《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 蝸輪蝸桿減速器》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計 蝸輪蝸桿減速器（18頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、目錄一 傳動裝置的總體設(shè)計11. 傳動方案的確定12. 電動機(jī)的選擇13. 傳動比的計算2 二 傳動件的設(shè)計計算21. 蝸桿副設(shè)計計算22. 蝸桿副上作用力的計算5 三 減速器裝配草圖的設(shè)計6 四 軸的設(shè)計計算61. 蝸桿軸的設(shè)計與計算62. 低速軸的設(shè)計與計算73. 減速器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸12 五 潤滑油的選擇與計算13 六 熱平衡的計算14 七 減速器附件設(shè)計141. 窺視孔及窺視孔蓋142. 油面指示裝置143. 通氣器144. 放油孔及螺塞145. 起吊裝置156. 啟蓋螺釘157. 定位銷15 八 繪制裝配圖和零件圖15 九 參考資料15傳動裝置的總體設(shè)計1傳動方案的確定考慮到工作拉力

2、和傳動速度都較小，所設(shè)計蝸桿速度估計小于10m/s，因此采用 蝸桿下置式，單級蝸桿減速器傳動裝置方案如圖（1）所示。甲X圖中：1電機(jī) 2聯(lián)軸器 M減速器 生聯(lián)軸器5-卷筒圖（一）2電動機(jī)的選擇（1）選擇電動機(jī)的類型根據(jù)用途選用 Y 系列三相籠型異步電動機(jī)（2）選擇電動機(jī)功率 輸送鏈所需功率PW=F：W 1 000=1820 x 0.8 2 kW=1.49kW1 000查【1】表9.1得，軸承效率n軸承=0.98，蝸輪蝸桿傳動效率n蝸=0.8，聯(lián)軸器效率n =0.99，卷筒效率n 卷=0.96，得電動機(jī)所需工作功率為卷1.4 9=2.0 6kW0.9 92 x 0.8 x 0.9 82 x 0.

3、9 6根據(jù)【1】表15.1，選取電動機(jī)的額定功率Pd=2.2kW ed（3）電動機(jī)轉(zhuǎn)速的確定由帶輪線速度v二一叵&，得卷筒的轉(zhuǎn)速為w 60 x 1000v x 60 x 10000.8 2 x 60 x 1000r= 6 2.6 8 r / m in兀 D60 x 1000由表9.2可知單級蝸輪蝸桿傳動比范圍,蝸=1040，所用電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍n = n i - 6 2.6 8 x （10 40） r / min = 6 2 6.8 2 5 0 7.2 r / m ino w 蝸符合這一要求的電動機(jī)同步轉(zhuǎn)速有 750r/min、1000r/min 和 1500r/min 等。從成本和 結(jié)構(gòu)尺寸考慮

4、，選用同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 的電動機(jī)較合理，其滿載轉(zhuǎn)速為 940r/min, 型號為 Y112M-6。3傳動比的計算傳動比i = %nw940=15.0 06 2.6 84傳動裝置的運(yùn)動、動力參數(shù)計算1）各軸轉(zhuǎn)速n = 940r / min0n = n = 940r / min10n 940n = -=r / m in = 6 2.6 8 r / m in2 i 1 5.0 0n = n = 6 2.6 8 r / m in w2（2）各軸功率P = P 耳 =P 耳 =2.0 6 x 0.9 9 kW = 2.0 4 kW1 0 0 -10 聯(lián)P = P耳 =P耳=2.0 4 x

5、0.8 kW = 1.6 3kW2 1 1 - 21 蝸Pw = P 耳 =P 耳 耳 =1.6 3 x 0.9 8 x 0.9 9kW = 1.5 8kW22-w 2 軸 承 聯(lián)（3）各軸轉(zhuǎn)矩P2.0 6T = 9 5 5 0= 9 5 5 0 x N Dm = 20.9 3 N Dm0n9400P2.0 4T = 95 50 = 95 5 0 xN Dm = 20.7 3 N Dm1 n9401P1.6 3T = 95 50= 95 5 0 xN Dm = 24 8.3 5 N Dm2 n6 2.6 82P1.5 8T = 9 5 5 0 = 9 5 5 0 xN Dm = 240.7 3

