机械设计课程设计(蜗杆)
机械设计8涡轮蜗杆
蜗杆。
（1）单头、小导程角；（2）单头、大导程角；（3）多头、小导程角； （4）多头、大导程角；
5、为了减少蜗轮滚刀型号，有利于刀具标准化，规定 4
值。
为标准
（1）蜗轮齿数；（2）蜗轮分度圆直径；（3）蜗杆头数；（4）蜗杆 分度圆直径；
6、为了凑中心距或改变传动比，可采用变位蜗杆传动，这时 2
。
（1）仅对蜗杆进行变位；（2）仅对蜗轮进行变位；（3）同时对蜗杆、
d1为标准值
五、蜗杆直径系数q d1、m——为标准值 q d1 m ∴q为导出值,不一定为整数。d1 mq mz 1 m一定时，q↑——d1↑——蜗杆刚度↑ z1一定时， q↑——γ↓——η↓，自锁性↑ ∴ 小m蜗杆→选用大q，保证强度和刚度→适于小P
大m蜗杆→选用小q，保证效率→适于大P 六、蜗杆导程角γ
蜗杆传动类型和特点
失效形式、材料选择与结构
蜗 主要参数和几何关系 杆 传 蜗杆传动受力分析和效率 动 蜗杆传动的强度计算
蜗杆传动热平衡计算
§1 蜗杆传动类型和特点
一、特点和应用
外形类似： 螺旋与斜齿轮的传动
从中间平面剖开： 齿轮与齿条的传动
1、应用 用于传递交错轴之间的回转运动。 一般：空间垂直
tan z 1 px z 1m z 1m z 1 d 2 d1 d1 d1 q u d1
3.5 ~ 33 γ↑→η↑ γ↑↑→制造困难
γ↓→η↓
传递动力时:头数z1↑—γ↑—η↑ ∴ 采用多头蜗杆 传递运动时:保证自锁( γ≤ρ),γ↓—z1 ↓,采用单头蜗杆
P 750KW（通常＜50KW），Vs （通常＜15 m/s）。 为什么？
35 m/s
机械设计课程设计一级蜗轮蜗杆减速器设计(全套图纸)
机械设计课程设计设计说明书题目设计者指导教师班级提交日期全套CAD图纸加153893706目录一、设计任务 (1)1、工作条件 (1)2、原始数据 (1)3、传动方案 (1)二、总体设计 (2)1、传动方案 (2)2、选择电机 (4)3、确定传动装置的总传动比和分配传动比 (5)4、减速器各轴转速、功率、转距的计算 (6)5、蜗轮蜗杆传动的设计 (7)6、轴的结构设计 (12)7、轴的校核 (16)8、平键联接计算 (19)9、滚动轴承校核 (20)10、润滑设计 (21)11、箱体及附件的设计 (22)三、设计心得与体会 (23)四、参考文献 (24)一设计任务1.题目F：设计一级蜗杆减速器，拉力F=7000N，速度v=0.538m/s，直径D=400mm，每天工作小时数：16小时，工作寿命：8年，工作天数（每年）：300天，2.原始数据3.传动方案项目数据运输带拉力 F（KN）7000二 总体设计1、传动方案：已经给出，如第1页附图12、选择电动机（1）选择电动机的类型：无特殊要求，电机类型通常选用Ｙ系列的三相笼型异步电动机，因其结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便。
（2）选择电动机的容量工作机所需功率为370.53810 3.76610001000w FV P KW KW KW ⨯⨯=== 式中g r c ηηη、、、1η分别为蜗轮蜗杆传动、一对滚动轴承、联轴器、工作机传动效率，。
取gη=0.8、r η=0.99、c η=0.99、10.95η=则312..a g r c ηηηηηη=⋅⋅=0.8×0.993×0.99×0.95×0.96=0.7电动机所需工作功率为： 3.7665.020.75wd aP P KW η===（3）确定电动机转速卷筒工作速度为6010006010000.538/min 25.71/min 400w v n r r D ππ⨯⨯⨯===⋅⋅按高等教育出版社出版的机械设计课程设计指导书表3-1，常见机械传动的主要性能推荐的传动比合理范围，一级蜗杆减速器传动比10~40,根据V 带的传动比范围2 ~4经查表按推荐的合理传动比范围，一级蜗杆减速器传动比范围为：10--80，可选择的电动机转速范围为nd=(10-80)×25.71=257.1--2056.8r/min 。
机械设计课程设计-蜗轮蜗杆减速器设计说明书
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，电压为380V。
2）选择电动机的容量工作机的有效功率为P w=Fv1000=1700×0.91000=1.53kW从电动机到工作机输送带间的总效率为η∑=η12∙η2∙η3=0.992∙0.73∙0.97=0.694式中各η按表9.1取1η－联轴器传动效率：0.992η－蜗轮蜗杆的传动效率：0.733η－卷筒的传动效率：0.97所以电动机所需工作功率P d=P wη∑=1.530.694=2.20kW3）确定电机转速工作机卷筒的转速为n w=60×1000vπd=60×1000×0.9π×280=61.4r/min所以电动机转速的可选范围是：n d=i∑′n w=(8~40)×61.4=(491~2456)r/min符合这一范围的转速有：750 r/min、1000 r/min、1500 r/min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1500 r/min的电动机。
