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1、北京理工大学 机械基础设计实践机械基础设计实践 设计说明书设计题目： 一级蜗轮蜗杆减速器姓名：王松 指导老师：荣辉 学号：20092061 班号：092209012011/9/8目 录前言-（4）1、 机械设计课程设计任务书 - （4）2、 系统运动方案的设计-（5）3电动机的选择及传动比-（6） 3.1、电动机类型的选择-（6） 3.2、电动机功率选择-（6） 3.3、确定电动机转速-（6） 3.4、总传动比-（7）4、运动学与动力学计算 -（8） 4.1、蜗杆蜗轮的转速-（8） 4.2、功率-（8） 4.3、 转矩-（8）5、 传动零件设计计算-（9） 5.1、选择蜗杆传动类型-（9） 5
2、.2、选择材料-（9） 5.3、按齿面接触疲劳强度进行设计-（9） 5.4 校验蜗轮弯曲强度5.5、蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸-（9）6、轴的设计计算及校核-（10） 6.1 高速轴(蜗杆轴)的设计计算-（10）6.1.2 联轴器的选择-（10） 6.1.3 输入轴的结构设计 -（11）6.1.4由弯扭合成法校核轴的强度 -（11）6.2 输出轴的设计计算 -（ 13）6.2.1轴上的零件定位，固定和装配 -（13）6.2.2确定轴的各段直径和长度 -（14）6.2.3按弯扭复合强度计算 147、滚动轴承的选择及校核计算-（16） 7.1、计算输入轴轴承 -（16） 7.2、计算输出轴轴承
3、 -（18）8、联轴器及键等相关标准的选择-（19） 8.1、连轴器与电机连接采用平键连接-（19） 8.2、输入轴与联轴器连接采用平键连接-（20） 8.3、输出轴与蜗轮连接用平键连接-（20）9、减速器结构与润滑的概要说明-（20） 9.1、箱体的结构形式和材料-（20） 9.2、铸铁箱体主要结构尺寸和关系-（21） 9.3、齿轮的润滑-（22） 9.4、滚动轴承的润滑-（22） 9.5、密封-（22）9.6、注意事项-（22）9.7减速器附件简要说明-（22）10、设计小结-（22）11、参考资料-（23）前 言课程设计能培养学生综合运用所学的理论知识与实践技能，树立正确的设计思想，掌握
4、设计的基本方法。 本设计是蜗轮蜗杆减速器的设计，在荣辉老师的指导下，由本人独立完成设计任务。根据所给数据选择第二组参数，从而由所选参数设计整个传动装置，其中包括电动机的选择，运动参数计算，蜗轮蜗杆传动设计，蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计，蜗轮蜗杆轴的尺寸设计与校核，减速器箱体的结构设计，减速器其他零件的选择，最后完成减速器装配图一长，零件工作图两张，设计说明书一份。一，课程设计任务书1，题目：设计用于带式运输机上的减速器。2，基本要求：运输机每天单班制工作，每班工作8小时，每年按300天计算，轴承寿命为齿轮寿命的1/31/4。设计参数：运输带拉力 F/kN运输带速度 V/(m/s)滚筒直径(mm)使
5、用年限/年2.31.230083，技术条件：（1）工作机上的载荷性质比较平稳，启动过载不大于5%，单向回转。（2）电动机的电源为三相交流电，电压为380V。（3）允许鼓轮的速度误差为5%4，工作环境：室内5，设计要求：（1）减速器装配图一张（2）零件图2张（低速段轴及与轴配合的蜗轮）（3）设计说明书一份，按指导书的要求写二，系统运动方案的设计采用一级蜗轮蜗杆减速器，优点是传动比较大，结构紧凑，传动平稳，噪音小，适合于繁重及恶劣条件下长期工作。缺点是效率低，发热量较大，不适合于传递大功率。传动路线为：电机连轴器减速器连轴器带式运输机。电动机与蜗杆之间采用弹性联轴器，低速轴与工作机之间使用齿式联轴
6、器。蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。蜗杆一端采用一对圆锥滚子构成固定端，一端实用深沟球轴承构成游动端。蜗轮和蜗杆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。 传动装置简图如右图：三、电动机的选择及传动比3.1、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380，型号选择Y系列三相异步电动机。3.2、电动机功率选择 稳定运转下工件机主轴所需功率： 工作机主轴转速为： 工作机主轴上的转矩：如
7、传动简图所示，各联轴器及传动零件的效率如下。弹性柱销联轴器： 齿式联轴器： 圆锥滚子轴承： 闭式蜗轮蜗杆的传动效率： （四头闭式）所以，电动机至工件机主轴之间的总效率为： = 0.99 * 0.99* 0.98* 0.98 * 0.85 = 0.80所以电动机所需功率为： 3.3、确定电动机转速选取电动机的转速为 n = ，查机械设计手册，取电动机型号为Y132M1-6，则所选取电动机部分性能如下：额定功率 满载转速 对Y系列电动机，通常选用同步转速为1000rpm或1500rpm的电动机，如无特殊需要，不选用低于750rpm的电动机配合计算出的容量，由表查出有两种适用的电动机型号，其技术参数
8、比较情况见下表：方 案电动机型号额定 功率kw 电动机转速 r/min同步转速满载转速 1Y132M1-6 4 1000 960 2Y112M-4 4 15001440 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，可知方案1比较适合。因此选定电动机型号为Y132M1-6,所选电动机的额定功率P = 4kw，满载转速n= 960r/min 。 3.4、总传动比 1， 计算总传动比和各级传动比的分配 （为蜗杆转速，为蜗轮转速） 2， 各级传动比的分配 由于为蜗杆传动，传动比都集中在蜗杆上，其他不分配传动比。 四、运动学与动力学计算4.1、蜗杆蜗轮的转速： 蜗杆转速和电动机的额定转速相同
9、蜗轮转速：则在5%内 滚筒的转速和蜗轮的转速相同 4.2、功率： 蜗杆的功率：p=3.45*0.99=3.4155kW 蜗轮的功率：p=3.4155*0. 98*0.85=2.845kW 4.3、 转矩： 电动机转 蜗杆转矩 蜗轮转矩 表格统计如下：参数电动机蜗杆蜗轮转速r/min96096080功率P/kw3.555 3.5193.136转矩N.m34.3234.00355.635五、传动零件的设计计算5.1、选择蜗杆传动类型 根据GB/T100851988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI) 。5.2、选择材料考虑到蜗杆传动功率不大,速度只是中等,故蜗杆采用45钢;因希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为4555HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCu
