目录前言课程设计任务书一、参数选择---------------------------------------------------01二、传动装置总体设计---------------------------------------01三、电动机的选择---------------------------------------------02四、运动参数选择---------------------------------------------03五、蜗轮涡杆的传动设计------------------------------------04六、蜗轮涡杆的基本尺寸设计------------------------------09七、涡轮轴的尺寸设计和校核------------------------------11八、减速器箱体的结构设计---------------------------------17九、减速器其他零件选择------------------------------------20十、减速器附件的选择---------------------------------------22 十一、减速器的润滑和密封------------------------------------24 十二、心得体会---------------------------------------------------24 十三、参考资料---------------------------------------------------25 附件：1、蜗轮零件图2、蜗杆零件图3、蜗轮轴零件图4、减速器装配图1前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。

根据学院的教学环节，在2006年6月12日-2006年6月30日为期三周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——带式运输机），本人是在周知进老师指导下独立完成的。

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A0图纸一张、A3图纸三张。

设计参数的确定和方案的选择通过查询有关资料所得。

并借助《机械设计手册(软件版)R2.0》设计验算。

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、参数选择：总传动比：I=35 Z1=1 Z2=35卷筒直径：D=350mm运输带有效拉力：F=6000N2运输带速度：V=0.5m/s工作环境：三相交流电源有粉尘常温连续工作二、传动装置总体设计：根据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机——连轴器——减速器——连轴器——带式运输机。

(如图2.1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 2.2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。

图2.1 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。

三、电动机的选择：由于该生产单位采用三相交流电源，可考虑采用Y系列三相异步电动机。

三相异步电动机的结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，启动性能好等优点。

一般电动机的额定电压为380V3根据生产设计要求，该减速器卷筒直径D=350mm 。

运输带的有效拉力F=6000N ，带速V=0.5m/s ，载荷平稳，常温下连续工作，工作环境多尘，电源为三相交流电，电压为380V 。

1、 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭扇冷式结构，电压为380V ，Y 系列2、 传动滚筒所需功率3、 传动装置效率：（根据参考文献《机械设计课程设计》 刘俊龙 何在洲 主编 机械工业出版社 第133-134页表12-8得各级效率如下）其中： 蜗杆传动效率η1=0.70 搅油效率η2=0.95 滚动轴承效率（一对）η3=0.98 联轴器效率ηc =0.99 传动滚筒效率ηcy =0.96 所以：η=η1•η2•η33•ηc 2•ηcy=0.7×0.99×0.983×0.992×0.96 =0.633电动机所需功率： P r = P w /η =3.0/0.633=4.7KW传动滚筒工作转速： n w ＝60×1000×v / π×350＝27.9r/min根据容量和转速，根据参考文献《机械零件设计课程设计》 毛振扬 陈秀宁 施高义 编 浙江大学出版社 第339-340页表附表15-1可查得所需的电动机Y 系列三相异步电动机技术数据，查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，如表3-1:表3-1k w F V p w 0.310005.060001000=⨯==4方案 电动机型号 额定功率 P ed kw 电动机转速 r/min 额定转矩 同步转速 满载转速 1 Y132S1-2 5.5 3000 2900 2.0 2 Y132S-4 5.5 1500 1440 2.2 3 Y132M2-6 5.5 1000 960 2.0 4 Y160M-85.57507202.0综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，可见第3方案比较适合。

因此选定电动机机型号为Y132M2-6其主要性能如下表3-2：表3-2四、运动参数计算：4.1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩P 0 = P r =4.7kw n 0=960r/minT 0=9.55 P 0 / n 0=4.7×103=46.7N .m 4.2蜗轮轴的输入功率、转速与转矩P 1 = P 0·η01 = 4.7×0.99×0.99×0.7×0.992 =3.19 kw n Ⅰ= 10o i n = 35960 = 27.4 r/min中心高H外形尺寸 L ×（AC/2＋AD ）×HD 底角安装尺寸 A ×B 地脚螺栓孔直径K轴身尺寸 D ×E 装键部位尺寸 F ×G ×D 132 515×（270/2＋210）×315216×1781238×8010×33×385T 1= 955011n P = 9550×4.2719.3 = 1111.84N ·m4.3传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P 2 = P 1·ηc ·ηcy =3.19×0.99×0.99=3.13kw n 2= 121i n = 14.27 = 27.4 r/minT 2= 955022n P = 9550×4.2713.3 = 1089.24N ·m运动和动力参数计算结果整理于下表4-1： 表4-1 类型 功率P （kw ） 转速n （r/min ） 转矩T （N ·m ） 传动比i 效率η蜗杆轴 4.7 960 46.75 1 0.679 蜗轮轴 3.19 27.4 1111.84 35 传动滚筒轴 3.1327.41089.24五、 蜗轮蜗杆的传动设计:本设计采用圆柱蜗轮蜗杆蜗杆的材料采用45钢，表面硬度>210Hbs ，蜗轮材料采用ZcuSn10P1,砂型铸造。