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1：2 确定传动装置的总传动比和分配传动比：总传动比：i∑=n mn w=142061.4=23.33 计算传动装置各轴的运动和动力参数：1）各轴转速：Ⅰ轴 n1=n m=1420r/min Ⅱ轴n2=61.4r/min卷筒轴n卷=n2=61.4r/min 2）各轴输入功率：Ⅰ轴PⅠ=P dη1=2.20×0.99=2.18kWⅡ轴PⅡ=PⅠη2=2.18×0.73=1.59kW卷筒轴P卷=PⅡη2η1=1.65×0.99×0.95=1.49kW3）各轴输入转矩：电机轴的输出转矩T d=9.55×106P dn W=9.55×106×2.201420=1.48×104 N∙mmⅠ轴TⅠ=T dη1=1.48×104×0.99=1.46×104 N∙mmⅡ轴TⅡ=TⅠη3i=2.95×104×0.73×23.3=2.49×105 N∙mm卷筒轴T卷=TⅡη2η1=2.49×105 ×0.99×0.95=2.34×105 N∙mm运动和动力参数结果如下表：二、蜗轮蜗杆的设计1、选择材料及热处理方式。
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。
哈工大机械设计课程设计蜗杆减速器设计说明书
目录一、选择电机 (2)二、计算传动装置的传动比 (3)三、计算传动装置各轴的运动参数与动力参数 (3)四、传动零件的设计计算 (4)五、热平衡计算 (7)六、机体的结构尺寸 (7)七、蜗轮与蜗轮轴的设计计算 (8)八、蜗杆轴的设计 (15)九、减速器的润滑及密封条件的选择 (16)十、减速器的附件设计 (17)一、选择电机1、选择电机类型按工作要求和工作条件选择YB 系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全封闭式自扇冷式结构，电压为380V 。
2.选择电机的容量工作机的有效功率为: 365.1100065.021001000=⨯==Fv P W 从电动机到工作机输送带间的总效率为; 4321ηηηηη=∑式中：1η---联轴器的传动效率；2η---轴承的传动效率； 3η---蜗轮的传动效率；4η---卷筒的传动效率。
由表9.1可知，10.99η=，98.02=η，30.75η=，96.04=η，则692.0=∑η，所以电动机所需的工作功率为Kw P P wd 974.1692.0365.1===∑η 2、确定电动机的转速工作机卷筒的转速为min /5025014.365.0100060100060r d v n w ≈⨯⨯⨯=⨯=π由于蜗轮的齿数为28—80，故选则蜗杆的头数Z 1=2。
所以电动机转速可选的范围为2000~50050)40~10(=⨯=⨯=∑w d n i n min /r符合这一范围的同步转速为500r/min ，1000r/min 和1500r/min 。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000r/min的电动机。
根据电动机的类型、容量和转速，由机械设计手册选定电动机的型号为Y112M-6，其主要性能如表1.1所示，电动机的主要外形尺寸和安装尺寸如表1.2所示。
表1.1 Y112M-6型电动机的主要性能表1.2电动机的主要外形和安装尺寸（单位mm ）二、计算传动装置的传动比总传动比8.1850940====∑w m n n i i 三、计算传动装置各轴的运动参数与动力参数1、各轴的转速Ⅰ轴 min /9401r n n m == Ⅱ轴 min /508.1894012r i n n ===卷筒轴 min /5023r n n ==2、各轴的输入功率Ⅰ轴 Kw P P d 954.199.0974.111=⨯==ηⅡ轴 Kw P P 451.175.099.0954.13212=⨯⨯==ηη 卷筒轴 Kw P P 422.199.099.0451.1212卷=⨯⨯==ηη 3、各轴的输入转矩电动机的输出转矩T d 为mm N n P T m d d ⋅⨯=⨯⨯=⨯=4661001.2940974.11055.91055.9 所以：Ⅰ轴 mm N T T d ⋅⨯=⨯⨯==44111099.199.01001.2ηⅡ轴 mm N i T T ⋅⨯=⨯⨯⨯⨯==5432121078.28.1875.099.01099.1ηη 卷筒轴 mm N T T ⋅⨯=⨯⨯⨯==55212卷1072.299.099.01078.2ηη将上述计算结果汇总于表1.3，以备查用。
