单级蜗杆减速器

0p湖南科技大学

课程设计报告

课程设计名称：单级蜗杆减速器

学生姓名：涂皓

学院：机电工程学院

专业及班级：07级机械设计及其自动化1班

学号：0703010109

指导教师：胡忠举

2010 年6月17日

摘要

课程设计是机械设计课程重要的综合性与实践性相结合的教学环节，基本目的在于综合运用机械设计课程和其他先修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固和加深所学的知识，同时通过实践，增强创新意思和竞争意识，培养分析问题和解决问题的能力。通过课程设计，绘图以及运用技术标准，规范，设计手册等相关资料，进行全面的机械设计基本技能训练。

减速器是在当代社会有这举足轻重的地位，应用范围极其广泛，因此，减速器的高质量设计，可以体现出当代大学生对社会环境的适应及挑战，从整体设计到装配图和零件图的绘制，都可以让参与设计的同学深深领悟到机器在如今社会的重要作用

目录

一、摘要

二、传动装置总体设计

1、传动机构整体设计

2、电动机的选择

3、传动比的确定

4、计算传动装置的运动参数

三、传动零件的设计

1、减速器传动设计计算

2、验算效率

3、精度等级公差和表面粗糙度的确定

四、轴及轴承装置设计

1、输出轴上的功率、转速和转矩

2、蜗杆轴的设计

3、涡轮轴的设计

4、滚动轴承的选择

5、键连接及联轴器的选择

五、机座箱体结构尺寸及附件

1、箱体的结构尺寸

2、减速器的附件

六、蜗杆减速器的润滑

1、蜗杆的润滑

2、滚动轴承的润滑

七、蜗杆传动的热平衡计算

1、热平衡的验算

八、设计体会

参考文献

一、传动装置总体设计

1、传动机构整体设计

根据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机——联轴器——减速器——联轴器——带式运输机。(如图右图所示) 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（如图下图所示），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。

总传动比：i=27 Z 1=2 Z 2=54

为了确定传动方案先初选卷筒直径：D=380mm 运输带速度：V=1m/s 卷筒转速w n =60×1000v/(πD)= 60×1000×1/(π×380)r/min=50.28 r/min 而i=27 ，并且w n =2n ，

所以有1n =i 2n =27×50.28=1357.6 r/min 选择同步转速为1500r ，满载转速为1440r/min 的电动机。

w n =2n =

1

n i

=53.33r/min

由w n =60×1000v/(πD)可得D ≈345mm

2、选择电动机

（1）选择电动机类型

按已知工作要求和条件选用Y 系列一般用途的全封闭自扇冷鼠笼型三相异步电动机. （2）选择电动机容量

工作机要求的电动机输出功率为： w

d p p n

= 其中 1000w w Fv

p n =

则 1000d w Fv

p n n

=

由电动机至运输带的传动总效率为：

23

12345w n n n n n n n =

式中，查机械设计手册可得 联轴器效率 1n =0.99 滚动轴承效率2n =0.98 双头蜗杆效率3n =0.8 转油润滑效率4n =0.96 卷筒效率 5n =0.96 则

w n n =68.0%

初选运输带有效拉力：F=5280N 从而可得：d P =7.45kw ＜7.5kw

电动机型号表一

（3）确定电动机转速

有前面可知电机的满载转速为1440r/min 从而可以选取Y132S2-4 以下是其详细参数

3、 传动比的确定

由前面可知总传动比 i 总=i=27

4、计算传动装置的运动和动力参数

（1）各轴转速

蜗杆轴 n 1=1440r/min

齿轮轴 n 2=1440/26=53.33 r/min 卷筒轴 n 3= n 2=53.33r/min

（2）各轴的输入功率

蜗杆轴 p 1= 12d P n n =7.23kw 齿轮轴 p 2=p 1234n n n =5.44kw 卷筒轴 p 3=p 2 12n n =5.28kw (3) 各轴的转矩

电机输出转矩 d T =9550

d

w

P n =9550×7.45/1440Nm=49.4Nm 蜗杆输入转矩 1T =d T 12n n =49.4×0.99×0.98 Nm =47.94Nm

蜗轮输入转矩 2T =1T i 234n n n =47.94×26×0.98×0.8×0.96Nm =938.1 Nm

卷筒输入转矩 3T =2T 12n n =938.1×0.99×0.98 Nm=910.2Nm 将以上算得的运动和动力参数列于表2-2

表2-2

三、传动零件的设计

1、减速器传动设计计算

（1）选择蜗杆传动类型

根据GB/T 10085-1988的推存，采用渐开线蜗杆（ZI ）。

（2）选择材料

蜗杆：根据库存材料的情况，并考虑到蜗杆传动传递的功率不大，速度只是中等，故蜗杆用45钢；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求淬火，硬度为45~55HRC 。 因而蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1，金属模铸造。为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而轮芯用45号钢制造。

(3) 按齿面接触疲劳强度进行设计 根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。由手册知传动中心距

a ①确定作用在涡轮上的转距 由前面可知2T =938.1 Nm 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K β=1; 由机械设计手册取使用系数A K =1.15

由转速不高，冲击不大，可取动载荷系数V K =1.2; K=K βA K V K =1.38