以下设计参数与公式除特殊说明外均以参考由《机械设计 第四版》 邱宣怀主编 高等教育出版社出版 1996年 第13章蜗杆传动为主要依据。

具体如表5—1：表5—1蜗轮蜗杆的传动设计表 项 目计算内容计算结果6中心距的计算蜗杆副的相对滑动速度 sm T n V s /17.584.1111960102.5102.5343214=⨯⨯=⨯=-- 参考文献5第37页（23式）4m/s<Vs<7m/s当量摩擦 系数4m/s<Vs<7m/s 由表13.6取最大值72.103.0==v v ρμ选[a d /1]值在图13.11的i=35的线上，查得[a d /1]=0.456=γ 7.01=η[a d /1]=0.456=γ 7.01=η蜗轮转矩mN i n P i T T .11457.035960107.455.955.93111112=⨯⨯⨯===ηηm N T .11452=使用系数 按要求查表12.91.1=A K转速系数83.0)1358960()18(81812=+⨯=+=--nZ n83.0=n Z弹性系数 根据蜗轮副材料查表13.2MPaZ E 164=寿命系数13.112000250002500066===h h L Z 13.1=h Z接触系数 按图13.12I 线查出68.2=Zp接触疲劳极限 查表13.2250lim =H σ接触疲劳最小安全系数自定 3.1min =H S传动基本尺寸7蜗杆头数3.135/)2254.27(/)4.27(1=+=+=u a Z Z 1=1蜗轮齿数模数3513511=⨯==iz zZ 1=35 m=10蜗杆分度圆 直径7.7722568.068.0875.0875.01=⨯==a d或25.10122545.0]/[11=⨯=⨯=a a d dmm d 901=蜗轮分度圆 直径 350351022=⨯==mz d3502=d mm中心距a=(d 1+d 2+2xm)/2 =(350+90+2x1x5)/2=225mma=225mm蜗杆导程角 90/101/11⨯==d m z tg γ表13.534.6=γ变位系数 x=（225-220）/10=0.5x=0.5蜗杆齿顶圆 直径 11010290211=⨯+=+=aa h d d 表13.5 1101=a d mm蜗杆齿根圆 直径66102.1290)(211=⨯⨯-=+-=c h d d a f 表13.5 661=f d mm蜗杆齿宽1483503802222221=-=-=d d b a1481=b mm蜗轮齿根圆直径336)2510(2350)(222=+-⨯-=+--=c xm h d d a f3362=f d mm8蜗轮齿顶圆直径（吼圆直径） 3805.1102350)(222=⨯⨯+=++=xm h d d a a 3802=a d mm蜗轮外径 3901038022=+=+=md d ae 3902=e d mm蜗轮咽喉母圆半径352/380225222=-=-=a g d a r mm r g 352=蜗轮齿宽B 11075.075.01⨯=≤a d =82.525.73110905.0(102)15.0(212=++⨯⨯=++=mdm bB=82mm732=b mm蜗杆圆周速度 52.4100060/9609014.3100060/111=⨯⨯⨯=⨯=n d v π1v =4.52 m/s相对滑动速度 57.434.6cos /52.4cos /1=== γv v s 57.4=s v m/s 当量摩擦系数由表13.6查得 50.1026.0==v v ρμ轮齿弯曲疲劳强度验算许用接触应力 37.1803.125013.183.0][min lim=⨯⨯==H H hn H s Z Z σσMPa H 181][=σ最大接触应力1.1462251145001.168.2164332=⨯⨯⨯==a T K Z Z A PE H σMPa H 1811.146≤=σ合格9齿根弯曲疲劳强度 由表13.2查出MPa Flin 400=σ弯曲疲劳最小安全系数 自取4.1min =F S许用弯曲疲劳应力 2864.1400][mi n l i m===F F F S σσ286][=F σ轮齿最大弯曲应力10350731011450001.122222=⨯⨯⨯⨯==d mb T K A F σ MPa F 28610<=σ合格蜗杆轴扰度验算蜗杆轴惯性矩 64411022.3649064⨯=⨯==ππd I461022.3mm I ⨯=允许蜗杆扰度04.010004.0004.0][=⨯==m δ mm 04.0][=δ蜗杆轴扰度006.01022.31020648350)5.134.6(203501145000248)(632332332=⨯⨯⨯⨯⨯++⨯⨯=++=tg tg EItg tg l F v t T ργαδmm 006.0=δ合格温度计算传动啮合效率8.050.134.6(34.6)(001=+=+=tg tg tg tg v ργγη 8.01=η搅油效率 自定 99.02=η轴承效率自定99.03=η10总效率 78.099.099.08.0321=⨯⨯==ηηηη 78.0=η散热面积估算A=1.00 箱体工作温度T 1=[1000P 1(1-η)/K S A +T 0=68℃此处取K S =15w/（m ²c ）T 0=68℃≦80℃合格润滑油粘度和润滑方式润滑油粘度 根据57.4=s v m/s 由表13.7选取s mm v C /320240=润滑方法 由表13.7采用浸油润滑六、蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计 6.1蜗杆基本尺寸设计根据电动机的功率P=5.5kw ，满载转速为960r/min ，电动机轴径mmd 38=电机，轴伸长E=80mm 轴上键槽为10x70mm 。