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。
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：
v带蜗杆的课程设计
v带蜗杆的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解v带蜗杆的基本概念，掌握其结构特点及工作原理。
2. 学生能掌握v带蜗杆的传动比计算方法，并了解其应用场景。
3. 学生了解v带蜗杆的安装、调试及维护方法。
技能目标：1. 学生能运用v带蜗杆传动原理，分析实际工程中相关问题，并提出解决方案。
2. 学生能够独立完成v带蜗杆的简单设计，并绘制出其装配图。
3. 学生能够熟练使用相关工具，进行v带蜗杆的拆装与调试。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械传动装置的兴趣，激发其探索精神和创新意识。
2. 培养学生严谨的科学态度，使其认识到机械设计在工程实践中的重要性。
3. 培养学生的团队协作精神，使其在实践活动中学会分工与合作。
本课程针对高中年级学生，结合学科特点，注重理论知识与实际应用相结合。
课程设计旨在帮助学生掌握v带蜗杆的基础知识，提高其解决实际问题的能力，同时培养其良好的情感态度和价值观。
通过本课程的学习，为学生未来从事相关领域工作打下坚实基础。
二、教学内容1. v带蜗杆的基本概念与结构特点：介绍v带蜗杆的定义、分类及其在机械传动中的应用；分析v带蜗杆的结构、材料及工作原理。
教材章节：第二章第四节《v带蜗杆传动》2. v带蜗杆的传动比计算：讲解传动比的计算方法，通过实例分析传动比在实际应用中的重要性。
教材章节：第二章第五节《v带蜗杆传动的传动比计算》3. v带蜗杆的应用场景：介绍v带蜗杆在各类机械设备中的应用，以及其在工程实践中的优缺点。
教材章节：第二章第六节《v带蜗杆传动的应用》4. v带蜗杆的安装、调试与维护：讲解v带蜗杆的安装方法、调试步骤及日常维护要点。
教材章节：第二章第七节《v带蜗杆传动的安装、调试与维护》5. v带蜗杆设计及装配图绘制：介绍v带蜗杆设计的基本原则，指导学生完成简单v带蜗杆的设计，并绘制出装配图。
教材章节：第二章第八节《v带蜗杆传动的设计与绘图》6. v带蜗杆的拆装与调试实践：组织学生进行v带蜗杆的拆装与调试实践，巩固理论知识，提高动手能力。
(完整word版)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..................................................................................................... - 6 -四、传动装置各参数的计算............................................................................ - 6 -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........................................................................ - 7 -二、设计计算..................................................................................................... - 7 -第四章轴的结构设计及计算 ............................................................................ - 12 -一、安装蜗轮的轴设计计算......................................................................... - 12 -二、蜗杆轴设计计算...................................................................................... - 17 -第五章滚动轴承计算......................................................................................... - 20 -一、安装蜗轮的轴的轴承计算..................................................................... - 20 -二、蜗杆轴轴承的校核 ................................................................................. - 21 -第六章键的选择计算......................................................................................... - 21 -第七章联轴器 ..................................................................................................... - 22 -第八章润滑及密封说明..................................................................................... - 23 -第九章拆装和调整的说明................................................................................. - 23 -第十章减速箱体的附件说明 ............................................................................ - 23 -课程设计小结.......................................................................................................... - 24 -参考文献.................................................................................................................. - 25 -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。
(完整版)机械设计-蜗杆习题与参考答案
习题与参考答案一、选择题1 与齿轮传动相比较, 不能作为蜗杆传动的优点。
A。
传动平稳，噪声小 B. 传动效率高C. 可产生自锁 D。
传动比大2 阿基米德圆柱蜗杆与蜗轮传动的模数，应符合标准值。
A. 法面 B。
端面 C。
中间平面3 蜗杆直径系数q＝。
A。
q=d l/m B. q=d l mC。
q=a/d l D. q=a/m4 在蜗杆传动中,当其他条件相同时，增加蜗杆直径系数q，将使传动效率。
A。
提高 B. 减小C. 不变D. 增大也可能减小z，则传动效率。
5 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数1A. 提高 B。
降低C. 不变 D。
提高，也可能降低z，则滑动速度。
6 在蜗杆传动中，当其他条件相同时，增加蜗杆头数1A。
增大 B. 减小C. 不变 D。
增大也可能减小z,则 .7 在蜗杆传动中，当其他条件相同时,减少蜗杆头数1A. 有利于蜗杆加工 B。
有利于提高蜗杆刚度C。
有利于实现自锁 D。
有利于提高传动效率8 起吊重物用的手动蜗杆传动,宜采用的蜗杆。
A. 单头、小导程角B. 单头、大导程角C。
多头、小导程角 D. 多头、大导程角9 蜗杆直径d1的标准化，是为了。
A。
有利于测量 B. 有利于蜗杆加工C。
有利于实现自锁 D. 有利于蜗轮滚刀的标准化10 蜗杆常用材料是 .A。
40Cr B. GCrl5C. ZCuSnl0P1 D。
LY1211 蜗轮常用材料是.A. 40Cr B．GCrl5C. ZCuSnl0P1D. LYl212 采用变位蜗杆传动时。
A. 仅对蜗杆进行变位B. 仅对蜗轮进行变位C。
同时对蜗杆与蜗轮进行变位13 采用变位前后中心距不变的蜗杆传动，则变位后使传动比 。
A 。
增大B 。
减小C. 可能增大也可能减小。
14 蜗杆传动的当量摩擦系数f v 随齿面相对滑动速度的增大而 。
A 。
增大B 。
减小C 。
不变D 。
可能增大也可能减小15 提高蜗杆传动效率的最有效的方法是 。
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。
《机械设计基础(活页式教材)》电子教案 蜗杆传动
3.锥蜗杆传动
