机械设计课程设计蜗轮蜗杆传动
机械设计课程设计_蜗轮蜗杆减速器设计说明书
机械设计课程设计蜗轮蜗杆减速器的设计一、选择电机1）选择电动机类型按工作要求和工作条件选用Y系列三相异步电动机。
2）选择电动机的容量工作机的有效功率为从电动机到工作机输送带间的总效率为=式中各按【1】第87页表9.1取η－联轴器传动效率：0.991η－每对轴承传动效率：0.982η－涡轮蜗杆的传动效率：0.803η－卷筒的传动效率：0.964所以电动机所需工作功率3）确定电机转速工作机卷筒的转速为所以电动机转速的可选围是：符合这一围的转速有：750、1000、1500三种。
综合考虑电动机和传动装置尺寸、质量、价格等因素，为使传动机构结构紧凑，决定选用同步转速为1000。
根据电动机的类型、容量、转速，电机产品目录选定电动机型号Y112M-6,其主要性能如下表1：表1 Y112M-6型电动机的主要性能型号额定功率满载时质量/kg转速/(电流/A(380V)效率/％功率因数Y112M-6 2.2 940 5.6 80.5 0.74 2.0 452 确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：3 计算传动装置各轴的运动和动力参数：1）各轴转速：Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴2）各轴输入功率：Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴3）各轴输入转矩：电机轴的输出转矩Ⅰ轴Ⅱ轴卷筒轴运动和动力参数结果如下表：轴名功率P/kW转矩T/)转速n/传动比i效率/电机轴 2.07 940 115.610.990.80.971轴 2.06 9402轴 1.65 62卷筒轴 1.60 62二、涡轮蜗杆的设计1、选择材料及热处理方式。
考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度也不高，蜗杆选用45号刚制造，调至处理，表面硬度220250HBW；涡轮轮缘选用铸锡磷青铜,金属模铸造。
2、选择蜗杆头数和涡轮齿数i=15.16 =2 =i=215.16303、按齿面接触疲劳强度确定模数m和蜗杆分度圆直径1）确定涡轮上的转矩，取，则2)确定载荷系数K=根据工作条件确定系数=1.15 =1.0 =1.1K==1.15 1.0 1.1=1.2653)确定许用接触应力由表查取基本许用接触应力=200MPa应力循环次数 N=故寿命系数4)确定材料弹性系数5）确定模数m和蜗杆分度圆直径查表取m=6.3mm，=80mm4、计算传动中心距a。
机械设计第6章蜗杆蜗轮传动设计
一、蜗杆机构传动的特点
3.蜗杆机构的特点（1）--优点
（1）结构紧凑、传动比大； （2）传动平稳、噪声小；
（3）当蜗杆的导程角1小于轮齿间的当量摩 擦角v时，蜗杆传动具有自锁性；
3
一、蜗杆机构传动的特点
3.蜗杆机构的特点（2）--缺点
（1）相对滑动速度大，摩擦损耗大，易发热， 传动效率低； （2）蜗轮用耐磨材料青铜制造制造，成本高。
2. 主要失效形式
（1）过度磨损（主要失效形式）； （2）点蚀（主要失效形式）； （3）齿面胶合（主要失效形式）； （4）齿根折断。
31
八、蜗杆机构的设计准则
1.闭式蜗杆传动
通常按齿面接触疲劳强度来设计，并校 核齿根弯曲疲劳强度，闭式蜗杆传动还必须 作热平衡计算，以免发生胶合失效。
32
八、蜗杆机构的设计准则
2.开式传动，或载荷变动较大， 或蜗轮齿数Z2大于90
通常只须按齿根弯曲疲劳强度进行设计
33
九、蜗杆机构的材料
1.对材料的总体要求
（1）具有一定的强度； （2）良好的抗摩擦、抗磨损的性能。
34
九、蜗杆机构的材料
2.常用材料
（1）为了减摩，通常蜗杆用钢材，蜗轮用有 色金属（铜合金、铝合金）； （2）高速重载的蜗杆常用15Cr、20Cr渗碳淬 火，或45钢、40Cr淬火；
（3）低速中轻载的蜗杆可用45钢调质； （4）蜗轮常用材料有：铸造锡青铜、铸造铝 青铜、灰铸铁等。
35
十、蜗轮齿面接触疲劳强度计算 1.公式
校核
公式
520
KT2
d1d
2 2
520
KT2 m2d1Z22
27
六、蜗杆机构的受力分析
机械设计 课程设计 蜗杆蜗轮 链讲解
第3章带式输送机传动装置的设计设计过程设计结果3.1设计任务书输送带工作速度；输送带工作拉力；滚筒直径；滚筒效率（包括滚筒与轴承的效率损失）；工作情况两班制，连续单向运转，载荷较平稳；使用折旧期8年；工作环境室内，灰尘较大，环境最高温度35℃；动力来源电力，三相交流电压；检修间隔期四年一次大修两年一次中修半年一次小修；制造条件及生产批量一半机械厂制造，小批量生产。
图1.1总体方案简图3.2原动机选择3.2.1选择电动机按工作要求选用Y系列全封闭自扇冷式笼形三相异步电机，电压380V由传动方案可以估算出系统的传动效率联轴器效率滚动轴承传动效率蜗杆传动效率传动滚筒效率设计过程设计结果则电机输入功率为根据已知条件及计算结果选择Y160L-4型号的电机，其各项参数如下额定功率11kw额定电压220 ~380v满载转速1460r/min3.2.2计算传动比和传动比分配总传动比3.2.3传动装置的运动和动力参数的计算1.各轴转速：2.各轴功率：3.各轴扭矩：额定功率11kw额定电压220 ~380v满载转速1460r/min设计过程设计结果3.4传动零件的设计计算3.4.1 按齿面接触疲劳强度进行设计选用渐开线ZI蜗杆8级精度材料：蜗轮ZC U S n10PL（调质）硬度为280HBS蜗杆45#钢（调质）硬度为240HBS，硬度相差40HBS蜗杆输入功率为10.22kW,蜗杆转速1460r/min,传动比i=24.56，小批量生产传动不反向，工作载荷稳定。
