1、PAGE PAGE IV蝸輪蝸桿減速器設(shè)計摘 要通過對減速器的簡單了解，開始學(xué)習(xí)設(shè)計齒輪減速器，嘗試設(shè)計增強(qiáng)感性認(rèn)知和對社會的適應(yīng)能力，及進(jìn)一步鞏固已學(xué)過的理論知識，提高綜合運用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，以求把理論和實踐結(jié)合一起，為以后的工作和更好的學(xué)習(xí)積累經(jīng)驗。學(xué)習(xí)如何進(jìn)行機(jī)械設(shè)計，了解機(jī)械傳動裝置的原理及參數(shù)搭配。學(xué)習(xí)運用多種工具，比如CAD等，直觀的呈現(xiàn)在平面圖上。通過對圓柱齒輪減速器的設(shè)計，對齒輪減速器有個簡單的了解與認(rèn)知。齒輪減速器是機(jī)械傳動裝置中不可缺少的一部分。機(jī)械傳動裝置在不斷的使用過程中，會不同程度的磨損，因此要經(jīng)常對機(jī)械予以維護(hù)和保養(yǎng)，延長其使用壽命，高效化的運行，提高生

2、產(chǎn)的效率，降低生產(chǎn)的成本，獲得最大的使用效率。關(guān)鍵詞：機(jī)械傳動裝置、齒輪減速器、設(shè)計原理與參數(shù)配置InthispaperThroughthesimpleunderstandingofthespeedreducer,startedlearningdesignofgearreducer,attempttodesignenhancetheperceptualcognitionandabilitytoadapttosociety,andfurtherconsolidatethelearnedtheoryknowledge,toimprovetheintegrateduseofknowledgedisc

3、overyandsolveproblems,inordertocombinetheoryandpracticetogether,forthelaterworkandbetterlearningexperience. Learnhowtodomechanicaldesign,tounderstandtheprincipleofmechanicaltransmissiondeviceandparametercollocation.Studyusingavarietyoftools,suchasCAD,intuitivepresentonthefloorplan.Throughthedesignof

4、cylindricalgearreducer,gearreducerisasimpleunderstandingandcognition.Gearreducerisanindispensablepartofinmechanicaltransmissiondevice.Mechanicaltransmissiondeviceinuseprocess,willbedifferentdegreeofwearandtear,sooftentomechanicalmaintenanceandmaintenance,prolongtheservicelifeandhighlyeffectiveoperat

5、ion,improveproductionefficiency,reducethecostofproduction,achievemaximumefficiency. Keywords:mechanicaltransmissiongear,gearreducer,thedesignprincipleandparameterconfiguration目 錄摘要IIn this paperII TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc281052202 1電機(jī)選擇 PAGEREF _Toc281052202 h 1 HYPERLINK l _Toc281052203 2選擇

6、傳動比 PAGEREF _Toc281052203 h 2 HYPERLINK l _Toc281052204 2.1總傳動比 PAGEREF _Toc281052204 h 2 HYPERLINK l _Toc281052205 2.2減速裝置的傳動比分配 PAGEREF _Toc281052205 h 2 HYPERLINK l _Toc281052206 3各軸的參數(shù) PAGEREF _Toc281052206 h 2 HYPERLINK l _Toc281052207 3.1各軸的轉(zhuǎn)速 PAGEREF _Toc281052207 h 2 HYPERLINK l _Toc28105220

7、8 3.2各軸的輸入功率 PAGEREF _Toc281052208 h 3 HYPERLINK l _Toc281052209 3.3各軸的輸出功率 PAGEREF _Toc281052209 h 3 HYPERLINK l _Toc281052210 3.4各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 PAGEREF _Toc281052210 h 3 HYPERLINK l _Toc281052211 3.5各軸的輸出轉(zhuǎn)矩 PAGEREF _Toc281052211 h 3 HYPERLINK l _Toc281052212 3.6各軸的運動參數(shù)表 PAGEREF _Toc281052212 h 4 HYPERLIN

8、K l _Toc281052213 4.蝸輪蝸桿的選擇 PAGEREF _Toc281052213 h 4 HYPERLINK l _Toc281052214 4.1選擇蝸輪蝸桿的傳動類型 PAGEREF _Toc281052214 h 4 HYPERLINK l _Toc281052215 4.2選擇材料 PAGEREF _Toc281052215 h 4 HYPERLINK l _Toc281052216 4.3按計齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算進(jìn)行設(shè) PAGEREF _Toc281052216 h 4 HYPERLINK l _Toc281052217 4.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸 PAG

