单级蜗轮蜗减速器设计说明书

姓名：班级：车辆工程系别：机械系涡 轮 减 速 器 设 计 说 明 书

胡文强 （100104219）1002班

目录

1、机械设计课程设计任务书--------------------------------（） 2、机构运动简图-----------------------------------------------（） 3、运动学与动力学计算--------------------------------------（） 4、传动零件设计计算-----------------------------------------（） 5、轴的设计及校核--------------------------------------------（） 6、箱体的设计--------------------------------------------------（） 7、键等相关标准的选择--------------------------------------（） 8、减速器结构与润滑的概要说明--------------------------（） 9、设计小结-----------------------------------------------------（）

10、参考资料----------------------------------------------------（）

1机械设计课程设计任务书

专业班级 车辆工程 学生姓名 胡文强 学号 100104219 课题名称 设计时间 蜗杆减速器 一、原始数据 已知条件 数据 输送带拉力F/KN 输送带速度V/(m/s) 5.5 0.8 滚筒直径mm 450 工作条件：传动不逆转，工作速续，平稳。起动载荷为公称载荷的1.25倍。每天工作24小时，寿命七年。 基本要求： 1、一张0号草图。 2、一张0号正式装配图。 3、2张2号零件图。 2、机构运动简图

3 4

2 1

5

6

1.电动机；2联轴器；3减速器；4链传动；5滚筒；6.运输带

3、运动学与动力学计算

3.1电动机的选择 3.1.1选择电动机的类型

按工作要求和条件选取Y系列鼠笼式三相异步电动机。 3.1.2选择电机的型号

3.1.2.1工作机所需电动机功率Pd Pd=

Pwkw

工作机输入功率Pw

F•v55000.8Pw===4.4kw

10001000传动装置总效率总

总=联轴器

3轴承蜗杆链条=0.99*0.98*0.8*0.92=0.69

33.1.2.2确定电机功率及型号

K•Pw1.14.4Pd===7kw

总0.69查《机械设计课程设计》P209

电机型号 Y132M-4 额定功率 7.5kw 额定转速 1440r/min 中心高H 132mm 轴径D 38mm 3.2计算总传动比和各级传动比的分配 3.2.1计算总传动比：

n电机i总=

nwnw60v= Dn电机n电机•D14403.140.4542.39 i总==

60v600.8nw取i链=2.1

i总42.39 i蜗轮蜗杆==20.18 取i蜗轮蜗杆=20

i链2.142.3942校核：0.92%<5%

42.393.3计算传动装置的运动和动力学参数 3.3.1转速 n蜗杆=1440r/min

n蜗杆1440n蜗轮==72r/min

i蜗杆20n蜗轮7234.3 n滚筒=

i链2.13.3.2功率

p蜗杆pd联轴器0.9976.93KN

p蜗轮=

p•蜗杆6.930.982蜗杆•轴承20.85.32KN

p滚筒p•轴承•链条5.320.980.924.8KN

轮3.3.3转矩

p蜗杆7T蜗杆9550955046.42N•m

n蜗杆14405.32T蜗轮9550705.6N•m

724.8T链95501336.4N•m

34.24.传动零件设计计算

4.1链传动设计

已知：Ｐ＝５.３２ＫＷ n=72r/min i=20 (1)链轮齿数

有机械设计基础表13-2选小链齿数Z1=26 大链齿数Z2=i*Z1=262.1=54.6 取55 (2)链条节数 初定中心距a0=40p

a0z1z2pz2z1LP2p2a02240p2655p5526(3)计算功率2p240p2121KA=1.0 Pc=KA*p=1.0*5.32=5.32kw (4)链条节距 P0=

2

c 《有机械设计基础》表13-13得 KKzm1.08pz1K21926191.081.4

采用单排链，Km=1.0 故

5.32p03.8kw

1.41.0有n=72r/min, P0=3.8kwz 查《有机械设计基础》图13-33可选用16A链条。在查表13-11得16A节距为P=25.40 （5）实际中心距

a=a0=40p=40*25.4=1016mm (6)计算链速

z1•p•n2625.472v0.79

601000601000(7)作用在轴上的压力 FQ=1.3F

F=1000*Pc/v=1000*5.32/0.79=6734.2N FQ=1.3*6734.2=8754.4N 4.2蜗轮蜗杆传动设计

已知：P=7kw n=1440r/min i=20 (1)选择材料并确定许永应力

蜗杆用45钢表面淬火，硬度为45-55HBR，蜗轮用铸锡青铜ZCuSn10P1,砂模铸造。

许用接触应力，查表《机械设计基础》12-4得【σH】=200MPa 许用弯曲应力，查表《机械设计基础》12-6得[σF]=50MPa (2)选择蜗杆头数Z，并估计传动效率η

