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目录一、课程设计任务书 (2)二、传动方案 (3)三、选择电动机 (3)四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比 (5)五、传动装置的运动和动力参数 (5)六、确定蜗杆的尺寸 (6)七、减速器轴的设计计算 (9)八、键联接的选择与验算 (17)九、密封和润滑 (18)十、铸铁减速器箱主要结构尺寸 (18)十一、减速器附件的设计 (20)十二、小结 (23)十三、参考文献 (23)一、课程设计任务书2007—2008学年第 1 学期机械工程学院（系、部）材料成型及控制工程专业 05-1 班级课程名称：机械设计设计题目：蜗轮蜗杆传动减速器的设计完成期限：自 2007年 12 月 31 日至 2008年 1 月 13 日共 2 周指导教师（签字）：年月日系（教研室）主任（签字）：年月日二、传动方案我选择蜗轮蜗杆传动作为转动装置，传动方案装置如下：三、选择电动机1、电动机的类型和结构形式按工作要求和工作条件，选用选用笼型异步电动机，封闭式结构，电压380v，Y型。
2、电动机容量工作机所需功率wpKWFvpww30.196.010005.25001000=⨯⨯==η根据带式运输机工作机的类型，可取工作机效率96.0=wη。
电动机输出功率dpηwdpp=传动装置的总效率433221ηηηηη⋅⋅⋅=式中，21ηη、…为从电动机至卷筒之间的各传动机构和轴承的效率。
由表10-2KWPw3.1=电动机外形尺寸：四、计算传动装置的总传动比及其分配各级传动比传动装置总传动比：由选定的电动机满载转速m n 和工作机主轴的转速n ，可得传动装置的传动比是：98.82.1591430===n n i m 所得i 符合单级蜗杆减速器传动比的常用范围。
五、传动装置的运动和动力参数1、各轴转速1n 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，则：min /14301r n n m ==2n 为蜗轮的转速，由于和工作机连在一起，其转速等于工作主轴转速，则：m in /2.1592r n n ==各轴输入功率按电动机额定功率cd P 计算各轴输入功率，设1P 为蜗杆轴的功率，2P 为蜗轮轴的功率，3P 为工作机主轴的功率。
蜗轮蜗杆减速器设计说明书蜗轮蜗杆减速器设计说明书1. 引言本设计说明书旨在详细介绍蜗轮蜗杆减速器的设计过程和技术要求，为生产和使用蜗轮蜗杆减速器提供指导。
2. 设计要求2.1 减速比要求根据使用需求，确定蜗轮蜗杆减速器的减速比，确保输出转速满足要求。
2.2 功率传递要求根据输入功率和减速比，计算出减速器的输出功率，确保减速器能够稳定可靠地传递所需的功率。
2.3 结构材料要求选择适当的材料用于蜗轮蜗杆减速器的各个部件，考虑与其他部件的配合要求、强度要求和耐磨损要求等。
2.4 运行安全要求设计减速器时需考虑运行过程中的安全事项，例如温升、冷却要求、噪音控制等。
2.5 可维修性要求对于蜗轮蜗杆减速器的设计，应考虑到其维修和保养过程中的便捷性，方便进行零件更换和维修。
3. 设计参数3.1 输入转速和功率确定减速器的输入转速和功率，作为设计过程的基本参数。
3.2 输出转速和减速比根据输入转速和所需输出转速，计算蜗轮蜗杆减速器的减速比。
3.3 模块尺寸根据减速器的减速比、输入输出轴的直径，计算蜗轮蜗杆减速器的模块尺寸。
3.4 效率和传动比计算减速器的传动效率和传动比，以评估其性能。
4. 结构设计4.1 蜗轮和蜗杆的选择选择合适的蜗轮和蜗杆，确保配合公差满足要求，并且尽量减小间隙，以提高减速器的传动效率。
4.2 轴承选型选择适当的轴承，确保在减速器运行过程中承受的负载和力矩能得到有效的支撑和传递。
4.3 油封设计设计合适的油封结构，确保减速器不会发生润滑油泄漏问题，保持良好的工作环境。
4.4 外壳设计设计合理的外壳结构，使减速器的内部部件得到良好的保护，并方便进行维修和保养。
5. 附件本文档涉及附件，请参考附件表格。
6. 法律名词及注释6.1 著作权法著作权法是指保护作品权益的法律规定，包括著作权的取得、行使和保护等方面。
6.2 专利法专利法是指保护发明创造的法律规定，包括专利权的取得、行使和保护等方面。
6.3 商标法商标法是指保护商标权益的法律规定，包括商标的注册、使用和保护等方面。