确定作用在涡轮上的转矩确定载荷系数因工作载荷较稳定故取载荷分布不均悉数=1使用系数动载系数确定弹性影响系数因选用青铜蜗轮与刚蜗杆相配，故=160先假设分度圆直径和传动中心距a的比值可查得确定许用应力要求寿命两班制8年应力循环系数寿命系数设计内容设计结果计算按中心距取中心距a=225mm m=8 =80 i=24.56所以因此以上结果可用3.4.2 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸1)蜗杆的主要参数与几何尺寸轴向齿距直径系数齿顶圆直径齿根圆直径分度圆导程角蜗杆轴向齿厚2)蜗轮的主要参数与几何尺寸蜗轮齿数变位系数a=225mm m=8i=24.56蜗轮分度圆直径蜗轮喉圆直径蜗轮齿根圆直径设计内容设计结果蜗轮咽喉母圆半径校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数齿形系数螺旋角系数许用弯曲应力[ZC U S n10PL制造的蜗轮的基本许用弯曲应力为[寿命系数弯曲强度满足3.4.3验算效率查表大于原估计值，故不用重算设计内容设计结果3.4.4热平衡计算蜗杆的传递功率P=8.176kw取则正常工作所需面积箱体面积为需增设散热片，散热片尺寸如图，共36片图3.2散热片尺寸图散热片所增加面积为S′=1.63则总散热面积为符合散热要求3.5轴的计算3.5.1蜗轮轴的设计计算S′=1.63初步确定轴的最小直径联轴器计算转矩选用TLL1P93联轴器。
机械设计课程设计蜗轮
机械设计课程设计蜗轮一、教学目标本节课的教学目标是让学生了解蜗轮的结构、工作原理和基本设计方法，掌握蜗轮的绘制和分析能力，培养学生对机械设计的兴趣和创新能力。
1.知识目标：使学生了解蜗轮的基本结构、分类、材料、热处理和安装等方面的知识。
2.技能目标：培养学生运用力学原理分析蜗轮受力情况，能运用相关软件绘制蜗轮三维模型，并对其进行运动学和动力学分析的能力。
3.情感态度价值观目标：培养学生热爱工程技术，勇于实践，善于合作，追求创新的精神。
二、教学内容本节课的教学内容主要包括蜗轮的结构与分类、蜗轮的材料与热处理、蜗轮的安装、蜗轮的设计方法等。
1.蜗轮的结构与分类：介绍蜗轮的基本结构，包括蜗轮本体、蜗杆、轴承等，以及蜗轮的分类，包括圆柱蜗轮、圆锥蜗轮、球面蜗轮等。
2.蜗轮的材料与热处理：介绍蜗轮的材料选择，包括铸铁、钢、铝等，以及蜗轮的热处理工艺，包括退火、淬火、回火等。
3.蜗轮的安装：介绍蜗轮的安装方法，包括螺纹连接、焊接、法兰连接等，以及安装注意事项。
4.蜗轮的设计方法：介绍蜗轮的设计方法，包括力学分析、参数选择、几何参数计算等。
三、教学方法本节课采用讲授法、案例分析法和实验法相结合的教学方法。
1.讲授法：通过讲解蜗轮的基本概念、结构、分类、材料、热处理和安装等方面的知识，使学生掌握蜗轮的基本理论。
2.案例分析法：分析典型的蜗轮设计案例，使学生了解蜗轮设计的方法和步骤，提高学生的实际操作能力。
3.实验法：安排实验室实践环节，使学生在实际操作中掌握蜗轮的结构、工作原理和设计方法。
四、教学资源本节课的教学资源包括教材、多媒体资料、实验设备和网络资源。
1.教材：选用国内知名出版社出版的《机械设计》教材，作为学生学习的主要参考资料。
2.多媒体资料：制作精美的PPT课件，图文并茂地展示蜗轮的结构、工作原理和设计方法。
3.实验设备：安排实验室实践环节，使学生在实际操作中掌握蜗轮的结构、工作原理和设计方法。
4.网络资源：利用互联网查找相关资料，了解蜗轮的最新研究动态和发展趋势。
机械设计-蜗轮蜗杆
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在保证足够强度的条件下，要求材料配对使用。 要求： 具有良好的减摩性、耐磨性、跑合性和抗胶合能力 特点：软硬搭配 蜗杆硬：优质碳素钢、合金结构钢 经表面硬化及调质处理，见表8-5 蜗轮软：铸锡青铜、无锡青铜、灰铸铁， 见表8-6；8-7。
第十章 蜗杆传动
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第四节 蜗杆传动的强度计算
一、转向（复习）
小齿轮
d
b
斜线
曲线
蜗杆 蜗轮
大齿轮（两侧面往下拉，包住蜗杆）
第十章 蜗杆传动
3
第一节 蜗杆传动的特点和类型
一、特点 集齿轮传动、螺旋传动为一体 1.蜗杆的轮齿——螺旋线 （左、右旋） 单(多)线蜗杆：蜗杆转一周，蜗轮转过一(多)齿 2. i 大，结构紧凑 Z1=1～4 Z2很大 传递动力时：i = 8～80 仅传递运动可达到：i =1000 3.具有自锁性
阿基米德蜗杆：αx=20°
法向直廓蜗杆、渐开线蜗杆：αn=20°
标准值
第十章 蜗杆传动 2.蜗杆导程角γ和分度圆直径d1
pz=zpx1
8γ
s np tanψ = = πd1 πd1
pZ πmZ1 mZ1 tanγ = = = πd1 πd1 d1
Z1 Z1 ∴ d1 = m = qm q= ——蜗杆直径参数 tanγ tanγ 加工蜗轮时需用与蜗杆参数、几何尺寸（除齿顶高 高出一个顶隙外）完全相同的滚刀
解： 1.选类型、精度等级和材料：阿基米德蜗杆；8级精度 蜗杆：45钢，表面淬火，硬度（45-50）HRC
蜗轮：铸锡青铜ZCuSn10Pb1, 砂模铸造
2.确定齿数： 表8-3取: Z1=2,Z2=i Z1=40 初设：η=0.80
见P151
表8-6：[σ]H=200MPa
机械设计基础蜗杆传动
类型与特点
圆柱蜗杆传动
圆柱蜗杆传动具有结构紧 凑、传动比大、工作平稳 、噪音小等优点。常用于 减速装置中。
环面蜗杆传动
环面蜗杆传动的特点是承 载能力高、传动效率高， 但制造和安装精度要求较 高。
