蜗轮蜗杆减速器专业课程设计含图纸.doc

蜗轮蜗杆减速器设计摘 要通过对减速器简朴理解，开始学习设计齿轮减速器，尝试设计增强感性认知和对社会适应能力，及进一步巩固已学过理论知识，提高综合运用所学知识发现问题、解决问题，以求把理论和实践结合一起，为后来工作和更好学习积累经验。学习如何进行机械设计，理解机械传动装置原理及参数搭配。学习运用各种工具，例如CAD等，直观呈当前平面图上。通过对圆柱齿轮减速器设计，对齿轮减速器有个简朴理解与认知。齿轮减速器是机械传动装置中不可缺少一某些。机械传动装置在不断使用过程中，会不同限度磨损，因而要经常对机械予以维护和保养，延长其使用寿命，高效化运营，提高生产效率，减少生产成本，获得最大使用效率。核心词：机械传动装置、齿轮减速器、设计原理与参数配备InthispaperThroughthesimpleunderstandingofthespeedreducer,startedlearningdesignofgearreducer,attempttodesignenhancetheperceptualcognitionandabilitytoadapttosociety,andfurtherconsolidatethelearnedtheoryknowledge,toimprovetheintegrateduseofknowledgediscoveryandsolveproblems,inordertocombinetheoryandpracticetogether,forthelaterworkandbetterlearningexperience. Learnhowtodomechanicaldesign,tounderstandtheprincipleofmechanicaltransmissiondeviceandparametercollocation.Studyusingavarietyoftools,suchasCAD,intuitivepresentonthefloorplan.Throughthedesignofcylindricalgearreducer,gearreducerisasimpleunderstandingandcognition.Gearreducerisanindispensablepartofinmechanicaltransmissiondevice.Mechanicaltransmissiondeviceinuseprocess,willbedifferentdegreeofwearandtear,sooftentomechanicalmaintenanceandmaintenance,prolongtheservicelifeandhighlyeffectiveoperation,improveproductionefficiency,reducethecostofproduction,achievemaximumefficiency. Keywords:mechanicaltransmissiongear,gearreducer,thedesignprincipleandparameterconfiguration目 录摘要IIn this paperII1电机选取12选取传动比22.1总传动比22.2减速装置传动比分派23各轴参数23.1各轴转速23.2各轴输入功率33.3各轴输出功率33.4各轴输入转矩33.5各轴输出转矩33.6各轴运动参数表44.蜗轮蜗杆选取44.1选取蜗轮蜗杆传动类型44.2选取材料44.3按计齿面接触疲劳强度计算进行设44.4蜗杆与蜗轮重要参数与几何尺寸64.5校核齿根弯曲疲劳强度74.6验算效率74.7精度级别公差和表面粗糙度拟定85圆柱齿轮设计85.1材料选取85.2按齿面接触强度计算设计85.3计算95.4按齿根弯曲强度计算设计105.5取几何尺寸计算116 轴设计计算126.1蜗杆轴12 6.1.1按扭矩初算轴径12 6.1.2蜗杆构造设计126.2蜗轮轴13 6.2.1输出轴设计计算13 6.2.2轴构造设计146.3蜗杆轴校核15 6.3.1求轴上载荷15 6.3.2精度校核轴疲劳强度176.4蜗轮轴强度校核20 6.4.1精度校核轴疲劳强度22 6.4.2精度校核轴疲劳强度227.