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1、河南机电高等专科学校毕业设计说明书绪 论蜗杆传动具有传动比大，传递动力大，工作平稳，高速时噪音小等特点，在制造来中获得广泛应用。蜗杆传动用于传递交错轴之间的回转运动。在绝大多数情况下，两轴在空间是互相垂直的轴交角为。它广泛应用在机床、汽车、仪器、起重运输机械、冶金机械以及其他机械制造部门中，最大传动功率可达，通常用在以下；最高滑动速度可达，通常用在以下。蜗杆传动的主要优点是结构紧凑、工作平稳、无噪声、冲击振动小以及能得到很大的单级传动比。在传递动力时，传动比一般为8100，常用的为1550。在机床工作台中，传动比可达几百，甚至到1000。这时，需采用导程角很小的单头蜗杆，但传动效率很低，只能用
2、在功率小的场合。在现代机械制造业中正力求提高蜗杆传动的效率，多头蜗杆的传动效率已可达到98%；与多级齿轮传动相比，蜗杆传动零件数目少，结构尺寸小，重量轻。缺点是在制造精度和传动比相同的条件下，蜗杆传动的效率比齿轮传动低，同时蜗轮一般需用贵重的减摩材料(如青铜)制造。蜗杆传动多用于减速，以蜗杆为原动件。1 总体设计1.1 拟定设计方案1.1.1 选择传动机构类型a种方案：采用蜗杆涡轮传动，使用两级减速。b种方案：采用斜齿轮传动，使用四级减速。1.1.2多级传动的合理布置a种方案：采用蜗杆涡轮，包括三根轴，布局如图ab种方案：采用斜齿轮传动，包括五根轴，布局如图b图1/11.1.3合理布置分级传动
3、表1/1常用机械传动单级传动比推荐值类型蜗轮蜗杆传动圆柱齿轮传动推荐值10-403-6最大值80101.1.4分析比较择优选定：a种方案：采用涡轮蜗杆传动，可实现大的传动比，结构紧凑，传动平稳，冲击振动相对较小，并且传动机构也可自锁，但是采用涡轮蜗杆传动，轴与轴位置关系比较复杂，零件的拆装不便。b种方案：均采用斜齿轮，冲击相对较大，稳定性差，且不能实现大的传动比。综合比较，按设计要求，选择蜗轮蜗杆传动和圆柱斜齿齿轮传动（a种方案），轴承选择滚动轴承。1.2 电机的选择1.2.1 计算牵引力 已知输出齿轮的推力1.2.2 输出齿轮的相关参数 输出齿轮速度则系统输出功率输出轴转速又已知输出轴节圆直
4、径故1.2.3 电动机的类型结构选择 依据设计要求选择封闭型电动机，此类电机转速考虑自身损耗取1.2.4 齿轮输出功率及系统效率 通过查表，可得蜗杆传动效率（带自锁）斜齿轮传动效率 滚动轴承传动 系统总效率 电动机的输出功率 由系列三相电动机参考比价表选取 1.3 传动装置的总传动比与各级传动比的分配1.3.1 总传动比 1.3.2 分配各级传动比 参照常用机械传动单级传动比推荐值表。可选齿轮传动比 蜗轮蜗杆传动比 符合一般传动比要求范围。1.3.3 计算传动装置的运动和动力参数输入轴轴 中间轴轴 输出轴轴 各轴转速 各轴输入功率 符合设计要求各轴转矩 表1/2计算结构汇总轴参数输入轴中间轴输
5、出轴转速（r/min）140037.38.3功率（w）0.05940.042340.0406转矩（N/m）0.40510.846.822 机械零件的传动结构设计2.1 蜗杆传动结构设计该系统使用寿命10年，每年工作300天，每天工作8小时。载荷平稳，双向工作2.1.1 选择材料 蜗杆采用45钢，表面淬火，45-55HRc;根据机械设计基础表14-4图14-6初估,齿面粗糙度为Ra1.60.4选定蜗轮圈材料为金属模铸造.2.2.2项目要求考虑到传递功率不大，速度也不高，初估由表6-5选精度为8级，侧隙为C，蜗杆表面粗糙度Ra为1.6。按接触疲劳强度设计，校核弯曲强度，并进行热平衡计算2.2蜗轮蜗
