單級蝸輪蝸桿畢業(yè)設(shè)計

1、濟源職業(yè)技術(shù)學院 畢 業(yè) 設(shè) 計題目 單級蝸輪蝸桿減速器 系別 機電工程系 專業(yè) 機電一體化技術(shù) 班級 機電0908 姓名 任克剛 學號 09010807 指導教師 菅毅 日期 濟源職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目：蝸桿減速器及相關(guān)傳動設(shè)計要求：減速器在常溫下連續(xù)工作、單向運動；空載起動，工作時有中等沖擊；工作速度v的允許誤差為+5%；單班制（每班工作8h），要求減速器設(shè)計壽命8年，大修期為3年，小批量生產(chǎn)；三相交流電源的電壓為380/220v設(shè)錨鏈最大有效拉力為f(n) f=2500n，錨鏈工作速度為v(m/s) v=0.7m/s,錨鏈滾筒直徑為d(mm)，d=300mm設(shè)計進度要求：

2、第一周：選擇題目以及查閱資料，為畢業(yè)設(shè)計做準備。第二周：查閱資料了解蝸輪蝸桿減速器。第三周：做設(shè)計書，按照老師要求，做好封皮、目錄、摘要以及感謝。第四周：做目錄一三的內(nèi)容第五周：做目錄四六的內(nèi)容第六周：做目錄七九的內(nèi)容第七周：做目錄十十一的內(nèi)容第八周：繪制裝配圖 指導教師（簽名）： i摘要減速器是用于電動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置。本減速器屬單級蝸桿減速器（電動機聯(lián)軸器減速器聯(lián)軸器滾筒），本人是在指導老師指導下完成的。該課程設(shè)計內(nèi)容包括：任務(wù)設(shè)計書，參數(shù)選擇，傳動裝置總體設(shè)計，電動機的選擇，運動參數(shù)計算，蝸輪蝸桿傳動設(shè)計，蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計，蝸輪軸的尺寸設(shè)計與校核，減速器箱體的結(jié)

3、構(gòu)設(shè)計，減速器其他零件的選擇，減速器的潤滑等。設(shè)計參數(shù)的確定和方案的選擇通過查詢有關(guān)資料所得。蝸輪蝸桿減速器的計算機輔助機械設(shè)計，計算機輔助設(shè)計及輔助制造（cad/cam）技術(shù)是當今設(shè)計以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進技術(shù)，通過本課題的研究，將進一步深入地對這一技術(shù)進行深入地了解和學習。本文主要介紹一級蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計過程及其相關(guān)零、部件的cad圖形。關(guān)鍵詞：減速器，設(shè)計 ，繪圖ii目錄目錄iii一 傳動系統(tǒng)方案的選擇4二 運動學和動力學的計算52.1電動機的選擇52.2 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算62.3 運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果列于下表6三 傳動件的設(shè)計計算73.1蝸桿副的設(shè)計計算73.2

4、 計算蝸桿傳動等其他幾何尺寸8四 蝸桿副上作用力的計算104.1 設(shè)計參數(shù)104.2 蝸桿上的作用力104.3 蝸輪上的作用力10五 減速器箱體的主要結(jié)構(gòu)尺寸115.1 箱體的尺寸116、蝸桿軸的設(shè)計計算156.1 軸的詳細計算156.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計15七 鍵連接的設(shè)計19八 軸、滾動軸承及鍵連接校核計算208.1 軸的強度校核208.2校核軸的強度218.3蝸桿軸的撓度校核218.4校核鍵連接強度22九 低速軸的設(shè)計與計算239.1 軸的詳細設(shè)計239.2結(jié)構(gòu)設(shè)計23十 鍵連接的設(shè)計27十一 潤滑油的選擇28十二 附件設(shè)計29十三 減速器附件的選擇31致謝33參考文獻3434一 傳動系統(tǒng)方案的

5、選擇錨鏈輸送機由電動機驅(qū)動。電動機1通過聯(lián)軸器2將動力傳入單級蝸桿減速器3，再通過聯(lián)軸器4，將動力傳至輸送錨機滾筒5，帶動錨鏈6工作。二 運動學和動力學的計算2.1電動機的選擇2.1.1 按工作要求和條件選用y系列三相異步電動機2.1.2 傳動滾筒所需功率pw =fv/(1000w)=25000.7/（10000.96）=1.82kw錨鏈工作速度v的允許誤差為+5%，所以傳動功率的范圍為pw =pw +0.05 pw=（1.7291.911）kw2.1.3 傳動裝置效率雙頭蝸桿傳動效率 蝸=0.78 滾動軸承效率（每對） 軸=0.99聯(lián)軸器效率 聯(lián)=0.99 傳動滾筒效率 w=0.96所以：=

6、軸3聯(lián)2w 蝸 =0.9930.9920.960.78 =0.712電動機所需功率： pd= pw/ =1.82/0.712=2.453kw 滾筒工作轉(zhuǎn)速： 601000 =601000 =44.59r/min蝸桿頭數(shù)為2的傳動比i的范圍為14100，電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為：nd=inw(1427)44.59=（624.261203.95）r/min根據(jù)計算出的電動機容量和轉(zhuǎn)速，查得所需的電動機y系列三相異步電動機相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)及傳動比的比較情況如下表所示： 方案電動機型號額定功率ped kw電動機轉(zhuǎn)速 r/min總傳動比同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1y132m-8375071015.922y132s-6

7、3100096021.533y100l2-431500143032.07綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量和減速器的傳動比，可見第2方案比較適合。因此選定電動機機型號為y132s-6其主要性能如下表: 位：mm中心高h外形尺寸l（ac/2ad）hd底角安裝尺寸ab地腳螺栓孔直徑k軸身尺寸de裝鍵部位尺寸fgd1324753453152161401238801033382.2 傳動裝置的運動和動力參數(shù)計算1）各軸的轉(zhuǎn)速n0=960 r/minn1=n0=960 r/minn2= n1/i=960/21.53=44.59 r/minnw=n2=44.59 r/min2)各軸的輸入功率 p1 =p

8、d聯(lián)=2.4530.99=2.428kwp2 =p1軸蝸=2.4280.990.78=1.875kwpw =p2軸聯(lián)=1.8750.990.99=1.838kw3） 各軸的輸入轉(zhuǎn)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 運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果列于下表參數(shù)電動機軸軸軸滾筒軸轉(zhuǎn)速n（r/min）輸入功率p/kw輸入轉(zhuǎn)矩t(nm)9602.43524.4009602.42824.15744.591.875401.61844.591.838393.623傳動比50三 傳動件的設(shè)計計算3.1蝸桿副的設(shè)計計算3.1.1 選擇材料蝸桿：45鋼，表面淬火45-55hrc；蝸輪：10-3鋁青銅zcual10fe3，金屬模鑄造，假設(shè)相對滑動速度vs6m/s3.1.2 確

10、定許用應(yīng)力許用接觸應(yīng)力 h=120mpa許用彎曲應(yīng)力 f=90mpa3.1.3 參數(shù)的選擇蝸桿頭數(shù) z1=2蝸輪齒數(shù) z2=iz1=21.532=43.06 則z2取44使用系數(shù) ka=1.1綜合彈性系數(shù) ze=160接觸系數(shù)z 取d1/a=0.4 由圖12-11得，z =2.83.1.4 確定中心距a取整：a=185mm若取m=8,d1=80mm 則d2=mz2=448=352mm則中心距a為3.1.5 驗算蝸輪圓周速度v2、相對滑動速度、及傳動總效率1）蝸輪圓周速度v22）導程角 由3）相對滑動速度vs 與初選值相符，選用材料合適4）傳動總效率 當量摩擦角 原估計效率0.712與總效率相差