如图所示，蜗杆为一等导程的锥形螺纹，故称锥蜗杆。涡轮像一个曲线齿圆锥齿轮，故称锥轮。他们的轴线在空间交错，交错角通常为90°。锥蜗杆传动的特点是：啮合齿数多，重合度大，故传动平稳，承载能力高，涡轮能用淬火钢制造，可节省有色金属。
12.1 蜗杆传动的类型和特点
12.2.1 蜗杆传动的主要参数及其选择
12.2 普通圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
式中 、 为标准值。ZA型蜗杆 ，ZI、ZN型蜗杆的法向压力角 。
2.蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q
由于蜗轮是用与蜗杆尺寸相同的蜗轮滚刀配对加工而成的，为了限制 滚刀的数目，国家标准对每一标准模数规定了一定数目的标准蜗杆分度圆 直径d1。
12.1 蜗杆传动的类型和特点
③ 法向直廓圆柱蜗杆(ZN型)
如图所示，亦称延伸渐开线蜗杆。蜗杆的法向剖面N-N上具有直线齿廓，轴向剖面I-I具有外凸曲线。端面齿廓为延伸渐开线。蜗杆可以车制，车削时刀具法向放置，有利于车削 ＞15°的多头蜗杆，还可以磨削加工。这种蜗杆加工简单，加工精度容易保证，常用于机床的多头精密蜗杆的传动。
阿基米德蜗杆（ZA型）渐开线蜗杆（ ZI型） 法向直廓蜗杆（ZN型）锥面包络圆柱蜗杆 （ZK型）
圆柱蜗杆传动
环面蜗杆传动
锥蜗杆传动
普通圆柱蜗杆传动
圆弧圆柱蜗杆传动
其蜗杆的螺旋面是用刃边为凸圆弧形 的车刀切制而成的。
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；
在中间平面内蜗杆与蜗轮的啮合就相当于渐开线齿条与齿轮的啮合。在蜗杆传动的设计计算中，均以中间平面上的基本参数和几何尺寸为基准 。
机械设计课程设计【一级蜗杆减速器的设计】
目录一、选择电机 (2)二、计算传动装置的总传动比i (3)三、计算传动装置各轴的的运动和动力参数 (3)四、涡轮蜗杆的设计及参数计算 (4)五、蜗杆轴的设计，输入轴联轴器的及蜗杆轴承的选择 (6)六、蜗杆轴的校核 (7)七、涡轮轴承寿命校核 (9)八、涡轮轴的设计，输出轴联轴器的及蜗杆轴承的选择 (9)九、涡轮轴的校核 (11)十、涡轮轴承校核 (13)十一、键的设计及校核 (13)十二、涡轮的结构设计 (14)十三、机体外壳的设计 (15)十四、热平衡计算 (15)十五、减速器的附件 (16)十六、减速器的结构以及润滑、密封的简要介绍 (17)参考文献 (17)一级蜗杆减速器一、选择电机1.选择电机类型按工作要求和工作条件选择YB系列三相鼠笼型异步电动机，其结构为全封闭式自扇冷式结构，电压为380V。
2.选择电机的容量工作机的有效功率为：；则从电动机到工作机输送带间的总效率为：所以电动机所需的工作功率为：3.确定电动机的转速按表9.1推荐的传动比合理范围，一级涡轮减速器的传动比=10~40，工作机卷筒的转速为：；所以电动机的转速可选范围为：符合这一范围的同步转速为750r/min、1000r/min、1500r/min三种。
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、质量及价格等因素，为使传动装置结构紧凑，决定选用同步转速为1000r/min的电动机。
根据电动机的类型、容量和转速，由电机手册选定电动机型号为Y112M-6。
其主要性能如表1，主要外形及安装尺寸如图1及表2表1 Y112M-6型电动机的主要性能，电动机型号额定功率/(kW)满载转速/(r/min)额定转矩启动转矩Y112M-6 2.2 940 2.0表2 12Y112M-6型电动机主要外形及安装尺寸型号H A B C D E F×GD G K b b1b2h AA BB HA L1 Y112M-6 112 190 140 70 28 60 8×7 24 12 245 190 115 265 50 180 15 400二、计算传动装置的总传动比i三、计算传动装置各轴的的运动和动力参数1.各轴转速1轴2.各轴的输入功率1轴2轴卷筒轴3.各轴的输入转矩为电动机的输入转矩为1轴的输入转矩2轴的输入转矩卷筒轴的输入转矩将上述计算结果汇入表3，以备查用（1轴是输入轴，2轴式输出轴）表3 带式传动装置的运动和动力参数轴名功率P(kW) 转矩T(r/min) 转速n（r/min）电机轴 1.725 9401轴 1.691 9402轴 1.292 52.28卷筒轴 1.241 52.28四、涡轮蜗杆的设计及参数计算1.传动参数确定传动比，而应不小于26，所以取，，取实际传动比，涡轮转速2.涡轮蜗杆材料选择及强度计算由于蜗杆传递的功率不大，速度也不高，蜗杆选用45号钢制造，表面淬火处理，齿面硬度达45～50HRW 。
机械设计-蜗杆传动
继续…
传动的热平衡。
蜗轮轮齿折断
返回原处
蜗轮齿面磨损