机械设计课程设计说明书设计题目：一级蜗轮蜗杆减速器_______学生姓名：_____________________________学号：_________________________________学院: __________ 机电_______________专业：_______ 机械设计制造 __________班级：_________________________________指导教师：______________________________2012年5月5日目录1.1 摘要1.2设计目的传动装置的总体设计1.3传动件的设计计算1.4轴的设计计算1.5减速器箱体的结构1.6润滑油的选择与计算1.71.8装配图和零件图1.1 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1.2 设计目的1、通过本次设计，综合运用《机械设计基础》及其它有关先修课程的理论和实际知识，使所学的知识进一步巩固、深化、发展。
2、本次设计是高等工科学校学生第一次进行比较完整的机械产品设计，通过此次设计培养学生正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，掌握机械设计的基本方法和步骤。
3、使学生能熟练的应用有关参考资料、图册和手册，并熟悉有关国家标准和其它标准，以完成一个工程技术人员在机械设计方面所必须具备的基本训练。
机械设计课程设计蜗轮蜗杆减速器的设计一、选择电机1）选择电动机类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机。
2）选择电动机的容量工作机的有效功率为从电动机到工作机输送带间的总效率为=式中各按【1】第87页表9.1取η－联轴器传动效率：0.991η－每对轴承传动效率：0.982η－涡轮蜗杆的传动效率：0.803η－卷筒的传动效率：0.964所以电动机所需工作功率3）确定电机转速工作机卷筒的转速为所以电动机转速的可选范围是：符合这一范围的转速有：750、1000、1500三种。
综合考虑电动机和传动装置尺寸、质量、价格等因素，为使传动机构结构紧凑，决定选用同步转速为1000。
根据电动机的类型、容量、转速，电机产品目录选定电动机型号Y112M-6,其主要性能如下表1：/(9402 确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：3 计算传动装置各轴的运动和动力参数： 1）各轴转速：Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴 2）各轴输入功率： Ⅰ轴 Ⅱ轴卷筒轴3） 各轴输入转矩：电机轴的输出转矩Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴运动和动力参数结果如下表：940二、涡轮蜗杆的设计1、选择材料及热处理方式。
考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度也不高，蜗杆选用45号刚制造，调至处理，表面硬度220250HBW；涡轮轮缘选用铸锡磷青铜,金属模铸造。
2、选择蜗杆头数和涡轮齿数i=15.16 =2 =i=215.16303、按齿面接触疲劳强度确定模数m和蜗杆分度圆直径1）确定涡轮上的转矩，取，则2)确定载荷系数K=根据工作条件确定系数=1.15 =1.0 =1.1K==1.15 1.0 1.1=1.2653)确定许用接触应力由表查取基本许用接触应力=200MPa应力循环次数 N=故寿命系数4)确定材料弹性系数5）确定模数m和蜗杆分度圆直径查表取m=6.3mm，=80mm4、计算传动中心距a。
涡轮分度圆直径a=满足要求5、验算涡轮圆周速度、相对滑动速度及传动效率<3符合要求tan=0.16,得=8.95°由查表得当量摩擦角=1°47,所以=0.790.80与初值相符。
第一部分零件图的创建一、创建蜗杆1 新建文件在工具栏中单击“新建”按钮，在弹出“新建”对话框中选择“零件”单选按钮，早子类型中选择“实体”单选按钮。
输入文件名称为“wogan”，去掉“使用缺省模板”框的对勾，单击“确定”，在弹出的“新文件夹选项“对话框中选择公制模板mmns_part_solid，单击”确定“按钮进入零件设计界面。