锥蜗杆传动
锥蜗杆传动具有较大的传 动比和较紧凑的结构，但 制造和安装精度也较高。
降低摩擦系数
加强冷却和润滑
通过采用先进的表面处理技术或添加减摩 剂等措施，降低蜗杆和蜗轮之间的摩擦系 数，从而减少摩擦损失。
采用有效的冷却和润滑措施，控制传动的工 作温度，以降低热损失和摩擦损失。
05
蜗杆传动的结构设计与制造工艺
结构设计要点
选择适当的蜗杆类型
根据传动要求选择合适的蜗杆类型，如圆柱 蜗杆、环面蜗杆等。
04
蜗杆传动的效率与润滑Biblioteka 效率分析1 2 3
蜗杆传动效率的计算公式
效率 = (输出功率 / 输入功率) × 100%。由于蜗 杆传动中存在滑动摩擦和滚动摩擦，因此其效率 通常低于齿轮传动。
影响蜗杆传动效率的因素
包括蜗杆头数、导程角、摩擦系数、中心距、传 动比等。其中，蜗杆头数和导程角对效率影响较 大。
首先根据蜗杆和蜗轮的相对位置及运动关系，确定作用在蜗杆和蜗轮上的外力 ；然后分析这些外力在蜗杆和蜗轮上产生的内力，包括弯矩、扭矩和轴向力等 。
蜗杆传动的受力特点
由于蜗杆和蜗轮的螺旋角不同，使得作用在蜗杆和蜗轮上的外力产生不同的分 力，这些分力在蜗杆和蜗轮上产生的内力也不同。因此，蜗杆传动的受力分析 较为复杂。
装配顺序与方法
按照先内后外、先难后易的原则进行 装配，注意保证蜗杆和蜗轮的正确啮 合。
机械设计课程设计蜗轮蜗杆传动
机械设计课程设计蜗轮蜗杆传动目录第一章总论........................................... - 2 -一、机械设计课程设计的内容....... - 2 -二、设计任务................................... - 3 -三、设计要求................................... - 4 - 第二章机械传动装置总体设计........... - 4 -一、电动机的选择........................... - 4 -二、传动比及其分配....................... - 5 -三、校核转速................................... - 5 -四、传动装置各参数的计算........... - 5 - 第三章传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算........................................................... - 6 -一、蜗轮蜗杆材料及类型选择....... - 6 -二、设计计算................................... - 6 - 第四章轴的结构设计及计算............. - 10 -一、安装蜗轮的轴设计计算......... - 11 -二、蜗杆轴设计计算..................... - 15 - 第五章滚动轴承计算......................... - 17 -一、安装蜗轮的轴的轴承计算..... - 18 -二、蜗杆轴轴承的校核................. - 18 -第六章键的选择计算......................... - 19 - 第七章联轴器..................................... - 20 - 第八章润滑及密封说明..................... - 20 - 第九章拆装和调整的说明................. - 20 - 第十章减速箱体的附件说明............. - 21 - 课程设计小结......................................... - 22 - 参考文献................................................. - 23 -第一章总论一、机械设计课程设计的内容机械设计课程设计包括以下内容：1.传动方案的分析与选择；2.电动机的选择与运动参数的计算；3.传动件设计；4.轴的设计；5.轴承及其组合部件设计；6.键和联轴器的选择及其校核；7.箱体，润滑机器和附件设计；8.装配图的设计及绘制；9.零件图的设计及绘制；10.编写设计说明书。
机械设计：蜗轮蜗杆
切向速 度vp2的方向与拇指指向相同。 左旋蜗杆：用右手判断，方法一样。
ω2
v2
2
p
设计：潘存云
1
ω1
a r2 r1
2 ω2
p 1 设计：潘存云
v2 ω1
模型验证
7.中心距 a = r1+r2 = m(q +z2)/2
二、圆柱蜗杆传动几何尺寸的计算
由蜗杆传动的功用，以及给定的传动比 i , → z1
齿面接触强度验算公式：
σH = 500
KT2 = 500 d1d22
KT2 m2d1z22
≤[σH ]
500 2 由上式可得设计公式： m2d1≥ z2 [σH ] KT2
式中K为载荷系数，取：K =1.1~1.3
m、d1应选取标准值确定。
表12－1 蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 mm
m
d1
90
(71) (50) 10 90
63
…
摘自GB10085-88,括号中的数字尽可能不采用
当蜗轮采用青铜制造时，蜗轮的损坏形式主要是疲劳 点蚀，其许用的接触应力如下表：
表12-4 锡青铜蜗轮的许用接触应力[σH]
蜗轮材料 铸造方法 适用的滑动速度
蜗杆齿面硬度
Vs m/s
HBS ≤ 350 HRC ≥ 45
设计：潘存云
点接触
线接触
设计：潘存云
改进措施：将刀具做成蜗杆状，用范成法切制蜗轮， 所得蜗轮蜗杆为线接触。
优点： 传动比大、结构紧凑、传动平稳、噪声小。
分度机构：i=1000, 通常i=8~80
缺点： 传动效率低、蜗轮齿圈用青铜制造，成本高。
类型
按形状分有：
机械设计课程设计——蜗轮蜗杆典型例题
蜗轮蜗杆典型例题1． 如图所示，蜗杆主动，主动轮扭矩m N T .201=，模数mm m 4=，21=Z ，mm d 501=， 蜗轮齿数,502=Z 传动的啮合效率75.0=η。
试确定：（1）蜗轮的转向；（2）蜗轮蜗杆所受各力的大小和方向。
2． 如图所示为蜗杆传动和圆锥齿轮传动的组合。
已知输出轴上的圆锥齿轮4Z 的转向4n ：（1）欲使中间轴上的轴向力能部分抵消，试确定蜗杆传动的螺旋线方向和蜗杆的转向；（2）在图上标出各轮轴向力的方向。
3． 判断图中各蜗杆、蜗轮的转向和螺旋线方向（按构件1主动）画出各蜗杆、蜗轮所受三个力的方向。
4． 已知两蜗杆均为右旋，轴Ⅰ为输入轴,转向如图所示。
试分析：（1）各蜗杆、蜗轮的螺旋线方向；（2）Ⅲ转向； （3） 蜗杆3和蜗轮2的受力方向。
5． 指出图中未注明的蜗轮的转向和螺旋线方向，并画出蜗杆、蜗轮所受三个力的方向。
6． 手动绞车采用圆柱蜗轮传动。
已知：mm m 8=，11=Z ，mm d 801=，402=Z ，卷筒直径mm D 200=。
问：（1）欲使重物W 上升1m ，蜗杆应转多少转？ （2）蜗杆与蜗轮间的当量摩擦系数18.0='f ，该机构能否自锁? （3） 若重物W=5KN ，手摇时施加的力F=100N ，手柄转臂的长度l 应为多少？（题6图）7. 如图所示一开式蜗杆传动起重机构，蜗杆与蜗轮之间当量摩擦系数f=0.16(不计轴承摩擦损失），起重时，作用于手柄之力F=200N 。
求：（1）蜗杆分度圆导程角γ,此机构是否自锁?（2）起重、落重时蜗杆的转向（各用一图表示）；（3）起重、落重时蜗杆的受力方向（用三个分力表示）；（4）起重时的最大起重量及蜗杆所受的力（用三个分力表示），重物的重量为W;（5）落重时所需手柄推力及蜗杆所受的力（用三个分力表示）。
（6）重物停在空中时蜗杆所受的力为W;（5）落重时所需手柄推力及蜗杆所受的力（用三个分力表示）。
（6）重物停在空中时蜗杆所受的力。
《机械设计基础》第12章 蜗杆传动
3、摩擦磨损问题突出，磨损是主要 的失效形式。为了减摩耐磨，蜗轮齿圈常需用青铜制造，成本较高；
4、传动效率低，具有自锁性时，效率低于50%。
由于上述特点，蜗杆传动主要用于传递运动，而在动力传输中的应用受到限制。
其齿面一般是在车床上用直线刀刃的 车刀切制而成，车刀安装位置不同， 加工出的蜗杆齿面的齿廓形状不同。
γ
β
γ＝β （蜗轮、蜗杆同旋向）
一、蜗杆传动的主要参数及其选择
1、模数m和压力角α
§12-2 蜗杆传动的参数分析及几何计算
ma1= mt2= m αa1=αt2 =α=20°
在蜗杆蜗轮传动中，规定中间平面上的模数和压力角为标准值，即：
模数m按表12-1选取，压力角取α=20° （ZA型αa＝20º；ZI型αn＝20º） 。
阿基米德蜗杆（ZA蜗杆） 渐开线蜗杆（ZI蜗杆）
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
其蜗杆体在轴向的外形是以凹弧面为母线所形成的旋转曲面，这种蜗杆同时啮合齿数多，传动平稳；齿面利于润滑油膜形成，传动效率较高。
同时啮合齿数多，重合度大；传动比范围大(10~360)；承载能力和效率较高。
三、分类
在轴剖面上齿廓为直线，在垂直于蜗 杆轴线的截面上为阿基米德螺旋线。
§12-5 圆柱蜗杆传动的强度计算
一、蜗轮齿面接触疲劳强度的计算
1、校核公式:
2、设计公式:
式中：a—中心距，mm；T2 —作用在蜗轮上的转矩，T2 = T1 iη； zE—材料综合弹性系数，钢与铸锡青铜配对时，取zE=150；钢与铝青铜或灰铸铁配对时， 取zE=160。 zρ—接触系数，由d1/a查图12-11，一般d1/a=0.3~0.5。取小值时，导程角大，故效率高，但蜗杆刚性较小。 kA —使用系数，kA =1.1~1.4。有冲击载荷、环境温度高(t>35oC)、速度较高时，取大值。
机械设计课程设计蜗杆传动
机械设计课程设计蜗杆传动一、课程目标知识目标：1. 理解蜗杆传动的原理、类型及适用条件；2. 掌握蜗杆传动的设计方法、步骤及注意事项；3. 了解蜗杆传动的强度计算、传动效率及润滑方式；4. 掌握蜗杆、蜗轮的加工工艺及装配要求。
技能目标：1. 能够运用所学知识进行蜗杆传动的设计，并绘制出完整的零件图和装配图；2. 学会使用计算软件进行蜗杆传动的强度计算及优化；3. 能够分析蜗杆传动在实际应用中的优缺点，并提出改进方案。
情感态度价值观目标：1. 培养学生的创新意识和实践能力，激发他们对机械设计的兴趣；2. 增强学生的团队合作意识，提高沟通与协作能力；3. 引导学生关注蜗杆传动在工业生产中的应用，认识到机械设计在国民经济发展中的重要性。
课程性质：本课程为机械设计课程设计的一部分，旨在让学生通过实际操作，掌握蜗杆传动的设计方法和过程。
学生特点：学生已具备一定的机械设计基础，具有较强的动手能力和一定的创新能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的实际操作能力和设计水平。
在教学过程中，注重培养学生的独立思考能力和团队协作精神，使他们在完成设计任务的同时，提升自身的综合素质。
通过本课程的学习，使学生能够达到预定的学习成果，为后续的专业课程和实际工作打下坚实基础。
