水平，力求结构简单，减少零件数目，尽可能选用标准件及可靠零件，合理设计 机器的组件和部件以及必要时选取较大的安全系数等，对提高机器可靠度也是十 分有效的。 1.4。研究内容（设计内容） （1)蜗轮蜗杆减速器的特点
一级蜗轮蜗杆减速器 一级蜗轮蜗杆减速器范本 1. 引言 1.1 目的和背景 1.2 文档范围 2. 概述 在机械传动领域，蜗轮蜗杆减速器是常用的一种装置。它通过将输入转矩与输出转矩之间进行比例变换来实现降低旋转速度并增加扭力。 3. 工作原理 转动输入端（通常为电机）使得带有斜齿面的圆柱形零件——即“滚子”或者称为“丝锥”的部分在一个特定角度上推进着另外一个具备同样类型、但不完全相等尺寸参数以及倾斜方向相反齿数较多而成型更大直径环墙体表面。 4.结构组成 主要由驱动主体、中心支撑架、出入口法兰盘两个侧壁安装孔位所连接起来，并配合调整好高精密质量标志性重点元素：如绞牙
规格大小；其次还包括了冷却系统管道设备接头位置布局设计图纸文件信息清单列表； 5.技术指标 5.1 额定输入功率 5.2 输出转速范围 5.3 扭矩传递效率 6.应用领域 蜗轮蜗杆减速器广泛应用于工业生产线、机械设备等各个行业，如： - 自动化装配线 - 纸张制造和印刷机械 - 化学加工设备 7.安装与维护 在进行蜗轮蜗杆减速器的安装和维护时，请遵循以下步骤： a) 安全检查：确保所有电源已关闭并断开连接。
b) 减震垫片：在将减速器放置到基座上之前，在其下方使用合适的防振垫片以降低运行中可能出现的振动。 8.常见问题解答 9.法律名词及注释 • 版权: 指对作品享有复制权利、发表权利、署名权或者修改他人作品后再次公布该修订版所需权限； • 商标: 是一个特殊符号（图形）或名称，被组织注册为商家产品/服务来源证明，并且可以通过其他公司购买授权来使用它们； 10.本文档涉及附件 请参阅附加的技术规格表和安装图纸。
一级蜗轮蜗杆减速器 1.引言 蜗轮蜗杆减速器是一种常用的传动装置，通过蜗轮和蜗杆的啮 合来实现减速效果。本文档旨在介绍一级蜗轮蜗杆减速器的相关知识，包括其结构、工作原理、应用领域等内容。 2.结构及组成部件 一级蜗轮蜗杆减速器主要由蜗轮、蜗杆、轴承、壳体等组成。 其中，蜗轮是齿轮的一种，通常具有大于蜗杆齿轮数的特点，而蜗 杆则是驱动蜗轮旋转的轴。 3.工作原理 蜗轮蜗杆减速器的工作原理是通过蜗轮和蜗杆的啮合，将输入 轴的转动传递给输出轴，实现减速效果。蜗轮的齿数较多，蜗杆的 螺旋角度较小，因此输入轴一圈的转动将会使输出轴转动一定角度，从而实现减速。 4.优点和应用领域 一级蜗轮蜗杆减速器具有结构简单、体积小、承载能力大、传 动比范围宽等优点。它广泛应用于机械制造、工程机械、输送设备、冶金、化工等行业中需要减速的场合。
5.维护与维修 蜗轮蜗杆减速器的维护与维修需要注意以下几点： ●定期检查润滑油的质量和使用情况，及时更换并补充润滑油。 ●清洗蜗轮蜗杆表面的灰尘和杂质，确保其正常运转。 ●定期检查传动部位的灰尘和杂质，及时清理。 ●若发现减速器工作异常或有异常噪音，应及时停机检修。 6.附件 本文档附带以下相关附件： ●蜗轮蜗杆减速器设计图纸 ●蜗轮蜗杆减速器使用说明书 7.法律名词及注释 本文档涉及的法律名词及其注释如下： ●轴承：一种支撑和定位旋转轴的机械元件，用于减少摩擦和 承受轴向载荷。 ●输入轴：将动力输入到减速器的轴。 ●输出轴：从减速器输出动力的轴。 ●润滑油：用于润滑减速器的特定液体。
●啮合：两个齿轮齿槽紧密结合并传递力的过程。
重庆三峡学院毕业设计（论文） 题目一级蜗轮蜗杆减速器 院系应用技术学院 专业机械设计制造及其自动化 年级 2 0 0 8 级 学生学号 200815144145 学生姓名蒋兴涛 指导教师宋渊明职称高级实验师完成毕业论文时间 2011 年 12 月
目录 摘要Ⅰ 第一章绪论 (1) 1.1 本课题的背景及意义 (1) 1.2 本设计的设计要求 (1) 1.3 国内减速器产品发展的状况 (1) 1.4 国外减速器产品发展状况 (2) 1.5 本设计的要求 (2) 1.6 研究内容 (3) 第二章减速器的总体设计 (5) 2.1 传动装置的总体设计 (5) 2.2 传动零件的设计计算 (7) 2.3 轴的设计 (16) 第三章轴承的选择和计算 (22) 3.1 涡轮轴的轴承选择和计算 (22) 3.2 蜗杆轴的轴承选择和计算 (24) 3.3 减速器铸造箱体的主要结构尺寸 (24) 第四章其他零件设计 (26) 4.1 键联接的选择和计算 (26) 4.2 联轴器的选择和计算 (27) 4.3 减速器的润滑 (28) 4.4 部分零件加工工艺工程 (28) 结论 (33) 参考文献 (34) Abstract (36)
摘要 这篇课程设计的论文主要阐述的是一套系统的关于蜗轮蜗杆减速器的设计方法。下置式蜗轮蜗杆是减速器的一种形式，它与蜗杆上置式减速器相比具有搅油损失小，润滑条件好等优点，适用于传动V≤4-5 m/s。 在论文中，首先，对此次课程设计要求作了简单的介绍，接着阐述了蜗轮蜗杆的结构和条件。然后对其结构粗设计，接着就按课程设计准则和设计理论进行尺寸的计算和校核。代表着减速器的一般过程。对其他的蜗轮蜗杆的设计工作也有一定的价值。 目前，在蜗轮蜗杆减速器的设计、制造以及应用上，国内与国外先进水平相比仍有较大的差距。国内在设计制造蜗轮蜗杆减速器的过程中存在着很大程度的缺点，问题如：轮齿根切；蜗杆毛坯的正确设计；刚度的条件；蜗轮蜗杆的校核。 关键词：滚子轴承、蜗轮蜗杆减速器、蜗杆、蜗轮、键、联轴器