一級(jí)蝸輪蝸桿說(shuō)明書(shū)課件

1、重慶理工大學(xué) 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 重慶理工大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)課題名稱(chēng) 一級(jí)蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 學(xué) 院 專(zhuān) 業(yè) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)老師 二一三年元月任務(wù)要求：1. 減速器裝配圖一張(1號(hào)圖紙)，零件圖2張2. 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份（60008000字）其它要求：設(shè)計(jì)步驟清晰，計(jì)算結(jié)果正確，說(shuō)明書(shū)規(guī)范工整，制圖符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。按時(shí)、獨(dú)立完成任務(wù)。目錄課程題目-3 傳動(dòng)方案的分析與擬定-3第一節(jié) 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算-4 1.1動(dòng)機(jī)的類(lèi)型選擇- - 4 1.2 電動(dòng)機(jī)的容量選擇-4 1.3傳動(dòng)方案的總效率計(jì)算-4 1.4 電機(jī)的確定- -4第二節(jié) 相關(guān)計(jì)算用數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備- -6第三節(jié) 蝸輪蝸桿的傳動(dòng)

2、設(shè)計(jì)- -7 31 設(shè)計(jì)及校核-7 3.2 傳動(dòng)基本尺寸的計(jì)算-8 3.3 齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算-9 3.4 齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算-9 3.5 蝸桿軸擾度驗(yàn)算-11 3.6 溫度驗(yàn)算-11 3.7 潤(rùn)滑方式的選擇-13第四節(jié) 蝸桿蝸輪的基本尺寸設(shè)計(jì)-15 4.1 蝸桿基本尺寸設(shè)計(jì)- -154.2 蝸輪基本尺寸設(shè)計(jì)-15第五節(jié) 蝸輪軸的尺寸設(shè)計(jì)與校核- -16 51 軸尺寸的初步估算- -16 52 軸的轉(zhuǎn)矩彎矩分析圖- -18 5.3 軸的校核計(jì)算-18第六節(jié) 減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)-21第七節(jié) 其他零件的選擇及校核-22第八節(jié) 減速器潤(rùn)滑-25設(shè)計(jì)小結(jié)-26參考資料-27題目3：鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)用蝸

3、桿減速器設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)上的蝸桿減速器。單班制工作，工作平穩(wěn)，經(jīng)常滿(mǎn)載，不逆轉(zhuǎn)。曳引鏈容許速度誤差為5%。減速器通風(fēng)良好，成批生產(chǎn)，使用期限5年。曳引鏈拉力（K）6.8曳引鏈速度（/）0.28曳引鏈鏈輪齒數(shù)12曳引鏈節(jié)距（）100工作班制 單傳動(dòng)方案的分析與擬定計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果1電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 1.1 選擇電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型按工作要求和條件選取Y系列一般用途全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量 電動(dòng)機(jī)輸出功率： kw 工作機(jī)所需的功率： 所以 kw 1.3由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總效率： 其中 分別為聯(lián)軸器，軸承，蝸桿，鏈的傳動(dòng)效率。查表可知=0.99（彈性鏈軸器）=0.98（滾

4、子軸承）=0.80（雙頭窩桿）=0.96（滾子鏈） 所以：則：1.4確定電機(jī)：工作機(jī)鏈速由機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表1-8查取傳動(dòng)比： 所以 ： 則由機(jī)設(shè)設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表12-1查取電機(jī)： Y100L24 額定功率3KW 滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速1430r/min電機(jī)型號(hào)：Y100L24 額定功率3KW計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果2.計(jì)算數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備： 2.1各軸的轉(zhuǎn)數(shù)：蝸桿轉(zhuǎn)數(shù) 渦輪轉(zhuǎn)數(shù) 2.2各軸功率：蝸桿傳遞功率 渦輪傳遞功率 2.3計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩： 電動(dòng)機(jī)： 蝸桿軸： 渦輪軸： 工作小時(shí)數(shù)：Lh=300*5*9=13500h Lh=13500h計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果3.蝸輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)：3.1設(shè)計(jì)及校核：蝸桿的材料采用45鋼，