滚动轴承选取及校核计算257.1蜗杆轴上轴承选取和寿命计算257.2蜗杆轴上轴承选取计算278.键连接选取及校核计算308.1输入轴与电动机轴采用平键连接308.2输出轴与联轴器连接采用平键连接308.3输出轴与蜗轮连接用平键连接319联轴器选取计算319.1与电机输出轴配合联轴器319.2与二级齿轮降速齿轮轴配合联轴器3210.润滑和密封阐明3210.1润滑阐明3210.2密封阐明3311拆装和调节阐明3312减速箱体附件阐明3313.设计小结3314参照文献341电机选取工作机所需输入功率所需电动机输出功率传递装置总效率式中：蜗杆传动效率0.75：每对轴承传动效率0.98：直齿圆柱齿轮传动效率0.97：联轴器效率0.99：卷筒传动效率0.96因此 故选电动机额定功率为4kw符合这一规定同步转速有750r/min ，1000r/min ，1500r/min电机容量选取比较：电动机比较方案型号额定功率/kw同步转速/r/min满载转速/r/min重量价格1Y160M-84750720重高2Y132M-641000960中中3Y112M-4415001440轻低考虑电动机和传动装置尺寸 重量及成本，可见第二种方案较合理，因而选取型号为：Y132M-6D电动机。 2选取传动比2.1总传动比 2.2减速装置传动比分派 因此 3各轴参数将传动装置各轴从高速到低速依次定为I轴 II轴 III轴 IV轴 ：、 、依次为电动机与I轴 I轴与II轴 II轴与III轴 III轴与V轴传动效率 则：3.1各轴转速 3.2各轴输入功率 轴 轴 轴 轴 3.3各轴输出功率 轴 轴 轴 轴 3.4各轴输入转矩电动机 轴 轴 轴 轴 3.5各轴输出转矩电动机 轴 轴 轴 轴 3.6各轴运动参数表各轴运动参数表轴号功率转矩(Nm)转速(r/min)传动i效率输入输出输入输出电机轴43.557835.39796010.991轴3.52333.457935.038834.338096031.08752轴2.58892.2571800.620784.599730.88060.73513轴2.51172.4615776.754761.218530.88060.97024卷轴2.38762.33982953.532894.4577.720.95064.蜗轮蜗杆选取 4.1选取蜗轮蜗杆传动类型依照GB/T100851998 选取ZI4.2选取材料蜗杆选45钢，齿面规定淬火，硬度为45-55HRC.蜗轮用ZCuSn10P1,金属模制造。为了节约材料齿圈选青铜，而轮芯用灰铸铁HT100制造4.3按计齿面接触疲劳强度计算进行设（1）依照闭式蜗杆传动设计进行计算，先按齿面接触疲劳强度计进行设计，再校对齿根弯曲疲劳强度。由文献1P254式（11-12）， 传动中心距由 前面设计知作用在蜗轮上转矩T2，按Z=1,估取，则：（2）拟定载荷系数K因工作比较稳定，取载荷分布不均系数；由文献1P253表11-5选用使用系数；由于转速不大，工作冲击不大，可取动载系；则（3）拟定弹性影响系数因选用是45钢蜗杆和蜗轮用ZCuSn10P1匹配缘故，有（4）拟定接触系数先假设蜗杆分度圆直径 和中心距比值，从文献1P253图11-18中可查到（5）拟定许用接触应力依照选用蜗轮材料为ZCuSn10P1，金属模制造，蜗杆螺旋齿面硬度45HRC，可从文献1P254表11-7中查蜗轮基本许用应力应力循环次数 寿命系数则 （6）计算中心距: 取a=160mm，由 i=30，则从文献1P245表11-2中查取，模数m=8蜗杆分度圆直径从图中11-18中可查，由于，即以上算法有效。4.4蜗杆与蜗轮重要参数与几何尺寸（1）蜗杆轴向尺距 = 25.133mm直径系数q= =10齿顶圆直径 齿根圆直径 分度圆导程角 蜗杆轴向齿厚蜗杆法向齿厚（2）蜗轮 蜗轮齿数，变位系数 验算传动比，这时传动比误差为：，在误差容许值内。