由i=20查表《机械设计基础》12-2，取Z1=2，则Z2=40 由Z1=2，查表《机械设计基础》12-8η=0.8 （3）确定蜗轮转矩 T2=705.6N•m

(4)确定使用系数KA，综合弹性系数ZE. 取KA=1.1.ZE=150（钢配锡青铜）

d1（5）确定接触系数EP,假定0.4，由《机械设计基础》图

a12-11得EP=2.8 （6）计算中心距a

a3KAT2ZEEPH15020831.1705.6150.7200(7)确定模数m,蜗轮齿数z2,蜗杆直径系数q,蜗杆导程角，中心距a等参数。 由

《

机

械

设

计

基

础

式

》

12-10

得

0.8750.8750.68a0.68150.754.7mm d12ad12150.754.7m6.17

z240由《机械设计基础》12-1，选n=6.3mm, q=10,d1=63mm

由式a=0.5m(q+z2)=0.5*6.3(10+40)mm=157.5>150.7 接触强度足够。

2导程角：=arctan11.3099, d2=6.3*40=252mm

10(8)校核弯曲强度 蜗轮齿形系数： 当量齿数zvcos11.3099查《机械设计基础》11-8得YFa22.4

蜗轮齿根弯曲应力：

z2cosr340342.4

F29MPaF50MPa弯曲强度足够。

（9）计算蜗杆传动主要尺寸

1.53KAT21.531.1705.61000YFa22.4d1d2mcos632526.3cos11.3099中心距=157.5mm 名称 齿数 分度圆直径 齿顶高 齿跟高 齿顶圆直径 齿根圆直径 蜗杆 Z1=2 d1=63 ha1=6.3mm Hf1=1.2m=7.56mm da1=6.3*12=75.6mm 蜗轮 Z2=40 d2=252 Ha2=6.3mm Hf2=1.2m=7.56mm Da2=6.3*42=264.6 df1=6.37.6=47.88 Df2=6.3*37.6=236.8 3.146314404.7m 蜗杆圆周速vs601000601000采用蜗杆下置。 d1n25、轴的设计计算及校核

5.1输出轴的设计 5.1.1选材

选用45钢，正火处理，[σb]=600MPa, [σ-1b]=55MPa 5.1.2

按扭转强度，初步估计轴的最小直径

p5.32dc3110346.16mm

n725.1.3轴承和键:

采用圆锥滚子轴承，并采用凸缘式轴承盖，实现轴承系两端单向固定，轴伸处用C型普通平键联接，用A型普通平键连接蜗轮与轴。 5.1.4轴向尺寸的确定

d1取50mm,d2=55mm,d3与轴承相配合，选轴承型号30212，查《机械设计课程设计》型号为30212的轴承宽度T=23.75mm，D=110mm,内径d=60mm.故

d3=60mm,d4=63mm,d5

与蜗轮孔径相配合，

d5=70mm,d7=60mm,d6为轴承肩，d3=73mm. 5.1.5确定径向尺寸

L1=76mm,l2=53mm,轴承宽度为

23.75mm,取挡油板厚

12.25mm,l7=l3=36mm.与传动零件相配合的轴段长度，略小于传动零件的轮毂宽。轮毂的宽度B2=（1.2-1.5）d5=84-105=100mm,因此取联轴l5=98mm,两轴承间距离为250mm,轴总长度l=403mm. 5.2蜗杆轴的设计 5.2.1选材

选用45钢，正火处理，[σb]=600MPa [σ-1b]=55MPa 5.2.2按扭转强度，初步估计轴的最小直径

p6.93dc3110318.6mm

n14405.2.3采用圆锥滚子轴承，型号30209，内径d=45mm,外径D=85mm，厚度T=20.75，并采用凸缘式轴承盖，实现轴承系两端单向固定。 5.2.4轴的径向尺寸

d1=30mm,d2=33mm,该直径处安装密封毡圈，d3与轴承内径相配合，选30209，由《机械设计课程设计》查得该轴承内径d=45mm,宽度T=20.75mm,D=85mm,故d3=45mm,d6取蜗杆齿顶圆直径，d6=75.6mm,d9=45mm.

5.2.4轴向尺寸的确定

L1处按联轴器，选YL5,轴径30mm,半轴孔长60mm,所以L1=60mm,l2=55mm,l3处安装轴承，轴承宽为20.75mm,l3=20mm,两轴承之间距离=252mm,l9=15mm，蜗杆端面与箱体的距离取10-15mm，轴承断面与箱体的距离取5mm,轴总长=420mm.

6.箱体的设计

6.1箱体的结构形式和材料 采用下置剖分式蜗杆减速器 铸造箱体，材料HT150 6.2铸铁箱体主要结构尺寸和关系 名称 箱座壁厚δ 箱盖壁厚δ1 尺寸 δ=0.04a+3=9.3mm 9mm 箱座凸缘厚度b1, b=1.5*δ=1.5*9.3=13.95mm 箱盖凸缘厚度b， b1=1.5*δ1=1.5*9=13.5mm 箱座底凸缘厚度b2=2.5*δ=2.5*9.3=23.25mm b2 地脚螺钉直径及数目 沉头座直径 通孔直径 底座凸缘尺寸 df=0.036a+12=17.67mm, n=4. D0=45mm df`=20mm C1min=25mm,c2min=23mm 轴承旁连接螺栓d1=0.75df=0.75*17.67=12.5mm取d1=12mm。 直径 通孔直径 沉头座直径 凸缘尺寸 箱盖，箱座连接螺d2=0.5df=(0.5-0.6)*17.67=10mm 螺栓间距栓直径 通孔直径 沉头座直径 凸缘尺寸 l=180mm 11mm 22mm c1min=18mm,c2min=14mm d`=13.5mm D=26mm c1min=20mm,c2min=16mm, 轴承端盖螺钉直d3=0.4df=(0.4-0.5)*17.67=8mm 径 检查孔盖螺钉直d4=(0.3-0.4)df=7mm 径 蜗杆轴承盖外径 D2=D+(5-5.5)d3=85+（5-5.5）*8=125mm 蜗轮轴承端盖外D2=D+(5-5.5)d3=110+(5-5.5)*8=150mm 径 轴承旁连接螺栓S=D2=150mm 距离 箱体外壁至轴承l1=c1+c2+(5-8)= 断面的距离 蜗轮顶圆距箱体Δ1≥1.2δ=1.2*9.3=11.16mm 距离 蜗轮断面与箱体Δ2≥δ=9.3mm 的距离

连接蜗轮的键选b*h=20*12,l=80mm, 蜗杆连接联轴器的键b*h=8*7，l=45mm. 蜗轮轴端连接链轮的的键b*h=12*8,l=60mm.