一级蜗杆减速器说明书及装配图标准

目录一．传动装置总体设计………………………………………………………………………4二．电动机的选择……………………………………………………………………………4三．运动参数计算……………………………………………………………………………6四．蜗轮蜗杆的传动设计……………………………………………………………………7五．蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计……………………………………………………………13六．蜗轮轴的尺寸设计与校核……………………………………………………………15七．减速器箱体的结构设计………………………………………………………………18八．减速器其他零件的选择………………………………………………………………21九．减速器附件的选择……………………………………………………………………23十．减速器的润滑…………………………………………………………………………25参数选择：卷筒直径：D=350mm运输带有效拉力：F=2000N运输带速度：V=0.8m/s工作环境：三相交流电源，三班制工作，单向运转，载荷平稳，空载启动，常温连续工作一、传动装置总体设计：根据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机——连轴器——减速器——连轴器——带式运输机。根据生产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度V≤4——5m/s，所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式见，采用此布置结构，由于蜗杆在蜗轮的下边，啮合处的冷却和润滑均较好。蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承，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。二、电动机的选择：由于该生产单位采用三相交流电源，可考虑采用Y系列三相异步电动机。三相异步电动机的结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，启动性能好等优点。一般电动机的额定电压为380V根据生产设计要求，该减速器卷筒直径D=350mm。运输带的有效拉力F=2000N，带速V=0.8m/s，载荷平稳，常温下连续工作，电源为三相交流电，电压为380V。1、按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭扇冷式结构，电压为380V，Y系列2、传动滚筒所需功率Pw=FV/1000=2000*0.8/1000=1.6kw3、传动装置效率：（根据参考文献《机械设计课程设计》刘俊龙何在洲主编机械工业出版社第133-134页表12-8得各级效率如下）其中：蜗杆传动效率η1=0.70搅油效率η2=0.95滚动轴承效率（一对）η3=0.98联轴器效率ηc=0.99传动滚筒效率ηcy=0.96所以：η=η1•η2•η33•ηc2•ηcy=0.7×0.99×0.983×0.992×0.96=0.633电动机所需功率：Pr=Pw/η=1.6/0.633=2.5KW传动滚筒工作转速：nw＝60×1000×v/×350＝43.7r/min根据容量和转速，根据参考文献《机械零件设计课程设计》吴宗泽罗圣国编高等教育出版社第155页表12-1可查得所需的电动机Y系列三相异步电动机技术数据，查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，如表2-1:表2-1方案电动机型号额定功率Pedkw电动机转速r/min额定转矩同步转速满载转速1Y132S1-25.5300029002.02Y132S-45.5150014402.23Y132M2-65.510009602.04Y160M-85.57507202.0综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，可见第3方案比较适合。因此选定电动机机型号为Y132M2-6其主要性能如下表2-2：表2-2三、运动参数计算：3.1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩P0=Pr=2.5kwn0=960r/minT0=9550P0/n0=9550*2.5/960=24.9N.m3.2蜗轮轴的输入功率、转速与转矩P1=P0·η01=2.5×0.99×0.99×0.7×0.992=1.68kwnⅠ=n0/i1=31960=27.4r/minT1=9550P1/n1=9550×1.68/27.4=585.55N·m3.3传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩P2=P1·ηc·ηcy=1.68×0.99×0.99=1.65kwn2=n1/i12=14.27=27.4r/minT2=9550*p2/n2=9550×1.65/27.4=575.09N·m运动和动力参数计算结果整理于下表3-1：表3-1中心高H外形尺寸L×（AC/2＋AD）×HD底角安装尺寸A×B地脚螺栓孔直径K轴身尺寸D×E装键部位尺寸F×G×D132515×（270/2＋210）×315216×1781238×8010×33×38类型功率P（kw）转速n（r/min）转矩T（N·m）传动比i效率η蜗杆轴2.596024.910.633蜗轮轴1.6827.4585.5531传动滚筒轴1.6527.4575.09四、蜗轮蜗杆的传动设计：蜗杆的材料采用45钢，表面硬度45HRC，蜗轮材料采用ZCuA110Fe3,砂型铸造。以下设计参数与公式除特殊说明外均以参考由《机械设计第八版》主编濮良贵纪名刚，副主编陈国定吴立言高等教育出版社出版2006年第11章蜗杆传动为主要依据。