二、教学内容1. 蜗杆传动原理及类型- 蜗杆传动的定义、工作原理- 蜗杆传动的类型、特点及适用范围2. 蜗杆传动设计方法与步骤- 蜗杆、蜗轮的设计计算- 蜗杆传动强度计算与校核- 蜗杆传动设计步骤及注意事项3. 蜗杆传动零件加工与装配- 蜗杆、蜗轮的加工工艺- 零件公差与配合的选择- 蜗杆传动装配工艺及要求4. 蜗杆传动在实际应用中的案例分析- 分析蜗杆传动在工程实际中的应用案例- 探讨蜗杆传动的优缺点及改进措施5. 蜗杆传动课程设计实践- 完成蜗杆传动设计任务，绘制零件图和装配图- 使用计算软件进行蜗杆传动强度计算及优化- 撰写课程设计报告，总结设计过程及心得教学内容安排与进度：第一周：蜗杆传动原理及类型第二周：蜗杆传动设计方法与步骤第三周：蜗杆传动零件加工与装配第四周：蜗杆传动在实际应用中的案例分析第五周：蜗杆传动课程设计实践教材章节关联：本教学内容与教材中关于蜗杆传动章节相关内容紧密关联，涵盖了蜗杆传动的基本原理、设计方法、加工装配及实际应用等方面，确保学生能够系统地掌握蜗杆传动的相关知识。
蜗杆蜗轮课程设计
课程设计说明书课程名称：机械设计基础课程设计设计题目：带式输送机减速传动装置机械工程学院（系）包装工程专业班级：包装0802设计者：张晶学号：0403080209指导教师：许承华2010年12月第一章设计任务书第二章拟定分析传动方案第三章运动学和动力学的计算第四章传动零件的设计第四章轴的设计和键的设计第五章轴承的设计第六章联轴器的选择第七章箱体及附件设计第八章润滑及密封设计第九章设计体会通过设计一级蜗杆减速器，觉得自己受益非浅。
机械设计课程设计是机械设计课程的一个重要环节，它可以让我们进一步巩固和加深学生所学的理论知识，通过设计把机械设计及其他有关先修课程（如机械制图、理论力学、材料力学、工程材料等）中所获得的理论知识在设计实践中加以综合运用，使理论知识和生产实践密切的结合起来。
而且，本次设计是我们学生首次进行完整综合的机械设计，它让我树立了正确的设计思想，培养了我对机械工程设计的独立工作能力；让我具有了初步的机构选型与组合和确定传动方案的能力；为我今后的设计工作打了良好的基础。
通过本次课程设计，还提高了我的计算和制图能力；我能够比较熟悉地运用有关参考资料、计算图表、手册、图集、规范；熟悉有关的国家标准和行业标准（如GB、JB等）。
当一份比较象样的课程设计完成的时候，我的内心无法用文字来表达。
几天以来日日夜夜的计算与绘图和在电脑前编辑排版说明书，让我感觉做一个大学生原来也可以这么辛苦。
在次，我还要感谢许承华老师对我这次课程设计的及时指导。
对我本次课程设计，作出过帮忙与关心的同学表示感谢，谢谢你们，没有你们，我一个人无法完成本次设计。
第十章.参考文献1、吴宗泽主编《机械设计课程设计手册》–2版 ---北京：高等教育出版社，1999（2003重印）2．孙志德张伟华邓子龙主编《机械设计基础课程设计》-2版---北京：科学出版社出版，2010 3.杨可桢程光蕴李仲生主编《机械设计基础》—5版---北京：高等教育出版社出版，2009目录1、机械设计课程设计任务书--------------------------------（2）2、拟定传动方案-------------------------------------------------（3）3、运动学与动力学计算-----------------------------------------（5）4、传动零件设计计算--------------------------------------------（7）5、轴和键的设计计算及校核-----------------------------------------（12）6、轴承的设计-------------------------------------------------（20）7、联轴器的设计--------------------------------------（21）8、减速器箱体及附件的设计-------------------------（23）9、密封及润滑设计-----------------------------------------------------（25）10、设计体会----------------------------------------------------（26）11、参考文献---------------------------------------------------（27）。
机械设计基础第12章蜗轮蜗杆分析
机械设计基础第12章蜗轮蜗杆分析蜗轮蜗杆传动是一种常见的传动结构，具有传动比大、传动平稳、结构紧凑等优点。
在机械设计中，蜗轮蜗杆传动的分析和设计至关重要。
本文将详细介绍蜗轮蜗杆传动的原理、分析方法和设计要点。
1.原理蜗轮蜗杆传动是由蜗轮和蜗杆组成的一对斜面传动。
蜗轮有多个齿槽，蜗杆有一根螺旋斜面。
当蜗杆旋转时，通过螺旋斜面与蜗轮的齿槽作用，产生转动传递。
由于蜗杆螺旋斜面的斜度较大，所以每转动一圈，蜗轮只转动少量的角度，这就实现了较大的传动比。
2.分析方法蜗轮蜗杆传动的分析主要包括力学分析和几何分析。
力学分析：（1）传动比计算：蜗轮蜗杆传动的传动比可以根据蜗轮的齿数和蜗杆的斜度来计算，传动比=（蜗轮的齿数）/（蜗杆的斜度）。
（2）传动效率计算：蜗轮蜗杆传动的传动效率通常较低，主要受到摩擦损失和滑动损失的影响。
传动效率可以根据摩擦系数和滑动速度来计算。
（3）定位力计算：蜗轮蜗杆传动中，由于蜗轮与蜗杆之间的斜面接触，会产生一定的定位力。
定位力会严重影响传动的稳定性和精度，需进行合理计算和设计。
几何分析：（1）蜗轮参数计算：根据给定的传动比和蜗杆参数，可以计算蜗轮的齿数和齿轮分度圆直径。
（2）蜗杆参数计算：根据给定的传动比和蜗轮参数，可以计算蜗杆的斜度和蜗杆的导程。
（3）轴距计算：蜗轮和蜗杆的轴距是影响传动稳定性和效率的重要参数，需进行合理计算和确定。
3.设计要点（1）选取合适的材料：蜗轮蜗杆传动通常承受较大的扭矩和摩擦力，所以需选取能够承受高载荷和高摩擦的材料，如合金钢等。
