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1、1目 录绪论 2 第一章 传动方案的分析和拟定 21.1 采用带传动蜗杆传动 3 1.2 采用二级圆锥圆柱齿轮传动 31.3 采用二级蜗杆圆柱齿轮传动 3 1.4 确定传动方案 4第二章 传动装置总设计 4 2.1 选择电动机类型和结构形式 4 2.2 选择电动机的容量 4 2.3 确定电动机转速 5 2.4 计算传动装置的总传动比和分配各级传动比 52.5 计算传动装置的运动和动力参数 5 第三章 蜗杆传动的设计计算 6 3.1 选择蜗杆传动类型 63.2 选择材料 63.3 蜗杆传动计算 6第四章 轴的设计计算 10 4.1 蜗杆轴的计算 10 4.2 涡轮轴的计算 18第五章键的选择和计
2、算 255.1 蜗轮轴上键的选择计算 255.2 蜗杆轴上键的选择计算 265.3 蜗杆轴的联轴器上键的选择计算 27 第六章轴承和联轴器的选择和计算 286.1 轴承和联轴器的选择 286.2 轴承的校核计算 28第七章 箱体的设计 297.1 箱体结构设计 297.2 减速器附件及其结构设计 30设计心得体会 33 参考书目 342绪论简易卧式铣床的传动装置设计1 设计题目设计用于简易卧式铣床的传动装置（如下图） 。 1铣 刀2动 力 头3导 轨4传 动 装 置5丝 杠6电 动 机（1） 设计数据数据编号 1 2 3 4 5丝杠直径/mm 50 50 50 50 50丝杠转矩/Nm 500
3、 480 460 440 420转速/ r/min 20 22 24 26 28丝杠直径50mm，丝杠转矩 T=500Nm，转速 n=20r/min，（2）工作条件 室内工作，动力源为三相交流电动机，电动机双向运转，载荷较平稳，间歇工作。（3）使用期限设计寿命为 12000h，每年工作 300 天；检修期间隔为三年。（4） 生产批量及加工条件中等规模的机械厂，可加工 7、8 级精度的齿轮、蜗轮。第一章 传动方案的分析和拟定对本题目进行分析：首先，卧式铣床的刀具的行程有工作行程和返回行程，进行往返运动，这就决定着所设计的方案中电机是正反转工作的，在这种情况下，需要将频繁起动电动机正反转的要素考虑
4、到设计方案中。其次，卧式铣床作为一种加工工具，是用来满足一定的使用要求，需要将其精度考虑到设计方案中。最后，要满足卧式铣床的功能要求，例如传递功率的大小，转速和运动形3式。此外还要适应工作条件（工作环境、场地、工作制度等） ，满足工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、使用维护便利、工艺性和经济性合理等要求。要同时满足这些要求是困难的，在进行传动系统方案设计时应统筹兼顾，保证重点。根据机器的功能要求以及传动比大小，拟定以下三种传动方案1.1采用带传动蜗杆传动方案一图 1-11.2采用二级圆锥圆柱齿轮传动方案二图 1-21.3采用二级蜗杆圆柱齿轮传动方案三4图 1-31.4确定传动方案 带传动
5、承载能力较小，传动相同转矩时，其结构尺寸要比其他传动形式的结构尺寸大，传动效率中等，传动精度低，但传动平稳，能缓冲吸振。因此宜布置在高速级。蜗杆传动可实现较大的传动比，结构紧凑，传动平稳。头数较少时，效率较低，头数多或环面蜗杆效率高，但加工困难，成本高。其承载能力较齿轮的低，当与齿轮传动同时应用时，宜布置在高速级，以减少蜗杆尺寸，节省有色金属；另外，由于在高速下，涡轮和蜗杆有较大的齿面相对滑动速度，易于形成动力润滑油膜，有利于提高承载能力和效率，延长寿命。圆锥齿轮（特别时大直径，大模数的圆锥齿轮）加工困难，所以一般只在需要改变轴的分布方向时采用，并尽量放在高速级和限制传动比，以减小大锥齿轮的直
6、径和模数。斜齿轮的传动平稳性较直齿轮的好，常用于高速级或要求传动平稳的场合。本设计是简易卧式铣床的传动装置设计，首先传动精确，不易用带传动；其次，锥齿轮加工困难，且对轴承的要求较高，也不宜采用。故选择方案一，即采用蜗杆传动。第二章 传动装置总设计2.1选择电动机类型和结构形式。电动机类型和结构形式要根据电源、工作条件（温度、环境、空间尺寸等）和载荷特点（性质、大小、启动性能和过载情况）来选择。根据工作条件和载荷特点应选用 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步交流电动机，电压 380V。2.2选择电动机的容量 .由机器的工作要求可知：工作机所需功率 Pw 应由机器工作转矩和运动参数5计算求得， 5