表4—1蜗轮蜗杆的传动设计表项目计算内容计算结果中心距的计算蜗杆副的相对滑动速度smTnVs/15.409.575960102.5102.5343214参考文献5第37页（23式）4m/sVs7m/s当量摩擦4m/sVs7m/s37.1024.0vvf系数选[ad/1]值在图11.20的i=35的线上，查得[ad/1]=0.4567.01[ad/1]=0.4567.01蜗轮转矩mNinPiTT.31.6097.031960105.255.955.93111112mNT.6102使用系数按要求查表11.515.1AK转速系数见表11-16：815.0nf815.0nf弹性系数根据蜗轮副材料，见公式11-1121160MPaZE寿命系数13.1120003hhLf13.1hf接触系数由于计算有现成的数据[1d/a]=0.45,按图11.18查出68.2Z涡轮基本许用应力根据涡轮材料和金属硬度，从表11-7中查得，][HMPa268][,H接触疲劳最小1maxlimFFFCCS3.1minHS安全系数其中：limFC为涡轮齿根应力系数，由表11-17查出maxFC为涡轮齿根最大应力系数，由公式maxFC=2max2bmFnt中心距mmZZKTaHE85.113)26813.168.2164(60931015.1)][(32322mma125传动基本尺寸蜗杆头数根据要求的传动比和效率选择,配合中心距要求，由表11-2查出Z1=1蜗轮齿数模数根据中心距尺寸，由表11-2查出Z2=31m=6.3蜗杆分度圆直径根据中心距尺寸，由表11-2查出mmd631蜗轮分度圆直径3.195313.622mzdmmd1952蜗杆导程角根据中心距尺寸，由表11-2查出8.5变位系数根据中心距尺寸，由表11-2查出x=-0.6587蜗杆齿顶圆直径08.733.68.026322*111mhdhddaaa表11.3741admm蜗杆齿根圆直径52.52)2.03.68.0(263)(211chddaf表11.3531fdmm蜗杆齿宽根据蜗杆头数和变位系数查表11-4得出蜗杆齿宽计算公式mzb)5.10(11731bmm蜗轮齿根圆直径10.174)2.06587.08.0(3.62195)(2**22cxhmddaf1752fdmm蜗轮齿顶圆直径（喉圆直径）189))3.66587.0(8.0(2195)(222xmhddaa1892admm蜗轮外径1963.618922mddae1962edmm蜗轮咽喉母圆半径5.302/189125222agdarmmrg5.302蜗轮齿宽B08.7375.075.01ad=54.81B=55mm4813.6635.0(3.62)15.0(212mdmb482bmm蜗杆圆周速度16.3100060/9606314.3100060/111ndv1v=3.16m/s相对滑动速度14.38.5cos/16.3cos/01vvs14.3svm/s当量摩擦系数由表11.18查得5.1028.0vvf轮齿弯曲疲劳强度验算许用接触应力85.1893.126813.1815.0][][min,HHhnHsffMPaH190][最大接触应力87.811256100015.168.2160332aTKZZAEHMPaMPaH19087.81合格齿根弯曲疲劳强度由表11.6查出MPaF180弯曲疲劳最小安全结合设计需求选择4.1minFS系数许用弯曲疲劳应力57.1284.1180][minFFFSMPaF57.128][轮齿最大弯曲应力79.23195483.661000015.122222dmbTKAFMPaMPaF57.12879.23合格蜗杆轴扰度验算蜗杆轴惯性矩54411073.7646314.364dI451073.7mmI允许蜗杆扰度063.01000/631000][1dymy063.0][蜗杆轴扰度049.0)9.0(48)tan2()2(483222221132121dEIdTdTLEIFFyrt][049.0ymmy合格温度计算传动啮合效率8.0)50.18.5(8.5)(001tgtgtgtgv8.01搅油效率根据要求自定99.02轴承效率根据要求自定99.03总效率78.099.099.08.032178.0散热面积估算参考课本公式11-23和11-24)()1(10000adttPS238.2mmS箱体工作温度362038.25.1)78.01(5.21000)1(100000tSaPtda此处取wa=15w/（m²c）CCt80361合格润滑油粘度和润滑方式润滑油粘度根据14.3svm/s由表11-21选取smmvC/350240给油方法由表11-21采用油池润滑五、蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计5.1蜗杆基本尺寸设计根据电动机的功率P=5.5kw，满载转速为960r/min，电动机轴径mmd38电机，轴伸长E=80mm轴上键槽为10x5。1、初步估计蜗杆轴外伸段的直径d=（0.8——1.0）电机d=30.4——38mm2、计算转矩Tc=KT=K×9550×nP=1.15×9550×5.5/960=62.9N.M由Tc、d根据《机械设计课程设计》张培金蔺联芳编上海交通大学出版社第248页表8.2可查得选用HL3号弹性柱销联轴器（38×80）。3、确定蜗杆轴外伸端直径为38mm。4、根据HL3号弹性柱销联轴器的结构尺寸确定蜗杆轴外伸端直径为38mm的长度为80mm。5、由参考文献《机械设计课程设计》张培金蔺联芳编上海交通大学出版社的第220页表4.1可查得普通平键GB1096—90A型键10×63，蜗杆轴上的键槽宽0036.010mm，槽深为2.000.5mm，联轴器上槽深mmt3.31，键槽长L=63mm。6、初步估计d=60mm。7、由参考文献《机械零件设计课程设计》毛振扬陈秀宁施高义编浙江大学出版社第189页图7-19，以及蜗杆上轴承、挡油盘，轴承盖，密封圈等组合设计，蜗杆的尺寸如零件