《蜗轮蜗杆减速器》设计说明书
姓名秦富冬
学号083731431
学院机械交通学院
专业机械设计及其自动化
班级机制082
指导教师张学军
日期2010 ---12
目录
一前言--------------------------------- 2二设计题目-------------------------------4 三电动机的选择---------------------------4 四传动装置动力和运动参数 ----------------6 五蜗轮蜗杆的设计-------------------------7 六减速器轴的设计------------------------10 七滚动轴承的确定和验算------------------14 八键的选择------------------------------15
九联轴器的选择--------------------------16 十
润滑和密封的设计----------------------16
十一铸铁减速器结构主要尺寸----------------16 十二小结----------------------------------17 十三感谢----------------------------------17 十四参考文献------------------------------18
一前言
机械设计课程的目的
机械设计课程设计是机械类专业和部分非机械类专业学生第一次较全面的机械设计训练，是机械设计和机械设计基础课程重要的综合性和实践性教学环节。其基本目的是：
(1) 通过机械设计课程的设计，综合运用机械设计课程和其他有关先修课程的理论，结合生产实际知识，培养分析和解决一般工程实际问题的能力，并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。
(2) 学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。
(3) 进行机械设计基本技能的训练，如计算、绘图、熟悉和运用设计资料（手册、图册、标准和规范等）以及使用经验数据，进行经验估算和数据处理等。
机械设计课程的内容
选择作为机械设计课程的题目，通常是一般机械的传动装置或简单机械。
课程设计的内容通常包括：确定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联轴器、润滑、密封和联接件的选择及校核计算；箱体结构及其附件的设计；绘制装配工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。
在设计中完成了以下工作：
①减速器装配图1张（A0或A1图纸）；
②零件工作图2～3张（传动零件、轴、箱体等）；
③设计计算说明书1份，6000～8000字。
机械设计课程设计的步骤
机械设计课程设计的步骤通常是根据设计任务书，拟定若干方案并进行分析比较，然后确定一个正确、合理的设计方案，进行必要的计算和结构设计，最后用图纸表达设计结果，用设计计算说明书表示设计依据。
机械设计课程设计一般可按照以下所述的几个阶段进行：
1．设计准备
①分析设计计划任务书，明确工作条件、设计要求、内容和步骤。
②了解设计对象，阅读有关资料、图纸、观察事物或模型以进行减速器装拆试验等。
③复习课程有关内容，熟悉机械零件的设计方法和步骤。
④准备好设计需要的图书、资料和用具，并拟定设计计划等。
2．传动装置总体设计
①确定传动方案——圆锥齿轮传动，画出传动装置简图。
②计算电动机的功率、转速、选择电动机的型号。
③确定总传动比和分配各级传动比。
④计算各轴的功率、转速和转矩。
3．各级传动零件设计
①减速器外的传动零件设计（带传动、链传动、开式齿轮传动等）。
②减速器内的传动零件设计（齿轮传动、蜗杆传动等）。
4．减速器装配草图设计
①选择比例尺，合理布置试图，确定减速器各零件的相对位置。
②选择联轴器，初步计算轴径，初选轴承型号，进行轴的结构设计。
③确定轴上力作用点及支点距离，进行轴、轴承及键的校核计算。
④分别进行轴系部件、传动零件、减速器箱体及其附件的结构设计。
5．减速器装配图设计
①标注尺寸、配合及零件序号。
②编写明细表、标题栏、减速器技术特性及技术要求。
③完成装配图。
6．零件工作图设计
①轴类零件工作图。
②齿轮类零件工作图。
③箱体类零件工作图。
二 课程设计题目
设计一用于带式运输机的链，运输机连续工作，空载启动，载荷变化不大，单向运转使用期限8年，工作环境清洁，每天工作16小时，每年工作300天。运输链允许速度误差5%
原始数据
运输带拉力：F=30kN ，运输带速度 v=0.3m/s 卷筒直径Ｄ=280mm
二选择电动机的选择计算
备注
2.1 选择电动机的类型
按工作要求和条件，选用三相笼型异步电动机，封闭式结构，电压380V ，Y 型。
2.2 选择电动机的容量
电动机所需工作功率按设计指导书式（1）为
kw a
Pw Pd η=
由设计指导书公式（2）
kw Fv Pw 1000
=
因此kw a
Fv
Pd η1000=
估算由电动机至运输带的传动的总效率为
71.0=η
a
4.0d
kw
P
= 69min
r
n =
选择电动机为Y132S —4
20.86a
i
=
ηηηη2
3
2
21
=a
η2
1为联轴器的传动效率根据设计指导书参考表1初选99.01
=η
η2为蜗杆传动的传动效率8.02
=η η2
3为轴承的传动效率出选99.03
=η
()()77.099.08.099.02
1
2
=??=ηa
2.3 确定电动机的转速
由已知可以计算出卷筒的转速为
按设计指导书表1推荐的合理范围，蜗杆传动选择为闭式 （闭式为减速器的结构形式），且选择采用双头传动，同时可以在此表中查得这样的传动机构的传动比是10—40。
故可推算出电动机的转速的可选范围为：
()1040696902760min
min
d
r
r
i n n
=?=--?=-i
符合这一范围的同步转速为：查机械设计手册第3版第167页的表12-1可知 m in 720r m in 960r m in 1440r
根据容量和转速，由设计手册查出的电动机型号，因此有以下三种传动比选择方案，如下表：
方案 电动机型号 额定功率kw 同步转速m in r 满载转速m in r 电动机质量kg 传动装置传动比
1 Y-132S -4
5.5 1500 1440 68
2 Y132M2-6
5.5 1000 960 84
3 Y160M2-8
5.5 750 720 119
综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量，价格以及传动比，可见第三种方案比较合适，因此选定电动机的型号是Y-132S-4。 其主要性能如下表
型号 额定功率 满载转速 满载电流
效率
Y132S -4
5.5 1440 380V 该电动机的主要外型和安装尺寸如下表：（装配尺寸图参考设计文献３表12-3）
中心高 外形尺寸 地脚安装尺寸 地脚螺栓孔直径 轴伸尺寸D ×E 装键部位尺
寸F ×GD
132 475×345×315
216×140 12 38×80 10×41
2.4 确定总的传动比
由 选定的电动机满载转速n m 和工作机的主轴的转速 n ，可得传动装置的
总的传动比是：
1440
20.8669
m
a n
n
i =
=
= i 在15—30范围内可以选用双头闭式传动。
的三传动装置运动和动力参数计算
3.1 计算各轴的转速
n
1
为蜗杆的转速，因为和电动机用联轴器连在一起，其转速等于电动机的转速。
n 2
为蜗轮的转速，由于和工作机联在一起，其转速等于工作主轴的转速。 min 14401
r n = 2
69min r n =
3.2 计算各轴的输入功率
p d 为电动机的功率 5.5d
kw p =
p 1
为蜗杆轴的功率
1
1 5.50.99 5.4d kw p p η=?=?= p 2
为蜗轮轴的功率
32
21 5.40.80.98 4.26kw p p ηη=??=??=
3.3 计算各轴的转矩
T
d 为电动机轴上的转矩
5.5
9550955036.471440d
d
m
N m p T n
===? T 1
为蜗杆轴上的转矩
1
1
1
5.49550955035.81440
N m P T
n ==?=? 2
T 为蜗轮轴上的转矩
2
2
2
4.2695509550589.669
N m P T
n ==?=? 1 5.4kw p = 2 4.26kw p = 36.47d
Nm T = 1
35.8Nm T =2
589.6T =N.
m
的四 确定蜗轮蜗杆的尺寸
4.1 选择蜗杆的传动类型
根据GB\T 10087-88的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI ） 4.2 选择材料
根据蜗杆传动传递的功率不大，速度只是中等，故蜗杆采用45#钢淬火处理，因希望效率高些，采用双头蜗杆。 4.3 按齿面接触疲劳强度进行设计
根据闭式蜗杆的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根的弯曲疲劳强度。由文献1式（11-12）计算传动中心距
K=1.39
150E a Z MP =
ρZ =2.8
[H σ]’ =220Mpa
43.8410n
L
=?
N 8
1.58910=? H σ=155.6a MP a=200mm m=8mm 1d =80mm
[]2
3
2
E a K H Z Z T ρσ≥
A ?? ?
??
⑴ 2T =594090N.mm
⑵ 确定使用系数K
A K 为使用系数，查机械设计基础第235页表13-15，由于工作载荷有轻微震动且空载启动故取A K =1.1。
⑶ 确定弹性影响系数E Z ，选用铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，取
150E a Z MP =
⑷ 确定接触系数ρZ
先假设蜗杆分度圆直径和传动中心比1d / a=0.4由文献1图11-18中可查得
ρZ =2.8
⑸ 确定许用接触应力[H σ]
蜗轮材料为铸锡磷青铜，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度>45HRC ，可以从机械设计基础第197表12-4中查得蜗轮的基本许用应力[H σ]’ =220Mpa
应力循环次数为 L n n
j N ??
=2
60
2
69min r n =,(n 2
为蜗轮转速) 4
163008 3.8410n
L =??=?,(L
n
为工作寿命)
j 为蜗轮每转一周每个轮齿啮合的次数j=1 N=4
8
60169 3.8410 1.58910????=? 所以寿命系数为
7
8
8
10
0.71.58910HN k ==?
则H σ=k HN ?[H σ]`=0.7220?=155.6a MP
⑹ 计算中心距
2
2
33
2
150 2.81.1589600167.8155.6Z Z E a KT mm mm H ρ
σ???
≥
=??= ?????
????
???
取中心距a=200mm ，因I=20.86，从机械设计第八版第245页表11-2中取
m=8mm ，1d =80mm 。这时1d / a=4.020080=mm
mm
, 从机械设计基础第197页图12-11中查取接触疲劳系数为ρZ ’=2.8，因为Z ρ’ 4.4 计算蜗轮和蜗杆的主要参数和几何尺寸 ⑴ 蜗杆 轴向齿距 133.258===ππm P a 直径系数 10=q 分度圆直径 133.25=a P 10=q mm d a 961= mm d f 8.601="'=361811 ογ 12.56a mm s = 2Z =41 2x =-0.500 5.20=i Δi=1.7% ＜5% mm d 3282= mm d a 3362= mm d f 8.3002= mm r g 322= 62.432=V z 2a F Y =2.87 9186.0=βY []F σ′ =56Mpa [] FN σ28MPa = 6.1/S m s v = ρ=1°16’ 84.0=η a d =15 算出S=0.652 m t 0=65℃ t a =20℃ 21a S m = S a ＞S 散热平衡不合适 181080d mq mm ==?= 节圆直径 1(2)72N d m q x mm =+= 齿顶圆直径 mm h d d a a 96812802111=??+=+= 齿根圆直径 mm h d d f f 8.60)3.08(2802111=+?-=-= 分度圆导程角 "'=3618 11 ο γ 蜗杆轴向齿厚 12.562 a m mm s π== ⑵ 蜗轮 蜗轮齿数2Z =41，变位系数2x =-0.500 验算传动比 5.202 4112=== Z Z i 这时传动比误差为 Δi= 20.520.86 1.7%20.86 -=-＜5% 符合要求 蜗轮分度圆直径 mm mz d 32841822=?== 蜗轮喉圆直径 mm h d d a a 33668123282222=??+=+= 蜗轮齿根圆直径 mm x h d d f f 8.300)8()5.01(23282222=+?+?-=-= 蜗轮咽喉母圆半径 mm d a r a g 323362 1 2002122=?-=-= 蜗轮尺宽 10.750.759672a B d mm ==?= 4.5 校核齿根弯曲疲劳强度 []F F F Y Y m d d KT a σσβ≤= 2212 53.1 选取当量系数 62.43361811cos 41 cos 3 322=" '?== γz z V 根据变位系数2x =-0.500，2V z =43.62 从文献1中的图11-19中查得齿形系数为 2a F Y =2.87。 螺旋角系数 βY =9186.01404.1111401=? ? - =? - γ 许用弯曲应力 []FN σ=[]FN F K ?'σ 从机械设计基础表12-6中查得由铸锡磷青铜制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 为 []F σ′=40Mpa 。 寿命系数为 788 10 0.71.58910 FN k ==? []FN σ=[]FN F K ?'σ=400.728MPa ?= F σ= 1.53 1.1589600 4.8803288cos11.3099 MPa ??=???＜[]FN σ 由此可见弯曲强度是可以满足的。 4.6 蜗杆传动的热平衡核算 蜗杆传动的效率低，工作时发热量大。在闭式传动中，产生的热不能及时散逸，将因油热不断升高而使润滑油稀释，从而增大摩擦，甚至发生胶合。必须进行热平衡计算，以保证油温稳处于规定的范围内。根据文献1 P263—P265内容 摩擦损耗的功率()η-=1p p f 产生的热流量为 ()μφ -=110001 p 又已知P=4.0KW 231 ηηηη=?? η1——轮齿啮合的效率 ()? ηγγ v +=tan tan 1 （γ为蜗杆分度圆上的导程角） η2 ——轴承效率 η3 ——搅动润滑油阻力的效率 η2η3 =0.95-0.97 ρ为当量摩擦角，arctan v f ρ=其值可根据滑动速度由表11-18和1-19中 选取。滑动速度计算为 111 6.1/cos 601000cos S m s v d n v πγγ ===? 又由于蜗轮是有铸锡磷青铜制造的且硬度≥45HRC 计算得ρ为1°16’ 由于轴承摩擦及溅油这两项功率损耗不大，一般取为0.95—0.96则总效率为 13 2 ηη ηη=??=（0.95- -0.96） ( ) ? γγv +tan tan =0.84 以自然冷却的方式从箱体外壁散发到周围空气中的热流量为 ()t t a d S -=0 2 αφ αd 为箱体的表面传热系数,空气流通好,取为15 S 为内表面能被润滑油溅到的,而外表面又可为周围空气冷却的箱体表面面积 根据已知算出此面积0.722 m S 为内表面能被润滑油所飞溅到，外表面又可以为周围空气所冷却的箱体表面面积。 t 设为正常工作的油温为65 t a 为周围空气的温度常取为20℃ 计算可得 ()1 1000 4.2610.84681.6W φ =??-= ()a d t t S -=02 αφ 根据热平衡条件，φ1=φ2 在一定的条件下保持工作温度所需的散热面积为 ()() 20100011a d a P S m t t ηα-==- 即 S a ＞S 所以表面散热面积不满足散热要求，需加大于0.282 m 的散热片。 五 轴的设计计算 5.1 蜗杆轴的设计 由于蜗杆直径很小，可以将蜗杆和蜗杆轴做成一体，即做成蜗杆轴。 5.1.1 蜗杆上的转矩T1=31.04N ·m 5.1.2 求作用在蜗杆及蜗轮上的力 圆周力3 11212235.81089580 t a T F F N d ??==== 轴向力 3 212222589.6103595.1328 a t T N d F F ??==== 径向力 122tan 3595.1tan 201308.5r r t F F F N α===?= 圆周力径向力以及轴向力的作用方向如图所示 5.1.3 初步确定轴的最小直径 先按机械设计第八版中的表15-3初步估算蜗杆的最小直径，选取的材料为45#钢，调质处理，根据文献1中的表15-3，取0A =120， 则 1 33 0min 1 5.4 12018.61440 mm p d A n ==?= 蜗杆轴的最小直径显然是要安装联轴器处轴的直径，为了使所选的轴的直径d 和联轴器的孔相适应，故需同时选取联轴器型号.。 联轴器的计算转矩d ca KaT T =,查文献1中的表14-1，考虑到转矩变化很小，故取Ka =1.5，则有： 1.53580053700ca d T KaT N mm ==?=? 按照计算转矩Tca 应小于联轴器公称转矩的条件，查标机械设计手册，选用TL 6型联轴器，其公称转矩为250m N ?。联轴器的尺寸为d=32～38mm,L=112mm,A=45。 5.1.4 蜗杆轴的结构设计 ⑴拟定蜗杆上零件的装配方案 蜗杆是直接和轴做成一体的，左轴承及轴承端盖从左面装，右轴承及 右端盖从右面装。 ⑵根据轴向和周向定位要求，确定各段直径和长度，轴径最小 d =38mm ，蜗杆齿宽B 计算选为163mm 。轴的长度为500其余部分尺寸见 下图： 12895t a F F N ====21t a F F 3595.1N ==21r r F F 1308.5N 0A =120 min 18.6mm d = Ka =1.5 =ca T 53700mm N ? 941.5Vb R N =367Va R N = 447.5Ha Hb R R N == =vc M 235558mm N ? =' vc M 235375 mm N ? 