返回原处
蜗轮齿面胶合
返回原处
蜗杆齿面点蚀
返回原处
§3. 蜗杆传动的主要失效形式
三、常用材料
高速重载
蜗杆
低碳合金钢+渗碳淬火 中碳钢或中碳合金钢+表面淬火
低速中载
中碳钢+调
质
vs≥3 m/s 重要传动
铸造锡青铜
蜗轮 vs≤4 m/s 一般传动
蜗轮齿根弯曲疲劳强度计算
二 、
校核计算公式
F1.m 53 K 1d2 T2YF2aY[F]
强 度 计
设计计算公式
m2d11z.523KFT2YFa2Y
算 [F] ——蜗轮的许用弯曲应力, [F] =KFN [F]'
[F]' ——表11-8。 YFa2——齿形系数，图11-19
Y——螺旋角影响系数 Y 1140
铸造铝铁青铜
vs<2 m/s 不重要传动
灰铸铁
§4. 蜗杆蜗轮常见结构
蜗 杆 结 构
§4. 蜗杆蜗轮常见结构
蜗轮结构
整体式
拼铸式 螺栓联接式 齿圈式 组合式
§5. 蜗杆传动的承载能力计算
Ft1
Fa2
2T1 d1
Fa1
Ft 2
2T2 d2
T2T1i12
Fr1 Fr 2 Ft 2tg
Fn
Fa1 cos n cos
)2
计 算
K ——载荷系数，K=KAKKV。
[]H ——蜗轮许用接触应力。
ZE ——弹性系数，青铜或铸铁蜗轮与钢蜗杆
配对时， ZE =160MPa1/2
机械设计课程设计蜗杆减速器设计答辩
通过分析和计算，优化蜗杆减速器的结 构和参数，满足设计要求。
设计结果和优化
设计成果
通过优化设计，我们获得了一个 高效、可靠的蜗杆减速器。
改进方向
进一步优化蜗杆减速器的结构和 材料，以提高传动效率和工作寿 命。
潜在应用
设计结果也为其他机械传动装置 的优化提供了借鉴。
减速器的性能参数
传动比 效率 噪声 额定转矩
大于等于10:1 大于等于90% 小于等于75 dB 根据实际需求确定
设计答辩与总结
设计答辩将重点总结蜗杆减速器设计的关键要点和优化方向，并对设计结果 进行评估和展望。感谢大家的聆听，希望本课程能够为大家提供有关机械设 计的宝贵经验。
3 结构强度与刚度
确保蜗杆减速器的结构能够承受所需的工作负荷，并具有足够的刚度以保证传动精度。
设计过程和方法
1
初步设计
2
根据需求分析，进行初步的构思和设计，
பைடு நூலகம்
确定蜗杆和蜗轮的参数。
3
制造与检验
4
根据设计结果，进行蜗杆减速器的制造 和检验，确保产品质量。
需求分析
确定减速器的工作要求和性能指标，包 括输出扭矩、输出速度等。
蜗杆减速器的定义和作用
蜗杆减速器由蜗杆和蜗轮组成，通过蜗杆的旋转运动将蜗轮上的扭矩传递给输出轴。它可以实现精确的速度调 节和扭矩放大，广泛应用于工业机械、交通运输等领域。
蜗杆减速器设计的要点
1 传动比的选择
根据实际需要选择合适的传动比，以达到所需的速度和扭矩要求。
2 蜗杆与蜗轮的匹配
确保蜗杆和蜗轮之间的配合性能良好，减小传动损失并提高传动效率。
机械设计课程设计蜗杆减速器 设计答辩
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目录一设计任务书 (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)计算及说明结果一．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 0.31 350二. 传动方案的拟定（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。
蜗轮蜗杆机械设计课程设计说明书
设计小结
机械设计课程设计是机械设计这门课程中的最后一个环节，也是最考验我们平时学习成果的一个环节。
本次课程设计历时三个星期，在设计的过程中，我收获了很多，学习到了很多平常都没有学习到的知识，同时也体验了一把作为设计人员的酸甜苦辣，获益匪浅。
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。
这次课程设计我设计的是蜗轮蜗杆减速器，由于理论知识的不足，再加上平时没有什么设计经验，一开始的时候有些手忙脚乱的，不知道从何入手。
在刘老师的大力帮助下，终于慢慢的走上了正轨。
在设计的过程中还是遇到了各中困难，由于我设计的是蜗轮蜗杆减速器，参考的资料相对比较少，部分数据查找起来有困难，但还是借助网络的力量查找到了相应的数据。
后来，在轴的设计过程中又遇到了麻烦，还好在刘老师的无私帮助下，顺利解决了蜗轮轴以及蜗杆轴的设计。
现在，课程设计终于接近尾声了，回顾这三周的风风雨雨，自己也是感慨万千。
“世上无难事，只怕有心人”，现在我终于能够理解它的深刻内涵了。
在此，我感谢同学们帮助我一起探讨、解决问题，衷心感谢刘鹄然老师在这三周里为我们付出了这么多，课程设计的成功，有刘老师的一半功劳！再次对刘老师的无私奉献致以最衷心的感谢！。