9、EREF _Toc281052217 h 6 HYPERLINK l _Toc281052218 4.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 PAGEREF _Toc281052218 h 7 HYPERLINK l _Toc281052219 4.6驗算效率 PAGEREF _Toc281052219 h 7 HYPERLINK l _Toc281052221 4.7精度等級公差和表面粗糙度的確定 PAGEREF _Toc281052221 h 8 HYPERLINK l _Toc281052222 5圓柱齒輪的設(shè)計 PAGEREF _Toc281052222 h 8 HYPERLINK l _Toc281

10、052223 5.1材料選擇 PAGEREF _Toc281052223 h 8 HYPERLINK l _Toc281052224 5.2按齒面接觸強(qiáng)度計算設(shè)計 PAGEREF _Toc281052224 h 8 HYPERLINK l _Toc281052225 5.3計算 PAGEREF _Toc281052225 h 9 HYPERLINK l _Toc281052226 5.4按齒根彎曲強(qiáng)度計算設(shè)計 PAGEREF _Toc281052226 h 10 HYPERLINK l _Toc281052227 5.5取幾何尺寸計算 PAGEREF _Toc281052227 h 11 HY

11、PERLINK l _Toc281052228 6 軸的設(shè)計計算 PAGEREF _Toc281052228 h 12 HYPERLINK l _Toc281052229 6.1蝸桿軸 PAGEREF _Toc281052229 h 12 HYPERLINK l _Toc281052230 6.1.1按扭矩初算軸徑 PAGEREF _Toc281052230 h 12 HYPERLINK l _Toc281052231 6.1.2蝸桿的結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc281052231 h 12 HYPERLINK l _Toc281052232 6.2蝸輪軸 PAGEREF _Toc281

12、052232 h 13 HYPERLINK l _Toc281052233 6.2.1輸出軸的設(shè)計計算 PAGEREF _Toc281052233 h 13 HYPERLINK l _Toc281052234 6.2.2軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 PAGEREF _Toc281052234 h 14 HYPERLINK l _Toc281052235 6.3蝸桿軸的校核 PAGEREF _Toc281052235 h 15 HYPERLINK l _Toc281052236 6.3.1求軸上的載荷 PAGEREF _Toc281052236 h 15 HYPERLINK l _Toc281052237 6.

13、3.2精度校核軸的疲勞強(qiáng)度 PAGEREF _Toc281052237 h 17 HYPERLINK l _Toc281052238 6.4蝸輪軸的強(qiáng)度校核 PAGEREF _Toc281052238 h 20 HYPERLINK l _Toc281052239 6.4.1精度校核軸的疲勞強(qiáng)度 PAGEREF _Toc281052239 h 22 HYPERLINK l _Toc281052239 6.4.2精度校核軸的疲勞強(qiáng)度 PAGEREF _Toc281052239 h 22 HYPERLINK l _Toc281052240 7.滾動軸承的選擇及校核計算 PAGEREF _Toc281

14、052240 h 25 HYPERLINK l _Toc281052241 7.1蝸桿軸上的軸承的選擇和壽命計算 PAGEREF _Toc281052241 h 25 HYPERLINK l _Toc281052242 7.2蝸桿軸上軸承的選擇計算 PAGEREF _Toc281052242 h 27 HYPERLINK l _Toc281052243 8.鍵連接的選擇及校核計算 PAGEREF _Toc281052243 h 30 HYPERLINK l _Toc281052244 8.1輸入軸與電動機(jī)軸采用平鍵連接 PAGEREF _Toc281052244 h 30 HYPERLINK

15、l _Toc281052245 8.2輸出軸與聯(lián)軸器連接采用平鍵連接 PAGEREF _Toc281052245 h 30 HYPERLINK l _Toc281052246 8.3輸出軸與蝸輪連接用平鍵連接 PAGEREF _Toc281052246 h 31 HYPERLINK l _Toc281052247 9聯(lián)軸器的選擇計算 PAGEREF _Toc281052247 h 31 HYPERLINK l _Toc281052248 9.1與電機(jī)輸出軸的配合的聯(lián)軸器 PAGEREF _Toc281052248 h 31 HYPERLINK l _Toc281052249 9.2與二級齒輪降

16、速齒輪軸配合的聯(lián)軸器 PAGEREF _Toc281052249 h 32 HYPERLINK l _Toc281052250 10.潤滑和密封說明 PAGEREF _Toc281052250 h 32 HYPERLINK l _Toc281052251 10.1潤滑說明 PAGEREF _Toc281052251 h 32 HYPERLINK l _Toc281052252 10.2密封說明 PAGEREF _Toc281052252 h 33 HYPERLINK l _Toc281052253 11拆裝和調(diào)整的說明 PAGEREF _Toc281052253 h 33 HYPERLINK

