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1、 燕山大学机械设计课程设计说明书题目： 二级蜗杆齿轮减速器设计 学院（系）：机械工程学院 年级专业： 10级机控（1）班学 号：学生姓名：指导教师：韩晓娟 教师职称：教授 目录一、传动方案分析11.斜齿轮传动12.蜗杆传动1二电动机选择计算11原始数据12电动机型号选择1三总传动比确定及各级传动比分配3四传动装置的运动和动力参数3五传动零件的设计计算51蜗杆蜗轮的选择计算52齿轮传动选择计算10六轴的设计和计算161初步计算轴径162轴的结构设计1733轴的弯扭合成强度计算18七. 角接触轴承的选择校核23八键的选择及其大齿轮键校核25九传动装置的附件及说明26十联轴器的选择27十一润滑和密封
2、说明281润滑说明282密封说明28十二拆装和调整的说明28十三设计小结28十四参考资料29燕山大学 机械设计课程设计 一、传动方案分析 1.斜齿轮传动 啮合性能好：斜齿圆柱齿轮轮齿之间是一种逐渐啮合过程，轮齿上的受力也是逐渐由小到大，再由大到小；因此斜齿轮啮合较为平稳，冲击和噪声小，适用于高速、大功率传动。斜齿轮传动的平稳性较直齿圆柱齿轮传动好，常用在高速级或要求传动平稳的场合。因此斜圆柱齿轮传动，这样的传动方案是比较合理的。 2.蜗杆传动 蜗杆传动平稳，适用于中小功率间歇运转的场合。当与齿轮传动同时使用时若要求减速器结构紧凑，可布置于低速级。因此，在传动方案中设置蜗杆齿轮传动是合理的。二电
3、动机选择计算1原始数据传输带牵引力F=1842N传输带工作速度V=0.34m/s滚筒直径D=0.38m2电动机型号选择1. 选择电动机类型由于Y系列三相异步电动机具有高效节能按工作要求和工作条件，选用Y系列三相异步电动机2. 确定电机容量电动机的输出功率Pd=Pw / a其中，传输带所需功率 P= Kw式中为卷筒效率（不包括轴承），取=0.96传动装置的总效率a=（1）22 3 (4)4式中1为联轴器的效率1=0.99，2为齿轮传动效率（8级精度齿轮传动）2=0.97 , 3为蜗轮蜗杆传动效率（双头蜗杆）3=0.75，4为轴承效率（滚动轴承）4=0.993,；a=0.9920.970.750.
4、9934=0.694电动机功率 Pd=Pw / a=0.626/0.694=0.94kw3. 选择电动机转速卷筒轴的工作转速为按推荐的传动比合理范围，i=6090，故电动机可选转速范围为符合这一范围的同步转速有1500r/min。因此选用同步转速为1500r/min的电动机。综合考虑电动机和传动装置尺寸的重量、价格、功率等因素，决定选用型号为Y90S-4电动机。其主要性能如表：电动机型号额定功率/kw同步转速/(r/min)满载转速/(r/min)堵转转矩/额定转矩最大转矩/额定转矩Y90S-41.1150014002.22.3电动机型号Y90S-4Pd =0.94 kw三总传动比确定及各级传
5、动比分配总传动比为（满载转速nm=1400r/min）Ia=nm/n=1400/17.1=81.87取齿轮传动比i2=(0.040.07)ia=(0.040.07)81.87=3.275.73取i2=4.55，i1=i/i2=81.87/4.55=18四传动装置的运动和动力参数设蜗杆为1轴，蜗轮轴为2轴，圆柱齿轮轴为3轴,卷筒轴为4轴，1.各轴转速：n1=nm =1400 r / minn2=n1 / i1=1400 /18=77.78 r / minn3=n2 / i2=77.78 /4.55=17.10r / minn4=n3=17.10r/min2.各轴输入功率：P1=Pd01= Pd1
6、=1.10.99=1.089kwP2=P112= P134=1.0890.9930.75=0.811kwP3=P223= P224=0.8110.9930.97=0.78kwP4=P334= P314=0.780.9930.99=0.767kw3.各轴输入转距：电动机轴输出转矩为：Td=9550Pd/nm=95501.1/1440=7.5NmT1=Td01= Td1=7.50.99=7.425 NmT2=T1i112= T1i134=7.425180.750.993=99.54 NmT3=T2i223= T2i224=99.544.550.970.993=436.24 NmT4=T334= T
7、314=436.240.990.993=428.85 Nm运动和动力参数计算结果整理于下表：轴号功率P/kw转矩T/（Nm）转速n/(rmin)传动比i效率电机轴1.7.514001.000.991轴1.0897.4251400180.742轴0.81199.5477.784.550.963轴0.78436.2417.101.000.98卷筒轴0.767428.8521.28五传动零件的设计计算1蜗杆蜗轮的选择计算(1).选择蜗杆的传动类型根据GB/T 100851988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI)。(2).初选材料、精度等级和蜗杆头数蜗杆传动传递的功率不大，速度中等，故蜗杆用45钢，调质处
8、理，蜗轮用铸锡青铜ZCuSn10P1，沙模铸造。轮芯用灰铸铁HT100制造。精度等级：初选9级蜗杆头数Z1=2 Z2=iZ1=182=36(3).按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设计,再校核齿根弯曲疲劳强度。l =9.26 由Z1=2得。l 确定载荷K因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均匀系数K=1，由于所选用为电动机，机械设计查表6-4取KA=1，取KV=1.1，预估v23m/s；则K=KAKKV =11.11=1.1l 确定作用在蜗轮上的转距 T2=99540N/mml 确定弹性影响系数因选用的是铸锡青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故ZE=155MPa1/
9、2l 确定许用接触应力H=根据蜗轮材料为铸锡青铜ZCuSn10P1，砂模铸造，可查得=220MPa应力循环次数 则 l l 取,查表得(4). 传动基本尺寸确定1.d2=mZ2=536=180mm2.a=1/2（d1+d2）=1/2（50+180）=1153.4.确定精度等级V2=l 滑动速动初选9级精度合适（5）复核m3q 啮合效率取其中2为滚动轴承效率，5为搅油效率则=123=0.8720.955=0.833 则应力无问题，不必再修正。（6）.校核齿根弯曲疲劳强度l 当量齿数 由此，查表可得齿形系数。l 螺旋角系数 l 许用弯曲应力 由表7-2查得=140MPa =220MPa1.25是蜗
10、杆硬度45HRc时所乘的系数满足弯曲强度。(7).热平衡核算。由于摩擦损耗的功率，则产生的热流量P蜗杆传递的功率以自然冷却方式，能从箱体外壁散逸到周围空气中去的热流量为箱体的散热系数，可取；A散热面积，箱内能溅到，而外表面又可为周围空气所冷却的箱体表面面积，单位为m2；t油的工作温度；周围空气的温度，常温情况可取；按热平衡条件，可求得在即定工作条件下的油温1取=1螺旋角系数=189.82.410.7830.985=352.79 计算接触疲劳许用应力接触疲劳强度极限=600MPa =390MPa寿命系数KHN1= KHN2=1N1=60n2jLn=6077.81(83006)=6.72107N2=60n3jLn=1.48107 取安全系数SH=1，取失效概率为1% 试算小齿轮分度圆直径，代入 校正试算的分度圆直径校正齿轮圆周速度修正载荷系数=1.01vZ1/100=0.232920/100=0.047校正分度圆直径（2）确定主要参数尺寸1.计算法向模数取第二系列mn=3mm2.计算中心距圆整取a=170mm3.按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故等值不必修
