機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)--單級(jí)蝸桿減速器

1、<p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書</p><p>　　設(shè)計(jì)項(xiàng)目：?jiǎn)渭?jí)蝸桿減速器</p><p><b>　　學(xué) 號(hào)： </b></p><p><b>　　姓 名： </b></p><p>　　專 業(yè)：材料成型及控制工程</p><p><

2、;b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p><b>　　前 言</b></p><p>　　在本學(xué)期臨近期末的近半個(gè)月時(shí)間里，學(xué)校組織工科學(xué)院的學(xué)生開展了鍛煉學(xué)生動(dòng)手和動(dòng)腦能力的課程設(shè)計(jì)。在這段時(shí)間里，把學(xué)到的理論知識(shí)用于實(shí)踐。</p><p>　　課程設(shè)計(jì)每學(xué)期都有，但是這次和我以往做的不一樣的地方：?jiǎn)为?dú)一個(gè)人完

3、成一組設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。這就更能讓學(xué)生的能力得到鍛煉。但是在有限的時(shí)間里完成對(duì)于現(xiàn)階段的我們來說比較龐大的“工作”來說，雖然能夠按時(shí)間完成，但是相信設(shè)計(jì)過程中的不足之處還有多。希望老師能夠指正?？偟母邢肱c總結(jié)有一下幾點(diǎn)：</p><p>　　1.通過了3周的課程設(shè)計(jì)使我從各個(gè)方面都受到了機(jī)械設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，對(duì)機(jī)械的有關(guān)各個(gè)零部件有機(jī)的結(jié)合在一起得到了深刻的認(rèn)識(shí)。</p><p>　　2.由于在設(shè)計(jì)方面

4、我們沒有經(jīng)驗(yàn)，理論知識(shí)學(xué)的不牢固，在設(shè)計(jì)中難免會(huì)出現(xiàn)這樣那樣的問題，如：在選擇計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)件是可能會(huì)出現(xiàn)誤差，如果是聯(lián)系緊密或者循序漸進(jìn)的計(jì)算誤差會(huì)更大，在查表和計(jì)算上精度不夠準(zhǔn)</p><p>　　3.在設(shè)計(jì)的過程中，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他課程的理論知識(shí)和應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，在設(shè)計(jì)的過程中還培養(yǎng)出了我們的團(tuán)隊(duì)精神，大家共同解決了許多個(gè)人無法解決的問題，在這些過程中我們深刻地認(rèn)識(shí)到了自

5、己在知識(shí)的理解和接受應(yīng)用方面的不足，在今后的學(xué)習(xí)過程中我們會(huì)更加努力和團(tuán)結(jié)。</p><p>　　最后，衷心感謝老師的指導(dǎo)和同學(xué)給予的幫助，才能讓我的這次設(shè)計(jì)順利按時(shí)完成。</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)………………………………………………………………………4</p>&l

6、t;p>　　電動(dòng)機(jī)的選擇……………………………………………………………………………4</p><p>　　運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算……………………………………………………………………………6</p><p>　　蝸輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………7</p><p>　　蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計(jì)…………………………………………………………

7、…13</p><p>　　蝸輪軸的尺寸設(shè)計(jì)與校核……………………………………………………………15</p><p>　　減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………18</p><p>　　減速器其他零件的選擇………………………………………………………………21</p><p>　　減速器附件的選擇………………………

8、……………………………………………23</p><p>　　減速器的潤(rùn)滑…………………………………………………………………………25</p><p><b>　　參數(shù)選擇：</b></p><p>　　卷筒直徑：D=350mm</p><p>　　運(yùn)輸帶有效拉力：F=2000N</p><p>　

9、　運(yùn)輸帶速度：V=0.8m/s</p><p>　　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)，</p><p><b>　　常溫連續(xù)工作</b></p><p><b>　　傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)：</b></p><p>　　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

10、——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V≤4——5m/s，所以該蝸桿減速器采用蝸桿下置式見，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。

11、 </p><p>　　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。</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的選擇：</b></p><p>　　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

12、好等優(yōu)點(diǎn)。一般電動(dòng)機(jī)的額定電壓為380V</p><p>　　根據(jù)生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求，該減速器卷筒直徑D=350mm。運(yùn)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。</p><p>　　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</p><p><b>　　傳

