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1、机械设计课程设计题 目： 单级蜗杆减速器 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 王 军 学 号： 20097494 指导教师： 龚 伟 2012年1月4日目 录引言 一、设计题目 二、总体传动方案的设计与分析 三、电动机的选择 四、传动装置运动及动力参数计算 五、蜗轮蜗杆的设计及其参数计算 六、蜗轮蜗杆轴的设计计算及校核 七、联轴器和滚动轴承的选择与校核 八、键选择与校核 九、箱体的设计计算 十、小型标准件的选择 十一、减速器的结构，密封与润滑 十二、设计小结 十三、附件 、引言课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的重要环节。在2010年01月04日-2010年01月18日为期二周
2、的机械设计课程设计。本次是设计一个蜗轮蜗杆减速器，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，减速器箱体的结构设计，减速器其他零件的选择，减速器的润滑等和A2图纸装配图1张、A4图纸的零件图2张。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
3、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。计算机辅助设计（CAD），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，能清楚、形象的表达减速器的外形特点。该减速器的设计基本上符合生产设计要求，限于作者初学水平，错误及不妥之处望老师批评指正。 一、设计题目11工作情况：已知条件1) 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有灰尘，环境最高温度35；2) 使用折旧期；8年；3) 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4)
4、动力来源：电力，三相交流电，电压380/220V；5) 运输带速度容许误差：5%；6) 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。12设计数据运输带工作接力F/N运输带工作速度n/（m/s）卷筒直径D/mm48001.2550013传动方案本课程设计采用的是单级蜗杆减速器传动。如下图所示：二、总体传动方案的设计与分析21设计步聚1）电动机的选择与运动参数计算；2）确定传动装置的总传动比和分配传动比3）蜗杆蜗轮的设计与校核；4）联轴器的选择5）蜗杆与蜗轮轴的设计与校核；6）轴承的选用与校核；7）键的选择与校核8）箱体的设计9）装配图、零件图的绘制； 22传动方案的分析该工作机采用的是原动机
5、为Y系列三相笼型异步电动机，三相笼型异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式电动机，电压380 V，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便；另外其传动功率大，传动转矩也比较大，噪声小，在室内使用比较环保。传动装置采用单级蜗杆减速器组成的封闭式减速器，采用蜗杆传动能实现较大的传动比，结构紧凑,传动平稳，但效率低，多用于中、小功率间歇运动的场合。工作时有一定的轴向力，但采用圆锥滚子轴承可以减小这缺点带来的影响。并且在电动机心轴与减速器输入轴及减速器输出轴与卷筒轴之间采用弹性联轴器联接，因为三相电动机及输送带工作时都有轻微振动，所以采用弹性联轴器能缓冲各吸振作用，以减少振动带来的不必要的机械损耗。总而
6、言之，此工作机属于中等功率、载荷变化不大的工作机，其各部分零件的标准化程度高，设计与维护及维修成本低；结构较为简单，传动的效率比较高，适应工作条件能力强，可靠性高，能满足设计任务中要求的设计条件及环境。三、电动机的选择3.1 电动机功率的确定1) 工作机各传动部件的传动效率及总效率：查机械设计课程设计指导书表9.2可知蜗杆传动的传动比为：；又根据机械设计基础表4-2可知蜗杆头数为，由表4-4可知蜗杆传动的总效率为：查机械设计课程设计指导书表9.1可知各传动部件的效率分别为：； ；工作机的总效率为：2) 电动机的功率：所以电动机所需工作效率为：3.2 确定电动机的转速1) 传动装置的传动比的确定
7、：查机械设计课程设计指导书书中表9.2得各级齿轮传动比如下： 理论总传动比：2) 电动机的转速：卷筒轴的工作转速：所以电动机转速的可选范围为：根据上面所算得的原动机的功率与转速范围，符合这一范围的同步转速有750 r/min、1000 r/min和1500 r/min三种。所以可供选择的的电机有：序号电动机型号额定功率KW满载转速r/min堵转转矩最大转矩质量（kg）额定转矩额定转矩1：1000Y160L-6119702.02.01472：750Y180L-8117301.72.01843：1500Y160M-41114602.22.2123综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为
8、使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000 r/min的电动机。其主要功能如上图所示。3.3电动机的结构设计中心高 H外形尺寸底脚安装尺寸地脚螺栓孔直径 K轴伸尺寸装键部位尺寸16015根据电动机的型号，选择如上图所示的结构。四、 传动装置运动及动力参数计算4.1 各轴的转速计算1) 实际总传动比及各级传动比的分配：由于是蜗杆传动，传动比都集中在蜗杆上，其他不分配传动比。则总传动比: 所以取2) 各轴的转速：第一轴转速：第二轴转速：4.2 各轴的输入功率第一轴功率：第二轴功率：第三轴功率：4.3 各轴的输入转矩电动机轴的输出转矩：第一轴转矩：第二轴转矩：第三轴转矩：将运动和动力参数计算结果
9、进行整理并列于下表：轴 名功率P/kW转矩T/（N*M）转速n/(r/min)传动比效率电机轴9.2390.8797011第一轴9.1489.9097010.99第二轴7.31151146.2210.80卷筒轴7.02145146.210.95五、蜗轮蜗杆的设计及其参数计算5.1 传动参数蜗杆输入功率P=9.23 kW，蜗杆转速，蜗轮转速，理论传动比i=20.3，实际传动比i=21，蜗杆头数，蜗轮齿数为，蜗轮转速选择蜗杆传动类型：根据设计要求，选用阿基米德蜗杆。52选择材料 减速器的为闭式传动，蜗杆选用材料45钢经表面淬火，齿面硬度 45 HRC,蜗轮缘选用材料ZCuSn10P1,金属模铸造，蜗轮轮芯用灰铸铁HT200制造。53按齿面接触疲劳强度进行设计1）确定作用在蜗轮上的转矩T2： 2）载荷系数K： 因为载荷平稳，蜗轮转速不高，可从书里表中查得.15 ， ，；则3）确定材料弹性系数 ：由钢蜗杆与铸锡磷青铜蜗轮相配，材料弹性系数 4）确定接触系数 ： 先假设 ，从图7.7可查得 5）确定许用接触应力 ： 由蜗轮材料ZCuSn10P1,金属模铸造，蜗杆硬度45HRC,可从表中查得蜗轮的基本许用应力.计算循环次数 :： 寿命系数:
