一級蝸桿減速器畢業(yè)設計

哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計目一、選擇電...................................................................................................................................二、計算傳動裝置的總傳動比i.....................................................................................................3三、計算傳動裝置各軸的的運動和動力參數(shù)...............................................................................3四、渦輪蝸桿的設計及參數(shù)計算...................................................................................................4五、蝸桿軸的設計，輸入軸聯(lián)軸器的及蝸桿軸承的選...........................................................7六、蝸桿軸的校...........................................................................................................................七、渦輪軸承壽命校核................................................................................................................1八、渦輪軸的設計，輸出軸聯(lián)軸器的及蝸桿軸承的選.........................................................12九、渦輪軸的校.........................................................................................................................3十、渦輪軸承校.........................................................................................................................6十一、鍵的設計及校核................................................................................................................十二、渦輪的結構設計................................................................................................................十三、機體外殼的設計................................................................................................................9十四、熱平衡計.........................................................................................................................十五、減速器的附件....................................................................................................................1十六、減速器的結構以及潤滑、密封的簡要介紹....................................................................22參考文.........................................................................................................................................21

哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計一級蝸桿減速一、選擇機按工作要求和工作條件選擇YB系列三相鼠籠型異步電動機，其結構為全封閉式自扇冷式結構，電壓為380V工作機的有效為：；則從電動機到工作機輸送帶間的總效率為：所以電動機所需的工作功率為：按表9.1推薦的傳動比合理范圍，一級渦輪減速器的傳動比=10~40，工作機卷筒的轉速為：所以電動機的轉速可選范圍為：

2

12哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計12符合這一范圍的同步轉速為750r/min1000r/min1500r/min三種。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸質(zhì)量及價格等因素為使傳動裝置結構緊湊決定選用同步轉速為1000r/min的電動機。根據(jù)電動機的類型、容量和轉速，由電機手冊選定電動機型號為Y112M-6。其主要性能如表1，主要外形及安裝尺寸如圖1及表2表1型電動機的主要性能，型額定功率滿載轉速號/(kW)/(r/min)

啟轉額轉Y112M-62.29402.0表212Y112M-6型電機主要形及安裝尺寸型號

HABCFGKbb

b

hAAHAL

1Y112M-61121901407060×2450二、計算動裝置的總動比i

400三、計算動裝置各軸的運動和動力數(shù)各1軸3

各1軸2軸卷筒軸各

哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計為電動機的輸入轉矩1軸的輸入轉矩2軸的輸入轉矩

為卷筒軸的輸入轉矩將上述計算結果匯入表3，以備查用

（軸是輸入軸2軸輸出軸）表3帶傳動裝置的運動和動力參數(shù)軸名電機軸1軸2軸卷筒軸

功率P(kW)1.7251.6911.2921.241

轉矩T(r/min)

轉速n（r/min94094052.2852.28四、渦輪桿的設計及數(shù)計算傳動比，而

應不于26，所以取，4

SSS哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計SSS，取實際傳動比，渦輪轉速由于蝸桿傳遞的功率不大，速度也不高，蝸桿選用號鋼制造，表面淬火處理，齒面硬度達45～50HRW。根據(jù)公式vs

1

3

T/2其中

為蝸桿轉速，

為蝸輪轉矩，初估蝸桿副的滑動速度

V=3.04m/s，取V=4.5m/s。選擇蝸輪的材料為無錫青銅。按接觸疲勞強度設計，根據(jù)公式：

，其中為渦輪齒數(shù)，T為渦輪轉矩，

為材料許用應力，K為系數(shù)。根據(jù)減速器的工作環(huán)境及載荷情況，取。根據(jù)V=4.5m/s，查表得

=170MPa。，查表取m=6.3mm，蝸桿分度圓直徑=63mm。蝸桿導程角渦輪圓周速度，通過查表選用精度等級9級，因為該傳動平穩(wěn)，選用測隙種類為c，即傳動9cGB/T10089-1988。5

affa哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計affa蝸桿副的滑動速度蝸桿圓周速度，通過查表選用精度等級為8級，因為該傳動平穩(wěn)，選用測隙種類為c，即傳動8cGB/T10089-1988。選擇減速器的類型為蝸桿下置。查表取得當量摩擦角，則蝸桿渦輪的傳動效率為：，符合初取的效率值。蝸桿傳動其他的幾何尺寸如表4所示表4名稱齒頂高齒根高

符號hh

公式

數(shù)據(jù)（單位）6.37.56全齒高分度圓直徑齒根圓直徑

h13.86d63d47.88齒頂圓直徑

d

75.66

sd哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計sd蝸桿分度圓上導程角γ節(jié)圓直徑傳動中心距

d'a'

63.2145蝸桿軸向齒距

p19.792蝸桿螺旋線導程蝸桿螺旋部分長度蝸桿外圓直徑

pL

39.584100250五、蝸桿的設計，輸軸聯(lián)軸器的及桿軸承的選因傳遞功率不大并對質(zhì)量及結構尺寸無特殊要求考慮到經(jīng)濟性選用常用材料45鋼，調(diào)制處理。已知蝸桿軸的輸入功率為轉速為940r/min知C值106118之

間，

取C=112,

所

以

輸

入

軸

的

最

小

軸

徑

為,上個鍵為實現(xiàn)緩沖吸振，輸入軸選擇型彈性柱銷聯(lián)軸器。蝸桿軸的名義轉矩為

,由于蝸桿減速器的載荷較穩(wěn)，取工

作

情

況

系

數(shù)K=1.5。

蝸

桿

軸

的

計

算

轉

矩查表知Y112M-6型電動機軸的直徑D=28mm,軸長E=60mm。7

哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計結合輸入軸的最小軸徑桿軸的轉矩及電動機軸的尺寸選擇型彈性柱銷聯(lián)軸器。查表得，許用轉速[n]=6300r/min，許用轉[T]=560Nm，軸孔直徑d=36mm，選擇軸孔的長度為62mm。渦輪軸結構如圖1所示123456789圖1從聯(lián)軸器所在的軸段1開始,軸段1的直徑與聯(lián)軸器的內(nèi)徑相等，

=28mm。軸段2起定位作用，軸肩高圈的標準故取軸段2的直徑

，又考慮到密封軸段3與軸段9安裝軸承考慮蝸桿軸承受較大的軸向力故選擇圓錐滾子軸承考慮到軸承的標準軸承的安裝及蝸桿的軸的安裝，咱取軸承型號30208。查表的，軸承內(nèi)徑40mm，故取軸段3與軸段9的直徑

。軸4與軸段8，為軸承提供軸向定位，軸肩高為了加工方便，取

，故取。

。軸段5與軸段7，軸段1的長度略短于聯(lián)軸器孔的長度，取。軸段2的長度取。查表得30208軸承的內(nèi)徑寬B=18mm,考慮到擋油板，取軸3的長度；又考慮到倒角，取軸段的長度。軸段與軸段8，性長又提向取。軸段4軸段7，蝸桿到軸承的距離要合適，又考慮到對稱性，取。軸段6前面已經(jīng)確定，?？傞L為。8

六、蝸桿的校核蝸桿軸的受力如圖2所示

哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計A圖2軸向力徑向力圓周力在豎直面上，在水平面上，9

哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計水平面上A-A剖面處，豎直面上A-A剖面左側，A-A剖面右側，A-A剖面右側，A-A剖面左側，蝸桿左端與軸的連接處，彎矩圖如圖2。對于單向傳動的轉軸，通常轉矩按脈動循環(huán)處理，取折合系數(shù)A-A剖面左側，因彎矩大，有轉矩，需校核，其當量彎矩為蝸桿左端與軸的連接處，軸徑較小，又有轉矩，其當量彎矩為對于45鋼，查表得，由公式故蝸桿軸的強度滿足。10

哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計七、渦輪承壽命校核對于30208軸承，查表得Y=1.6，，別為

。軸承Ⅰ、Ⅱ徑向力分內(nèi)部軸向力分別為N=225.1NN=87.5N其受力圖如圖3所示由于，因此軸承有向左移動的趨勢，所以

圖3，所以只需校核軸承Ⅰ。查表得，，載荷平穩(wěn)，查表取。當量動載荷為軸承在

下工作，查得。軸承壽命已知減速器使用6年，兩班制工作，預期壽命為顯然，故蝸桿軸承壽命很充裕。11

哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計八、渦輪的設計，輸軸聯(lián)軸器的及桿軸承的選因傳遞功率不大并對質(zhì)量及結構尺寸無特殊要求考慮到經(jīng)濟性選用常用材料45鋼，調(diào)制處理。已知渦輪軸的輸入功率為1.272kW,轉速為52.22r/min，查表知C值在106118