7、021.59wTnPkW电动机至工作机之间传动装置的总效率，总效率 按下式计算：2134其中 联轴器的效率 ；2 头蜗杆传动的效率 （已包括一对0.920.79轴承的效率） ；滚动轴承的传动效率 。40.9把各效率代入上式得2221340.9.7.则所需电动机的功率 1.05.4wdPkW因载荷平稳，电动机额定功率略大于 即可。查设计手册表 121，该电d动机的额定功率应选择为 1.5kW。2.3 确定电动机转速 丝杠工作转速为 ，蜗杆传动比范围为 。20minwr1850i电动机的转速可选范围为 160mndwr符合这一范围的同步转速有 750，1000，1500，3000.由于 750 的
8、转速不符合功率要求，可排除。转速越高，重量约轻，价格越便宜，但减速器的传动比越大，外廓尺寸越大，制造成本越高，结构不紧凑。所以，选择型号为 Y100L-6 的电动机，其转速为 ，异步转速为 ，重量为 33Kg。10minr940inr2.4计算传动装置的总传动比和分配各级传动比总传动比 4720mwni2.5计算传动装置的运动和动力参数0 轴（电动机）0001.49min.154.3dPkWnrTNm6涡杆轴101211.409.7196min5.70PkWnriTN丝杠320433.79.61min1.09552PkWnrTNm将各轴的参数列入表中表一功率（Kw） 转矩（N m）轴名输入 输
9、出 输入 输出转速r/min传动比 效率电动机 1.41 13.2 940蜗杆轴 1.4 1.1 177 175 60 15.7 0.78丝杠 1.06 506 500 20 1 0.99第三章 蜗杆传动的设计计算3.1选择蜗杆传动类型根据 GB/T 10085-1988 的推荐，采用渐开线蜗杆（ZI）3. 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 45-55HRC。涡轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用灰铸铁 HT100 制造。3.3蜗杆传动设计
10、计算1.蜗杆副的滑动速度4433125.05.09512.74svnTms因为 sms7所以，蜗杆下置初选 值1da由 ，查机械设计手册表 9-8，得2.734svms065,.vvu查机械设计手册图 9-6，的 =0.43， (z=2)1da2.中心距计算由 ，查机械设计手册表 9-9，得251TNm使用系数 .AK转速系数 1818260.7nZ查机械设计手册表 9-1，得弹性系数 1247EaMP寿命系数 665001.36hhZL查机械设计手册表 9-7，得接触系数 2.4p接触疲劳极限 lim56HaMP接触疲劳最小安全系数 li1.3S中心距 2 2lim332 147.3.606
11、510.6EpHAnhZaKT取 53.传动基本尺寸蜗杆头数 1Z蜗轮齿数 247i模数 21.568ammZ8取 6.3m蜗杆分度圆直径 10.43125.dam取 5蜗轮分度圆直径 297蜗杆导程角 得1tan0.mZd蜗轮宽度 120.55dbm1.蜗杆：分度圆直径 13齿顶圆直径 *125316.5.aadhdm齿根圆直径 *11()532(0.)637.8ffac2.蜗轮：分度圆直径 2.9dmZm齿顶圆直径 *22()197(0.6587).301aaahdx齿根圆直径 *222()(.7.5ffadcm齿宽 25bm4.齿面接触强度验算许用接触应力 lim2650.7131.HH
12、nh aZMPS最大接触应力 2354.8AEpaKTPa合格H95.轮齿弯曲疲劳强度验算轮齿弯曲疲劳极限 查机械设计手册表 9-1，得lim15FaMP弯曲疲劳最小安全系数 lim1.4FS许用弯曲疲劳应力 li582.aFMP轮齿最大弯曲应力 21701.436A aKTbdF6.温度计算传动啮合效率 1tan0.81v轴承效率 20.9搅油效率 3总效率 123.7散热面积 51.8290Aam箱体工作温度 110.4.793205815wPta(中等通风，取 ) 合格wa7.精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动时动力传动，属于通用机械减速器，从 GB/T10089-1988 圆柱蜗杆、涡轮精度中选择 8 级精度，侧隙种类为 f,标注为 8f GB/T10089-1988。查机械设计手册 ，得蜗杆齿面粗造度 13.2aRm蜗轮齿面粗造度 8.润滑油粘度和润滑方式由 ，查表得粘度2.734s