111875Hc M N mm =? =c M 260774.9mm N ? 'c M = 260609.6 mm N ? =ca σ 17.54MPa ca σ<][1-σ 疲劳强度不必校核 min 18.6mm d = ca T = 405590 253 86 48 50 60 45 96 71 500 5.1.5 轴的校核 （1）垂直面的支承反力（图b ） 21/21308.52503595.180/2 941.5.500 r a Vb F l F d R N L ?+??+?= == 1308.5941.5367Va r Va R F F N =-=-= （2）水平面的支承反力（图c ） 1895447.522 t Ha Hb F R R N == == （3）绘垂直面的弯矩图（图b ） 1180 3672503595.223555822 vc va a d M R l F N mm =?+?=?+?=? ' 2941.5250235375vc vb M R l N mm =?=?=? （4）绘水平面的弯矩图（图c ） 1447.5250111875Hc Ha M R l N mm =?=?=? （5）求合成弯矩（图d ） 2222235558111875260774.9c VC HC M M M N mm =+=+=? ''2222235375111875260609.6c VC HC M M M N mm =+=+=? 884.4N m ? d=50mm L=380 mm =ca σ 56MPa ca σ<][1-σ 疲劳强度不必校核 min 47.5mm d = （6）该轴所受扭矩为 T=35800N.mm （7）按弯扭合成应力校核轴的强度 根据文献1式（15-5）及以上数据，并取α=0.6，轴的计算应力 22 2233 ()206774.9(0.635800)20.7887.50.147.88c ca M T MPa W ασ++?= ==? 前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献1表15-1查得MPa 60][1=-σ。因此ca σ<][1-σ，故安全。 （8）由于轴的最小直径是按扭转强度很宽裕地确定的，由蜗杆轴受力情况知截面C 处应力最大，但其轴径也较大，且应力集中不大，各处应力集中都不大，故蜗杆轴疲劳强度不必校核。 5.2 蜗轮轴的设计和计算 5.2.1 计算最小轴径： 按文献1中的式15-2初步估算蜗杆的最小直径，选取的材料为45#钢，调质处理，根据文献1中的表15-3，取0A =112， 则 2 3 3 0min 2 4.26 12047.469 mm p d A n = =?= 5.2.2选联轴器： 联轴器的计算转矩Tca=Ka .T3,查文献1中的表14-1，考虑到转矩变化很小，故取Ka =1.5则有： 2 1.5589.6884.4ca A N m N m k T T ==??=? 按照计算转矩Tca 应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计课程设计手册，选用LT9型弹性套柱销联轴器 其公称转矩为1000N.m 联轴器的轴径 d 1=50mm 联轴器的长度 L=112mm A=65 所以选轴伸直径为50mm 。 5.2.3 初选滚动轴承： 据轴径初选圆锥滚子轴承 所以轴的长度为 450mm 。 至此，已经初步确定了轴的各段直径和长度。 5.2.4 轴上零件的周向定位： 半联轴器和轴的周向定位均采用平键连接。半联轴器和轴的配合为H7/k6。滚动轴承和轴的周向定位是用过盈配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为k6。蜗轮和轴采用过盈配合H7/r6。 根据参考机械设计得,轴端倒角为2×45°，各轴肩处的圆角半径为R1.6。 确定轴上的载荷如下图 18 14 90 65 80 60 58 50 112 450 86 176 76 46 5.2.5 按弯扭合成应力效核轴的强度 （1）垂直面的支承反力（图b ） 222/21308.5225895328/2 980450 r a Vb F l F d R N L ?+??+?= == 21308.5980328Va r Vb R F F N =-=-= （2）水平面的支承反力（图c ） 23595.11797.5522 t Ha Hb F R R N == == （3）绘垂直面的弯矩图（图b ） 21328 32822589522058022 vc va a d M R l F N mm =?+?=?+?=? ' 2980255220500vc vb M R l N mm =?=?=? （4）绘水平面的弯矩图（图c ） 11797.55225404448.75Hc Ha M R l N mm =?=?=? （5）求合成弯矩（图d ） 2222220580404448.75460688.97c VC HC M M M N mm =+=+=? ''2222220500404448.75460650.6c VC HC M M M N mm =+=+=? （6）该轴所受扭矩为 T=589600N.mm （7）按弯扭合成应力校核轴的强度 根据文献1式（15-5）及以上数据，并取α=0.6，轴的计算应力 22 2233 ()460088.97(0.6589600)560.155c ca M T MPa W ασ++?= ==? 前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由文献1表15-1查得MPa 60][1=-σ。因此ca σ<][1-σ，故安全。 （8）由于轴的最小直径是按扭转强度很宽裕地确定的，由轴受力情况知截面C 处应力最大，但其轴径也较大，且应力集中不大，各处应力集中都不大，故蜗轮轴疲劳强度不必校核。 六 滚动轴承的选择及其寿命计算 6.1轴承的选择 本设计中有两处使用到了轴承，一处是在蜗杆轴，已知此处轴径d=50mm ，所以选内径为50mm 的轴承，在机械设计课程设计手册中选择圆锥滚子轴承；查表 6-7，选择型号为32310的轴承，右端采用两个串联。另一处是在蜗轮轴；已知次 此处轴径为d=60mm ，所以选内径为60mm 的轴承，选择圆锥滚子轴承；查表6-1，选择型号为32312的轴承。 6.2计算轴承的受力 （1） 据第五部分计算出的作用在蜗轮轴和蜗杆轴上的外力及支反力。 12895t a F F N == 123595.1a t F F N == 121308.5r r F F N == 蜗杆轴承 941.5Vb R N = 367Va R N = 447.5Ha Hb R R N == 2222367447.5578.5a va Ha R R R N =+=+= 2222941.5447.51042.4b vb Hb R R R N =+=+= 蜗轮轴承 980Vb R N = 328Va R N = 1797.55Ha Hb R R N == 2222 3281797.551827a va Ha R R R N =+=+= 22229801797.552047b vb Hb R R R N =+=+= （2）计算轴承的当量动载荷 计算公式为文献1式（13-8a ） P=fp （XFr+YFa ） 蜗杆轴承 578.5a R N = 1042.4b R N = 蜗轮轴承 1827a R N = 2047b R N = =ab F 2875N N F F da aa 117== Pa=623W Pb=5478W 97008=nb L h 15000000=na L h 轴承合适 蜗杆受轴向力大一端两轴承串联 N F da 436= N F db 605= 蜗轮轴承不必校核 先计算轴承接触时的派生轴向力d F ，根据文献1表13-7，)2/(Y F F r d = 查文献2表6-7 轴承30308，X=0.4,Y=1.6；查文献1表13-6，轻微冲击，取fp=1.1。 蜗杆 /(2)578.5/(2 1.6)180.7da a F R Y N ==?= /(2)1042.4/(2 1.6)325.7db b F R Y N ==?= 由于db ae da F F F >+，选择文献1式（13-11a ） N F F F da ae ab 28751172758=+=+= N F F da aa 117== Pa=fp （XFr+YFaa ）=1.1×（0.4×374+1.6×117）=623W Pb=fp （XFr+YFab ）=1.1×（0.4×949+1.6×2875）=5478W （3）计算轴承寿命 根据机械设计基础式（16-1） ε ?? ? ??=P C n L n 60106 11298' =nb L （单个轴承） 97008=nb L h （两个串联） 15000000=na L h 减速器使用寿命48000h ，所以蜗杆轴右端选用轴承串联，两轴承都合适。 （4）计算蜗轮轴轴承寿命 蜗轮轴轴承派生轴向力 N Y R F a da 436)5.12/(1390)2/(=?== N Y R F b db 605)5.12/(1816)2/(=?== 由于蜗轮轴轴承受力情况较好，参考蜗杆轴轴承校核结果，所用轴承合 适。 七 键联接的选择和验算 7.1选择键联接的类型和尺寸 本设计中有三处要求使用键联接，一处为减速器输入轴（蜗杆）的联轴器处，设置在蜗杆上的键标此处为键1此处轴的直径d1=38。一处是减速器输出轴（蜗轮轴）的联轴器处，设置在蜗轮轴上的键标此处为键2此处轴的直径d2=50。