. . 0p湖 南 科 技 大 学 课程设计报告

课程设计名称： 单级蜗杆减速器 学 生 姓 名： 涂皓 学 院： 机电工程学院 专业及班级： 07级机械设计及其自动化1班 学 号： 0703010109 指导教师： 胡忠举

2010 年 6月17日 .

. 摘要 课程设计是机械设计课程重要的综合性与实践性相结合的教学环节，基本目的在于综合运用机械设计课程和其他先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固和加深所学的知识，同时通过实践，增强创新意思和竞争意识，培养分析问题和解决问题的能力。通过课程设计，绘图以及运用技术标准，规范，设计手册等相关资料，进行全面的机械设计基本技能训练。 减速器是在当代社会有这举足轻重的地位，应用范围极其广泛，因此，减速器的高质量设计，可以体现出当代大学生对社会环境的适应及挑战，从整体设计到装配图和零件图的绘制，都可以让参与设计的同学深深领悟到机器在如今社会的重要作用 .

. 目录 一、摘要 二、传动装置总体设计 1、传动机构整体设计 2、电动机的选择 3、传动比的确定 4、计算传动装置的运动参数

三、传动零件的设计 1、减速器传动设计计算 2、验算效率 3、精度等级公差和表面粗糙度的确定

四、轴及轴承装置设计 1、输出轴上的功率、转速和转矩 2、蜗杆轴的设计 3、涡轮轴的设计 4、滚动轴承的选择 5、键连接及联轴器的选择

五、机座箱体结构尺寸及附件 1、箱体的结构尺寸 2、减速器的附件

六、蜗杆减速器的润滑 1、蜗杆的润滑 2、滚动轴承的润滑

七、蜗杆传动的热平衡计算 1、热平衡的验算 八、设计体会

参考文献 .

. 一、传动装置总体设计 1、传动机构整体设计 根据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机——联轴器——减速器——联轴器——带式运输机。(如图右图所示) 根据生产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度V≤4——5m/s，所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式见（如图下图所示），采用此布置结构，由于蜗杆在蜗轮的下边，啮合处的冷却和润滑均较好。蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承，承受径向载荷和轴向载荷的复合作用，为防止轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘，异物侵入箱内，在轴承盖中装有密封元件。 该减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。

总传动比：i=27 Z1=2 Z2=54 为了确定传动方案先初选卷筒直径：D=380mm运输带速度：V=1m/s 卷筒转速wn=60×1000v/(D)= 60×1000×1/(×380)r/min=50.28 r/min 而i=27 ，并且wn=2n， 所以有1n=i2n=27×50.28=1357.6 r/min选择同步转速为1500r，满载转速为1440r/min的电动机。 wn=2n=1ni=53.33r/min . . 由wn=60×1000v/(D)可得D≈345mm 2、选择电动机 （1）选择电动机类型 按已知工作要求和条件选用Y系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机. （2）选择电动机容量 工作机要求的电动机输出功率为：

wd

ppn

其中 1000wwFvpn

则 1000dwFvpnn 由电动机至运输带的传动总效率为： 2312345wnnnnnnn

式中，查机械设计手册可得 联轴器效率 1n=0.99

滚动轴承效率2n=0.98 双头蜗杆效率3n=0.8 转油润滑效率4n=0.96 卷筒效率 5n=0.96 则 wnn68.0%

初选运输带有效拉力：F=5280N 从而可得：dP=7.45kw＜7.5kw 电动机型号表一

方案 电动机型号 额定功率 Ped kw 电动机转速 r/min 额定转矩 同步转速 满载转速

1 Y132S2-2 7.5 3000 2900 2.0 2 Y132S2-4 7.5 1500 1440 2.2 . . 3 Y160M-6 7.5 1000 960 2.0 4 Y160L-8 7.5 750 720 2.0 （3）确定电动机转速 有前面可知电机的满载转速为1440r/min 从而可以选取Y132S2-4 以下是其详细参数 Y132S2-4的主要性能参数

额定功率

edP/kw

同步转速 n/(r 1min) 满载转速 n/(r 1min) 电动机总重/N 启动转矩 额定转矩 最大转矩 额定转矩

7.5 1500 1440 2.2 2.3

3、 传动比的确定 由前面可知总传动比 i总=i=27

4、计算传动装置的运动和动力参数 （1）各轴转速 蜗杆轴 n1=1440r/min 齿轮轴 n2=1440/26=53.33 r/min 卷筒轴 n3= n2=53.33r/min

（2）各轴的输入功率 蜗杆轴 p1= 12dPnn=7.23kw

齿轮轴 p2=p1234nnn=5.44kw 卷筒轴 p3=p2 12nn=5.28kw

(3) 各轴的转矩 电机输出转矩 dT=9550 dwPn =9550×7.45/1440Nm=49.4Nm

蜗杆输入转矩 1T=dT12nn=49.4×0.99×0.98 Nm =47.94Nm 蜗轮输入转矩 2T=1Ti234nnn=47.94×26×0.98×0.8×0.96Nm =938.1 Nm . . 卷筒输入转矩 3T=2T12nn=938.1×0.99×0.98 Nm=910.2Nm 将以上算得的运动和动力参数列于表2-2 表2-2

类型 功率P（kw） 转速n（r/min） 转矩T（N·m） 传动比i 效率η 电动机轴 7.45 1440 49.4 蜗杆轴 7.23 1440 47.94 0.68 蜗轮轴 5.44 55.38 938.1 27

传动滚筒轴 5.28 55.38 910.2

三、传动零件的设计 1、减速器传动设计计算 （1）选择蜗杆传动类型 根据GB/T 10085-1988的推存，采用渐开线蜗杆（ZI）。

（2）选择材料 蜗杆：根据库存材料的情况，并考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45~55HRC。 因而蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用45号钢制造。

(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。由手册知传动中心距

a≥32EHZZKT

①确定作用在涡轮上的转距 由前面可知2T=938.1 Nm ②确定载荷系数K 因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数K=1;

由机械设计手册取使用系数AK=1.15 由转速不高，冲击不大，可取动载荷系数VK=1.2; K=KAKVK=1.38 . . ③确定弹性影响系数EZ 因用铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故EZ=16012aMP ④确定接触系数Z 假设蜗杆分度圆直径d和传动中心距a的比值d/a =0.32,从而可查得Z=3.1 ⑤确定许用接触应力 根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度>45HRC,可从手册

中查得蜗轮的基本许用应力H=268aMP

应力循环次数 N=60j2hnL=60×1×144026×50000=1.66×810

寿命系数 HNK= 788101.6610=0.704 则 H=HNK'H=0.704×268aMP=188.6 ⑥计算中心距

a≥231603.11.38938100188.6mm=207.7mm

取中心距a=250mm,i=27,完全满足要求，取模数m=8，蜗杆分度圆直径d1=80mm。这时d1/a=0.32，因此以上计算结果可用。

⑷蜗杆与蜗轮主要几何参数 ①蜗杆 轴向齿距 pa=zm=25.12mm 直径系数 q=d1/m=10

齿顶圆直径 da1=d1+2*ahm=80+2×1×5mm=96mm

齿根圆直径 df1=d1-1fh= d1-2 m (*ah+*c)=80-2×8×(1+0.2)mm=60.8mm 导程角 γ=01118’31’’ 蜗杆轴向齿厚Sa=0.5m=0.5×3.14×8mm=12.56mm ②蜗轮

蜗轮齿数 2Z=52

变位系数 2x= +0.25 验证传动比 i=2Z/2x=52/2=26(允许)