13、動(dòng)滾筒所需功率</b></p><p>　　Pw=FV/1000=2000*0.8/1000=1.6kw</p><p>　　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頁表12-8得各級(jí)效率如下）其中：</p><p>　　蝸桿傳動(dòng)效率η1=0.70 </p>

14、<p>　　攪油效率η2=0.95 </p><p>　　滾動(dòng)軸承效率（一對(duì)）η3=0.98</p><p>　　聯(lián)軸器效率ηc=0.99 </p><p>　　傳動(dòng)滾筒效率ηcy=0.96</p><p><b>　　所以：</b></p><p>　　

15、η=η1?η2?η33?ηc2?ηcy =0.7×0.99×0.983×0.992×0.96 =0.633</p><p>　　電動(dòng)機(jī)所需功率： Pr= Pw/η =1.6/0.633=2.5KW </p><p>　　傳動(dòng)滾筒工作轉(zhuǎn)速： nw＝60×1000&

16、#215;v / ×350＝43.7r/min</p><p>　　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: </p><p><b>　　表2-1</b

17、></p><p>　　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：</p><p><b>　　表2-2</b></p><p><b>　　三、運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算：</b></p><p>　　3

18、.1蝸桿軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩</p><p>　　P0 = Pr=2.5kw </p><p>　　n0=960r/min</p><p>　　T0=9550 P0 / n0=9550*2.5/960=24.9N .m</p><p>　　3.2蝸輪軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩</p>

19、<p>　　P1 = P0·η01 = 2.5×0.99×0.99×0.7×0.992 =1.68 kw </p><p>　　nⅠ= n0/i1= = 27.4 r/min</p><p>　　T1= 9550P1/n1 = 9550×1.68/27.4= 585.55N·m</p>&l

20、t;p>　　3.3傳動(dòng)滾筒軸的輸入功率、轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩</p><p>　　P2 = P1·ηc·ηcy=1.68×0.99×0.99=1.65kw</p><p>　　n2= n1/i12 = = 27.4 r/min</p><p>　　T2= 9550*p2/n2= 9550×1.65/27.4= 575.

21、09N·m</p><p>　　運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理于下表3-1：</p><p><b>　　表3-1</b></p><p>　　四、蝸輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)：</p><p>　　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。</p><

22、p>　　以下設(shè)計(jì)參數(shù)與公式除特殊說明外均以參考由《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)。</p><p>　　表4—1蝸輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)表</p><p>　　五、蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計(jì)</p><p>　　5.1蝸桿基本尺寸設(shè)計(jì)</p><p>

23、　　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</p><p>　　軸上鍵槽為10x5。</p><p>　　初步估計(jì)蝸桿軸外伸段的直徑</p><p>　　d=（0.8——1.0）=30.4——38mm</p><p><b>　　計(jì)算轉(zhuǎn)矩</b></p>

24、<p>　　Tc=KT=K×9550×=1.15×9550×5.5/960=62.9N.M</p><p>　　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頁表8.2可查得選用HL3號(hào)彈性柱銷聯(lián)軸器（38×80）。</p><p>　　確定蝸桿軸外伸端直徑為38mm。</p>

25、<p>　　根據(jù)HL3號(hào)彈性柱銷聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)尺寸確定蝸桿軸外伸端直徑為38mm的長(zhǎng)度為80mm。</p><p>　　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頁表4.1可查得普通平鍵GB1096—90A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。</p><p>　　初步估計(jì)d=60mm。

26、</p><p>　　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）</p><p>　　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頁表4-32及第190頁圖7-20及表5—1蝸

27、輪蝸桿的傳動(dòng)設(shè)計(jì)表可計(jì)算得）</p><p>　　表5—1蝸輪結(jié)構(gòu)及基本尺寸</p><p>　　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：mm</p><p>　　六、蝸輪軸的尺寸設(shè)計(jì)與校核</p><p>　　蝸輪軸的材料為45鋼并調(diào)質(zhì)，且蝸輪軸上

28、裝有滾動(dòng)軸承，蝸輪，軸套，密封圈、鍵. </p><p>　　6.1 軸的直徑與長(zhǎng)度的確定</p><p>　　1 .計(jì)算轉(zhuǎn)矩 </p><p>　　Tc=KT=K×9550×=1.15×9550×1.68/30.96=595.94N.M<2000 N.M</p><p>　　所以蝸輪軸與傳