5、表面硬度45HRC，蝸輪材料采用ZCuSn10P1,砂型鑄造。以下設(shè)計(jì)參數(shù)與公式除特殊說(shuō)明外均以參考由課本機(jī)械設(shè)計(jì) 第13章蝸桿傳動(dòng)為主要依據(jù)。當(dāng)量摩擦系數(shù)： 設(shè)，查課本機(jī)械設(shè)計(jì)表13.6，取大值、。選值： 圖13.11的線上，查得，中心距的計(jì)算： 蝸輪轉(zhuǎn)矩： 使用系數(shù)： 轉(zhuǎn)速系數(shù)： 彈性系數(shù)：表13.2壽命系數(shù)： 合格計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果接觸系數(shù)：由圖13.12I查得。接觸疲勞極限：表13.2得。接觸疲勞最小安全系數(shù)： 自定中心距： 3.2傳動(dòng)基本尺寸：蝸桿頭數(shù)：由圖13.11查得：蝸輪齒數(shù)：模數(shù)：蝸桿分度圓直徑：表13.4取標(biāo)準(zhǔn)值。蝸輪分度圓直徑：蝸桿導(dǎo)程角：蝸輪寬度：m=5計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果 蝸桿

6、圓周速度： 相對(duì)滑動(dòng)速度： 當(dāng)量摩擦系數(shù)：表13.6得。3.3齒面接觸疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算：齒面接觸應(yīng)力： 最大接觸應(yīng)力： 3.4齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算：齒根彎曲疲勞極限：表13.2得。彎曲疲勞最小安全系數(shù)： 自定合格計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果許用彎曲疲勞應(yīng)力：齒輪最大彎曲應(yīng)力：3.5蝸桿軸擾度驗(yàn)算：軸慣性矩： 允許蝸桿擾度：蝸桿軸擾度： 3.6溫度驗(yàn)算：傳動(dòng)嚙合效率：攪油效率： 自定軸承效率： 已定總效率：散熱面積： 箱體工作溫度： 合格合格計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果 3.7潤(rùn)滑方式的選擇：潤(rùn)滑油粘度：根據(jù)，表13.7選取。潤(rùn)滑方式：表13.7選取。合格浸油潤(rùn)滑計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果4.蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計(jì)4.1蝸桿基本尺寸設(shè)計(jì)

7、根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率P=3kw，滿(mǎn)載轉(zhuǎn)速為1430r/min，電動(dòng)機(jī)軸徑，軸伸長(zhǎng)E=60mm初步估計(jì)蝸桿軸外伸段的直徑：d=（0.810）=22.428mm由、d根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表8-5可查得選用LT4號(hào)Y型彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器（2862）。確定蝸桿軸外伸端直徑為28mm。根據(jù)HL3號(hào)彈性柱銷(xiāo)聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)尺寸確定蝸桿軸外伸端直徑為28mm的長(zhǎng)度為60mm。 由根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表4-1可查得普通平鍵GB10962003A型鍵810，鍵槽長(zhǎng)L=40mm。其余零件，包括蝸桿上軸承、擋油盤(pán)，軸承蓋，密封圈等組合設(shè)計(jì)，蝸桿的尺寸見(jiàn)蝸桿零件圖。4.2蝸輪基本尺寸設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)表11-

8、9：蝸輪采用裝配式結(jié)構(gòu)，用六角頭螺栓聯(lián)接（100mm）,輪芯選用灰鑄鐵 HT200 ，輪緣選用鑄錫青銅ZcuSn10P1，初步估計(jì)d=60mm，則有：普通A型平鍵81040計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果5.蝸輪軸的尺寸設(shè)計(jì)與校核蝸輪軸的材料為45鋼并調(diào)質(zhì)，且蝸輪軸上裝有滾動(dòng)軸承，蝸輪，軸套，密封圈、鍵，軸的大致結(jié)構(gòu)如圖所示：5.1軸尺寸的初步估算公式16.2得：，查表16.2得c=118-107,P為軸傳遞的功率P=2.33kw，n=57.2rad/min，則：則根據(jù)依次初步確定出各軸段的直徑： 在初步確定出各軸段的長(zhǎng)度：計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果5.2軸的彎矩、轉(zhuǎn)矩分析圖a)計(jì)算蝸輪輪齒上的圓周力、軸向力