之間，取C=112,所以輸入軸的最小軸徑為,由軸上有1個槽，故聯(lián)軸器的一端與工作機相連接轉速較低轉矩較大考慮安裝時不一定能保證同心度，采用有良好補償位移偏差性能的金屬化快聯(lián)軸器。渦輪軸的名義轉矩為作情況系數(shù)K=1.5。蝸桿軸的計算轉矩

,由于蝸桿減速器的載荷較穩(wěn)，取工。結合輸出軸的最小軸徑和渦輪軸的轉矩查表選擇用轉速n]=6300r/min，許用轉矩[T]=560Nm軸孔直徑d=36mm，選擇軸孔的長度為70mm的金屬化快聯(lián)軸器。渦蝸桿軸結構如圖4所示圖412

哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計從聯(lián)軸器所在的軸段1開始,軸段1的直徑與聯(lián)軸器的內(nèi)徑相等，

=36mm。軸段2起定位作用，軸肩高圈的標準故取軸段2的直徑

，又考慮到密封軸段3與軸段6安裝軸承考慮蝸桿軸承受較大的軸向力故選擇圓錐滾子軸承考慮到軸承的標準軸承的安裝及渦輪軸的安裝，咱取軸承型號為30210。查表的，軸承內(nèi)徑50mm，故取軸段3與軸段9的直徑。軸段4為軸承提供軸向定位，軸肩高，故取軸肩高渦

。軸段5為渦輪提供軸向定位，，故取。軸段1的長度略短于聯(lián)軸器孔的長度，取。軸段2的長度取查表得30208軸承的內(nèi)徑寬B=20mm,慮到要安裝按照擋油板及套筒取軸段3的長度。渦輪輪轂寬

考慮到倒角以及安裝擋油板取軸段6的長度，取l=80mm，為保證渦輪取得可靠軸向定位軸段長度要略短于渦輪輪轂長度取

軸段5為渦輪提供軸向定位，為保證對稱性，取?？傞L為。九、渦輪的校核渦輪蝸受力如圖5所示C13

，哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計，C圖5軸向力徑向力圓周力在豎直面上負號表示實際方向與假設方向相反。在水平面上，圖5）14

哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計水平面上C-C剖面處，豎直面上C-C剖面左側，C-C剖面右側，C-C剖面右側，C-C剖面左側，彎矩圖如圖3。C-C剖面左側，因彎矩大，有轉矩，還有鍵槽引起的應力集中，故只需校核C-C剖面左側。由教材查得，抗彎截面模量為式中：d—C—C截面軸的直徑；b—鍵槽寬度；t——鍵槽深度。同理，可得抗扭截面模量為彎曲應力：扭剪應力：對于調(diào)制處理的45鋼，查表得材料的等效系數(shù)15

哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計鍵槽引起的應力集中系數(shù)查表得絕對尺寸系數(shù)，查表得安全系數(shù)計算如下：

。軸磨削加工時表面質(zhì)量系數(shù)，查表得。查表得，許用安全系數(shù)[S]=1.3~1.5顯然S>[S]，故C-C剖面安全。十、渦輪承校核對于軸承，查表得Y=11.4，e=0.42，別為

。軸承Ⅲ、Ⅳ徑向力分內(nèi)部軸向力分別為其受力圖如圖6所示

圖6由于

，因此軸承有向左移動的趨勢，所以16

哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計，所以只需校核軸承Ⅲ。查表得Y=1.4載荷平穩(wěn)，查表取。當量動載荷為軸承壽命已知減速器使用6年班制工作期壽命為顯然，故蝸桿軸承壽命很充裕。十一、鍵設計及校核根據(jù)渦輪軸段1的軸徑，查表得輸入軸的鍵的尺寸，鍵寬,根據(jù)軸段1的長度及鍵的長度標準系列，取鍵長

