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1、个人资料整理仅限学习使用 蜗轮蜗杆减速器设计说明书 学校： 班级： 姓名： 学号： 目录 第一章 1.1 本课题的设计背景和意义 1 1.2 减速器的发展 1 1.3 本设计的要求 2 个人资料整理仅限学习使用 1.4 研究内容 2 第二章 2.1 传动装置的总体设计 4 2.2 传动零件的设计计算 7 2.3 轴的设计 14 第三章 3.1 蜗轮轴的轴承的选择和计算 20 3.2 蜗杆轴的轴承的选择和计算 21 3.3 减速器铸造箱体的主要结构尺寸 21 第四章 4.1 键联接的选择和强度校核 23 4.2 联轴器的选择和计算 24 43 减速器的润滑 24 44 部分零件加工工艺过程 25
2、 结论 29 参考文献 30 第一章绪论 1.1 本课题的背景及意义 计算机辅助设计及辅助制造：蜗轮蜗杆箱体内壁线的确定； (2 ：轴承孔尺寸的确定； (3：箱体的结构设计； a. 箱体壁厚及其结构尺寸的确定 b. 轴承旁连接螺栓凸台结构尺寸的确定 c. 确定箱盖顶部外表面轮廓 d. 外表面轮廓确定箱座高度和油面 e. 输油沟的结构确定f. 箱盖、箱座凸缘及连接螺栓的布置 B、轴系部件 (1 蜗轮蜗杆减速器轴的结构设计 a. 轴的径向尺寸的确定 b. 轴的轴向尺寸的确定 (2轴系零件强度校核 a. 轴的强度校核 b. 滚动轴承寿命的校核计算 C、减速器附件 a. 窥视孔和视孔盖 b. 通气器
3、c. 轴承盖 d. 定位销 e. 油面指示装置 f. 油塞 g. 起盖螺钉 h. 起吊装置 第二章减速器的总体设计 2.1 传动装置的总体设计 2.1.1 拟订传动方案 本传动装置用于带式运输机，工作参数：运输带工作拉力F=3KN ，工作 速度 =1.2m/s，滚筒直径D=310mm，传动效率 =0.96， 蜗杆尺寸 分度圆直径 d1 d1=63mm 齿顶圆直径 da1 da1=d1+2ha1=(63+26.3=75.6mm 齿根圆直径 df1 df1=d12hf=6326.3 (1+0.2=47.88mm 个人资料整理仅限学习使用 导程角 tan=11.30993247 右旋 轴向齿距 Px
4、1=m=3.146.3=19.78mm 齿轮部分长度 b1 b1m(11+0.06z2=6.3(11+0.06 39=84.04mm 取 b1=90mm (2蜗轮尺寸 分度圆直径 d2 d2=mz2=6.339=245.7mm 齿顶高 ha2=ha*m=6.31=6.3mm 齿根高 hf2= (ha*+c*m=(1+0.26.3=7.56mm 齿顶圆直径 da2 da2=d2+2ha2=245.7+26.3 1.2=230.58mm 齿根圆直径 df2 df2=d22m(ha*+c*=38419.2=364.8mm 导程角 tan=11.30993247 右旋 轴向齿距 Px2=Px1= m=
5、3.146.3=19.78mm 蜗轮齿宽 b2 b2=0.75da1=0.7575.6=56.7mm 齿宽角 sin(/2=b2/d1=56.7 63=0.9 蜗轮咽喉母圆半径 rg2=ada22=154.35129.15=25.2mm (3热平衡计算 估算散热面积 A A= 验算油的工作温度ti 个人资料整理仅限学习使用 室温：通常取。 散热系数：Ks=20 W/( 。 73.4580 油温未超过限度 蜗杆、蜗轮轴的结构设计 ( 单位： mm 蜗轮轴的设计 最小直径估算 dminc c 查机械设计表11.3 得 c=120 dmin=120 =47.34 根据机械设计表11.5 ，选 dmi