（2）控制传动误差：蜗轮蜗杆传动的传动准确性较低，会产生一定的传动误差。
为了减小传动误差，需进行合理的加工和装配，并采用合适的润滑和控制措施。
（3）考虑安装和维修：蜗轮蜗杆传动通常安装在机械设备内部，为方便安装和维修，在设计时需要考虑蜗轮蜗杆传动的拆卸和装配便捷性。
总结：蜗轮蜗杆传动是一种重要的传动结构，在机械设计中具有广泛应用。
通过对蜗轮蜗杆传动的深入分析和合理设计，可以提高传动的效率和稳定性，满足机械设备的传动需求。
机械设计课程设计(蜗杆)
机械设计课程设计计算说明书设计题目链式运输机传动装置专业班级设计者指导教师一设计任务书 (3)二传动方案的拟定 (4)三电动机的选择及传动装置的运动和动力参数计算 (6)四传动零件的设计计算 (11)1. 蜗杆及蜗轮的设计计算 (11)2. 开式齿轮的设计计算 (15)五蜗轮轴的设计计算及校核 (20)六轴承及键的设计计算及校核 (28)七箱体的设计计算 (33)八减速器结构与附件及润滑和密封的概要说明 (35)九设计小结 (38)十参考文献 (39)一．设计任务书（1）设计题目：链式运输机传动装置设计链式运输机的动装置，如图所示。
工作条件为：链式输送机在常温下工作，负荷基本平稳，输送链工作速度V的允许误差为±5％；两班连续工作制（每班工作8h），要求减速器设计寿命为5年，每年280个工作日。
（2）原始数据二. 传动方案的拟定运输机牵引力F(KN)鼓轮圆周速度（允许误差±%5）V(m/s)鼓轮直径D（mm）0.95 0.31 350（1）传动简图（2）传动方案分析机器一般是由原动机、传动装置和工作机三部分组成。
传动装置在原动机与工作机之间传递运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。
传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。
合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。
本设计中原动机为电动机，工作机为链轮输送机。
本传动方案采用了三级传动，第一级传动为单级蜗轮蜗杆减速器，第二级传动为开式齿轮传动，第三极为链轮传动。
蜗轮蜗杆传动可以实现较大的传动比，结构尺寸紧凑，传动平稳，但效率较低，应布置在高速级；开式齿轮传动的工作环境较差，润滑条件不好，磨损较严重，应布置在低速级；链传动的运动不均匀，有冲击，不适于高速传动，故布置在传动的低速级。
减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT100灰铸铁铸造而成。
机械设计课程设计报告蜗轮蜗杆传动(修订版)
六、滚动轴承的选择及计算 (24)6.1．高速轴滚动轴承校核 (24)6.2．低速轴滚动轴承校核 (25)设计题目：链式运输机传动装置一、传动方案的确定1.4设计工作量减速器装配图一张；零件图4张；设计说明书一份。
二、电动机的选择及传动装置的运动及动力参数计算则_^D5Dd55电动机数据引自[5]第152页第155因此初步取综合比较传动比范围，则齿轮的传动比效率3.1蜗轮蜗杆传动的设计计算由前计算可知，轴的输出功率为P=1.12kW，蜗杆转速=1450 _8D8D传动比确定作用在齿轮上的转矩(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；由参考文献[2]表11-5选取使用系数；由于转速不高，冲击不大，可选取动267~268页, 参考文献[3]第37~38页载荷系数确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆配合，故选确定许用接触应力(5).计算的值因12Z =，由参考文献[2]表11-22取模数m=4，蜗杆分度圆直径1d 40mm =。
④.蜗杆与蜗轮的主要参数和几何尺寸(1).中心距124044410822d d a mm ++⨯===中心距不符合5的倍数圆整至 a 110w =，则变位系数为0.5w a a x m-==(2).蜗杆尺寸分度圆直径:140d qm ==，所以q 10=节圆直径:1(2)4(1020.5)44w d m q x mm =+=⨯+⨯=齿顶圆直径:112402448a d d m mm =+=+⨯=齿根圆直径:111122 1.2402 1.2430.4f f d d h d m mm =-=-⨯=-⨯⨯=蜗杆齿宽:12(13.50.1)(13.50.144)471.6b z m ≥+⨯=+⨯⨯=取80mm(3).蜗轮尺寸分度圆直径:22444176d mz mm ==⨯=节圆直径:22176w d d mm ==齿顶圆直径:222222(1)17624(10.5)188a a d d h d m x mm =+=++=+⨯⨯+=[2]246页表11-3(2).计算小齿轮传递扭矩：T 1=9.55×610×P/n 1=9.55×610×0.864/63.6=129736 N ·mm(3).由参考文献[2]表10-7选取齿宽系数d φ=0.5计算数N1=60jn1L h=60×1×63.6×22400=855×107；N2=60jn2L h=60×1×15.9×22400=855×107得齿轮计算公式和有关系数皆引自查参考文献[2]第公式引自参考文献[2]式10-5=212.14MPa=④参数计算（1）计算分度圆直径d1=_57=28.5mm根据参考文献[2]P115表16-2，取A=110，主要参数：②计算作用在轴上的力蜗轮受力分析径向力：轴向力：③计算支反力:水平面：因为和左右关于C点对称，受力相互对称，所以垂直面：由，得：由④作弯矩图水平面弯矩：垂直面矩：合成弯矩：⑤作转矩图⑥按弯扭合成应力校核轴的强度.号钢，调质处理，其拉伸强度极限（3）按弯扭合成应力校核轴的强度①轴的计算简图（见图）蜗轮受力分析圆周力：径向力：轴向力：③计算支反力:水平面：因为和左右关于C点对称，受力相互对称，所以垂直面：由，得：由④作弯矩图水平面弯矩：垂直面矩：合成弯矩：⑤作转矩图⑥按弯扭合成应力校核轴的强度.轴的材料是45号钢，调质处理，其拉伸强度极限[_###) ]_21D21D由附图零件图1可知．蜗轮轴各处轴径相近．但C截面处轴弯矩明显大于其它轴段．故截面C处为危险截面。