6、 N Dmwn6 2.6 8w二傳動件的設(shè)計計算由傳動簡圖可知蝸桿減速器外部是通過聯(lián)軸器與電動機(jī)相連接，所以只對內(nèi)部傳動件 蝸輪蝸桿進(jìn)行設(shè)計計算。1蝸桿副設(shè)計計算（1）選擇材料、熱處理方式考慮到蝸桿傳動傳遞的功率不大、速度不太高有相對滑動速度，蝸桿選用 45 鋼，表 面淬火處理，HBC=4555，相對滑動速度v = 5.0 2 x 1 0 -彈性系數(shù) n yT （m / s）s12=5.0 2 x 10-4 x 940 x3 ：248.3 5 （m / s）=3.0 7 m / s 9 K T ( E )212 z b 2H式中各參數(shù)定義及數(shù)值如下：1）蝸輪傳遞轉(zhuǎn)矩 T = 248.3 5 N

7、 Dm = 248350 N Dm m22） 載荷系數(shù)K = K K 。由【2】表7.4查得使用系數(shù)K = 1.1 5。設(shè)蝸輪圓周速Av pA度v2 9 KT12Ez b 2H(1609 x 1.2 65 x 248350 x I 30 x 17 8.6= 2521.3 4mm 33）許用接觸應(yīng)力蝸輪材料為鋁鐵青銅， b 300M pa ，查【 2】表 7.6，利用線性插值得到bb=178.6 Mpa 。H由【2】表 7.1 選取 m 2d 3 17 5 m m 3，則 m=6.3， d =80mm。11（4）計算傳動尺寸1）蝸輪分度圓直徑為d = m z = 6.3 x 3 0 m m =

8、1 8 9.0 0 m m221 1a = （d + d ） = （8 0 + 189） mm = 1 3 4.5 0 mm2 1 2 25）驗算蝸輪圓周速度、相對滑動速度及傳動總效率1）蝸輪圓周速度兀 d n 3.1 4 x 18 9 x 62.6 8v =22 =m / s = 0.6 2 m / s 3 m / s260x100060x1000與初選相符，取K =1.0合理。v2) 導(dǎo)程角ta n ym z / d = 6.31x 2 / 80 = 0.1 575,得 y8.9 5。= 8。57 03）相對滑動速度兀d n1 160x1000x cosy3.1 4 x 80 x 9406

9、0x1000xcos8.9 5o= 3.9 8 m / s 6 m / s與初選值相符，選用材料合理。4） 傳動總效率查【2】表7.7得當(dāng)量摩擦角p =2 o 17,，則傳動總效率為ta n y 耳=(0.9 5 0.9 6)tan( y + p ta n 8.9 5o=(0.9 5 0.9 6)- ta n(8.9 5o + 2.2 8o)= 0.7 53 0.7 61 與預(yù)估效率相近。5) 強(qiáng)度校核一般校核蝸輪齒面接觸疲勞強(qiáng)度，由公式得=ZE9 KTTm 2 d z21 219 x 1.2 65 x 2483501 60M pa = 15 9.1 5 M pa6.3 2 x 80 x 30

10、2由【2】表7.6,因為vs = 98m /s，由線性插值有c h = 1604 Mpa即C H C= 112 xmm = 1 4.5 m mn 940軸與聯(lián)軸器相連，有一個鍵槽，應(yīng)增大軸徑5%,貝J 14.5 x （1 + 5%） = 15.2 3mm，元整并考慮與選用聯(lián)軸器內(nèi)孔直徑一致，暫定外伸直徑d= 28mm。m in（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計1）軸承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計計算得蝸桿圓周速度v =兀 1 1=加4 X 80 X 940 = 3.9 m / s C3112 x由【2】表9.4，可取C=112，則1.6 3m m = 3 3.1 8 m m6 2.6 8軸與聯(lián)軸器相連，有一個鍵槽，應(yīng)增大軸徑5%