6、杆设计计算项目一 按接触疲劳强度设计1 选择齿数 2 蜗轮转矩 3 载荷系数K 4材料系数5 许应接触应力 6 7 初选 m , 8 蜗轮速度9 导程角r10 验证滑动速度二 计算传动效率1 啮合效率2 传动效率 3 验证三 确定传动的主要尺寸1 中心距a 2 蜗杆尺寸分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径导程角螺纹长度3 蜗轮尺寸分度圆直径齿顶圆直径齿根圆直径蜗轮外圆直径蜗轮齿宽螺旋角齿宽角齿顶圆弧半径四热平衡计算1 传动效率2 初估散热面积A3 油工作温度五 润滑方式 六 弯曲强度校核1 齿形系数2 螺旋角系数3 许应弯曲应力4弯曲应力七 蜗轮蜗杆结构设计计算内容传动比i=38参考表（机械设计基础
7、）14-2取则=38估计=0.72则=0.405380.72=11000由表14-7（机械设计基础）得=48000hN=1.07424108=查表14-8得=54由表14-1（机械设计基础），选 = 符合假设由表14-12（机械设计基础）查得=0.858=0.798与假定值相似 =0.40538=12288.2=60.326771.68则原定参数，强度足够。=1 =38 m=1.6mm =28mm q=17.5a=27.75=44.4mm取 取 取 查表6-10（插值法）查表6-11故安全 蜗杆蜗轮具体结构见零件图和装配图蜗杆轴的具体设计结构见零件图计算结果K=1m=1.6mm =0.798=
8、12288.2=60.326771.68a=44.4mm2.3齿轮的设计与校核一 选择齿轮材料热处理，齿轮强度精度等级及齿数1 选择精度等级2 选择齿轮材料，热处理方法及齿面强度3 选择齿数 二 按齿面接触疲劳强度设计1 初选载荷系数Kt2 初选螺旋角3 小齿轮传递转矩4选取齿宽系数5弹性系数6节点区域系数7重合系数Z8螺旋角系数Z9 接触疲劳强度极限本齿轮属车床中精度要求一般的齿轮速度不高，故齿轮采用8级精度。因传递功率不大，转速不高，选用软齿面齿轮传动 。齿轮选用便于制造且价格便宜的材料，小齿轮 15钢（调制） 硬度为240HBS；大齿轮 45钢（正火），硬度为200HBS因采用闭式软齿面
9、传动，故按齿面接触疲劳强度设计，然后校核其弯曲疲劳强度。按式 设计试选载荷系数 初选螺旋角小齿轮转矩由表13-8选宽度系数由表13-21查取节点区域系数由图13-6查得8级精度小齿轮45钢（调制）大齿轮 45钢（正火）10接触应力循环次数 11 接触疲劳强度寿命系数12 接触疲劳强度安全系数13计算许应接触应力 14计算小齿轮分度圆直径15计算圆周速度16确定载荷系数17修正小齿轮分度圆直径由图5-8查取接触疲劳强度寿命系数取失效概率为1%，接触疲劳强度最小安全系数由表5-15查取使用系数根据由图13-13动载系数4斜齿轮传动，齿间载荷分配系数.42由图13-15，齿向载荷分配系数故载荷系数4
10、.42三 定齿轮传动主要参数和尺寸：1模数m2计算分度圆直径3传动中心距a4确定螺旋角5分度圆直径6计算齿宽四 校核齿根弯曲疲劳强度1 齿形系数2重合度系数3螺旋角系数4 弯曲疲劳强度极限5 弯曲疲劳强度寿命系数6弯曲疲劳强度安全系数7 计算许用弯曲应力8 校核齿根弯曲疲劳强度9 齿轮的结构设计圆整为标准值m=1.25由表13-7查得由图13-9查得取最小值具体见零件图及装配图满足疲劳强度要求2.4轴的设计与较核2.4.1轴（中间轴）的设计 轴上有一个滑动齿轮，一个涡轮，分别用a，b表示。轴的受力分析及弯矩，扭矩见图，设计说明及计算结果列表进行水平面支反力垂直面支反力水平面弯矩图剪力图弯矩图垂直面弯矩图剪力图剪力图计算项目1 选择轴的材料及热处理方法，确定许用应力：2 计算轴的载荷3 初步估算轴的最小直径：选取滚动轴承型号4 轴的结构设计5 画轴的计算简图，计算支反力;6 画弯矩图，转矩图7 按弯扭合成强度条件 校核轴的强度计算说明选择轴的材料为45钢，调质处理。由表17-1查得蜗轮端轴所传递的转矩为：作用在蜗轮上的力为：由表17-2可知A=107118，考虑到轴上键槽削弱，轴径须加大3%5%，则取选取滚动轴承，按扭矩