6、n=48 d1= dmin+2a =56 a(0.07 0.1 dmin=4.08 4 d2=d1+ (1 5mm=56+4=60 d3=d2+ (1 5mm=60+5=65 d4=d3+2a=65+2 6=77 a(0.07 0.1 d3=5.525 6 h 由机械设计表11.4 查得 h=5.5 b=1.4h=1.4 5.5=7.7 8 个人资料整理仅限学习使用 d5=d42h=7725.5=66 d6=d2=60 l1=70+2=72 蜗杆轴的设计 最小直径估算 dminc = 120 =19.09 取 dmin=30 d1=dmin+2a=20+2 2.5=35 a=(0.070.1d
7、min d2=d1+(15=35+5=40 d3=d2+2a=40+2 2=44 a=(0.070.1d2 d4=d2=40 h 查机械设计表11.4 蜗杆和轴做成一体，即蜗杆轴。蜗轮采用轮箍式，青铜轮缘与铸造铁心采 用 H7/s6 配合，并加台肩和螺钉固定，螺钉选6 个 几何尺寸计算结果列于下表： 名称代号 计算公式 结果 蜗杆 中心距=a=154.35 传动比i=19.47 蜗杆分度圆 柱的导程角 个人资料整理仅限学习使用 蜗 杆 轴 向 压 力角 标准值 齿数z1=2 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 =47.88 蜗 杆 螺 纹 部 分长度 名称代号 计算公式 结果 蜗轮 中心距 =
8、 a=154.35 传动比i=19.47 蜗轮端面 压力角 标准值 蜗 轮 分 度 圆 柱螺旋角 o 齿数=39 分度圆直径 齿顶圆直径 =258.3 齿根圆直径 蜗轮最大 外圆直径 2.3 轴的设计 2.3.1 蜗轮轴的设计 图 绘出轴的受力简图 (b 图 绘出垂直面受力图和弯矩图 图 个人资料整理仅限学习使用 轴承支反力： 截面 C处的弯矩 绘制合成弯矩图 (e图 Nm 个人资料整理仅限学习使用 图 3.2 低速轴的弯矩和转矩 (a轴的结构与装配 (b 受力简图 (c 水平面的受力和弯矩图 (d垂直面的受力和弯矩图 (e 合成弯矩图 (f 转矩图 (g 计算弯矩图 Mec T M C MC
9、 MCH Ft FRAV FABH Fa Fr MCV MCV F ABH FRAV T B A Ft Fr Fa 132 267 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) 个人资料整理仅限学习使用 Nm 绘制转矩图 (f图 10 5 N mm=586 Nm 绘制当量弯矩图 (g图 转矩产生的扭剪应力按脉动循环变化，取0.6 ，截面 C 处的当量弯矩 为 Nm 校核危险截面 C的强度 ，安全。 2.3.2 轴的结构见图 3.3 所示 图 3.3 蜗轮轴的结构图 个人资料整理仅限学习使用 2.3.3 蜗杆轴的设计 初步估算轴的最小直径 最小直径估算 dmincx= 120x=19.
10、09 取 dmin=20 箱座 箱盖壁厚：=0.858，取=12； (3 箱 座 、 箱 盖 、 箱 座 底 的 凸 缘 厚 度 ：， ； (4 地脚螺栓直径及数目：根据=154.35，得，取 df=18,地脚螺钉数目为4 个； (5 轴承旁联结螺栓直径： (6 箱盖、箱座联结螺栓直径：=914.4 ，取=12； (7 表 2.5.1 轴承端盖螺钉直径： 个人资料整理仅限学习使用 高速轴低速轴 轴承 座孔 检查孔盖螺钉直径：本减速器为一级传动减速器，所以取=10； (9 轴承座外径：，其中为轴承外圈直径， 把数据代入上述公式，得数据如下： 高速轴：，取， 低速轴：，取； (10 表 2.5.2
11、 螺栓相关尺寸： 18 =12 锪 孔 直 径 36 30 26 至箱外壁的 距离 24 20 18 至凸缘边缘 的距离 20 18 16 (11 轴承旁联结螺栓的距离：以螺栓和螺钉互不干涉为准尽量靠 近，一般取； (12 轴承旁凸台半径：20，根据而得； 个人资料整理仅限学习使用 (13 轴承旁凸台高度：根据低速轴轴承外径和扳手空间的要求， 由结构确定； (14 箱外壁至轴承座端面的距离： ，取=48； (15 箱盖 、 箱 座 的 肋厚 ：0.85， 取=12， 0.85， 取 =14； (16 大齿轮顶圆与箱内壁之间的距离：，取=16； (17 铸造斜度、过渡斜度、铸造外圆角、内圆角：铸