蜗轮分度圆直径喉圆直径齿根圆直径咽喉母圆半径4.5校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数 依照 从图11-9中可查得齿形系数Y=2.55螺旋角系数：许用弯曲应力：从文献1P256表11-8中查得有ZCuSn10P1制造蜗轮基本许用弯曲应力=56MPa寿命系数 可以得到：S=1.5故该轴在截面右侧强度也是足够。本设计因无大瞬时过载及严重应力循环不对称，故可略去静强度校核。至此轴设计即告结束。7.滚动轴承选取及校核计算依照条件，轴承预测寿命：。7.1蜗杆轴上轴承选取和寿命计算（1）轴承选取采用角接触球轴承，依照轴直径d=45mm，选取角接触球轴承型号为7209C，重要参数如下：基本额定静载荷基本额定动载荷极限转速（2）寿命计算因蜗杆轴所受轴向力向左，因此只有最左边角接触球轴承受轴向力该轴承所受径向力约为对于70000型轴承，按文献1P322表13-7轴承派生轴向力，其中为文献1P321表13-5中判断系数，其值由大小来拟定，查文献1P321表13-5得角接触球轴承判断系数 因此当量动载荷深沟球轴承所受径向力约为当量动载荷因此，应用核算轴承寿命由于是球轴承，因此取指数轴承计算寿命减速器设计寿命因此满足寿命规定。7.2蜗杆轴上轴承选取计算（1）轴承选取选取使用深沟球轴承，依照轴直径d=65mm，选用角接触球轴承型号为7213C。重要参数如下： 基本额定静载荷基本额定动载荷极限转速 （2）寿命计算对于70000C型轴承，按文献1P322表13-7轴承派生轴向力，其中为文献1P321表13-5中判断系数，其值由大小来拟定，但现轴承轴向力未知，故先初取，因而可估算：按文献1P322式（13-11）得由文献1P321表13-5进行插值计算，得，。再计算： 两次计算值相差不大，因而可以拟定，。（3）轴承当量动载荷、由于 由文献1P321表13-5分别进行查表或插值计算得径向载荷系数和轴向载荷系数为对轴承1 对轴承2 因轴承运转中有中档冲击载荷，按文献1P319表13-6，取。则：轴承计算寿命 减速器设计寿命 因此满足寿命规定。（3）静载荷计算查机械零件手册可知，角接触球轴承当量静载荷因载荷稳定，无冲击，因此取静强度安全系数因此满足强度条件（4）极限工作转速计算以上所选各轴承极限转速都成立，因此她们极限工作转速一定满足规定。8.键连接选取及校核计算8.1输入轴与电动机轴采用平键连接依照轴径，查文献2P123可选用A型平键，得：，即：键870GB/T1096-键、轴和联轴器材料都是钢，由文献1P106表6-2查许用应力 ，取其平均值。键工作长度：键与联轴器接触高度。由文献1P106式（6-1）得： 因此此键强度符合设计规定。8.2输出轴与联轴器连接采用平键连接依照轴径，查文献2 P123可选用A型平键，得：，即：键2070GB/T1096-键、轴和联轴器材料都是钢，由文献1P106表6-2查许用应力 ，取其平均值。键工作长度：键与联轴器接触高度。由文献1P106式（6-1）得： 因此此键强度符合设计规定。8.3输出轴与蜗轮连接用平键连接依照轴径，查文献1P123可选用A型平键，得：，即：键1670GB/T1096-键、轴和联轴器材料都是钢，由文献1P106表6-2查许用应力 ，取其平均值。键工作长度：键与联轴器接触高度。由文献1P106式（6-1）得： 因此此键强度符合设计规定。9联轴器选取计算9.1与电机输出轴配合联轴器（1）计算联轴器计算转距查文献1P351表14-1得小转距、电动机作原动机状况下取（2）型号选取依照前面计算，电机输出轴，选取弹性联轴器TL6型。重要参数如下：公称扭距（满足规定）许用转速 ，因而此联轴器符合规定。轴孔直径轴孔长度9.2与二级齿轮降速齿轮轴配合联轴器（1）计算联轴器计算转距查文献1P351表14-1得小转距、电动机作原动机状况下取（2）型号选取依照前面计算，蜗轮输出轴，选取弹性销柱联轴器HL4型。重要参数如下：公称扭距 许用转速 ，因而此联轴器符合规定。轴孔直径轴孔长度10.