另一处是蜗轮和蜗轮轴的联接，标记此处的键为键3此处轴的直径d3=65。一般8级以上的精度要有定心精度的要求，所以选择用平键联接，由于只是联接的是两根轴，故选用圆头普通平键（A ）型。而键3的蜗轮在轴的中间，所以也选择圆头普通平键（A ）型。 根据以上的数据，从文献2表4-1中查得键1的截面尺寸为：宽度b=18mm ，高度h=11mm 。由联轴器的标准并参考键的长度系列，可以确定取此键的长度L=50mm （比伸入到联轴器的深度短一些）。查得键2的截面尺寸为：宽度b=18mm ，高度h=11mm 。同理取此键的长度L=100mm 。查得键3的截面尺寸为：宽度b=20mm ，高度h=12mm 。由轮毂的宽度并参考键的长度系列，取该键的键长L=60mm 。 7.2 校核键联接的强度 键1处键、轴和联轴器的材料是钢和铸铁，且属于静联接由文献1的表6-2查得许用挤压应力为[σp]=120-150MPa,取其平均值，[σp]=135MPa 。 键的工作长度为L=L-b=50mm-8mm=42mm ，键和轮毂的键槽的接触高度为k=0.5h=0.5×8mm=4mm 。由文献1的式6-1可得 [] σσ p P kld T ≤?= 10 3 2 = MPa MPa 135704.1134 4391004.3123 <=???? 可见联接的挤压强度满足，即该键可以正常工作。 三处键联结 1 键 18×11 2 键 18×11 3 键 20×12 σP = MPa 704.11 1键合适 σ P = MPa 134 2键合适 3键合适 所有的键均满足使用要求 键2处键、轴和 蜗轮的材料是钢和铸铁，且属于静联接由文献1的表6-2查得许用挤压应力为[σp]=120-150MPa,取其平均值，[σp]=135MPa 。键的工作长度为l=L-b=100mm-11mm=89mm ，键和轮毂的键槽的接触高度为k=0.5h=0.5×11mm=5.5mm 。由文献1的式6-1可得 [] σσ p P kld T ≤?= 10 3 2 = MPa MPa 13513434 3941016.35623 <=???? 可见联接的挤压强度满足，即该键可以正常工作。 键3处键规格比键2大，且受载相同，不必校核。 自此减速器中的所有的键均以校核完毕，所有的键均满足使用要求。 八 联轴器的选择 本设计的联轴器的选择主要包括了两个联轴器的选择，第一个是电动机轴和减速器的输入主轴的联结，根据文献2中的表12-23Y 系列电动机的外型尺寸，本设计所选用的电动机的型号为Y132S-4，可知电动机的输出主轴的外伸部分的长度E 和直径D 分别是80和38。又本设计的蜗轮轴的直径计算最小值为47.5和蜗杆的计算最小直径为18.6 mm 。又轴上都装有键，要将尺寸扩大5%左右。最终确定的蜗轮轴的直径和蜗杆轴的直径分别是50mm 和38mm ，G 根据文献2表8-8弹性柱销联轴器（GB5272-85）,最后确定电动机和减速器的输入轴间的联轴器选择为TL9型，其标注为TL9 J60×140\J60×142MT2a 。对于第二个减速器的输出轴和工作机的输入轴之间的联轴器减速器选择TL6型，其标注为TL6联轴器J38×80/J34×82。 TL9 （YA28×62）/（YA22×52MT2a ） TL6 （J38×80/J34×82） 九 密封和润滑 9.1减速器蜗轮蜗杆的传动润滑方式 由于本设计蜗杆减速器才用的是钢蜗杆配青铜蜗轮，参考文献1表11-20，选择L-AN320型号全损耗系统用油，对于蜗杆的给油方式，根据蜗杆的相对滑动速度以及载荷类型选择，本设计的蜗杆减速器蜗杆的相对滑动速度为6.1m/s 内，且采用的是闭式传动，传动载荷中等，根据文献1表11-21蜗杆传动的润滑油粘度推荐值及给油方式，选择油池润滑。关于蜗杆传动的润滑油量，由于采用的是闭式蜗杆传动，搅油损耗不是太大，且采用的是蜗杆上置式的传动，所以浸油深度应为淹没蜗轮半径的1/3。蜗杆的润滑主要采用注黄油润滑。 9.2减速器轴承润滑方式 1.对于轴承的润滑，蜗杆轴承采用油脂润滑。同时蜗轮轴承润滑采用油润滑。另外在安装的时候，也应该对轴承的润滑进行良好处理，应该用润滑油脂进行充分的润滑。 9.3减速器密封装置的选择,通气孔类型 1.对于轴承的密封设计采用了轴承端盖还在其中加入了密封圈。蜗杆轴承端一边用闷端盖，一边用唇形密封圈。蜗轮轴轴承一边用闷端盖，一边用毡圈。整个箱体是密封的。 选择L-AN320型号全损耗系统用油 十 铸铁减速器箱主要结构尺寸 名称 符号 蜗轮蜗杆减速器 选用 箱座壁厚 δ 0.02a+1≥8 10 箱盖壁厚 1δ 0.02a+1≥8 10 箱盖凸缘厚度 B 1 1.51δ 16.5 箱体总尺寸为 箱座凸缘厚度 b 1.5δ 15 箱座第底凸缘厚度 B 2 2.5δ 27.5 地脚螺钉直径 d f 0.036a+12 M20 地脚螺钉数目 n δ=250时，n=4 4 轴承旁联结螺栓直径 d 1 0.75 d f M16 盖和座联结螺栓直径 d 2 (0.5-0.6) d f M10 联结螺栓d 2间距 τ 150-200 150 轴承端盖螺钉直径 D 3 (0.4-0.5)d f M8 视孔盖螺钉直径 D 4 (0.3-0.4) d f M6 定位销直径 d (0.7-0.8) d f 10φ 21,,d d d f 至外箱壁距离 1C 22、15、8 2,d d f 至凸缘边缘距离 2C 18、10 轴承旁凸台半径 1R 20 凸台高度 h 2C 45 外箱壁至轴承座端面距离 1l 1C +2C +(5-10) 40 铸造过渡尺寸 x,y x=3,y=15 r=5 蜗轮顶圆和内箱壁距离 1? >1.2δ 12 蜗轮轮毂端面和内壁距离 2? >δ 15 箱盖、箱座肋厚 m 1, m m 1≈0.85δ, m=0.851δ m 1=12, m=12 轴承端盖外径 D 2 D+(5-5.5)d 3 110 轴承旁联结螺栓距离 S S ≈D 2 87 螺栓直径 M8 M10 M12 M16 M20 M24 M30 min 1C 13 16 18 22 26 34 40 min 2C 11 14 16 20 24 28 34 沉头座直径 20 24 26 32 40 48 60 十二 小结 通过我三个多星期以来的不屑努力，我基本上能够按要求完成机械设计课程设计中指定的各项任务，通过这次设计，进一步提高了我的机械设计知识水平，巩固了所学课程；无论是看图能力还是画图能力都得到了较大的提高，使我们对机械有了更深刻的理解和认识，培养了我综合运用所学 知识解决工程实践问题的能力。 由于实践经验和资料的缺乏，在加上时间的紧迫和对此设计是第一次，所以在设计过程中遇到了许多问题，大部分问题在老师和同学的指导和帮助下得以解决。但也有很多地方设计的不近人意，例如所绘制的图纸有些地方表达的不是很清楚，希望各位老师给予谅解。 十三致谢 对于这次设计的完成,首先感谢母校——塔里木大学的辛勤培育，感谢学校给我提供了如此难得的学习环境和机会，使我学到了许多新的知识、知道了知识的可贵和获取知识的辛劳。 承蒙张涵老师的耐心指导，我顺利地完成了我的课程设计。在此深深感谢我的老师张涵,郭老师给予我的耐心指导和帮助,这也体现了他们对工作高度认真负责的精神，同时也感谢给我带《CAD 制图》、《互换性和测量技术》的王旭锋老师、《机械工程材料》的弋晓康老师、《材料力学》的闫树军老师，没有这些课程做基础，是无法完成机械课程设计的，感谢你们！ 在我的设计过程中，还得到了众多同学的支持和帮助，在此，我对这些同学表示我衷心的感谢和永远的祝福！ 对于这次的课程设计，还有许多美好的设想由于时间和自身因素无法得以实现，这不能不说是本次设计的遗憾之处。不过，至少它启发了我的的思维，提高了我的动手能力，丰富了我为人处世的经验，进一步巩固了所学知识，这为我在以后的学习过程当中奠定了坚实的基础。也为以后在自己的工作岗位上发挥才能奠定了坚实的基础。 最后，再一次衷心的感谢赠和我知识、给予我帮助的所有老师，你们传递的知识使我受用一生，你们的恩情我会铭记一生！虽然说谢谢二字不足以表达我的感情，但是仍然对你们说声“谢谢”，“桃李不言，下自成溪”！ 十四参考文献 ［1］杨可桢，程光蕴,李仲生主编《机械设计基础》第五版高等教育出版社2006年5月 ［2］成铁明主编《机械设计课程设计图册》第三版高等教育出版社1989年5月 ［3］吴宗泽/罗圣国主编《机械设计课程设计手册》第三版高等教育出版社2006年1月 [4] 龚桂义主编《机械设计课程设计指导书》第二版高等教育出版社 机械设计课程设计说明书设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器班级学号： 学生姓名： 指导老师： 完成日期： 设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器 一、传动方案简图 二、已知条件： 1、有关原始数据： 运输带的有效拉力：F= KN 运输带速度：V=S 鼓轮直径：D=310mm 2、工作情况：使用期限8年，2班制（每年按300天计算），单向运转，转速误差不得超过±5%，载荷平稳； 3、工作环境：灰尘； 4、制造条件及生产批量：小批量生产； 5、动力来源：电力，三相交流，电压380／220V。 三、设计任务： 1、传动方案的分析和拟定 2、设计计算内容 1) 运动参数的计算，电动机的选择； 3) 带传动的设计计算； 2) 齿轮传动的设计计算； 4) 轴的设计与强度计算； 5) 滚动轴承的选择与校核； 6) 键的选择与强度校核； 7) 联轴器的选择。 3、设计绘图： 1）减速器装配图一张； 2）减速器零件图二张； 目录 一、传动方案的拟定及说明.......................................... 二、电机的选择 .................................................................... 1、电动机类型和结构型式....................................................... 2、电动机容量................................................................. P.......................................................... 3、电动机额定功率 m 4、电动机的转速 ............................................................... 5、计算传动装置的总传动....................................................... 三、计算传动装置的运动和动力参数.................................. 1．各轴转速................................................................... 2.各轴输入功率为(kW) ........................................................ 3.各轴输入转矩（N m） ........................................................ 四、传动件的设计计算.............................................. 1、设计带传动的主要参数....................................................... 2、齿轮传动设计............................................................... 五、轴的设计计算.................................................. 1、高速轴的设计............................................................... 2、低速轴的设计............................................................... 六、轴的疲劳强度校核.............................................. 1、高速轴的校核............................................................... 2、低速轴的校核............................................................... 七、轴承的选择及计算.............................................. 1、高速轴轴承的选择及计算..................................................... 2、低速轴的轴承选取及计算..................................................... 八、键连接的选择及校核............................................ 1、高速轴的键连接............................................................. 2、低速轴键的选取............................................................. 九、联轴器的选择.................................................. 十、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择...................... 1、铸件减速器机体结构尺寸计算表............................................... 2、减速器附件的选择 (22) 十一、润滑与密封.................................................. 1、润滑....................................................................... 2、密封....................................................................... 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 单级蜗轮蜗杆减速器设计说明书配图 汇总 题目：和面机的传动设计（单级蜗轮蜗杆减速器设计）完成期限： 学习中心： 专业名称： 学生姓名： 学生学号： 指导教师： 和面机的传动设计 一、绪论 1、和面机发展前景 中国和面机产业发展出现的问题中，许多情况不容乐观，如产业结构不合理 产业集中于劳动力密集型产品；技术密集型产品明显落后于发达工业国家； 生产要素决定性作用正在削弱；产业能源消耗大、产出率低、环境污染严重、 对自然资源破坏力大；企业总体规模偏小、技术创新能力薄弱、管理水平落后 从什么角度分析中国和面机产业的发展状况？以什么方式评价中国和面机产业 的发展程度？中国和面机产业的发展定位和前景是什么？中国和面机产业发展 与当前经济热点问题关联度如何……诸如此类，都是和面机产业发展必须面对和 解决的问题——中国和面机产业发展已到了岔口；中国和面机产业生产企业急需 选择发展方向。 2、面机概述 用以和面的机械。有真空式和面机和非真空式和面机。分为卧式、立式、单轴、双轴、半轴等。 同义词：和粉机、搅拌机。 和面机功能介绍：功能多样，用途广泛，能够用来： 图1.和面机 搅---搅黄油、搅奶酪、搅鲜奶、打鸡蛋等； 揉---揉面团 拌---打果汁、拌果酱、拌面、拌冰沙、拌凉菜等； 在酒店，面包房，蛋糕店，咖啡厅，酒吧，茶厅，家庭等场合都有着广泛的用途 3、面机设计目的及内容要求 一本课程设计的内容选择具有代表性中小型作为设计课题使学生能在较短时间内（二周）完成和面机整体设计全部过程和基本训练 （1）设计内容 A.数设计根据课题要求确定和面机种类用途及生产能能力来确定和面机主要部件（例如桨叶、容器、电机、冲动部分）结构形 四川理工学院 机械设计课程设计 设计说明书 题目带式运输机用蜗杆减速器设计 设计者许鹏 指导教师胡莲君 班级机自 14班 提交日期 2009 年一月八日 目录 1、机械设计课程设计任务书-------------------------------（3） 2、电动机的选择------------------------------------------------（5） 3、传动装置的运动和动力参数的计算-------------（7） 4、传动零件设计计算------------------------------------------（8） 5、轴的设计计算及校核----------------------------------------（13） 6、轴承的校核-------------------------------------------------（19） 7、键的选择和校核-------------------------------------- （22） 8、箱体的设计------------------------- （22） 9、键等相关标准的选择------------------------------------- （24） 10、减速器结构与润滑、密封方式的概要说明-------------（25） 附录轴的反力及弯矩、扭矩图------------- （29） 机械设计课程设计任务书 题目带式运输机用蜗杆减速器设计（G1） 设计者许鹏 指导教师胡莲君 班级机自14班 设计时间2008年12月20日~2009年1月7日 任务要求： 1.减速器装配图一张(0号或1号图纸) 2.零件图1~3张（由指导教师指定） 3.设计说明书一份（6000~8000字） 其它要求：设计步骤清晰，计算结果正确，说明书规范工整，制图符合国家标准。按时、独立完成任务。 