一級(jí)蝸桿減速器說明書及裝配圖標(biāo)準(zhǔn)

1、 目 錄一 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)4二 電動(dòng)機(jī)的選擇4三 運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算6四 蝸輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)7五 蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計(jì)13六 蝸輪軸的尺寸設(shè)計(jì)與校核15七 減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18八 減速器其他零件的選擇21九 減速器附件的選擇23十 減速器的潤(rùn)滑25參數(shù)選擇：卷筒直徑：D=350mm運(yùn)輸帶有效拉力：F=2000N運(yùn)輸帶速度：V=0.8m/s工作環(huán)境：三相交流電源，三班制工作，單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷平穩(wěn)，空載啟動(dòng)， 常溫連續(xù)工作一、 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)：根據(jù)要求設(shè)計(jì)單級(jí)蝸桿減速器，傳動(dòng)路線為：電機(jī)連軸器減速器連軸器帶式運(yùn)輸機(jī)。根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求可知，該蝸桿的圓周速度V45m/s，所以該蝸桿減速器采用蝸桿下

2、置式見，采用此布置結(jié)構(gòu)，由于蝸桿在蝸輪的下邊，嚙合處的冷卻和潤(rùn)滑均較好。蝸輪及蝸輪軸利用平鍵作軸向固定。蝸桿及蝸輪軸均采用圓錐滾子軸承，承受徑向載荷和軸向載荷的復(fù)合作用，為防止軸外伸段箱內(nèi)潤(rùn)滑油漏失以及外界灰塵，異物侵入箱內(nèi)，在軸承蓋中裝有密封元件。 該減速器的結(jié)構(gòu)包括電動(dòng)機(jī)、蝸輪蝸桿傳動(dòng)裝置、蝸輪軸、箱體、滾動(dòng)軸承、檢查孔與定位銷等附件、以及其他標(biāo)準(zhǔn)件等。二、 電動(dòng)機(jī)的選擇：由于該生產(chǎn)單位采用三相交流電源，可考慮采用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。三相異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便，啟動(dòng)性能好等優(yōu)點(diǎn)。一般電動(dòng)機(jī)的額定電壓為380V根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求，該減速器卷筒直徑D=350mm。運(yùn)

3、輸帶的有效拉力F=2000N，帶速V=0.8m/s，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)工作，電源為三相交流電，電壓為380V。1、 按工作要求及工作條件選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V，Y系列2、 傳動(dòng)滾筒所需功率Pw=FV/1000=2000*0.8/1000=1.6kw3、 傳動(dòng)裝置效率：（根據(jù)參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 劉俊龍 何在洲 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 第133-134頁(yè)表12-8得各級(jí)效率如下）其中：蝸桿傳動(dòng)效率1=0.70 攪油效率2=0.95 滾動(dòng)軸承效率（一對(duì)）3=0.98聯(lián)軸器效率c=0.99 傳動(dòng)滾筒效率cy=0.96所以： =1233c2cy =0.7×0.

4、99×0.983×0.992×0.96 =0.633 電動(dòng)機(jī)所需功率： Pr= Pw/ =1.6/0.633=2.5KW 傳動(dòng)滾筒工作轉(zhuǎn)速： nw60×1000×v / ×35043.7r/min根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，根據(jù)參考文獻(xiàn)機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)吳宗澤 羅圣國(guó)編 高等教育出版社 第155頁(yè)表12-1可查得所需的電動(dòng)機(jī)Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)，查出有四種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有四種傳動(dòng)比方案，如表2-1: 表2-1方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率Ped kw電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min額定轉(zhuǎn)矩同步轉(zhuǎn)速滿載轉(zhuǎn)速1Y132S1-25.5300029002

5、.02Y132S-45.5150014402.23Y132M2-65.510009602.04Y160M-85.57507202.0綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、價(jià)格和減速器的傳動(dòng)比，可見第3方案比較適合。因此選定電動(dòng)機(jī)機(jī)型號(hào)為Y132M2-6其主要性能如下表2-2：表2-2中心高H外形尺寸L×（AC/2AD）×HD底角安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑K軸身尺寸D×E裝鍵部位尺寸F×G×D132515×（270/2210）×315216×1781238×8010×33×3