2 创建蜗杆（1）单击特征工具栏中“旋转“按钮，在视图下侧出现的”旋转“界面上选择“实体”按钮，以指定生成拉伸实体，单击“放置”按钮，打开上滑面板中的定义按钮，系统弹出“草绘”对话框，选取FRONT基准平面作为草绘平面，接受系统默认的生成方向，单击对话框中“草绘”按钮，进入草绘界面。
（2）单击草绘工具栏中“中心线”按钮，绘制一条竖直中心线，然后按照图1-1所示的草绘剖面绘制草图。
单击“草绘器”工具栏按钮退出草绘模式。
图1-1（3）接受系统默认的旋转角度值为360，单击鼠标中建完成特征创建。
3、创建倒角(1）单击工程特征工具栏上的“倒角“按钮，打开”倒角“特征操作板，在“标注形式”下拉框中选择“45×D”选项，在尺寸框输入倒角尺寸为3和0.5，选择需要倒的角。
（2）单击按钮完成倒角特征的创建，最终结果如图1-2所示。
图1-24、创建螺纹（1）单击特征工具栏中“插入“按钮，选择螺旋扫描，进入草绘区，在菜单管理器中选择“常数，穿过轴，右手定则”完成，退出。
所需节距为4.71。
（2）单击按钮完成螺旋扫描特征的创建，最终结果如图1-3图1-35、创建键槽（1）、创建基准平面。
单击特征工具栏中“基准平面”按钮，选front：f3平面偏移5。
(2)单击特征工具栏中“拉伸“按钮，在“拉伸”界面上选择“实体“按钮，以指定生成拉伸实体，单击”放置“按钮，打开上滑面板。
单击上滑面板中的定义按钮，系统弹出”草绘“对话框，并且提示用户选择草绘平面，选取DTM1基准平面作为草绘平面，接受系统默认上的生成方向，单击对话框中”草绘“按钮，进入草绘界面。
蜗轮蜗杆减速器设计说
明书
-CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1
目录
一、电动机的选择 (3)
二、传动比分配 (4)
三、计算传动装置的运动和动力参数 (4)
四、传动零件的设计计算 (4)
五、轴的设计计算 (6)
六、蜗杆轴的设计计算 (17)
七、键联接的选择及校核计算 (18)
八、减速器箱体结构尺寸确定 (19)
九、润滑油选择： (21)
十、滚动轴承的选择及计算 (21)
十一、联轴器的选择 (22)
十二、设计小结 (22)
减速器种类：蜗杆—链条减速器
减速器在室内工作，单向运转工作时有轻微震动，两班制。
要求使用期限十年，大修期三年，速度误差允许5%，小批量生产。
蜗轮蜗杆减速器设计目录引言一、机械零件的设计1.机盖设计2.机体设计3.蜗轮设计4.蜗杆设计5.蜗轮轴设计6.轴承设计7.端盖设计8.油标设计9.窥视孔盖设计10.螺钉设计11.螺母设计12.垫片设计13.挡油板设计14.冷却水管路设计二、装配三、工程图及零件图绘制四、结论五、致谢六、参考文献七、附录引言蜗轮蜗杆减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。
在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。
几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。
因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。
减速机的作用主要有：1、降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。
2、减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。
大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。
Pro/ENGINEER是目前最先进的计算机辅助设计（CAD）、制造（CAM）和分析（CAE）软件，广泛应用于机械、电子、建筑、航空等工业领域，利用Pro/E的强大功能可以很轻松完成绝大多数机械类设计制造和分析任务。
通过Pro/E设计蜗轮蜗杆减速器，在掌握基础知识的同时，通过实例，开阔思路，掌握方法，提高对综合运用的能力。
一、机盖的绘制（1）单击窗口上部工具栏中的“创建新对象”按钮打开“新建”对话框，在名称中输入“jigai”作为文件名，保持其余设置不变，然后单击按钮进入草绘环境界面。
（2）单击窗口右侧拉伸工具进入草绘界面（3）绘制如图所示草绘图图1-1单击确定（4）设置拉伸距离（5）单击确定创建实体，如图1-2图1-2（6）按上述步骤创建如图1-3所示实体图1-3（7）打孔，通过拉伸/切除选项切出如图所示图1-4孔图1-4（8）其余孔通插入-孔创建如图，创建如图1-5所示的孔。