11、較大，需要重新驗算3.1.6 復核 所以原設(shè)計合理3.1.7 驗算蝸輪抗彎強度蝸輪齒根抗彎強度驗算公式為其中當量齒數(shù)所以強度足夠3.2 計算蝸桿傳動等其他幾何尺寸3.2.1 蝸桿相關(guān)幾何尺寸分度圓直徑 齒頂高 全齒高 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 蝸桿螺旋部分長度(因為當m41.03+41.03（0.030.05）=42.2643.08mm,故取dmin=43mm9.2結(jié)構(gòu)設(shè)計9.2.1 各軸段的設(shè)計1）軸段的設(shè)計因為該段軸上安裝聯(lián)軸器，故此段設(shè)計與聯(lián)軸器同步設(shè)計。為了補償誤差，故采用彈性聯(lián)軸器，工作情況系數(shù)ka為2.3所以聯(lián)軸器取型號為gb/t 5014-2003中的lx3型聯(lián)軸器符合要求，其公稱

12、轉(zhuǎn)矩為1250nm,許用轉(zhuǎn)速為4750r/min（鋼），軸孔直徑范圍為4048mm，轂孔直徑取48mm，軸孔長度取84mm，j型軸孔，a型鍵，聯(lián)軸器主動端代號為lx3 3860 gb/t 5014-2003。則相應(yīng)的軸段直徑為d1=48mm，軸段長度略小于輪轂直徑，故取l1=82mm2）軸段的直徑軸肩高度為故，軸段的直徑為該處選用密封氈圈油封，使用的氈圈類型為 55 jb/zq4606-1997,則d2=55mm3)軸段及軸段的設(shè)計因為軸段及軸段上安裝軸承，考慮其受力情況，所以選用圓錐滾子軸承，軸段上安裝軸承，現(xiàn)取軸承為30212， 軸承內(nèi)徑d=60mm，外徑d=110mm,寬b=22mm，t

13、=23.75，內(nèi)圈定位軸肩直徑da=69mm，外圈定位軸肩直徑da=96101mm，a21m，故取d3=60mm。軸承采用脂潤滑，需要設(shè)計擋油環(huán)，軸承靠近箱體內(nèi)壁的端面距箱體內(nèi)壁距離取3=10mm。故d3=d6=60mm，4)軸段的設(shè)計軸段上安裝蝸輪，為方便蝸輪的安裝，d4應(yīng)該略大于d3，可定d4=65mm,蝸輪輪轂的寬度范圍為（1.21.8）d4=78117mm,取其輪轂寬度h=80mm，其右端采用軸肩定位，左端采用套筒固定。為使套筒端面能夠頂?shù)烬X輪端面，軸段長度應(yīng)該比輪轂略短，故取l4=78mm5)軸段的長度設(shè)計取蝸輪輪轂到內(nèi)壁距離2=15mm，則l3=b+3+2+h-l4=（22+10+

14、15+80-78）=49mm6）軸段的長度設(shè)計因為軸段的長度除與軸上的零件有關(guān)外，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件的尺寸有關(guān)。軸承端蓋連接螺栓直徑為m8，取螺栓gb/t5782 m835,故軸承端蓋厚e=1.2d端螺=1.28mm=9.6mm，取e=10mm。調(diào)整墊片厚度t=2mm，聯(lián)軸器輪轂端面與端蓋外端面的距離k1=15mm。軸承座外伸凸臺高t=5mm，軸承座厚度為l=+c1+c2+(58)=6770mm。則：取l=68mml2=k1+e+t+l-3-b=15+10+2+68-10-22=63 mm7)軸段的設(shè)計該軸段為蝸輪提供定位，定位軸肩的高度為h=(0.070.1)d4=3.855.5