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目录第一章总论......................................................... - 2 -一、机械设计课程设计的容......................................... - 2 -二、设计任务..................................................... - 2 -三、设计要求..................................................... - 3 - 第二章机械传动装置总体设计......................................... - 3 -一、电动机的选择................................................. - 4 -二、传动比及其分配............................................... - 4 -三、校核转速..................................................... - 5 -四、传动装置各参数的计算......................................... - 5 - 第三章传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算............................. - 5 -一、蜗轮蜗杆材料及类型选择....................................... - 6 -二、设计计算..................................................... - 6 - 第四章轴的结构设计及计算.......................................... - 10 -一、安装蜗轮的轴设计计算........................................ - 10 -二、蜗杆轴设计计算.............................................. - 15 - 第五章滚动轴承计算................................................ - 17 -一、安装蜗轮的轴的轴承计算...................................... - 18 -二、蜗杆轴轴承的校核............................................ - 18 - 第六章键的选择计算................................................ - 19 - 第七章联轴器...................................................... - 20 - 第八章润滑及密封说明.............................................. - 20 - 第九章拆装和调整的说明............................................ - 20 - 第十章减速箱体的附件说明.......................................... - 20 - 课程设计小结........................................................ - 21 - 参考文献............................................................ - 22 -第一章总论一、机械设计课程设计的容机械设计课程设计包括以下容：1.传动方案的分析与选择；2.电动机的选择与运动参数的计算；3.传动件设计；4.轴的设计；5.轴承及其组合部件设计；6.键和联轴器的选择及其校核；7.箱体，润滑机器和附件设计；8.装配图的设计及绘制；9.零件图的设计及绘制；10.编写设计说明书。
二、设计任务1、设计题目设计用于带速传输机的传动装置。
2、工作原理及已知条件工作原理:工作传动装置如下图所示：1-电动机2、4-联轴器3-一级蜗轮蜗杆减速器5-传动滚筒6-输送带3、设计数据：运输带工作拉力F=3200N运输带工作速度v=0.85m/s卷筒直径D=410mm工作条件：运输机使用期5年、两班制工作、单向运转、工作平稳、运输带速度允许误差±5%、减速器由一般规模厂中小批量生产。
4、传动装置方案：蜗轮蜗杆传动三、设计要求1、设计说明书 1份【7000～9000字,按标准格式书写（电子版）】2、减速器装配图草图 1【A1图，手工绘图,坐标纸】3、减速器装配图 1【A1图，电脑绘图】4、任一轴零件图 1【A3图，手工绘图】5、任一齿轮零件图 1【A3图，手工绘图】第二章机械传动装置总体设计机械传动装置总体设计的主要任务是分析研究和拟定传动方案、电动机的选择、传动比的分配及计算、传动装置的运动参数及动力参数计算，为后续的传动设计和装配图绘制提供依据。