机械设计V带蜗杆课程设计
机械设计V带蜗杆课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解V带蜗杆的基本结构、工作原理及其在机械传动中的应用。
2. 学生能掌握V带蜗杆的设计步骤、计算方法和参数选择。
3. 学生了解V带蜗杆的优缺点，并能与其它传动方式进行比较。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，独立完成V带蜗杆的设计计算。
2. 学生能通过绘图软件绘制V带蜗杆的装配图和零件图。
3. 学生能运用CAD软件对V带蜗杆进行三维建模，提高实际操作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械设计专业的热爱，增强对工程技术的认识。
2. 学生在团队协作中培养沟通、合作能力，树立集体荣誉感。
3. 学生通过课程学习，增强解决问题的自信心，形成积极向上的学习态度。
课程性质：本课程为机械设计专业核心课程，旨在培养学生具备V带蜗杆设计的基本能力和实践操作技能。
学生特点：学生已具备一定的机械基础知识，具有较强的学习能力和动手能力。
教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，提高学生的设计能力和工程素养。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面得到全面提升。
课程目标分解为具体学习成果，以便进行教学设计和评估。
二、教学内容1. 理论知识：- V带蜗杆的基本概念、结构特点及工作原理。
- V带蜗杆的传动比计算、功率计算、强度计算。
- V带蜗杆的设计准则、参数选择及优化方法。
2. 实践操作：- V带蜗杆设计计算实例分析。
- 使用CAD软件进行V带蜗杆的三维建模和工程图绘制。
- V带蜗杆装配图和零件图的绘制方法。
3. 教学大纲：- 第一周：V带蜗杆基本概念、结构和工作原理学习。
- 第二周：V带蜗杆传动计算、设计准则学习。
- 第三周：V带蜗杆设计计算实例分析与练习。
- 第四周：V带蜗杆三维建模及工程图绘制实践。
教材章节关联：- 教材第3章“齿轮传动及其设计”相关内容。
- 教材第4章“带传动及其设计”相关内容。
- 教材第6章“蜗杆传动及其设计”相关内容。
机械设计-蜗轮蜗杆
许用弯曲应力 =KFN× ，
查表11-8 由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 ，=56MPa。
寿命系数KFN= =0.6281
=KFN× ，=35.17 MPa
= ×YFa2×
所以弯曲疲劳强度满足，合格。
6、验算效率η
η=（0.95～0.96）×
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。传动中心距：
a
(1)确定作用在蜗轮上的转矩T2
按z1=2， 估取效率η=0.8，则
T2=9.5×106× =9.55×106× =9.55×106× =889589N.mm
（2）确定载荷系数
，=268MPa
a=200mm
m=8
d1=80mm
z1=2
q=10.00
=11°18′36″
z2=41
x2=-0.500
《机械设计》
作
业
设计题目：蜗轮蜗杆传动
学 院：____机械电气化工程学院______
专业班级：_机械设计制造及其自动化15-1_
****************_______________
蜗轮齿根圆直径df2=d2-2df2=328-2×1.2×8=308.8mm
蜗轮咽喉母圆半径rg2=a- da2=200- ×344=28mm
5、校核齿根弯曲疲劳强度
= ×YFa2×
当量齿数 zv2= = =43.48
根据x2=-0.5,zv2=43.48,
查图11-19得齿形系数YFa2=2.85
因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数Kβ=1.0，
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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
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）
0.950.31350
二.传动方案的拟定
（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。
该工作机采用的是原动机为Y系列三相笼型异步电动机，电
1 MPa
2
mm
n
P
A
d52.22
72
.