6、8三、運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算：3.1蝸桿軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩P0 = Pr=2.5kw n0=960r/minT0=9550 P0 / n0=9550*2.5/960=24.9N .m3.2蝸輪軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩P1 = P0·01 = 2.5×0.99×0.99×0.7×0.992 =1.68 kw n= n0/i1= = 27.4 r/minT1= 9550P1/n1 = 9550×1.68/27.4= 585.55N·m3.3傳動(dòng)滾筒軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩P2 = P1·c·cy=1.68

7、5;0.99×0.99=1.65kwn2= n1/i12 = = 27.4 r/minT2= 9550*p2/n2= 9550×1.65/27.4= 575.09N·m運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表3-1： 表3-1類型功率P（kw）轉(zhuǎn)速n（r/min）轉(zhuǎn)矩T（N·m）傳動(dòng)比i效率蝸桿軸2.596024.9 10.633蝸輪軸1.6827.4585.55 31傳動(dòng)滾筒軸1.6527.4575.09四、蝸輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)：蝸桿的材料采用45鋼，表面硬度>45HRC，蝸輪材料采用ZCuA110Fe3,砂型鑄造。以下設(shè)計(jì)參數(shù)與公式除特殊說明外均以參考由

8、機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版主編 濮良貴 紀(jì)名剛 ，副主編 陳國(guó)定 吳立言 高等教育出版社出版 2006年 第11章蝸桿傳動(dòng)為主要依據(jù)。 表41蝸輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)表項(xiàng) 目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果中心距的計(jì)算蝸桿副的相對(duì)滑動(dòng)速度參考文獻(xiàn)5第37頁(yè)（23式）4m/s<Vs<7m/s當(dāng)量摩擦系數(shù)4m/s<Vs<7m/s選值在圖11.20的i=35的線上，查得=0.45 =0.45 蝸輪轉(zhuǎn)矩使用系數(shù)按要求查表11.5轉(zhuǎn)速系數(shù) 見表11-16 ：彈性系數(shù)根據(jù)蝸輪副材料，見公式11-11壽命系數(shù)接觸系數(shù)由于計(jì)算有現(xiàn)成的數(shù)據(jù)/a=0.45,按圖11.18查出渦輪基本許用應(yīng)力根據(jù)渦輪材料和金屬硬度，從表1

9、1-7中查得接觸疲勞最小安全系數(shù)其中：為渦輪齒根應(yīng)力系數(shù)，由表11-17查出為渦輪齒根最大應(yīng)力系數(shù)，由公式=中心距傳動(dòng)基本尺寸蝸桿頭數(shù) 根據(jù)要求的傳動(dòng)比和效率選擇,配合中心距要求，由表11-2查出Z1=1蝸輪齒數(shù)模數(shù)根據(jù)中心距尺寸，由表11-2查出Z2=31 m=6.3蝸桿分度圓 直徑根據(jù)中心距尺寸，由表11-2查出蝸輪分度圓直徑蝸桿導(dǎo)程角根據(jù)中心距尺寸，由表11-2查出變位系數(shù)根據(jù)中心距尺寸，由表11-2查出x=-0.6587蝸桿齒頂圓 直徑 表11.3 mm蝸桿齒根圓 直徑 表11.3 mm蝸桿齒寬根據(jù)蝸桿頭數(shù)和變位系數(shù)查表11-4得出蝸桿齒寬計(jì)算公式mm蝸輪齒根圓直徑mm蝸輪齒頂圓直徑（

