盛年不重来，一日难再晨。

及时宜自勉，岁月不待人。

目录前言 (2)一、初定传动方案 (3)二、电动机的选择 (4)2.1 选择电动机的类型 (4)2.2 选择电动机的容量 (4)2.3 确定电动机的转速 (5)三、绘制各轴运动和动力参数 (6)3.1传分配动比 (6)3.2运动和动力参数计算 (6)四、设计蜗轮蜗杆 (8)4.1蜗杆蜗轮参数设计 (8)4.2 校核蜗轮蜗杆弯曲疲劳强度….………………………………………………………4.3蜗杆的刚度计算 (9)4.4 蜗杆传动热平衡计算4.5 绘制蜗轮蜗杆基本尺寸表 (8)五、轴的设计计算 (111)5.1 高速轴(蜗杆轴)的设计计算 (111)5.2 低速轴的设计计算 (13)六、键联接的选择及校核计算 (16)6.1 蜗杆轴定固联轴器键166.2 蜗轮定固联轴器键166.3 定固蜗轮键16七、轴承的选择及计算 (17)7.1 高速轴上轴承的选择及校核 (17)7.2 高速轴上轴承的选择及校核 (17)八、联轴器的选择 (19)8.1、电动机与高速轴之间的联轴器 (19)8.2、低速轴与卷筒之间的联轴器 (19)九、减速器箱体尺寸及结构的确定 (200)9.1 箱体尺寸的设计 (200)9.2 箱体各部件结构的设计 (221)十、参考文献 (243)前言课程设计能培养学生综合运用所学的理论知识与实践技能，树立正确的设计思想，掌握设计的基本方法。

本人此次设计的是一级蜗杆减速器装置，适用于带式运输机。

在袁逸萍老师的指导下，由本人独立完成设计任务：根据所给数据，任意选择一组参数，从而由所选参数设计整个传动装置，其中包括电动机的选择，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，蜗轮蜗杆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，最后完成减速器装配图一长，零件工作图两张，设计说明书一份。

此次设计所选参数；运输滚筒直径：D=420mm运输带有效拉力：F=2400N运输带工作速度：V=1.1m/s工作条件：三相交流电源，两班制工作，单向、连续运转，工作中有轻微振动。

运输带速度允许速度误差为±5%使用期限：工作期限为十年，检修期间隔为三年。

生产批量及加工条件：小批量生产。

传动装置简图如右图：一、初定传动方案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。

当蜗杆的圆周速度V>4m/s时蜗杆选择上置式，选择上置式需要给箱体增加整体润滑装置，箱体底部蜗轮需要安装刮油板，及时除去蜗轮轮缘的污垢，有利于装置传动，散热增加，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。

整体构造如下图：二、电动机的选择2.1 、选择电动机的类型根据工作要求选用Y 系列封闭扇冷式三相异步电动机，电源电压为380V 。

三相异步电动机具有结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，启动性能好等优点。

2.2 、选择电动机的容量电动机所需工作功率为：ηw dP P=工作机所需功率：kWFv PW64.210001.124001000=⨯==传动装置的总效率为 ηηηηη⋅⋅⋅=433221联轴器效率1η=0.99，滚动轴承效率（一对）2η=0.98，闭式蜗轮蜗杆传动效率3η=0.85，传动滚动效率η4=0.96为代入得：75.096.085.098.099.032=⨯⨯⨯=η电动机所需功率为：ηw dP P ==KW 52.3776.08.4=因载荷平稳，电动机额定功率ed P 略大于d P 即可。

由Y 系列电动机技术数据，选电动机的额定功率ed P 为4kW 。

2.3 、确定电动机的转速滚筒轴工作转速min /02.50100060r Du n w =⨯=π一般一级蜗轮蜗杆减速器传动比 '1i 为10~40，故电动机的转速可选范围为：'dn = mi n /08.2000~2.500mi n /02.50)40~10('1r r n i w =⨯= 符合这一范围的同步转速有750 r/min 、1000 r/min 、1500r/min ，现将这量种方案进行比较。

有相关资料查得的电动机数据及计算出的总传动比列于表1。

表2-1 额定功率为4KW时电动机选择对总体方案的影响方案电动机型号同步转速/满载转速（r/min）电动机质量（kg）价格/元传动比ai1 Y160M1-8 750/720 89 981 2.8i2 Y132S-6 1000/960 78 1440 0.5i3 Y112M-4 1500/1440 76 980 1.5i 方案3电动机质量较小，价格相对便宜，传动比适中，所以选择Y112-M4.三、计算传动装置以及动力参数3.1、分配传动比：总传动比 ：错误!未找到引用源。

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28.78减速器的传动比，即一级蜗杆传动比i ：i=错误!未找到引用源。

=28.783.2、运动和动力参数计算3.1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩P 1= P 0· 1=3.42kw错误!未找到引用源。