11、,則33.18 乂1 %）34.84 mm，兀整并考慮與選用聯(lián)軸器內(nèi)孔直徑一致，暫定外伸直徑d= 38mm。聯(lián)軸器選用LXm in型彈性柱銷聯(lián)軸器，由【1】表13.1，選擇LX3, Y型。（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計1）低速軸的軸結(jié)構(gòu)構(gòu)想如圖（3）所示。圖（3）2）各軸段的設(shè)計 軸段1的設(shè)計 軸段1上安裝聯(lián)軸器，此段設(shè)計應(yīng)與聯(lián)軸器設(shè)計同步進(jìn)行。為 補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接兩軸的安裝誤差、隔離震動，選用彈性柱銷聯(lián)軸器。聯(lián)軸器選用LX 型彈性柱銷聯(lián)軸器。由【1】表13.1，選擇GB/T 5014-2003 LX3, Y型。該聯(lián)軸器符合 工作要求：公稱轉(zhuǎn)矩為1250 N m，許用轉(zhuǎn)速為4750 r /min，軸孔范圍為3

12、048mm。 結(jié)合伸出段直徑，取聯(lián)軸器從動端代號為LX 3 38 x 82 GB/T 5014-2003，相應(yīng)的軸端1直徑為d = 38mm，其長度略小于轂孔寬度，取L = 80mm。11 軸段2的設(shè)計 軸段2的設(shè)計應(yīng)考慮聯(lián)軸器的軸向固定及密封圈的尺寸，并作 為軸段1與軸段3的過渡。直徑應(yīng)滿足聯(lián)軸器軸肩定位的要求。待軸段3確定后設(shè)計該軸段直徑為45mm,查【1】表14.5,與之相配的橡膠唇形密封圈為GB/T1387.1-1992 B 45 70 8，主要對外封塵。該段長度應(yīng)考慮伸出箱體段應(yīng)足夠彈性柱銷的安裝，約 1015mm,由草圖確定后最終將該段長度定為50mm。 軸段3與6的設(shè)計 軸段3與

13、7上安裝軸承，考慮受徑向力、切向力和較大的 軸向力,所以選用圓錐滾子軸承。軸段3上安裝軸承,其直徑既應(yīng)便于安裝軸承,又 符合軸承內(nèi)徑系列。該段軸承暫選為30210，查【1】表12.4，其外徑D為90mm,內(nèi) 徑為50mm,內(nèi)圈寬度為20mm。（5）鍵連接設(shè)計聯(lián)軸器與軸端間采用A型普通平鍵連接，查【1】表11.28，選鍵型號分別為鍵 10 X 70 GB/T1096-2003 和鍵 16 x 70 GB/T1096-2003。（6）軸的受力分析1）畫出軸的受力簡圖，軸的受力簡圖如圖（4）所示。2） 求支承反力在水平平面上為2 6 2 8.0 4N = - 1314.0 2 NAH B H在垂直平

14、面上為RAVF l F d / 2m022l + l23956.5 3 x 65 5 1 8.1 5 x 65 /265 + 65N = 6 0 7.8 0 NR = F R = 9 5 6.5 3 N + 1 3 1 4.0 2 N = 3 5 7.4 9 NBVr 2 AVRA軸承A的總支反力為1314.0 22 + 607.8 02 = 1447.7 8NRB2 + R 2BV軸承 B 的總支反力為13 14.0 22 + 3 57.4 92 = 1361.7 8 N3）畫出彎矩扭矩圖，彎矩扭矩圖如圖（5）所示。在水平平面上，蝸輪受力點(diǎn)截面M = R l = 13 1 4.0 2 x 6

15、 5 N Dm m = 8 5 41 1.2 N Dm m2 H AH 2 在垂直平面上，蝸輪受力點(diǎn)截面左側(cè)為M = R l = 607.8 0 x 65N Dmm = 39507 N Dmm2VA V 2蝸輪受力點(diǎn)截面右側(cè)為M = R l = 3 5 7.4 9 x 6 5 N Dm m = 2 3 2 3 6.8 5 N Dm m2VB V 3合成彎矩蝸輪所在軸剖面左側(cè)為M = M 2 + M 2 = 8 54 1 1.2 2 + 39507 2 N Dm m = 94105.6 6 N Dmm22 H2 V蝸輪所在軸剖面右側(cè)為M f = M 2 + M 2 =85411.2 2 + 23