润滑和密封阐明10.1润滑阐明由于是下置式蜗杆减速器，且其传动圆周速度，故蜗杆采用浸油润滑，取浸油深度h=12mm；润滑油使用50号机械润滑油。轴承采用润滑脂润滑，由于轴承转速v1500r /min，因此选取润滑脂填入量为轴承空隙体积1/2。10.2密封阐明在试运转过程中，所有联接面及轴伸密封处都不容许漏油。剖分面容许涂以密封胶或水玻璃，不容许使用任何碘片。轴伸处密封应涂上润滑脂。11拆装和调节阐明在安装调节滚动轴承时，必要保证一定轴向游隙，由于游隙大小将影响轴承正常工作。在安装齿轮或蜗杆蜗轮后，必要保证需要侧隙及齿面接触斑点，侧隙和接触斑点是由传动精度拟定，可查手册。当传动侧隙及接触斑点不符合精度规定期，可以对齿面进行刮研、跑合或调节传动件啮合位置。也可调节蜗轮轴垫片，使蜗杆轴心线通过蜗轮中间平面。12减速箱体附件阐明机座和箱体等零件工作能力重要指标是刚度，箱体某些构造尺寸，如壁厚、凸缘宽度、肋板厚度等，对机座和箱体工作能力、材料消耗、质量和成本，均有重大影响。但是由于其形状不规则和应力分布复杂性，未能进行强度和刚度分析计算，但是可以依照经验公式大概计算出尺寸，加上一种安全系数也可以保证箱体刚度和强度。箱体大小是依照内部传动件尺寸大小及考虑散热、润滑等因素后拟定。13.设计小结 早在大一时候我就看着学长每天也是这样忙在做课程设计，当时我就很不理解，咱们专业有这样忙吗？当前我才懂得了，本来咱们专业是很故意思，可以让人学到诸多知识。转眼间，我就大三了，拿到任务书时我是非常兴奋，当时心里就想一定要把课程设计做好。重要分为四个阶段:第一阶段，设计计算阶段。在这一阶段中在教师开题讲座中，我明白了咱们本课程设计要设计什么，那一阶段该干些什么。在设计计算阶段中，我遇到了最大一种问题就是蜗轮传动比分派不合理。在这问题直接导致了我重新分派传动比，再次对减速器各个零件设计及选用。第二阶段，减速器装配图草图绘制阶段。在这一阶段咱们重要要依照咱们之前计算实当前图纸上，要拟定箱体大小，以及各个零件该安装在箱体那个位置上。在教师协助下，我也参照了书籍资料，最后毫不费力把草图绘制出来了。第三阶段，用CAD绘制装配图和零件图。由于前两个阶段我做比较仔细因此各个零件尺寸我不久就绘制了出来，但是由于工程制图诸多有关知识遗忘，在绘制原则件和减速器附件时不是很顺利，要不断去看书和查尺寸。但是通过我废寝忘食绘制，最后这个难关也被我攻克了。第四阶段，减速器设计阐明书书写。在这一阶段中，由于个零件图和装配图，与我最初设计计算有某些出入，因此诸多数据又进行了再计算。但是当我把阐明书在word中体现出来后，文章排版是一种很繁琐而又复杂难题，按照教师版面规定，最后把阐明书排成了教师规定版式。虽然在设计工程中我有抱怨，但是我内心还是想必要要把这个课程设计要做好。因此我每天从早八点到晚上十一点，不是太累时候，我还做到凌晨三四点。在这个繁琐又复杂设计中，我体会到了咱们专业需要咱们严谨思维、精准计算、刻苦精神。在此设计过程中，又把我高三奋斗精神激发了出来。这次课程设计我学到了此前没有学到知识，体会到了咱们专业伟大，展望出了咱们就业前景美好。设计是一项艰巨任务，设计是要重复思考、重复修改，设计是要以坚实知识基本为前提，设计机械最后目是要用于实际生产，因此任何一种环节都马虎不得，机械设计课程设计让我又重温了一遍学过机械类课程知识。通过多次修改，设计成果还是存在诸多问题，但是体验了机械设计过程，学会了机械设计办法，能为后来学习或从事机械设计提供一定基本。14参照文献1 濮良贵、纪名刚机械设计（第八版）北京：高等教诲出版社，52 陆玉机械设计课程设计（第4版）北京：机械工业出版社，123 张龙机械设计课程设计手册（第一版）北京：国防工业出版社，54 徐鄢主编. 机械设计手册第二版. 上海：机械工业出版社,1992.5 刘鸿文主编. 材料力学第四版. 高等教诲出版社，.6 张冶，洪雪. Pro/ENGINEER野火版3.0范例导航. 清华大学出版社，7 甘永立. 几何量公差与检测. 上海科学技术出版社，8 杨德兴. 工程图学与计算机绘图. 北京航空航天大学出版社,输入功率：输出功率：输入转矩：输出转矩：取