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1、济源职业技术学院 毕 业 设 计题目 单级蜗轮蜗杆减速器 系别 机电工程系 专业 机电一体化技术 班级 机电0908 姓名 任克刚 学号 09010807 指导教师 菅毅 日期 济源职业技术学院毕业设计设计任务书设计题目：蜗杆减速器及相关传动设计要求：减速器在常温下连续工作、单向运动；空载起动，工作时有中等冲击；工作速度v的允许误差为+5%；单班制（每班工作8h），要求减速器设计寿命8年，大修期为3年，小批量生产；三相交流电源的电压为380/220V设锚链最大有效拉力为F(N) F=2500N，锚链工作速度为v(m/s) v=0.7m/s,锚链滚筒直径为d(mm)，d=300mm设计进度要求：
2、第一周：选择题目以及查阅资料，为毕业设计做准备。第二周：查阅资料了解蜗轮蜗杆减速器。第三周：做设计书，按照老师要求，做好封皮、目录、摘要以及感谢。第四周：做目录一三的内容第五周：做目录四六的内容第六周：做目录七九的内容第七周：做目录十十一的内容第八周：绘制装配图 指导教师（签名）： I摘要减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。本减速器属单级蜗杆减速器（电动机联轴器减速器联轴器滚筒），本人是在指导老师指导下完成的。该课程设计内容包括：任务设计书，参数选择，传动装置总体设计，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，蜗轮轴的尺寸设计与校核，减速器箱体的结
3、构设计，减速器其他零件的选择，减速器的润滑等。设计参数的确定和方案的选择通过查询有关资料所得。蜗轮蜗杆减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CAM）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的研究，将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习。本文主要介绍一级蜗轮蜗杆减速器的设计过程及其相关零、部件的CAD图形。关键词：减速器，设计 ，绘图II目录目录III一 传动系统方案的选择4二 运动学和动力学的计算52.1电动机的选择52.2 传动装置的运动和动力参数计算62.3 运动和动力参数的计算结果列于下表6三 传动件的设计计算73.1蜗杆副的设计计算73.2
4、 计算蜗杆传动等其他几何尺寸8四 蜗杆副上作用力的计算104.1 设计参数104.2 蜗杆上的作用力104.3 蜗轮上的作用力10五 减速器箱体的主要结构尺寸115.1 箱体的尺寸116、蜗杆轴的设计计算156.1 轴的详细计算156.2 结构设计15七 键连接的设计19八 轴、滚动轴承及键连接校核计算208.1 轴的强度校核208.2校核轴的强度218.3蜗杆轴的挠度校核218.4校核键连接强度22九 低速轴的设计与计算239.1 轴的详细设计239.2结构设计23十 键连接的设计27十一 润滑油的选择28十二 附件设计29十三 减速器附件的选择31致谢33参考文献3434一 传动系统方案的
5、选择锚链输送机由电动机驱动。电动机1通过联轴器2将动力传入单级蜗杆减速器3，再通过联轴器4，将动力传至输送锚机滚筒5，带动锚链6工作。二 运动学和动力学的计算2.1电动机的选择2.1.1 按工作要求和条件选用Y系列三相异步电动机2.1.2 传动滚筒所需功率Pw =Fv/(1000W)=25000.7/（10000.96）=1.82KW锚链工作速度v的允许误差为+5%，所以传动功率的范围为Pw =PW +0.05 Pw=（1.7291.911）KW2.1.3 传动装置效率双头蜗杆传动效率 蜗=0.78 滚动轴承效率（每对） 轴=0.99联轴器效率 联=0.99 传动滚筒效率 W=0.96所以：=
6、轴3联2W 蜗 =0.9930.9920.960.78 =0.712电动机所需功率： Pd= Pw/ =1.82/0.712=2.453KW 滚筒工作转速： 601000 =601000 =44.59r/min蜗杆头数为2的传动比i的范围为14100，电动机转速的可选范围为：nd=inw(1427)44.59=（624.261203.95）r/min根据计算出的电动机容量和转速，查得所需的电动机Y系列三相异步电动机相应的技术参数及传动比的比较情况如下表所示： 方案电动机型号额定功率Ped kw电动机转速 r/min总传动比同步转速满载转速1Y132M-8375071015.922Y132S-6
7、3100096021.533Y100L2-431500143032.07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，可见第2方案比较适合。因此选定电动机机型号为Y132S-6其主要性能如下表: 位：mm中心高H外形尺寸L（AC/2AD）HD底角安装尺寸AB地脚螺栓孔直径K轴身尺寸DE装键部位尺寸FGD1324753453152161401238801033382.2 传动装置的运动和动力参数计算1）各轴的转速n0=960 r/minn1=n0=960 r/minn2= n1/i=960/21.53=44.59 r/minnw=n2=44.59 r/min2)各轴的输入功率 P1 =P
8、d联=2.4530.99=2.428KWP2 =P1轴蜗=2.4280.990.78=1.875KWPW =P2轴联=1.8750.990.99=1.838KW3） 各轴的输入转矩 T0 =9550Pd/n0=95502.453 /960=24.400NmT1 =9550P1/n1=95502.428 /960=24.157NmT2 =9550P2 /n2=95501.875/44.59=401.618NmTW=9550PW/nW=95501.838 /44.59=393.623Nmn0=960 r/minn1=960 r/minn2=44.59r/minnw=44.59r/minP1 =2.
