单机蜗杆减速器课程设计报告书

课程设计报告

课程设计名称：单级蜗杆减速器

学生姓名：

学院：机电工程学院

专业及班级：材料成型及控制工程

学号：

指导教师：

2011 年 5月22日

摘要

减速器是在当代社会中应用范围极其广泛，其结构的设计能

够很好的培养大学生的动手能力。减速器设计的质量高低，可以体现出当代大学生对书本所学的知识的掌握情况，同时也是对社会环境的适应及挑战。

减速器的形式有多种，在本设计中，采用涡轮蜗杆一级减速器。该减速器，结构相对简单，传动比大，冲击载荷小，传动平稳，噪音低。

设计该减速器的基本目的在于巩固，加深和拓宽机械设计和机械原理的知识，熟悉机械设计的一般规律，提高运用标准，规范，手册进行设计计算与绘图的技能，通过实践，增强创新意思和竞争意识，培养分析问题和解决问题的能力。

目录

一、机械传动装置总体设计······························P4

1、拟定传动方案

2、电动机的选择

3、计算运动和动力参数

二、传动零件的设计······································P7

1、减速器传动设计计算

2、验算效率

3、精度等级公差和表面粗糙度的确定

三、轴及轴承装置设计···································P10

1、输出轴上的功率、转速和转矩

2、蜗杆轴的设计

3、涡轮轴的设计

四、机座箱体结构尺寸及附件···························P22

1、箱体的结构尺寸

2、减速器的附件

五、蜗杆减速器的润滑···································P24

1、蜗杆的润滑

2、滚动轴承的润滑

六、蜗杆传动的热平衡计算······························P25

1、热平衡的验算

七、设计体会··············································P26附录：

参考文献

一、传动装置总体设计

1、拟定传动方案

根据任务书要求，设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机——联轴器——减速器——联轴器——带式运输机。蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。蜗杆及蜗轮轴均承受径向载荷和轴向载荷的复合作用，为防止轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘，异物侵入箱内，在轴承盖中装有密封元件。

该减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。传送方案示意图如下：

总传动比：i=26 Z 1=2

为了确定传动方案先初选卷筒直径：D=450mm 运输带速度：V=1m/s

卷筒转速w n =60×1000v/(πD)= 60×1000×1/(π×450)r/min=42.46r/min 而i=26 ，并且w n =2n ，

所以有1n =i 2n =26×42.46=1103.96 r/min 选择同步转速为1500r ，满载转速为1440r/min 的电动机。

w n =2n =

1

n i

=55.38r/min

所以，校验滚筒直径有：w n =60×1000v/(πD) 可得D ≈345mm

2、选择电动机

1，选择电动机容量

工作机要求的电动机输出功率为： w

d p p n

= 其中 1000w w Fv

p n =

则 1000d w Fv

p n n

=

由电动机至运输带的传动总效率为： 543322

1ηηηηηη=减速器中有两个联轴器，两对滚子轴承)

式中，查机械设计手册可得 联轴器效率 1n =0.99 滚动轴承效率2n =0.98 双头蜗杆效率3n =0.8 转油润滑效率4n =0.96 卷筒效率 5n =0.96

w η先不予考虑，定为1

则

η=71.5.0%

初选运输带有效拉力：F=5000N 从而可得：d P =7.0kw ＜7.5kw

按已知工作要求和条件选用Y 系列（IP44）封闭式笼型三相异步电动机 可供选择的电动机列表如下：

由前面可知电机的满载转速为1440r/min ，从而可以选取Y132S2-4 以下是其详细参数

3、计算传动装置的运动和动力参数

（1）各轴转速

蜗杆轴 n 1=1440r/min

齿轮轴 n 2=1440/26=55.38 r/min 卷筒轴 n 3= n 2=55.38r/min

（2）各轴的输入功率

蜗杆轴 p 1= 12d P n n =6.78kw 齿轮轴 p 2=p 1234n n n =5.2kw 卷筒轴 p 3=p 2 12n n =5.05kw (3) 各轴的转矩

电机输出转矩 d T =9550

d

w

P n =9550×7.0/1440Nm=46.42Nm 蜗杆输入转矩 1T =d T 12n n =46.42×0.99×0.98 Nm =45.04Nm

蜗轮输入转矩 2T =1T i 234n n n =45.04×27×0.98×0.8×0.96Nm =915.2 Nm

卷筒输入转矩 3T =2T 12n n =×0.99×0.98 Nm=887.9Nm 将以上算得的运动和动力参数列于下表

表2-2

二、传动零件的设计

1、减速器传动设计计算

（1）选择蜗杆传动类型

根据GB/T 10085-1988的推存，采用渐开线蜗杆（ZI ）。

（2）选择材料

考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45~55HRC 。

因而蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用HT200制造。

(3) 按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。由手册知传动中心距

a ①确定作用在涡轮上的转距 由前面可知2T =915.2Nm ②确定载荷系数K

因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数K β=1;