9、、徑向力：b)軸的校核：校核的圖形如下表示：計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果5.3軸的校核計(jì)算前面已經(jīng)算出1） 求垂直面的支撐反力（圖b）2)水平面的支撐反力（圖c）3)F力在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力（圖d） 4)繪制垂直面的彎矩圖（圖b） 5）繪水平面的彎矩圖（圖c） 6)F力產(chǎn)生的彎矩（圖d） 危險(xiǎn)截面F力產(chǎn)生的彎矩為：計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果 7)合成彎矩圖（圖e）考慮到最不利的情況，把直接相加：8）軸傳遞的轉(zhuǎn)矩(圖f)T=389N*m9)危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩： 10）危險(xiǎn)截面處的直徑：表16.3，考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，將d值加大4%：故 軸的結(jié)果設(shè)計(jì)采用階梯狀，階梯之間有圓弧過(guò)度，減少應(yīng)力集中，具體尺寸和要求見(jiàn)蝸輪間軸零件圖

10、。鍵的選取，根據(jù)軸徑選取大徑處選A型鍵18x11x63，小徑處選A型鍵10x8x20T=389N*md60mm軸的選取合格計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果6.減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)箱座壁厚度 =0.04160+3=10mm 箱蓋壁厚度1 =0.8510=8.5mm機(jī)座凸緣厚度b b=1.5=1.510=15mm機(jī)蓋凸緣厚度b1 b1=1.51=1.59=13.5mm機(jī)蓋凸緣厚度P P=2.5=2.510=25mm地腳螺釘直徑： 地腳釘數(shù)目： n=4軸承旁連接螺栓直徑： 蓋與座連接螺栓直徑： 連接螺栓d2的間距： 軸承端蓋螺釘直徑： 定位銷(xiāo)直徑： 視孔蓋螺釘直徑： 底腳凸緣尺寸（扳手空間）: L1=32mm, L2

11、=30mm剖分面凸緣尺寸（扳手空間）: C1=24mm ,C2=20mm減速器中心高H: H=270mm軸承旁凸臺(tái)高度h: h=16mm箱體外壁至軸承座端面距離K: K= C1+ C2+(810)=44mm蝸輪外圓與箱體內(nèi)壁之間的距離: =12mm蝸輪端面與箱體內(nèi)壁之間的距離: 機(jī)蓋、機(jī)座肋厚m1,m：m1=0.851=8.5mm, m=0.85=10mm取=10mm取1=9mm取b=15mm取b1=15mmP=25mmn=4mmL1=32mmL2=30mmC1=24mm C2=20mmH=270mmh=16mmK=54mmm1=8.5mm,m=10mm計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果7其他零件的選擇及校核：1

12、.圓錐滾動(dòng)軸承 單位：mm安裝位置軸承型號(hào)外 形 尺 寸dDTBC蝸 桿GB/T297-84（30210）509021.752017蝸輪軸GB/T297-94302136512024.752320GB/T297-94302115510022.7521182.軸承的校核1） 蝸輪軸30213型：表6-7得該型號(hào)軸承的Cr=120KN,e=0.4,Y=1.5,則： 故選取公式： 所以： （合格）2）蝸輪軸30211型：表6-7得該型號(hào)軸承的Cr=90.8KN,e=0.4,Y=1.5,則： 故選取公式： 計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果所以： （合格）3） 蝸桿軸30210型：表6-7得該型號(hào)軸承的Cr=73.2KN