17、l _Toc281052254 12減速箱體的附件說明 PAGEREF _Toc281052254 h 33 HYPERLINK l _Toc281052255 13.設(shè)計小結(jié) PAGEREF _Toc281052255 h 33 HYPERLINK l _Toc281052256 14參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc281052256 h 34PAGE 35 1電機(jī)選擇工作機(jī)所需輸入功率所需電動機(jī)的輸出功率傳遞裝置總效率式中：蝸桿的傳動效率0.75：每對軸承的傳動效率0.98：直齒圓柱齒輪的傳動效率0.97：聯(lián)軸器的效率0.99：卷筒的傳動效率0.96所以 故選電動機(jī)的額定功率為4kw符合

18、這一要求的同步轉(zhuǎn)速有750r/min , 1000r/min , 1500r/min電機(jī)容量的選擇比較：電動機(jī)的比較方案型號額定功率/kw同步轉(zhuǎn)速/r/min滿載轉(zhuǎn)速/r/min重量價格1Y160M-84750720重高2Y132M-641000960中中3Y112M-4415001440輕低考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸 重量及成本，可見第二種方案較合理，因此選擇型號為：Y132M-6D的電動機(jī)。 2選擇傳動比2.1總傳動比 2.2減速裝置的傳動比分配 所以 3各軸的參數(shù)將傳動裝置各軸從高速到低速依次定為I軸 II軸 III軸 IV軸 ：、 、 、 、 依次為電動機(jī)與I軸 I軸與II軸 II軸與

19、III軸 III軸與V軸的傳動效率 則：3.1各軸的轉(zhuǎn)速 3.2各軸的輸入功率 軸 軸 軸 軸 3.3各軸的輸出功率 軸 軸 軸 軸 3.4各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動機(jī) 軸 軸 軸 軸 3.5各軸的輸出轉(zhuǎn)矩電動機(jī) 軸 軸 軸 軸 3.6各軸的運動參數(shù)表各軸的運動參數(shù)表軸號功率轉(zhuǎn)矩(Nm)轉(zhuǎn)速(r/min)傳動i效率輸入輸出輸入輸出電機(jī)軸43.557835.39796010.991軸3.52333.457935.038834.338096031.08752軸2.58892.2571800.620784.599730.88060.73513軸2.51172.4615776.754761.218530.88

20、060.97024卷軸2.38762.33982953.532894.4577.720.95064.蝸輪蝸桿的選擇 4.1選擇蝸輪蝸桿的傳動類型根據(jù)GB/T100851998 選擇ZI4.2選擇材料蝸桿選45鋼，齒面要求淬火，硬度為45-55HRC.蝸輪用ZCuSn10P1,金屬模制造。為了節(jié)約材料齒圈選青銅，而輪芯用灰鑄鐵HT100制造4.3按計齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算進(jìn)行設(shè)（1）根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計進(jìn)行計算，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計進(jìn)行設(shè)計，再校對齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由文獻(xiàn)1P254式（11-12）， 傳動中心距由 前面的設(shè)計知作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2，按Z=1,估取，則：（2）確定載荷系數(shù)K因工

21、作比較穩(wěn)定，取載荷分布不均系數(shù)；由文獻(xiàn)1P253表11-5選取使用系數(shù)；由于轉(zhuǎn)速不大，工作沖擊不大，可取動載系；則（3）確定彈性影響系數(shù)因選用的是45鋼的蝸桿和蝸輪用ZCuSn10P1匹配的緣故，有（4）確定接觸系數(shù)先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 和中心距的比值，從文獻(xiàn)1P253圖11-18中可查到（5）確定許用接觸應(yīng)力根據(jù)選用的蝸輪材料為ZCuSn10P1，金屬模制造，蝸桿的螺旋齒面硬度45HRC，可從文獻(xiàn)1P254表11-7中查蝸輪的基本許用應(yīng)力應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 壽命系數(shù)則 （6）計算中心距: 取a=160mm，由 i=30，則從文獻(xiàn)1P245表11-2中查取，模數(shù)m=8蝸桿分度圓直徑從圖中11-18中