29、動(dòng)滾筒之間選用HL5彈性柱銷聯(lián)軸器32×60，</p><p><b>　　因此=32m m</b></p><p>　　2.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頁表4-1可查得普通平鍵GB1096—79A型鍵12×8，普通平鍵GB1096—79A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)《

30、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—321頁計(jì)算得.其中各段見零件圖的“渦輪軸”。</p><p><b>　　6.2軸的校核</b></p><p>　　6.2.1軸的受力分析圖 </p><p><b>　　圖6.1</b></p>

31、<p><b>　　X-Y平面受力分析</b></p><p><b>　　圖6.2</b></p><p><b>　　X-Z平面受力圖：</b></p><p><b>　　圖6.3</b></p><p><b>　　合成彎矩&l

32、t;/b></p><p><b>　　592368.15</b></p><p><b>　　35700</b></p><p>　　340587.75 </p><p><b>　　圖6.4</b></p><p>

33、<b>　　當(dāng)量彎矩T與aT</b></p><p>　　T=518217Nmm</p><p>　　aT=327992.8Nmm</p><p><b>　　圖6.5</b></p><p>　　6.2.2軸的校核計(jì)算如表5.1</p><p>　　軸材料為45鋼，，，

34、 </p><p><b>　　表6.1</b></p><p>　　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）。</p><p>　　6.3裝蝸輪處軸的鍵槽設(shè)計(jì)及鍵的選擇</p><p>　　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)

35、度比輪轂長(zhǎng)度短5—10mm，由參考文獻(xiàn)1表2.4—30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</p><p>　　七、減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</p><p>　　參照參考文獻(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19頁表1.5-1可計(jì)算得，箱體的結(jié)構(gòu)尺寸

36、如表7.1：</p><p>　　表7.1箱體的結(jié)構(gòu)尺寸</p><p>　　減速器箱體采用HT200鑄造，必須進(jìn)行去應(yīng)力處理。</p><p>　　以下尺寸以參考文獻(xiàn)《機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》 王昆等主編 高等教育出版社 1995年表6-1為依據(jù)</p><p>　　八、減速器其他零件的選擇</p>

37、<p>　　經(jīng)箱體、蝸桿與蝸輪、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：</p><p>　　表8-1鍵 單位：mm</p><p>　　表8-2圓錐滾動(dòng)軸承 單位：mm</p><p>

38、;　　表8-3密封圈（GB9877.1-88） 單位：mm</p><p>　　表8-4彈簧墊圈（GB93-87） </p><p><b>　　表8-5擋油盤</b></p><p>　　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頁表2.

39、8-7</p><p>　　定位銷為GB117-86 銷8×38 材料為45鋼</p><p>　　九、減速器附件的選擇</p><p>　　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</p><p>　　表9-1視孔蓋（Q235）

40、 單位mm</p><p>　　表9-2吊耳 單位mm</p><p>　　表9-3通氣器 單位mm</p><p>　　表9-4軸承蓋（HT150）

41、 單位mm</p><p>　　表9-5油標(biāo)尺 單位mm</p><p>　　表9-6油塞（工業(yè)用革） 單位mm</p><p><b>　　十、減速器的潤(rùn)滑</b></p><p>　　減速器內(nèi)

42、部的傳動(dòng)零件和軸承都需要有良好的潤(rùn)滑，這樣不僅可以減小摩擦損失，提高傳動(dòng)效率，還可以防止銹蝕、降低噪聲。</p><p>　　本減速器采用蝸桿下置式，所以蝸桿采用浸油潤(rùn)滑，蝸桿浸油深度h大于等于1個(gè)螺牙高，但不高于蝸桿軸軸承最低滾動(dòng)中心。</p><p>　　蝸輪軸承采用刮板潤(rùn)滑。</p><p>　　蝸桿軸承采用脂潤(rùn)滑， 為防止箱內(nèi)的潤(rùn)滑油進(jìn)入軸承而使?jié)櫥?/p>

43、稀釋而流走，常在軸承內(nèi)側(cè)加擋油盤。</p><p>　　1、《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</p><p>　　2、《機(jī)械設(shè)計(jì) 第八版》 主編 濮良貴 高等教育出版社 2006年</p><p>　　3、《機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)》 王昆等主編

44、 高等教育出版社 1995年</p><p>　　4、《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)》（第三版） 龔桂義主編 高等教育出版社 2002年</p><p>　　5、《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 2002年</p><p>　　6. 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 張培金 藺聯(lián)