=错误!未找到引用源。

=1440r/min T 1=9550错误!未找到引用源。

=22.68N .m 3.2蜗轮轴的输入功率、转速与转矩P 2 = P 1·η2η3 = 2.85kWn 2=错误!未找到引用源。

=50.03r/min T 2= 955022n P = 555.48N ·m 3.3传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P 3 = P 2·η2·η1=2.77kW错误!未找到引用源。

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= 50.03 r/min T 3= 955033n P = 538.30N ·m 运动和动力参数计算结果整理于下表3-1： 表3-1各轴运动和动力参数轴名功率P/kW 转矩T（N·m）转速n/(r/min)传动比i效率输入输出输入输出电动机轴蜗杆轴蜗轮轴传动滚筒轴3.422.852.773.523.392.822.7422.68555.48538.3023.3422.45549.93532.921440144050.0350.03128.7810.970.8330.97四 、设计蜗轮蜗杆4.1蜗杆蜗轮参数设计（1）选择材料并确定其许用应力蜗杆用40钢，表面淬火，硬度为45~55HRC;蜗轮用铸锡青铜ZCuSn10P1砂轮铸造许用接触应力，查表12-2得[σH ]=200MPa 许用弯曲应力，查表12-6得 [σF ]=50MPa （2）选择蜗杆头数Z,并估计传动效率 由 i=27查表12-2，取Z 1=2,则Z 2=i Z 1=58; 由Z1=2查表12-8，估计η=0.8; （3）确定蜗杆转矩mmN P T n•=⨯=87.43521855.92610η（4）确定使用系数k A ，综合弹性系数z E 取k A =1.2，取z E =150（钢配锡青铜） （5）确定接触系数z P假定45.01=ad ,由图12-11得z P =2.65（6）计算中心距amm T a Q zz kHpE a30.127])/[(32=≥（7）确定模数m,蜗轮齿数z2,蜗杆直径系数q,蜗杆导程角τ，中心距a等参数 由式12-10得mm a d 23.4768.0875.01==mm a m zd 58.3221=-=现取mm m 5=, 10=q , mm d 501=,mm d 2905852=⨯=则mm a 30.127170)5810(55.0>=+⨯⨯=,导程角 3099.1110/2arctan /arctan 1===q r z 。

4.2校核蜗轮蜗杆弯曲强度（1）蜗轮齿形系数由当量齿数 5.612)3099.11/(cos 58)/(cos 33===r Z Z V ≈62查图11-8得，Y Fa 2=2.3 (2)蜗轮齿根弯曲应力σF=85.25cos 53.1212=⨯⨯rm T Ka dd Y Fa Mpa<[σF]=50Mpa弯曲强度足够4.3蜗杆的刚度校核圆周力F t 1=F a 2=2T 1/d 1=222.68/0.05=907.2N蜗杆轴向力F a 1=F t 2=2T2/d 2=3830.89.4N 蜗杆径向力F r 1=F r 2=F a 1tan α°=1394.33N蜗杆材料弹性模量 E=2.06105MPa蜗杆危险截面惯性矩 I=错误!未找到引用源。

=306787.11mm 蜗杆支点跨距l=0.9d 2=261mm 许用挠度 [Y]=d 1/1000=0.05mm 由切向力F t 1和径向力F r 1产生的挠度分别为Y t 1=EIL F t 4831=5.3210-3mm Y r 1=mm EILF r 103314.648-⨯=合成总挠度为2121Y Yr t Y +==8.32错误!未找到引用源。

10-3mm<[Y]刚度足够。

4.4蜗杆热平衡的计算在闭式传动中，热量通过箱壳散逸，要求箱内油温和周围空气温度之差不超过温差许用值[△t]:△t=1000P1(1-h )/a tA[△t]=60～70℃所代入数据：P1=3.42KW,h =0.85,a t=16W/(㎡℃)散热面积A=0.47264㎡△ t=1000×3.42×0.15/(16×0.47245)=67.86℃﹥[△t]温差高于许用值，需采用冷却措施，为箱体增加循环油冷却装置。

4.5 绘制蜗轮蜗杆基本尺寸表圆柱蜗杆传动的几何尺寸名称 计算公式蜗杆 蜗轮 分度圆直径 d1=mq=50 d2=mz2=290 齿顶高 ha=m=5 ha=m=5 齿根高 hf=1.2m=6 hf=1.2m=6齿顶圆直径 da1=m(q+2)=60da2=m(z2+2)=300齿根圆直径 df1=m(q-2.4)=38df2=m(z2-2.4)=278径向间隙 c=0.20m=1 中心距 a=0.5m(q+z2)=170五、轴的设计计算5.1 高速轴(蜗杆轴)的设计计算高速轴用45Cr ，表面淬火处理。

[τ]=3040MPa p=3.42kW C=118107 取C=1151．1 先按扭转计算轴的最小直径3nPC d ⋅>=15.34mm 即轴的最小直径dmin=20mm 。

1．2再由当量弯矩校核轴的直径。