蜗轮蜗杆减速器设计书一、二、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。
(如图 2.1所示)图2.1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2.2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。
图2.1 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。
图2.2三、电动机的选择：由于该生产单位采用三相交流电源，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=350mm 。
运输带的有效拉力F=6000N ，带速V=0.5m/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《机械设计基础课程设计》 陈立德主编 高等教育出版社 第6-7页表.-3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η3=0.99 传动滚筒效率η4=0.96 所以：ηw=η1•η23•η32•η4 =0.7×0.983×0.992×0.96 =0.626 r/min电动机所需功率： P r = P w /η =3.0/0.633=4.7KW传动滚筒工作转速： n ＝60×1000×v / ×400＝62.1r/min按推荐的合理传动比范围，取蜗杆传动比i 1 =8-40 根据（《机械设计基础》 陈立德主编 高等教育出版社 第263页表13.5，故电动机可选范围为Nd=i ’•ηw=(8-40)×62.1 r/minNd=497-2484 r/min符合这一范围的同步转速的有；720 r/min ， 970 r/min ， 1440 r/min ， 2900 r/min，根据（《机械设计基础课程设计指导书》陈立德主编 高等教育出版社 第119-120页 附表8.1如图表3-1表3-1方案1-2电动机转速低，外廓尺寸及重量较大，价格较高，导致传动装置尺寸较大。
方案4 电动机转速较高，但传动比大，尺寸相对而言偏小，传动比大，传动装置尺寸较小。
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Y132M2-4其主要性能如下表3-2：表3-24.1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩P 0 = P r =7.8kw n 0=1440r/minT 0=9.55 P 0 / n 0=7.8×9.55/1440=51.8N .m 4.2蜗轮轴的输入功率、转速与转矩P 1 = P 0·η01 = 7.8×0.99×0.99×0.7×0.99 =5.29 kw n Ⅰ= 10o i n =231440= 62.1 r/min T 1= 955011n P = 9550×1.6229.5 = 811.75N ·m 4.3传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P 2 = P 1·η3·η4=5.29×0.99×0.96=5.03kw n 2=121i n =11.62 = 62.1 r/min T 2= 955022n P = 9550×1.6203.5 = 764N ·m运动和动力参数计算结果整理于下表4-1： 表4-1五、蜗轮蜗杆的传动设计：蜗杆的材料采用45钢，表面硬度>45HRC，蜗轮材料采用ZCuA110Fe3,砂型铸造。
1选择蜗杆头数和蜗轮齿数根据《机械设计基础》第二版陈立德主编高等教育出版社第221页表11.1查取蜗杆头数Z1=2蜗轮齿数Z2 =i Z1=23×2=46 合乎要求2确定蜗轮传递的转矩T2估计效率，根据Z1=2 取η=0.82T 2= T1iη=9.55×610×14408.7×23×0.82=9.77×510N.mm3确定许用接触应力具体如表3—1：表5—1蜗轮蜗杆的传动设计表蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计 6.1蜗杆基本尺寸设计根据电动机的功率P=7.8kw ，满载转速为1440 r/min ，电动机轴径mm d 38=电机，轴伸长E=80mm 轴上键槽为10x5。