16、236.8 52 N Dmm = 8 8 5 1 5.6 7 N Dmm22 H2 V4）轉(zhuǎn)矩圖如圖（5）所示， T = 248350N Dmm 。(7) 校核軸的強(qiáng)度 由彎矩圖可知，蝸輪處軸剖面彎矩最大，且作用有轉(zhuǎn)矩，故此剖面為危險截面，其抗 彎截面系數(shù)為兀 d 3bt(d 一 t)2兀 x 5 6316 x 6 x (5 6 6)2= 15089.5 mm 3W =一=3 22 d322x56抗扭截面系數(shù)為兀 d 3bt(d 一 t)2兀 x 56316 x 6 x (5 6 6)2W =3 2321.8 mm 3T162 d162x56最大彎曲應(yīng)力為M 94105.6 6c =Mpa =

17、 6.2 4Mpab W1 5 089.5扭剪應(yīng)力為T248350_T = 匸=Mpa = 7.6 8MpaW3 2 3 2 1.8T按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核，對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù)a = 0.6，則當(dāng)量應(yīng)力為c = yc 2 + 4(aT )2 =6.2 42 + 4 x (0.6 x 7.6 8)2Mpa = 1 1.1 3Mpaeb由【1】表10.2，查得45鋼經(jīng)表面淬火抗拉強(qiáng)度極限為c = 600Mpa，再由【2】表b9.7,查得軸的許用彎曲應(yīng)力c = 55Mpa， c c ，強(qiáng)度滿足要求。1 be 1 b圖(4)圖（5）（8）校核鍵連接的強(qiáng)度 聯(lián)軸器處鍵連

18、接的擠壓應(yīng)力為4T 4 x 248350b =Mpa = 4 6.6 8Mpap1 d hl 38x8x701蝸輪2 處鍵連接的擠壓應(yīng)力為4T4 x 248350b = 廠=Mpa = 2 5.3 4 Mpap2 d hl 56x10x704鍵、軸、蝸輪及聯(lián)軸器的材料都為鋼，由【2】表4.1 查得，在經(jīng)常啟停的沖擊下，鍵 連接的許用擠壓應(yīng)力b = 100120Mpa，b b , b e，取系數(shù)X = 0.4 , Y = 0.4 cot 15。= 1.5，則軸承A的當(dāng)量動載荷為 a 1AF =0.4R +1.5F =0.4 x1447.78N+1.5 x1004.5 N =2085.86NAa

19、1由于軸承A受力較大，故校核軸承A的壽命:f fc 13106f 1 x 73300)tf F J丿=x6 0 x 6 2.6 8、1.5 x 2085.8 6 丿10F106103h = 9.7 8 x 1 0 6 hL =10h 60n承受中等沖擊，查【2】表10.11故載荷系數(shù) f 取1.5)預(yù)期壽命：L = 8 x 1 x 250 x 5 = 104 hh因L L ，故軸承壽命足夠。10 h h3減速器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸名程_機(jī)座壁偉 機(jī)蓋璧偉機(jī)座凸緣厚度 打叮話凸緣厚度 機(jī)座底凸緣I?度地郵蝮釘直徑地腳爐釘數(shù)巨軸承碧連接螺栓直徑 機(jī)蓋與機(jī)座連接蟀栓直逕 連接螺栓並的間距 軸承端蓋蝮釘直各

20、 竅視孔蓋蝮釘直徑亢位銷直徑_l4i工 匚口_二1-df, dl,龍至外機(jī)壁距離蝸桿減速器尺寸關(guān)系娠樣奩下！ J. =O.35JS. J. =9b = 1.55 = 15= 0.? = .i6L =眾 + 包 +(5 2 8=5 + 仇 + 巳-1-(5 * 8)R = a = 2X)df;龍至凸緣距離 軸承査凸臺半徑 凸臺高度外機(jī)璧至軸承座端面距禽 內(nèi)機(jī)壁至軸承座端面距離 蝸輪外圓與內(nèi)機(jī)壁距離 蝸輪輪轂端面與內(nèi)機(jī)壁距 機(jī)蓋、機(jī)座肋152522182珈MbL = UtfL =14戸= 253 = 恨酯遷謹(jǐn)盪拆隸豈供徑希言憊手空間作圖焉定軸承端蓋外輕U二鞠坐堂孔直筈4巧* i三越，比=150,1