10、喉圓直徑）mm蝸輪外徑mm蝸輪咽喉母圓半徑蝸輪齒寬B=54.81 B=55mmmm蝸桿圓周速度=3.16m/s相對(duì)滑動(dòng)速度m/s當(dāng)量摩擦系數(shù)由表11.18查得輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算許用接觸應(yīng)力 最大接觸應(yīng)力合格齒根彎曲疲勞強(qiáng)度由表11.6查出彎曲疲勞最小安全系數(shù)結(jié)合設(shè)計(jì)需求選擇許用彎曲疲勞應(yīng)力輪齒最大彎曲應(yīng)力合格蝸桿軸擾度驗(yàn)算蝸桿軸慣性矩允許蝸桿擾度蝸桿軸擾度合格溫度計(jì)算傳動(dòng)嚙合效率攪油效率根據(jù)要求自定軸承效率根據(jù)要求自定總效率散熱面積估算參考課本公式11-23和11-24箱體工作溫度此處取=15w/（m²c）合格潤(rùn)滑油粘度和潤(rùn)滑方式潤(rùn)滑油粘度根據(jù)m/s由表11-21選取給油方法由表1

11、1-21采用油池潤(rùn)滑五、蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計(jì)5.1蝸桿基本尺寸設(shè)計(jì) 根據(jù)電動(dòng)機(jī)的功率P=5.5kw，滿載轉(zhuǎn)速為960r/min，電動(dòng)機(jī)軸徑，軸伸長(zhǎng)E=80mm軸上鍵槽為10x5。1、 初步估計(jì)蝸桿軸外伸段的直徑d=（0.81.0）=30.438mm2、 計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tc=KT=K×9550×=1.15×9550×5.5/960=62.9N.M由Tc、d根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 張培金 藺聯(lián)芳 編 上海交通大學(xué)出版社第248頁(yè)表8.2可查得選用HL3號(hào)彈性柱銷聯(lián)軸器（38×80）。3、 確定蝸桿軸外伸端直徑為38mm。4、 根據(jù)HL3號(hào)彈性柱銷聯(lián)軸器

12、的結(jié)構(gòu)尺寸確定蝸桿軸外伸端直徑為38mm的長(zhǎng)度為80mm。5、 由參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 張培金 藺聯(lián)芳 編 上海交通大學(xué)出版社的第220頁(yè)表4.1可查得普通平鍵GB109690A型鍵10×63，蝸桿軸上的鍵槽寬mm，槽深為mm，聯(lián)軸器上槽深，鍵槽長(zhǎng)L=63mm。6、 初步估計(jì)d=60mm。7、 由參考文獻(xiàn)機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 毛振揚(yáng) 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社第189頁(yè)圖7-19，以及蝸桿上軸承、擋油盤，軸承蓋，密封圈等組合設(shè)計(jì)，蝸桿的尺寸如零件圖1（蝸桿零件圖）5.2蝸輪基本尺寸表（由參考文獻(xiàn)機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 毛振揚(yáng) 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社第96頁(yè)表4-

13、32及第190頁(yè)圖7-20及表51蝸輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)表可計(jì)算得） 表51蝸輪結(jié)構(gòu)及基本尺寸蝸輪采用裝配式結(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 單位：mma=bCxB98708231310255en1032518990º112202156六、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. 6.1 軸的直徑與長(zhǎng)度的確定1 .計(jì)算轉(zhuǎn)矩 Tc=KT=K×9550×=1.15×9550×1.68/30.96=595.94N.M<20

14、00 N.M所以蝸輪軸與傳動(dòng)滾筒之間選用HL5彈性柱銷聯(lián)軸器32×60，因此=32m m2.由參考文獻(xiàn) 張培金 藺聯(lián)芳 編 上海交通大學(xué)出版社的第220頁(yè)表4-1可查得普通平鍵GB109679A型鍵12×8，普通平鍵GB109679A型鍵14×9，聯(lián)軸器上鍵槽深度，蝸輪軸鍵槽深度，寬度為由參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（下冊(cè)） 張瑩 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 1997年的第316頁(yè)321頁(yè)計(jì)算得.其中各段見零件圖的“渦輪軸”。6.2軸的校核6.2.1軸的受力分析圖 圖6.1X-Y平面受力分析 圖6.2X-Z平面受力圖： 圖6.3 合成彎矩 592368.15 35700 340