机械设计《课程设计》 课题名称一级圆柱齿轮减速器的设计计算 系别 专业 班级 姓名 学号 指导老师 完成日期 目录 第一章绪论 第二章课题题目及主要技术参数说明 2.1 课题题目 2.2 主要技术参数说明 2.3 传动系统工作条件 2.4 传动系统方案的选择 第三章减速器结构选择及相关性能参数计算 3.1 减速器结构 3.2 电动机选择 3.3 传动比分配 3.4 动力运动参数计算 第四章齿轮的设计计算(包括小齿轮和大齿轮) 4.1 齿轮材料和热处理的选择 4.2 齿轮几何尺寸的设计计算 4.2.1 按照接触强度初步设计齿轮主要尺寸 4.2.2 齿轮弯曲强度校核 4.2.3 齿轮几何尺寸的确定 4.3 齿轮的结构设计 第五章轴的设计计算(从动轴) 5.1 轴的材料和热处理的选择 5.2 轴几何尺寸的设计计算 5.2.1 按照扭转强度初步设计轴的最小直径 5.2.2 轴的结构设计 5.2.3 轴的强度校核 第六章轴承、键和联轴器的选择 6.1 轴承的选择及校核 6.2 键的选择计算及校核 6.3 联轴器的选择 第七章减速器润滑、密封及附件的选择确定以及箱体主要结构尺寸的计算 7.1 润滑的选择确定 7.2 密封的选择确定 7.3减速器附件的选择确定 7.4箱体主要结构尺寸计算 第八章总结 参考文献 第一章绪论 本论文主要内容是进行一级圆柱直齿轮的设计计算，在设计计算中运用到了《机械设计基础》、《机械制图》、《工程力学》、《公差与互换性》等多门课程知识，并运用《AUTOCAD》软件进行绘图，因此是一个非常重要的综合实践环节,也是一次全面的、规范的实践训练。通过这次训练，使我们在众多方面得到了锻炼和培养。主要体现在如下几个方面： （1）培养了我们理论联系实际的设计思想，训练了综合运用机械设计课程和其他相关课程的基础理论并结合生产实际进行分析和解决工程实际问题的能力，巩固、深化和扩展了相关机械设计方面的知识。 （2）通过对通用机械零件、常用机械传动或简单机械的设计，使我们掌握了一般机械设计的程序和方法，树立正确的工程设计思想，培养独立、全面、科学的工程设计能力和创新能力。 （3）另外培养了我们查阅和使用标准、规范、手册、图册及相关技术资料的能力以及计算、绘图数据处理、计算机辅助设计方面的能力。 （4）加强了我们对Office软件中Word功能的认识和运用。 第二章课题题目及主要技术参数说明 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 机械设计基础 课程设计 课题名称：一级圆柱齿轮减速器的设计计算系别：机电工程系 专业：机电一体化 班级：12级机电班 姓名： 学号： 指导老师： 完成日期：年月日 目录 摘要 (1) 第一章绪论 (2) 1.1概述 (2) 1.2本文研究内容 (2) 第二章减速机的介绍 (2) 2.1减速机的特点、用途及作用 (2) 2.2减速器的基本构造和基本运动原理 (3) 第三章电动机的选择 (5) 3.1电动机类型和结构的选择 (5) 3.2电动机容量选择 (5) 3.3电动机转速 (6) 3.4传动比分配和动力运动参数计算 (7) 第四章齿轮传动的设计及校核 (9) 4.1齿轮材料和热处理的选择 (9) 4.2齿轮几何尺寸的设计计算 (9) 4.3 齿轮的结构设计 (13) 第五章V带传动的设计计算 (14) 各类数据的计算 (14) 第六章轴的设计与校核 (17) 6.1轴的设计 (17) 6.2轴材料的选择和尺寸计算 (17) 6.3轴的强度校核 (18) 第七章轴承的选择和校核 (21) 轴承的选择和校核 (21) 第八章键的选择和校核 (24) 8.1 I轴和II轴键的选择和键的参数 (24) 8.2 I轴和II轴键的校核 (25) 第九章联轴器的选择和校核 (26) 9.1联轴器的选择 (26) 9.2联轴器的校核 (27) 第十章减速器的润滑和密封 (27) 减速器的润滑和密封 (27) 第十一章箱体设计 (28) 箱体的结构尺寸 (28) 第十二章参考文献 (31) 摘要 齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要有优点是： 1.瞬时传动比恒定、工作为平稳、传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间运动和动力。 2.适用的功率和速度范围广； η之间； 3.传动效率高，% = .0- .0 9223 9885 % 4.工作为可靠、使用寿命长； 5.外轮廓尺寸小、结构运送。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器，用于原动机和工作为机构之间，起匹配转速和传递转矩的作用力，在现代机械中应用极为广泛。 6.国内的减速器多以齿轮传动为主，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。减速器的种类很多，按照传动类型可分为齿轮减速器、蜗杆减速器和行星减速器以及它们互相组合起来的减速器;按照传动的级数可分为单级和多级减速器;按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥一圆柱齿轮减速器;按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式减速器。当今的减速器是向着大功率、大传动比、体积小、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。近十几年来，由于近代计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度，加工效率大大提高，从而失去了机械传动产品的多样化，整机配套的模块化，标准化，以及造型设计艺术化，使产品加工更加精致化、美观化。 齿轮减速器应用范围广泛，例如，内平动齿轮传动与定轴齿轮传动和行星齿轮传动相比具有许多优点，能够适用于机械、冶金、矿山、建筑、轻工、国防等众多领域的大功率、大传动比场合，能够完全取代这些领域中的圆柱齿轮传动和蜗轮蜗杆传动，因此，内平动齿轮减速器有广泛的应用前景。 关键字：减速器轴承齿轮机械传动 目录 前言 课程设计任务书 一、参数选择---------------------------------------------------01 二、传动装置总体设计---------------------------------------01 三、电动机的选择---------------------------------------------02 四、运动参数选择---------------------------------------------03 五、蜗轮涡杆的传动设计------------------------------------04 六、蜗轮涡杆的基本尺寸设计------------------------------09 七、涡轮轴的尺寸设计和校核------------------------------11 八、减速器箱体的结构设计---------------------------------17 九、减速器其他零件选择------------------------------------20 十、减速器附件的选择---------------------------------------22 十一、减速器的润滑和密封------------------------------------24 十二、心得体会---------------------------------------------------24 十三、参考资料---------------------------------------------------25 附件： 1、蜗轮零件图 2、蜗杆零件图 3、蜗轮轴零件图 4、减速器装配图 重庆机电职业技术学院课程设计说明书 设计名称：机械设计基础 题目：带式输送机传动装置 学生姓名： 专业：机械设计与制造 班级： 学号： 指导教师： 日期：年月日 目录 一、电动机的选择 (3) 二、齿轮的设计 (4) 三、轴的设计 (7) 四、轴上其它零件的设计 (8) 五、输出轴的校核 (9) 六、键的选择 (10) 七、箱体的选择和尺寸确定 (11) 一、电机的选择 （1）选择电动机类型 按工作要求选用Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，电压380V 。 （2）选择电动机的容量 电动机所需工作功率为W d P P η= nw=60×1000V/πD=(60×1000×1.7)/(π×400)=81.21 r/min 其中联轴器效率η4=0.99,滚动轴承效率(2对) η2=0.99,闭式齿轮传动效率η3=0.97,V 带效率η1=0.96,滚筒效率η3=0.96代入得 传动装装置总效率： ＝122345＝0.867 工作机所需功率为： P W =F ·V/1000=3000×1.7/1000=5.1 kW 则所需电动机所需功率 P d = P W /=5.1/0.867=5.88kw 因载荷平稳,电动机额定功率ed p 略大于d p 即可由《机械设计基础实训指导》附录5查得Y 系列电动机数据，选电动机的额定功率为7.5kw. （3）确定电动机转速 卷筒轴工作转速:由nw=81.21 r/min,v 带传动的传动比i 1=2～4；闭式齿轮单级传动比常用范围为i 2=3～10，则一级圆柱齿轮减速器传动比选择范围为： I 总= i 1×i 2＝6～40 故电动机的转速可选范围为 n d = n w ×I 总=81.21×(6～40)= 487.26 r/min ～3248.4r/min 符合这一范围的同步转速有750 r/min 、1000 r/min 、1500 r/min 、3000 r/min 。可供选择的电动机如下表所示： 方案 电动机型号 额定功率/Kw 同步转速/满载转速 m n (r/min) 1 Y132S2— 2 7.5 3000/2900 2 Y132M —4 7.5 1500/1440 3 Y160M —6 7.5 1000/970 4 Y160L —8 7.5 750/720 min r 。 