21、40軸承炳皿凸緣IS度可s=Q- 1.2? =1&軸承旁連接螺栓距離家 :日込=150込“芳存.必“ =15表（2）五. 潤滑油的選擇與計算對于閉式蝸桿傳動，常采用粘度大的礦物油潤滑，并加入必要的添加劑，以在嚙 合面間形成強(qiáng)度較高的潤滑油膜，提高齒面的抗膠合能力。潤滑主要起減小摩擦、減 輕磨損，散熱降溫，降低振動和噪聲的作用。由于設(shè)計為蝸桿下置式，浸油深度取 12 個齒咼作為最低油面，最咼油面比最低油面咼出1015mm,不應(yīng)超過滾動軸承最低滾 動體中心（此限制條件在現(xiàn)在的設(shè)計中常被忽略）。低速級軸承選擇 ZN-3 鈉基潤滑脂潤滑。蝸桿副及咼速級軸承選擇全損耗系統(tǒng)用 油L-AN100潤滑油潤滑，

22、潤滑油深度為10.5cm,箱體底面尺寸為24.2cm*13.4cm,箱 體內(nèi)所裝潤滑油量為V = 1 0.5 x 2 4.2 x 1 3.4 cm 3 = 3 40 4.9 4 cm 3該減速器所傳遞的功率P0 = 2.0 6kW。對于單級減速器，每傳遞1kW的功率許油量為0.350.7 dm 3 =350700cm3,則該減速器所需油量為V = P V = 2.0 6 x (3 50 700)cm 3 = 7 2 1.0 0 1442 cm 31 0 0得V V，潤滑油量滿足要求。1六. 熱平衡的計算1. 單位時間內(nèi)摩擦功耗產(chǎn)生的熱量 H1H = 1000P (1 -n ) = 1000 X

23、 2.0 4 x (1 - 0.7 6)kW = 4 8 9.6 kW11(式中蝸桿傳動的功率P = 2.0 4kW，蝸桿傳動的總效率n = 0.7 6)12. 以自然冷卻方式，單位時間內(nèi)箱體外壁散發(fā)到空氣中的熱量一H2H = K A (t - t )2 s 0(式中，K散熱系數(shù)，通風(fēng)良好時取K = 14 17.5 W / (m 2 c ) ； A散熱面積；sst達(dá)到平衡時箱體內(nèi)的油溫，一般限制在6070 oC，最多不超過80 oC ； t周圍空0氣溫度，一般取t = 20 C)03. 由平衡條件H = H，正常工作條件下的散熱面積為121000P (1 -n )1000 X 2.0 4 X

24、(1 - 0.7 6)A =1=m 2 = 0.6 5 3 m2K (t - t )15 X (70 - 20)s04. 設(shè)計箱體的有效散熱面積由實(shí)體測量得到。七. 減速器附件設(shè)計1. 窺視孔及窺視孔蓋窺視孔尺寸為90mm x 60mm，位置在傳動件嚙合區(qū)的上方；窺視孔蓋尺寸為120m m X 90m m 。2. 油面指示裝置選用壓配式圓形油標(biāo)，代號為油標(biāo)A16 JB/T 7941.1-1995，查【1】表14.10可 得相關(guān)尺寸。3. 通氣器選用帶過濾網(wǎng)的通氣器M18。查【1】表14.9可得相關(guān)尺寸。4. 放油孔及螺塞機(jī)體底部鏟出一塊凹坑，設(shè)置一個放油孔。螺塞選用M 20 x 1.5 JB/

25、ZQ 4450-1984, 皮封油圈30 x 24.2 ZB 70-1962.由【1】表14.14可查得相關(guān)尺寸。5. 起吊裝置上箱蓋和箱座均采用吊耳，由【1】圖4.62，圖4.63可查得相關(guān)尺寸。6. 啟蓋螺釘啟蓋螺釘和機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓可取相同規(guī)格， 即螺釘 GB/T5782-2000M12x507. 定位銷定位銷直徑由表（2）求得。查【1】表11.30，選取銷 GB/T117-2000 10x32 兩 個，遠(yuǎn)端非對稱布置。八. 繪制裝配圖和零件圖見裝配圖和零件圖九參考資料【1】王連明，宋寶玉主編，機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計M.4版哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大 學(xué)出版社， 2010.1【2】宋寶玉，王黎欽主編，機(jī)械設(shè)計M.北京：高等教育出版社，2010.5 【3】張春宜，郝廣平，劉敏主編，減速器設(shè)計實(shí)例精解. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2009.7