12、造斜度=1：10， 过渡斜度=1：20，铸造外圆角=5，铸造内圆角=3。 第四章其他零件设计 4.1 键联接的选择和强度校核 4.1 1 高速轴键联接的选择和强度校核 高速轴采用蜗杆轴结构，因此无需采用键联接。 4.1 2 低速轴与蜗轮联接用键的选择和强度校核 (1 选用普通平键 强度校核 键 材 料 选 用45钢 ， 查 表 知， 键 的 工 作 长 度 mm ，mm ，按公式的挤压应力 个人资料整理仅限学习使用 小于，故键的联接的强度是足够的。 4.2 联轴器的选择和计算 4.2.1 高速轴输入端的联轴器 计算转矩，查表取，有， ，查表选用TL5 型弹性套柱销联轴器， 材料为 35 钢，许
13、用转矩，许用转速r/min ，标记： LT5联轴器 3050 GB4323 84。 选键，装联轴器处的轴径为30mm ，选用键 8745 GB1096 79， 对键的强度进行校核，键同样采用45 钢，有关性能指标见 加工好的蜗轮轴 4.4.2 箱体加工工艺过程 蜗轮蜗杆减速器的箱盖和箱体，它们的工艺过程比较复杂，先是箱盖和 箱体分别单独进行某些工序，然后合在一起加工，最后又分开加工。 箱盖单独先进行的工序有： （1）箱盖铸造 （2）回火、清沙、去毛刺、打底漆、毛坯检验 （3）铇视孔顶面 （4）铇剖分面 个人资料整理仅限学习使用 （5）磨剖分面 （6）钻、攻起盖螺钉 完成前述单独工序后，即可进行
14、下列工序： （1）箱盖、箱体对准合拢，夹紧；钻、铰定位销孔，敲入圆锥销 （2）钻箱盖和箱体的联接螺栓孔，刮鱼眼坑 （3）分开箱壳，清除剖分面毛刺、清理切屑 （4）合拢箱壳，敲入定位销，拧紧联接螺栓 （5）铣两端面 （6）粗镗各轴轴承座孔 （7）精镗各轴轴承座孔 （8）钻、攻两端面螺孔 （9）拆开箱壳 （10） 装上油塞，箱体地脚螺栓孔划线 （11） 钻地脚螺栓孔、刮鱼眼坑 （12） 箱盖上固定视孔盖的螺钉孔划线 （13） 钻、攻固定视孔盖的螺钉孔 （14） 去除箱盖、箱体接合面毛刺，清除铁屑 （15） 内表面涂红漆 结论 个人资料整理仅限学习使用 这次通过对已知条件对蜗轮蜗杆减速器的结构形状进
15、行分析，得出总体方 案. 按总体方案对各零部件的运动关系进行分析得出蜗轮蜗杆减速器的整体结构 尺寸，然后以各个系统为模块分别进行具体零部件的设计校核计算，得出各零 部件的具体尺寸，再重新调整整体结构，整理得出最后的设计图纸和说明书. 此 次设计通过对蜗轮蜗杆减速器的设计，使我对成型机械的设计方法、步骤有了 较深的认识 . 熟悉了蜗轮、轴等多种常用零件的设计、校核方法；掌握了如何选 用标准件，如何查阅和使用手册，如何绘制零件图、装配图；以及设计非标准 零部件的要点、方法。 这次设计贯穿了所学的专业知识，综合运用了各科专业知识，查各种知识手册 从中使我学习了很多平时在课本中未学到的或未深入的内容。
16、我相信这次设计 对以后的工作学习都会有很大的帮助。 由于自己所学知识有限，而机械设计又是一门非常深奥的学科，设计中肯定存 在许多的不足和需要改进的地方，希望老师指出，在以后的学习工作中去完善 它们。 参考文献 个人资料整理仅限学习使用 1 吴彦农，康志军 .Solidworks2003实践教程 . 淮阴：淮阴工学院， 2003 2 叶伟昌 . 机械工程及自动化简明手册上册） . 北京：机械工业出版 社，2001 3 徐锦康 . 机械设计 . 北京：机械工业出版社， 2001 4 成大先 . 机械设计手册 第四版 第 4 卷）. 北京：化学工业出版社，2002 5 葛常清 . 机械制图 第二版）
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