22、可查，由于，即以上算法有效。4.4蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸（1）蝸桿軸向尺距 = 25.133mm直徑系數(shù)q= =10齒頂圓直徑 齒根圓直徑 分度圓導(dǎo)程角 蝸桿軸向齒厚蝸桿的法向齒厚（2）蝸輪 蝸輪齒數(shù), 變位系數(shù) 驗算傳動比，這時傳動比誤差為：，在誤差允許值內(nèi)。蝸輪分度圓直徑喉圓直徑齒根圓直徑咽喉母圓半徑4.5校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度當(dāng)量齒數(shù) 根據(jù) 從圖11-9中可查得齒形系數(shù)Y=2.55螺旋角系數(shù)：許用彎曲應(yīng)力：從文獻(xiàn)1P256表11-8中查得有ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力=56MPa壽命系數(shù) 可以得到：S=1.5故該軸在截面右側(cè)強(qiáng)度也是足夠的。本設(shè)計因無大的瞬時過載及

23、嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此軸的設(shè)計即告結(jié)束。7.滾動軸承的選擇及校核計算根據(jù)條件，軸承預(yù)計壽命：。7.1蝸桿軸上的軸承的選擇和壽命計算（1）軸承的選擇采用角接觸球軸承，根據(jù)軸直徑d=45mm，選擇角接觸球軸承的型號為7209C，主要參數(shù)如下：基本額定靜載荷基本額定動載荷極限轉(zhuǎn)速（2）壽命計算因蝸桿軸所受的軸向力向左，所以只有最左邊的角接觸球軸承受軸向力該軸承所受的徑向力約為對于70000型軸承，按文獻(xiàn)1P322表13-7軸承派生軸向力，其中為文獻(xiàn)1P321表13-5中的判斷系數(shù)，其值由的大小來確定，查文獻(xiàn)1P321表13-5得角接觸球軸承判斷系數(shù) 所以當(dāng)量動載荷深溝球軸承所

24、受的徑向力約為當(dāng)量動載荷所以，應(yīng)用核算軸承的壽命因為是球軸承，所以取指數(shù)軸承計算壽命減速器設(shè)計壽命所以滿足壽命要求。7.2蝸桿軸上軸承的選擇計算（1）軸承的選擇選擇使用深溝球軸承，根據(jù)軸直徑d=65mm，選用角接觸球軸承的型號為7213C。主要參數(shù)如下： 基本額定靜載荷基本額定動載荷極限轉(zhuǎn)速 （2）壽命計算對于70000C型軸承，按文獻(xiàn)1P322表13-7軸承派生軸向力，其中為文獻(xiàn)1P321表13-5中的判斷系數(shù)，其值由的大小來確定，但現(xiàn)軸承軸向力未知，故先初取，因此可估算：按文獻(xiàn)1P322式（13-11）得由文獻(xiàn)1P321表13-5進(jìn)行插值計算，得，。再計算： 兩次計算的值相差不大，因此可以

25、確定，。（3）軸承當(dāng)量動載荷、因為 由文獻(xiàn)1P321表13-5分別進(jìn)行查表或插值計算得徑向載荷系數(shù)和軸向載荷系數(shù)為對軸承1 對軸承2 因軸承運轉(zhuǎn)中有中等沖擊載荷，按文獻(xiàn)1P319表13-6，取。則：軸承計算壽命 減速器設(shè)計壽命 所以滿足壽命要求。（3）靜載荷計算查機(jī)械零件手冊可知，角接觸球軸承當(dāng)量靜載荷因載荷穩(wěn)定，無沖擊，所以取靜強(qiáng)度安全系數(shù)所以滿足強(qiáng)度條件（4）極限工作轉(zhuǎn)速計算以上所選各軸承的極限轉(zhuǎn)速都成立，所以他們的極限工作轉(zhuǎn)速一定滿足要求。8.鍵連接的選擇及校核計算8.1輸入軸與電動機(jī)軸采用平鍵連接根據(jù)軸徑，查文獻(xiàn)2P123可選用A型平鍵，得：，即：鍵870GB/T1096-2003鍵、

26、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由文獻(xiàn)1P106表6-2查的許用應(yīng)力 ，取其平均值。鍵的工作長度：鍵與聯(lián)軸器接觸高度。由文獻(xiàn)1P106式（6-1）得： 所以此鍵強(qiáng)度符合設(shè)計要求。8.2輸出軸與聯(lián)軸器連接采用平鍵連接根據(jù)軸徑，查文獻(xiàn)2 P123可選用A型平鍵，得：，即：鍵2070GB/T1096-2003鍵、軸和聯(lián)軸器的材料都是鋼，由文獻(xiàn)1P106表6-2查的許用應(yīng)力 ，取其平均值。鍵的工作長度：鍵與聯(lián)軸器接觸高度。由文獻(xiàn)1P106式（6-1）得： 所以此鍵強(qiáng)度符合設(shè)計要求。8.3輸出軸與蝸輪連接用平鍵連接根據(jù)軸徑，查文獻(xiàn)1P123可選用A型平鍵，得：，即：鍵1670GB/T1096-2003鍵、軸和聯(lián)