15、587.75 圖6.4當(dāng)量彎矩T與aTT=518217NmmaT=327992.8Nmm圖6.56.2.2軸的校核計(jì)算如表5.1軸材料為45鋼， 表6.1計(jì)算項(xiàng)目計(jì)算內(nèi)容計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)矩Nmm圓周力=12955.4N=12955.4N徑向力=1438.9N軸向力=12955.4×tan 20ºFr =4715.4N計(jì)算支承反力=563.4N=972.75N垂直面反力=2357.7N水平面X-Y受力圖圖6.2垂直面X-Z受力圖6.3畫軸的彎矩圖合成彎矩圖7.4軸受轉(zhuǎn)矩TT=518217NmmT=518217Nmm許用應(yīng)力值表16.3，查得應(yīng)力校正系數(shù)aa=a=0.59當(dāng)量彎矩圖當(dāng)

16、量彎矩蝸輪段軸中間截面=437814Nmm軸承段軸中間截面處=484690.6Nmm437814Nmm=484690.6Nmm當(dāng)量彎矩圖圖7.5軸徑校核驗(yàn)算結(jié)果在設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，設(shè)計(jì)合格軸的結(jié)果設(shè)計(jì)采用階梯狀，階梯之間有圓弧過度，減少應(yīng)力集中，具體尺寸和要求見零件圖2（蝸輪中間軸）。6.3裝蝸輪處軸的鍵槽設(shè)計(jì)及鍵的選擇當(dāng)軸上裝有平鍵時(shí)，鍵的長(zhǎng)度應(yīng)略小于零件軸的接觸長(zhǎng)度，一般平鍵長(zhǎng)度比輪轂長(zhǎng)度短510mm，由參考文獻(xiàn)1表2.430圓整，可知該處選擇鍵2.5×65，高h(yuǎn)=14mm，軸上鍵槽深度為，輪轂上鍵槽深度為，軸上鍵槽寬度為輪轂上鍵槽深度為 八、減速器其他零件的選擇經(jīng)箱體、蝸桿與蝸輪、

17、蝸輪軸以及標(biāo)準(zhǔn)鍵、軸承、密封圈、擋油盤、聯(lián)軸器、定位銷的組合設(shè)計(jì)，經(jīng)校核確定以下零件：表8-1鍵 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(dòng)機(jī)聯(lián)接處GB1096-90鍵10×5010850蝸輪與蝸輪軸聯(lián)接處GB1096-90鍵18×56181156蝸輪軸、聯(lián)軸器及傳動(dòng)滾筒聯(lián)接處GB1096-90鍵20×50201250表8-2圓錐滾動(dòng)軸承 單位：mm安裝位置軸承型號(hào)外 形 尺 寸dDB蝸 桿3509458523209458519蝸輪軸3508408023208408018 表8-3密封圈（GB9877.1-88） 單位：mm安

18、裝位置類型軸徑d基本外徑D基本寬度蝸桿B40×85×440854蝸輪軸B61×100×1040808表8-4彈簧墊圈（GB93-87） 安裝位置類型內(nèi)徑d寬度（厚度）材料為65Mn，表面氧化的標(biāo)準(zhǔn)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表8-5擋油盤參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（修訂版） 鄂中凱，王金等主編 東北工學(xué)院出版社 1992年第132頁(yè)表2.8-7安裝位置外徑厚度邊緣厚度材料蝸桿129mm12mm9mmQ235 定位銷為GB117-86 銷8×38 材料為45鋼九、減速器附件的選擇以下數(shù)據(jù)均以參考文獻(xiàn)機(jī)械零件設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 毛振揚(yáng) 陳秀寧 施高義 編 浙江大學(xué)出版社的P106-P118表9-1視孔蓋（Q235） 單位mmL1L2b1b2蓋厚Rd直徑孔數(shù)907570554574表9-2吊耳 單位mm箱蓋吊耳C3C4RbR1r3240401568箱座吊耳KHhbH1302412520按結(jié)構(gòu)決定表9-3通氣器 單位mmDd1DasD1M24×1.573442427.7表9-4軸承蓋（HT150） 單位mm安 裝位 置d3Dd 0D0D2ee1mD4D5D6b