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的设计 专业： 班级： 学号： 学生姓名： 指导老师： 20**年6月30日 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 机械设计课程设 计说明书 设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器班级学号： 学生姓名： 指导老师： 完成日期： 设计题目：一级直齿圆柱齿轮减速器 一、传动方案简图 二、已知条件： 1、有关原始数据： 运输带的有效拉力：F=1.47 KN 运输带速度：V=1.55m/S 鼓轮直径： D=310mm 2、工作情况：使用期限 8 年， 2 班制（每年按 300 天计算），单向运转，转速误差不得超过± 5%，载荷平稳； 3、工作环境：灰尘； 4、制造条件及生产批量：小批量生产； 5、动力来源：电力，三相交流，电压380／ 220V 。 三、设计任务： 1、传动方案的分析和拟定 2、设计计算内容 1)运动参数的计算，电动机的选择；3)带传动的设计计算； 2)齿轮传动的设计计算；4)轴的设计与强度计算； 5)滚动轴承的选择与校核；6)键的选择与强度校核； 7)联轴器的选择。 3、设计绘图： 1）减速器装配图一张； 2）减速器零件图二张； 目录 一、传动方案的拟定及说明...................................................................................................................................................错误！未定义书签。 二、电机的选择.................................................................................................................................................................................错误！未定义书签。 1、电动机类型和结构型式 ........................................................................................................................................错误！未定义书签。 2、电动机容量......................................................................................................................................................................错误！未定义书签。 3、电动机额定功率P m...........................................................................................................................................错误！未定义书签。 4、电动机的转速 ................................................................................................................................................................错误！未定义书签。 5、计算传动装置的总传动 ........................................................................................................................................错误！未定义书签。 三、计算传动装置的运动和动力参数...........................................................................................................................错误！未定义书签。 1．各轴转速............................................................................................................................................................................错误！未定义书签。 2.各轴输入功率为( kW ) ........................................................................................................................................错误！未定义书签。 3.各轴输入转矩（N m）.......................................................................................................................................错误！未定义书签。 四、传动件的设计计算...............................................................................................................................................................错误！未定义书签。 1、设计带传动的主要参数 ........................................................................................................................................错误！未定义书签。 2、齿轮传动设计 ................................................................................................................................................................错误！未定义书签。 五、轴的设计计算...........................................................................................................................................................................错误！未定义书签。 1、高速轴的设计 ................................................................................................................................................................错误！未定义书签。 2、低速轴的设计 (12) 六、轴的疲劳强度校核 (13) 1、高速轴的校核 (13) 2、低速轴的校核 (13) 七、轴承的选择及计算 (17) 1、高速轴轴承的选择及计算 (17) 2、低速轴的轴承选取及计算 (18) 八、键连接的选择及校核 (19) 1、高速轴的键连接 (19) 2、低速轴键的选取 (19) 九、联轴器的选择 (20) 十、铸件减速器机体结构尺寸计算表及附件的选择 (20) 1、铸件减速器机体结构尺寸计算表 (20) 2、减速器附件的选择 (22) 十一、润滑与密封 (21) 1、润滑 (21) 2、密封 (21) 十二、参考文献 (24) 机械工程学院 机械设计课程设计说明书 设计题目： ___________ 单机蜗轮蜗杆减速器课程设计_____________________ 专业：机械设计制造及其自动化_________________________ 班级：13 机制_____________________________________ 姓名： _________ 学号________________ 指导教师：王利华张丹丹__________________________________________________ 2016年7 月3 日 目录 1. .................................................................. 设计题目 1 2. .................................................................. 