机械设计课程设计【一级蜗杆减速器的设计】
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目录
一、选择电机 ................................................................................................................................... 2
二、计算传动装置的总传动比i ..................................................................................................... 3
三、计算传动装置各轴的的运动和动力参数 ............................................................................... 3
四、涡轮蜗杆的设计及参数计算 ................................................................................................... 4
五、蜗杆轴的设计，输入轴联轴器的及蜗杆轴承的选择 ........................................................... 6
六、蜗杆轴的校核 ........................................................................................................................... 7
七、涡轮轴承寿命校核 ................................................................................................................... 9
八、涡轮轴的设计，输出轴联轴器的及蜗杆轴承的选择 ........................................................... 9
九、涡轮轴的校核 ......................................................................................................................... 11
十、涡轮轴承校核 ......................................................................................................................... 13
十一、键的设计及校核 ................................................................................................................. 13
十二、涡轮的结构设计 ................................................................................................................. 14
十三、机体外壳的设计 ................................................................................................................. 15
十四、热平衡计算 ......................................................................................................................... 15
十五、减速器的附件 ..................................................................................................................... 16
十六、减速器的结构以及润滑、密封的简要介绍 ..................................................................... 17
参考文献......................................................................................................................................... 17
一级蜗杆减速器
一、选择电机
1.选择电机类型
按工作要求和工作条件选择YB系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全封闭式自扇冷式结构，电压为380V。
2.选择电机的容量
工作机的有效功率为：；
则从电动机到工作机输送带间的总效率为：
所以电动机所需的工作功率为：
3.确定电动机的转速
按表9.1推荐的传动比合理范围，一级涡轮减速器的传动比=10~40，工作机卷筒的转速为：；
所以电动机的转速可选范围为：
符合这一范围的同步转速为750r/min、1000r/min、1500r/min三种。综合考
虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000r/min的电动机。
根据电动机的类型、容量和转速，由电机手册选定电动机型号为Y112M-6。其主要性能如表1，主要外形及安装尺寸如图1及表2
表1 Y112M-6型电动机的主要性能，
电动机型号 额定功率/(kW) 满载转速/(r/min) 额定转矩启动转矩
Y112M-6 2.2 940 2.0
表2 12Y112M-6型电动机主要外形及安装尺寸
型号 H A B C D E F×GD G K b b1 b2 h AA BB HA L1
Y112M-6 112 190 140 70 28 60 8×7 24 12 245 190 115 265 50 180 15 400
二、计算传动装置的总传动比i
三、计算传动装置各轴的的运动和动力参数
1. 各轴转速
1轴
2. 各轴的输入功率
1轴
2轴
卷筒轴
3. 各轴的输入转矩为
电动机的输入转矩为
1轴的输入转矩
2轴的输入转矩
卷筒轴的输入转矩
将上述计算结果汇入表3，以备查用（1轴是输入轴，2轴式输出轴）
表3 带式传动装置的运动和动力参数
轴名 功率P(kW) 转矩T(r/min) 转速n（r/min）
电机轴 1.725 940
1轴 1.691 940
2轴 1.292 52.28
卷筒轴 1.241
52.28
四、涡轮蜗杆的设计及参数计算
1.传动参数确定
传动比，而应不小于26，所以取，
，取
实际传动比，涡轮转速
2.涡轮蜗杆材料选择及强度计算
由于蜗杆传递的功率不大，速度也不高，蜗杆选用45号钢制造，表面淬火处理，齿面硬度达45～50HRW。根据公式
43125.210(/)svnTms
其中为蜗杆转速，为蜗轮转矩，初估蜗杆副的滑动速度VS=3.04m/s，,取VS=4.5m/s。.选择蜗轮的材料为无锡青铜。
按接触疲劳强度设计，根据公式：，其中为涡轮齿数，T为涡轮转矩，为材料许用应力，K为系数。
根据减速器的工作环境及载荷情况，取
。
根据VS=4.5m/s，查表得=170MPa。
，
查表取m=6.3mm，蜗杆分度圆直径=63mm。
3.计算相对传动速度及传动效率
蜗杆导程角
涡轮圆周速度
，通过查表选用精度等级为9级，因为该传动平稳，选用测隙种类为c，即传动9cGB/T10089-1988。
蜗杆副的滑动速度
蜗杆圆周速度
，通过查表选用精度等级为8级，因为该传动平稳，选用测隙种类为c，即传动8cGB/T10089-1988。
选择减速器的类型为蜗杆下置。
查表取得当量摩擦角，则蜗杆涡轮的传动效率为：
，
符合初取的效率值。
4.涡轮蜗杆基本尺寸确定
涡轮分度圆直径
中心距
变位系数
蜗杆传动其他的几何尺寸如表4所示
表4
名称 符号 公式 数据（单位：mm）
齿顶高 ha
6.3
齿根高 hf
7.56
全齿高 h
13.86
分度圆直径 d
63
齿根圆直径 df
47.88
齿顶圆直径 da
75.6
蜗杆分度圆上导程角 γ
节圆直径 d'
63.2
传动中心距 a'
145
蜗杆轴向齿距 pa1
19.792
蜗杆螺旋线导程 ps
39.584
蜗杆螺旋部分长度 L
100
蜗杆外圆直径 de2
250
五、蜗杆轴的设计，输入轴联轴器的及蜗杆轴承的选择
1. 选择蜗杆轴的材料
因传递功率不大，并对质量及结构尺寸无特殊要求，考虑到经济性选用常用材料45钢，调制处理。
2.初算蜗杆轴的最小轴径
已知蜗杆轴的输入功率为1.691kW,转速为940r/min，查表知C值在106118之间，取C=112,所以输入轴的最小轴径为,由于轴上有一个键槽，故取
3.选择输出轴的联轴器
为实现缓冲吸振，输入轴选择LX型弹性柱销联轴器。
蜗杆轴的名义转矩为,由于蜗杆减速器的载荷较平稳，取工作情况系数K=1.5。蜗杆轴的计算转矩
查表知Y112M-6型电动机轴的直径D=28mm,轴长E=60mm。