27、軸器的材料都是鋼，由文獻(xiàn)1P106表6-2查的許用應(yīng)力 ，取其平均值。鍵的工作長度：鍵與聯(lián)軸器接觸高度。由文獻(xiàn)1P106式（6-1）得： 所以此鍵強(qiáng)度符合設(shè)計要求。9聯(lián)軸器的選擇計算9.1與電機(jī)輸出軸的配合的聯(lián)軸器（1）計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)距查文獻(xiàn)1P351表14-1得小轉(zhuǎn)距、電動機(jī)作原動機(jī)情況下?。?）型號選擇根據(jù)前面的計算，電機(jī)輸出軸，選擇彈性聯(lián)軸器TL6型。主要參數(shù)如下：公稱扭距（滿足要求）許用轉(zhuǎn)速 ，因此此聯(lián)軸器符合要求。軸孔直徑軸孔長度9.2與二級齒輪降速齒輪軸配合的聯(lián)軸器（1）計算聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)距查文獻(xiàn)1P351表14-1得小轉(zhuǎn)距、電動機(jī)作原動機(jī)情況下?。?）型號選擇根據(jù)前面的計算，

28、蝸輪輸出軸，選擇彈性銷柱聯(lián)軸器HL4型。主要參數(shù)如下：公稱扭距 許用轉(zhuǎn)速 ，因此此聯(lián)軸器符合要求。軸孔直徑軸孔長度10.潤滑和密封說明10.1潤滑說明因為是下置式蝸桿減速器，且其傳動的圓周速度，故蝸桿采用浸油潤滑，取浸油深度h=12mm；潤滑油使用50號機(jī)械潤滑油。軸承采用潤滑脂潤滑，因為軸承轉(zhuǎn)速v1500r /min，所以選擇潤滑脂的填入量為軸承空隙體積的1/2。10.2密封說明在試運轉(zhuǎn)過程中，所有聯(lián)接面及軸伸密封處都不允許漏油。剖分面允許涂以密封膠或水玻璃，不允許使用任何碘片。軸伸處密封應(yīng)涂上潤滑脂。11拆裝和調(diào)整的說明在安裝調(diào)整滾動軸承時，必須保證一定的軸向游隙，因為游隙大小將影響軸承的

29、正常工作。在安裝齒輪或蝸桿蝸輪后，必須保證需要的側(cè)隙及齒面接觸斑點，側(cè)隙和接觸斑點是由傳動精度確定的，可查手冊。當(dāng)傳動側(cè)隙及接觸斑點不符合精度要求時，可以對齒面進(jìn)行刮研、跑合或調(diào)整傳動件的嚙合位置。也可調(diào)整蝸輪軸墊片，使蝸桿軸心線通過蝸輪中間平面。12減速箱體的附件說明機(jī)座和箱體等零件工作能力的主要指標(biāo)是剛度，箱體的一些結(jié)構(gòu)尺寸，如壁厚、凸緣寬度、肋板厚度等，對機(jī)座和箱體的工作能力、材料消耗、質(zhì)量和成本，均有重大影響。但是由于其形狀的不規(guī)則和應(yīng)力分布的復(fù)雜性，未能進(jìn)行強(qiáng)度和剛度的分析計算，但是可以根據(jù)經(jīng)驗公式大概計算出尺寸，加上一個安全系數(shù)也可以保證箱體的剛度和強(qiáng)度。箱體的大小是根據(jù)內(nèi)部傳動件

30、的尺寸大小及考慮散熱、潤滑等因素后確定的。13.設(shè)計小結(jié) 早在大一的時候我就看著學(xué)長每天也是這么忙的在做課程設(shè)計，當(dāng)時我就很不理解，我們專業(yè)有這么忙嗎？現(xiàn)在我才知道了，原來我們專業(yè)是很有意思，能夠讓人學(xué)到很多知識。轉(zhuǎn)眼間，我就大三了，拿到任務(wù)書時我是非常的興奮，當(dāng)時心里就想一定要把課程設(shè)計做好。主要分為四個階段:第一階段，設(shè)計計算階段。在這一階段中在老師的開題講座中，我明白了我們本課程設(shè)計要設(shè)計什么，那一階段該干些什么。在設(shè)計計算階段中，我遇到了最大的一個問題就是蝸輪的傳動比分配不合理。在這問題直接導(dǎo)致了我重新分配傳動比，再次對減速器的各個零件的設(shè)計及選用。第二階段，減速器裝配圖草圖繪制階段。在這一階段我們主要要根據(jù)我們之前的計算實現(xiàn)在圖紙上，要