原始数据 1 3. .................................................................. 工作条件 1 4. 传动系统方案的拟订 1.选择电机 (2) 1.1电动机的功率 (2) 1.2 电动机转速的选择 (2) 1.4传动比的分配 ....................... 3 2.计算传动装置的运动和动力参数 (3) 2.1各轴转速 ......................... 3 2.2各轴的输入功率 ....................... 3 2.3各轴的转矩 . ........................................ 3 3.蜗轮蜗杆的设计计算 . . (4) 3.1选择蜗杆传动类型 ..................... 4 3.2 选择材料 . (4) 3.3按齿面接触疲劳强度进行设计 ................ 4 3.4确定许用接触应力 ..................... 5 3.5计算口尙值 .......................... 5 3 .7校核齿根弯曲疲劳强度 .................. 6 3.8验算效率 (7) 3.9精度等级工查核表面粗糙度的确定 (7) 一、设计任务 . ............................... 错误! 未定义书 签。 设计计算 1.3 电动机型号的选择 (2) 1总体传动方案的选择与分析 该传动方案在任务书中已确定，采用一个单级蜗杆减速器传动装置传动，如下图所示： 1 电动机 2 联轴器 3 减速器 4 联轴器 5 卷筒 2.运动学与动力学计算 2.1电动机的选择 2.1.1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。 2.1.2电动机的容量 电动机输出功率： a w P d P η=kw 工作机所需的功率： a a T d P ηη9550=kw 由电动机至工作机之间的总效率： 4332 21ηηηηη=a 其中1η 2η 3η 4η分别为蜗杆，联轴器，轴承和卷筒的传动效率。 查表可知1η=0.725（蜗杆）2η=0.99（联轴器）3η=0.98（滚子轴承） 4η=0.96 所以：66.096.098.099.0725.022=???=a η 工作机输入功率 kw P a T w 66.39550 50 *7009550 == = η 所以电动机所需工作效率为： kw P P w d == = 66 .066 .3a max η 2.1.3电动机的转速 工作机的转速n=50r/min 所以电动机转速的可选范围为： min /2000~50050)40~10(.r i n n d =?== 根据《机械设计手册》中查的蜗杆的传动比在一般的动力传动中 在这个范围内的电动机的同步转速有1000r/min 和1500r/min.两种传动比方案如下表： 方案 型号 额定功率 同步转速 满载转速 质量 1 Y160M-6 7.5 1000 970 119 a η=0.66 w P =3.66kw d P =5.55kw 0p湖南科技大学课程设计报告 课程设计名称：单级蜗杆减速器 学生姓名：涂皓 学院：机电工程学院 专业及班级：07级机械设计及其自动化1班 学号：0703010109 指导教师：胡忠举 2010 年6月17日 摘要 课程设计是机械设计课程重要的综合性与实践性相结合的教学环节，基本目的在于综合运用机械设计课程和其他先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固和加深所学的知识，同时通过实践，增强创新意思和竞争意识，培养分析问题和解决问题的能力。通过课程设计，绘图以及运用技术标准，规范，设计手册等相关资料，进行全面的机械设计基本技能训练。 减速器是在当代社会有这举足轻重的地位，应用范围极其广泛，因此，减速器的高质量设计，可以体现出当代大学生对社会环境的适应及挑战，从整体设计到装配图和零件图的绘制，都可以让参与设计的同学深深领悟到机器在如今社会的重要作用 目录 一、摘要 二、传动装置总体设计 1、传动机构整体设计 2、电动机的选择 3、传动比的确定 4、计算传动装置的运动参数 三、传动零件的设计 1、减速器传动设计计算 2、验算效率 3、精度等级公差和表面粗糙度的确定 四、轴及轴承装置设计 1、输出轴上的功率、转速和转矩 2、蜗杆轴的设计 3、涡轮轴的设计 4、滚动轴承的选择 5、键连接及联轴器的选择 五、机座箱体结构尺寸及附件 1、箱体的结构尺寸 2、减速器的附件 六、蜗杆减速器的润滑 1、蜗杆的润滑 2、滚动轴承的润滑 七、蜗杆传动的热平衡计算 1、热平衡的验算 八、设计体会 参考文献 一、传动装置总体设计 1、传动机构整体设计 根据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机——联轴器——减速器——联轴器——带式运输机。(如图右图所示) 根据生产 设计要求可知，该蜗杆的圆周速度V ≤4——5m/s ，所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式见（如图下图所示），采用此布置结构，由于蜗杆在蜗轮的下边，啮合处的冷却和润滑均较好。蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承，承受径向载荷和轴向载荷的复合作用，为防止轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘，异 物侵入箱内，在轴承盖中装有密封元件。 该减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。 总传动比：i=27 Z 1=2 Z 2=54 为了确定传动方案先初选卷筒直径：D=380mm 运输带速度：V=1m/s 卷筒转速w n =60×1000v/(πD)= 60×1000×1/(π×380)r/min=50.28 r/min 而i=27 ，并且w n =2n ， 所以有1n =i 2n =27×50.28=1357.6 r/min 选择同步转速为1500r ，满载转速为1440r/min 的电动机。 机械设计课程设计说明书 参数选择： 总传动比：I=20 Z1=2 Z2=40 卷筒直径：D=530mm 运输带有效拉力：F=3500N 运输带速度：V=0.8m/s 一、 传动装置总体设计： 根据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机——连轴器——减速器——连轴器——带式运输机。 根据生产设计要求该蜗杆减速器采用蜗杆下置式，采用此布置结构，由于蜗杆在蜗轮的下边，啮合处的冷却和润滑均较好。蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承，承受径向载荷和轴向载荷的复合作用，为防止 轴外伸段箱润滑油漏失以及外界灰尘，异物侵入箱，在轴承盖中装有密封元件。 二、 电动机的选择： 可考虑采用Y 系列三相异步电动机。三相异步电动机的结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，启动性能好等优点。一般电动机的额定电压为380V 根据生产设计要求，该减速器卷筒直径D=530mm 。运输带的有效拉力F=3500N ，带速V=0.8m/s ，载荷平稳，常温下连续工作，工作环境多尘，电源为三相交流电，电压为380V 。 1、 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭扇冷式结构，电压为380V ，Y 系列 2、 传动滚筒所需功率 3、 传动装置效率：（根据参考文献《机械设计课程设计》 席伟光 光 波 主编 高等教育 第34页表3-4得各级效率如下）其中： 蜗杆传动效率η1=0.70 滚动轴承效率（一对）η2=0.98 联轴器效率ηc =0.99 传动滚筒效率ηcy =0.96 所以： η=η1??η22?ηc2?ηcy =0.7×0.982×0.992×0.96=0.633 电动机所需功率： P r= P w/η=2.8/0.633=4.4KW 传动滚筒工作转速： n w＝60×1000×v /( ×D) ＝28.8r/min 根据容量和转速，根据参考文献《机械设计课程设计》席伟光光波主编高等教育第209页表9-39可查得所需的电动机Y系列三相异步电动机技术数据，查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，如下表: 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，可见第3方案比较适合。因此选定电动机机型号为Y132M2-6其主要性能查表9-40得相关数值如下表： 4.1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩 P0 = P ed=5.5kw n0=960r/min一级减速器设计说明书
一级蜗轮蜗杆减速器机械设计课程设计模板
单级蜗轮蜗杆减速器设计说明书配图汇总
二级蜗杆减速器设计说明书
一级圆柱齿轮减速器说明书
一级蜗轮蜗杆减速器分析计算
一级圆柱齿轮减速器说明书(1).
单级蜗杆减速器设计
级齿轮减速器说明书
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