1、初步估计蜗杆轴外伸段的直径 d=（0.8——10）电机d =30.4——38mm2、计算转矩Tc=KT=K ×9550×nP =1.5×9550×7.8/1440=77.6N.M由Tc 、d 根据《机械设计课程设计指导书》 陈立德 编高等教育出版社第127页可查得选用HL3号弹性柱销联轴器（38×83）。
3、确定蜗杆轴外伸端直径为38mm 。
4、根据HL3号弹性柱销联轴器的结构尺寸确定蜗杆轴外伸端直径为38mm 的长度为80mm 。
5、由参考文献《机械设计课程设计指导书》 陈立德 编高等教育出版社第108页表5.11可查得普通平键GB1096—90A 型键10×70，蜗杆轴上的键槽宽0036.010-mm ，槽深为2.000.5+mm ，联轴器上槽深mm t 3.31=，键槽长L=70mm 。
6、初步估计d=64mm 。
7、由参考文献《机械设计课程设计指导书》陈立德编高等教育出版社第112页，以及蜗杆上轴承、挡油盘，轴承盖，密封圈等组合设计，蜗杆的尺寸如零件图1（蜗杆零件图）6.2不蜗轮轴的尺寸设计与校核蜗轮轴的材料为45钢并调质，且蜗轮轴上装有滚动轴承，蜗轮，轴套，密封圈、键，轴的大致结构如图7.1：图7.1 蜗轮轴的基本尺寸结构图6.3 轴的直径与长度的确定1.初步估算轴的最小直径（外伸段的直径）经计算D6>51.7>100mm又因轴上有键槽所以D6增大3%，则D6=67mm计算转矩P=1.5×9550×5.29/62.1=1220.28N.M<2000 N.MTc=KT=K×9550×n所以蜗轮轴与传动滚筒之间选用HL5弹性柱销联轴器65×142，d=65m m因此02.由参考文献《机械设计课程设计指导书》陈立德编高等教育出版社第108页表5.11可查得普通平键GB1096—90A型键20×110，普通平键GB1096—90A型键20×70，联轴器上键槽深度2.0019.4+=t ，蜗轮轴键槽深度2.0005.7+=t ，宽度为0052.020-=b 由参考文献《机械设计基础》第二版或《机械设计课程设计指导书》 陈立德 主编 高等教育出版社 计算得：如下表：D5 自定D5=72D6 D6>51.7>100mm又因轴上有键槽所以D6增大3%，则D6=67mmD6=676.4轴的校核轴的受力分析图 r F2'R Fa F1"R F1'R Ft F2"R F Q F图7.1 X-Y 平面受力分析Q图7.2 X-Z 平面受力图：水平面弯矩Nmm M Y X /-Z X -图7.5436150.8合成弯矩Nmm M M M Z X Y X /22--+=1184736.3714000 681175.5图7.6 当量弯矩T 与aT T=1111840Nmm aT=655985.6Nmm图7.77.2.2轴的校核计算如表5.1轴材料为45钢，Mpa B 650=σ，Mpa S 360=σ，Mpa b 60][1=-σ表7.1九、减速器其他零件的选择经箱体、蜗杆与蜗轮、蜗轮轴以及标准键、轴承、密封圈、联轴器、定位销的组合设计，经校核确定以下零件：当轴上装有平键时，键的长度应略小于零件轴的接触长度，一般平键长度比轮毂长度短5—10mm ，由参考文献1表2.4—30圆整，可知该处选择键2.5×110，高h=14mm ，轴上键槽深度为2.009+=t ，轮毂上键槽深度为2.0014.5+=t ，轴上键槽宽度为0052.025-=b 轮毂上键槽深度为026.0026.0125+-=b表9-1键单位：mm表9-2圆锥滚动轴承单位：mm表9-3密封圈（GB9877.1-88）单位：mm表9-4弹簧垫圈（GB93-87）定位销为GB117-86 销8×38 材料为45钢减速器附件的选择以下数据均以由参考文献《机械设计课程设计指导书》陈立德编高等教育出版社表10-1视孔盖（Q235）单位mm表10-2吊耳单位mm表10-3起重螺栓单位mm表10-4通气器单位mm表10-5轴承盖（HT150）单位mm表10-6油标尺单位mm表10-7油塞（工业用革）单位mm减速器的润滑减速器内部的传动零件和轴承都需要有良好的润滑，这样不仅可以减小摩擦损失，提高传动效率，还可以防止锈蚀、降低噪声。
本减速器采用蜗杆下置式，所以蜗杆采用浸油润滑，蜗杆浸油深度h大于等于1个螺牙高，但不高于蜗杆轴轴承最低滚动中心。
蜗轮轴承采用刮板润滑。
蜗杆轴承采用脂润滑，为防止箱内的润滑油进入轴承而使润滑脂稀释而流走，常在轴承内侧加挡油盘。