，鍵高。同理，取尺寸，鍵寬

，鍵高

,鍵長

；渦輪處鍵的尺寸，鍵寬，鍵高，鍵長取鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都為鋼，查表得

。

。鍵的擠壓應力為式中：—鍵連接處的軸徑；——傳遞的轉矩；—鍵的高度；——鍵的計算長度，l=L-b。對于輸入軸，17

af2哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計af2所以輸入軸出間的強度滿足同理輸出軸處鍵的擠壓應力，渦輪處鍵的擠壓應力的強度都滿足。十二、渦的結構設計

，即輸出軸以及渦輪的鍵由于渦輪的的直徑大于100mm，比較大，為了節(jié)省貴重的金屬，采用齒圈壓配式，即將青銅齒圈與鋼輪芯裝配起來，組成渦輪。其結構尺寸如表所示。表5名稱齒頂高齒根高全齒高分度圓直徑齒根圓直徑齒頂圓直徑渦輪外徑

符號hhh

公式

數(shù)據(jù)（單位）6.47.4613.86226.8211.88239.6248渦輪分度圓上螺旋角γ渦輪孔徑輪轂直徑渦輪輪轂寬蝸輪齒寬

db

（與安裝軸徑相等）

581008057齒根圓弧半徑

R

1

39.0618

哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計齒頂圓弧半徑

R

2

25.2齒寬角θ緊定螺釘直徑渦輪輪芯外徑

103”8186緊定螺釘數(shù)目為6個，采用均布式，螺紋中心線向齒圈偏。各處倒角為。十三、機外殼的設計表6機體結構尺寸表名稱基座壁厚機蓋壁厚基座凸緣厚度機蓋凸緣厚度機蓋底凸緣厚度地腳螺釘數(shù)目軸承旁鏈接螺釘直徑機蓋與基座鏈接螺栓直徑

符號b

公式0.04a+30.036a+12(5~0.6)

數(shù)據(jù)（單位：mm1010151525201612鏈接螺栓

的間距

l

150~200

165軸承端蓋螺釘直徑

(0.4~0.5

)

10窺視孔蓋螺釘直徑定位銷直徑

d

(0.3~0.4)(0.7~0.8)

81019

哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計肋板厚軸承旁端蓋外徑軸承旁連接螺栓距離

ms

0.85

9渦輪處130蝸桿處140外機壁到軸承端面距離內(nèi)機壁到軸承端面距離表7連接螺栓扳手空間

值及沉頭座直徑螺栓直徑螺栓至機體外壁距離螺栓至凸緣距離沉頭座直徑

M8131120

161224

181626

222032

262440十四、熱衡計算取許用油溫，周圍空氣溫度

通風條件良好，散熱系數(shù)，傳動效率為

。則所需散熱面積為A

100010000.69)1Kt)(75

mm2

2機

體

外

表

面

面

積

約

為所需散熱面積每片散熱片的面積所需散熱片的數(shù)目20

111212341110哈爾濱工業(yè)大學機械設計課程設計111212341110取n=8，兩邊各四片散熱片。十五、減器的附件1.窺視孔和窺視孔蓋得設計窺視孔的作用是方便人手伸入機箱內(nèi)手動調(diào)節(jié)蝸輪的輪齒嚙合此窺視孔蓋的大小應該能伸入手的大小如果太大結構會顯得不合理而且加工費用會比較貴綜合上述因素按照機械設計課程設計的表選擇窺視孔的參數(shù)如表8（單位mm）表8ABABCCCR110901401201258010552.通氣器的設計

螺釘尺寸M8×

螺釘數(shù)目4根據(jù)減速器的工作環(huán)境選擇帶過濾網(wǎng)的防塵式通氣器根據(jù)機體的大小按照機械設計課程設計的表14.9選擇的通氣器參數(shù)如表（單位mm）表9d

d

d

d

d

Dhabch

R

D

s

ke

f

M48×

12

5

22521582017

85

41.6

36

82

23.放油孔及放油螺栓的設計放油螺栓的設計按照機械設計課程設計的14.14選取的螺栓及油圈參數(shù)如表10（單位）表10螺紋dM12×1.25

D22

D15

S13

L24

h12

a3

b2

D22

H2

材料皮封油圈-工業(yè)皮革螺塞-Q2354.油標的設計考慮到減速器的結構簡單原則選用桿式油標其油標孔直接在減速器箱體上鑄出，按照機械設計課程設計的表14.13選取油標的參數(shù)如11(位mm)表11d

d

1

d

2

d

3

h

a

b

c

D