9、428KWP2 =1.875KWPW =1.838KWT0 =24.400NmT1 =24.157NmT2=401.618NmTW =393.623Nm2.3 运动和动力参数的计算结果列于下表参数电动机轴轴轴滚筒轴转速n（r/min）输入功率P/KW输入转矩T(Nm)9602.43524.4009602.42824.15744.591.875401.61844.591.838393.623传动比50三 传动件的设计计算3.1蜗杆副的设计计算3.1.1 选择材料蜗杆：45钢，表面淬火45-55HRC；蜗轮：10-3铝青铜ZCuAl10Fe3，金属模铸造，假设相对滑动速度vs6m/s3.1.2 确
10、定许用应力许用接触应力 H=120MPa许用弯曲应力 F=90MPa3.1.3 参数的选择蜗杆头数 Z1=2蜗轮齿数 Z2=iZ1=21.532=43.06 则Z2取44使用系数 KA=1.1综合弹性系数 ZE=160接触系数Z 取d1/a=0.4 由图12-11得，Z =2.83.1.4 确定中心距a取整：a=185mm若取m=8,d1=80mm 则d2=mZ2=448=352mm则中心距a为3.1.5 验算蜗轮圆周速度v2、相对滑动速度、及传动总效率1）蜗轮圆周速度v22）导程角 由3）相对滑动速度vs 与初选值相符，选用材料合适4）传动总效率 当量摩擦角 原估计效率0.712与总效率相差
11、较大，需要重新验算3.1.6 复核 所以原设计合理3.1.7 验算蜗轮抗弯强度蜗轮齿根抗弯强度验算公式为其中当量齿数所以强度足够3.2 计算蜗杆传动等其他几何尺寸3.2.1 蜗杆相关几何尺寸分度圆直径 齿顶高 全齿高 齿顶圆直径 齿根圆直径 蜗杆螺旋部分长度(因为当m10时，b1加长1525mm，故取b1=130mm;蜗杆轴向齿距 3.2.2 蜗轮相关几何尺寸分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径外圆直径 蜗轮齿宽 轮缘宽度 3.2.3 热平衡计算取油温t=70，空气温度t=20,通风良好，t取15W/(m2),传动效率为0.712；由公式 得：四 蜗杆副上作用力的计算4.1 设计参数1)高速轴 T1=24157Nmm n1=960r/min d1=80mm2)低速轴 T2=401618Nmm n2=44.59r/min d2=352mm4.2 蜗杆上的作用力1）圆周力 其方向与力作用点圆周速度方向相反2）轴向力 其方向与蜗轮的转动方向相反3）径向力 其中n=20其方向力由力的作用点指向轮1的转动中心4.3 蜗轮上的作用力蜗轮上的轴向力、圆周力、径向力分别与蜗杆上相应的圆周力、轴向力、径向力大小相等，方向相反，即蜗轮上的作用力为：Fa2=Ft1；Ft2=Fa1；Fr2=Fr1五 减速器箱体的主要结构尺寸5.1 箱体的尺寸