一、电动机的选择根据工作机的负荷、特性和工作环境，选择电动机的类型、结构形式和转速，计算电动机功率，最后确定电动机型号。
1、选择电动机的类型按工作要求和条件选取Y系列一般用途全封闭自扇冷鼠笼式三相异步电动机。
2、选择电动机容量（1）工作机各传动部件的传动效率及总效率其中弹性联轴器的传动效率η1=0.99；单线蜗杆与蜗轮的传动效率η2=0.75；运输机驱动轴一对滚动轴承的效率η3=0.99；凸缘联轴器的传动效率η4=0.99所以减速机构的总效率ηηηηη42321⨯⨯⨯==0.99×0.75×0.992×0.99=0.7203 （2）选择电动机的功率所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。
容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。
①带式运输机所需的功率:P w =F ·v ／1000 ηw =3200×0.85／1000×1=2.72kW （其中ηw 为工作机传动效率且ηw =1）；②初步估计电动机额定功率P ：所需电机输出的功率P d = P w / η=2.72/0.72=3.78kW ；③查《机械设计课程设计》表2.1，选取Y112M-4电动机,主要参数如下： 额定功率P=4kw满载转速n m =1440 r/min 电机轴伸出端直径：28mm 伸出端安装长度：60mm二、传动比及其分配1、查《机械设计》书中得各级齿轮传动比如下：82~5=蜗杆i ；理论总传动比：82~5==蜗杆总i i ；运输机驱动滚筒转速n w =D v π100060⨯=41085.0100060⨯⨯⨯π=39.62r/min ；根据初选电机转速n m =1440 r/min ，计算总传动比i＇=n m /n w =1440/39.62=36.35。
由工作原理图可知该传动装置为蜗轮蜗杆单级传动，即总传动比就等于蜗轮蜗杆传动比。
2、查《机械设计》表11-1，取蜗杆头数z 1=1,蜗轮齿数z 2=36，则实际总传动比i=12z z =36。
三、校核转速滚筒的实际转速n w ＇= n m /i =1440/36=40。
转速误差Δn w = ww w n 'n -n =39.6240-39.62=0.97%<5%，符合要求。
四、传动装置各参数的计算1、各轴功率计算蜗杆输入功率：P1=Pη1=4×0.99=3.96kW蜗轮输出功率：P2= P1η2= Pη1η2=2.97kW滚筒轴的传递功率：P3= P2η1η3=2.97×0.99×0.99=2.91kW2、各轴转速计算由于蜗杆是通过联轴器与电机伸出轴连接在一起，故蜗杆转速等于电机转速即n1=nm=1440 r/min；涡轮轴的转速n2=n1/i=1440/36=40 r/min;滚筒轴转速n3=n2=40 r/min。
3、各轴转矩计算蜗杆传递的转矩T1=9550×P1/n1=26.26 N·m蜗轮轴传递的转矩T2=9550×P2/n2=709.09 N·m滚筒轴传递的转矩T3=9550×P3/n3=694.76 N·m第三章传动零件—蜗杆蜗轮传动的设计计算传动装置中传动零件的参数、尺寸和结构，对其他零部、件的设计起决定性的作用，因此，应首先设计计算传动零件。
当减速器有传动件时，应先设计减速器外的传动零件。
一、蜗轮蜗杆材料及类型选择1、选择蜗杆传动类型根据GB/T10085-1988的推荐，选用渐开线蜗杆(ZI)。
2、选择材料考虑到蜗杆传动的功率不大，速度中等，故蜗杆采用45刚；而又希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45～55HRC；蜗轮选用铸锡磷青铜（ZCuSn10P1）,砂模铸造；为了节约贵重有色金属，仅齿圈用青铜铸造，而轮芯用灰铸铁（HT100）制造。
二、设计计算1、按齿面接触强度设计根据闭式蜗杆蜗轮的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行计算，再校核齿根弯曲疲劳强度。
由《机械设计》根据式子：m 2d ≥KT 222)][480(Hz σ （1）确定载荷系数因工作是有轻微振动，故取载荷分布不均匀系数βK =1，由《机械设计》表11-5选取使用系数A K =1，由于转速不是很高，冲击不大，可选取动载荷系数V K =1.1，则 K=βK A K V K =1×1.05×1≈1.1（2）确定弹性影响系数E Z因为选用的是锡磷青铜（ZCuSn10P1）的蜗轮和45刚蜗杆相配，故E Z =MPa 160（3）确定许用接触应力[σ]H根据蜗轮材料为锡磷青铜（ZCuSn10P1），金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度＞45HRC ，可从《机械设计》表11-7查得蜗轮的基本许用应力[]'H σ =268 MPa 。
应力循环次数N=60h L jn 2=60×1×40×（16×5×365）=7.008×710，寿命系数HN K ==⨯87710008.7100.784 ，则[]H σ=HN K []‘H σ=0.784⨯268=210.1 MPa （4）计算m 2d由于z 2=36，T 2=709.09 N ·m=709.09×103 N ·mm ，故 m 2d ≥KT 222)][480(H z σ=1.1×709.09×103×2)21036480(⨯=3144.33 mm 3因z 1=1，故从《机械设计》表11-2中查取模数m=6.3 mm,蜗杆分度圆直径d 1=112mm 。