13、,e=0.42,Y=1.4,則： 故選取公式： 所以： （合格）3. 甩油盤(pán)的選擇：表7-18得： 1）由蝸輪兩邊安裝端蓋的軸徑可選得： 2） 由蝸桿安裝軸承段的軸徑可選定： 4. 軸承端蓋的選取：表11-10得：1）蝸桿的軸承端蓋選擇：由圓錐滾子軸承D=90得： 計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果 2） 蝸輪的軸承端蓋選擇：表11-10得： 計(jì)算及說(shuō)明結(jié)果 8.減速器的潤(rùn)滑減速器內(nèi)部的傳動(dòng)零件和軸承都需要有良好的潤(rùn)滑，這樣不僅可以減小摩擦損失，提高傳動(dòng)效率，還可以防止銹蝕、降低噪聲。本減速器采用蝸桿下置式，所以蝸桿采用浸油潤(rùn)滑，蝸桿浸油深度h大于等于1個(gè)螺牙高，但不高于蝸桿軸軸承最低滾動(dòng)中心。蝸輪軸承采用刮板潤(rùn)

14、滑。蝸桿軸承采用脂潤(rùn)滑，為防止箱內(nèi)的潤(rùn)滑油進(jìn)入軸承而使?jié)櫥♂尪髯?，常在軸承內(nèi)側(cè)加擋油盤(pán)。蝸桿:浸油潤(rùn)滑蝸輪軸承:刮板潤(rùn)滑蝸桿軸承:脂潤(rùn)滑設(shè)計(jì)小結(jié) 拿到課程設(shè)計(jì)題目之后，首先通過(guò)對(duì)各運(yùn)動(dòng)部件的整體分析，尋找出它們之間的相互關(guān)系和傳動(dòng)規(guī)律，然后在對(duì)單個(gè)部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)和力的分析，確定各部件是否能滿(mǎn)足使用條件，以及使用要求，按總體方案對(duì)各零部件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系進(jìn)行分析得出單級(jí)蝸桿減速器的整體結(jié)構(gòu)尺寸，然后以各個(gè)系統(tǒng)為模塊分別進(jìn)行具體零部件的設(shè)計(jì)校核計(jì)算，得出各零部件的具體尺寸，在這個(gè)校核過(guò)程之中，我們必然會(huì)反復(fù)多次的對(duì)一些條件和數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整和修改，我們主要出問(wèn)題的地方常在電機(jī)的選擇，傳動(dòng)比的選擇，還有就

15、是對(duì)軸的強(qiáng)度和硬度的校核等方面，再多次重新調(diào)整整體結(jié)構(gòu)，整理相關(guān)數(shù)據(jù)得出最后的設(shè)計(jì)圖紙和說(shuō)明書(shū).此次通過(guò)對(duì)鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)用蝸桿減速器的設(shè)計(jì)，使我對(duì)成型機(jī)械的設(shè)計(jì)方法、步驟有了較深的認(rèn)識(shí).熟悉了蝸輪、軸等多種常用零件的設(shè)計(jì)、校核方法；掌握了如何選用標(biāo)準(zhǔn)件，如何查閱和使用手冊(cè)，如何繪制零件圖、裝配圖；以及設(shè)計(jì)非標(biāo)準(zhǔn)零部件的要點(diǎn)、方法. 整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程，課程設(shè)計(jì)巧妙地將我們課本上所學(xué)的東西和實(shí)際生產(chǎn)相柔和，將書(shū)本知識(shí)與我們的課程設(shè)計(jì)緊密的聯(lián)系起來(lái)，除此之外還有很多數(shù)據(jù)和標(biāo)準(zhǔn)還必須依靠自己動(dòng)手去尋找，查閱各種標(biāo)準(zhǔn)和圖書(shū)報(bào)刊等文獻(xiàn)，大大鍛煉了我們的實(shí)際操作能力，對(duì)我們以后的工作學(xué)習(xí)都會(huì)有很大的幫助。 參考文獻(xiàn)1 吳宗澤，羅圣國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè).第3版.北京：高等教育出版社，20062 邱宣