15、mm取h=5mm,則d5=75mm,取軸段的長度l5=10mm8)軸段的長度設(shè)計保證擋油環(huán)、軸承相對蝸輪中心線對稱，則l6=l3-l5-2mm=(49-10-2)=37mm9)軸上力作用點間距軸的支點及受力點間的距離為 10）低速軸的設(shè)計尺寸 單位：mm488255636049657875106049十 鍵連接的設(shè)計聯(lián)軸器與軸段間采用a型普通平鍵連接，鍵的類型為gb/t 1096 鍵 12832和鍵1610十一 潤滑油的選擇減速器內(nèi)部的傳動零件和軸承都需要有良好的潤滑，這樣不僅可以減小摩擦損失，提高傳動效率，還可以防止銹蝕、降低噪聲。減速器采用蝸桿下置式，所以蝸桿采用浸油潤滑，蝸桿浸油深度h大

16、于等于1個螺牙高，但不高于蝸桿軸軸承最低滾動中心。蝸桿軸承采用全損耗系統(tǒng)用油l-an150潤滑油潤滑。蝸輪軸承采用zl-1鋰基潤滑脂潤滑。十二 附件設(shè)計經(jīng)箱體、蝸桿與蝸輪、蝸輪軸以及標準鍵、軸承、密封圈、擋油盤、聯(lián)軸器、定位銷的組合設(shè)計，經(jīng)校核確定以下零件： 鍵的類型： 單位：mm安裝位置類型b（h9）h（h11）l9（h14）蝸桿軸、聯(lián)軸器以及電動機聯(lián)接處gb/t 1096 鍵 10810832蝸輪與蝸輪軸聯(lián)接處gb/t 1096 鍵 12812832蝸輪軸、聯(lián)軸器及傳動滾筒聯(lián)接處gb/t 1096鍵1610161032圓錐滾動軸承 ： 單位：mm安裝位置軸承型號外 形 尺 寸ddtbc蝸

17、桿gb/t297-1994（30214）7012526.252421蝸輪軸gb/t297-94302126011023.752219密封圈（jb/zq 4606-1986）： 單位：mm安裝位置類型軸徑d基本外徑d基本寬度蝸桿b6574865748蝸輪軸b5574855748彈簧墊圈（gb93-87）： 單位：mm安裝位置類型內(nèi)徑d寬度（厚度）材料為65mn，表面氧化的標準彈簧墊圈軸承旁連接螺栓gb93-87-16164上下箱聯(lián)接螺栓gb93-87-12123擋油環(huán)： 單位：mm安裝位置外徑厚度邊緣厚度材料蝸桿129129q235定位銷為gb117-86 銷838 材料為45鋼十三 減速器附件

18、的選擇視孔蓋（q235）： 單位mmaa1a2b1bb2d4hr150190170410380394m 628起吊裝置： 單位mm箱蓋吊耳dr eb24242424箱座吊耳bhhb4233.626.910.524起重螺栓 : 單位mmddlsd1cd2hm1635622716328422226通氣器: 單位mmdd1d2d3d 4dabsm181.5m331.583164012722chh1d1rkef1640825.440622軸承蓋（ht150） 單位mm安 裝位 置d3dd0d0d2ee1md4d5d6b1d1蝸桿1013011155180121335.5120125127880蝸輪軸101401116519012132013013513710100油標尺 單位mmdd1d2d3habcdd1m1641663512852622油塞（工業(yè)用革）: 單位mmddellasd1hm11.52619.62312317172致謝在學校學習期間,本人得到許多人的支持與幫助,衷心感謝菅毅老師在我完成設(shè)計期間給予的熱情關(guān)心和悉心指導.菅毅老師嚴謹?shù)慕虒W態(tài)度和謙遜的性格，務(wù)實高效的工作作風使我受益匪淺。我還要借此機會向在大學生活中給予了我?guī)椭椭笇У乃欣蠋煴硎居芍缘闹x意，感謝他們四年來的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認真負責，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運用專業(yè)