44
3632
.0
1123
3
2
2=
⨯
=
≥
（5）轴的结构设计
[1]初选轴承
初步选择滚动轴承。
因轴承同时受有径向和轴向力的作用，故选用圆锥滚子轴承；参照工作要求，由轴承产品目录中初步选取0基本游隙组、标准精度级的圆锥滚子轴承。
查《机械设计课程设计手册》（表9-3）初选型号为30209。
[2]各轴段径向尺寸确定
初估轴径后,就可按轴上零件的安装顺序,从左端开始确定直径.该轴轴段A-B为最小端,故该段直径为26mm。
C-D段和F-G安装轴承，故该段直径为45mm。
为了设计的需要，考虑安装密封装置，设计B-C段的直径为32mm。
E-F段为蜗轮提供轴向定位，选直径为64mm。
安装轴承的C-D段和F-G段均有挡油板，提供轴向定位。
D-E段安装蜗轮，直径60mm。
[3]各轴段轴向尺寸确定
A-B段安装齿轮，根据前面关于开式齿轮的设计计算，其长度可取70mm。
B-C段考虑装配时扳手空间，取长度为42mm。
C-D 段和F-G段安装轴承及轴向定位的套筒和挡油板，其长度可分别取42mm和45mm。
轴段D-E装蜗轮，取长度为80mm。
E-F段为定
位轴肩，其长度为5mm 。
（6）按弯扭合成校核高速轴的强度
在确定轴承支点位置时，查《机械设计手册》得30209圆锥滚子轴承的a=16.9mm ，做出简支梁的轴的跨距为108mm 。
由前面计算得： N d T F t 997205102230
2222=⨯==
N d T F a 27650
6895
2211=⨯==
N F F t r 363tan ==α
① 绘出轴的计算简图
N F NH 5.4981=N
F NH 5.4982=m
N M H ⋅=919.26N
F NV 4.4431=N
F NV 4.802-=m N M V =95.231m
N M V ⋅-=34.42m N M ⋅=03.361m N M ⋅=27.272
② 在水平面上 计算支反力： 21NH NH t F F F +=N
2211L F L F NH NH ⋅=⋅
得：N F F NH NH 5.49821== 计算弯矩：
m N L F M NH H ⋅=⨯=⨯=919.261000/545.49822
③在垂直面上： 计算支反力：
由01122=-+L F M L F NV a NV
2
1NV NV r F F F +=
2
D
F M a a =
得N F NV 4.4431=， N F NV 4.802-=
计算弯矩：m N F M NV V ⋅=⨯=⨯=95.231000/3.454.4435411
108323=W
MPa ca 1.5=σ
5
.9112=W 18225=T W
mm N M ⋅=28.3654
MPa b 4.0=σ
MPa T 05.5=τ
由分析可知 N F F F re V
r V r 26.7651.1522
1
2112=⨯=== N F F te H r 26.21926468
35
3335351=⨯=⨯+=
N F F te H r 65.20630.4132
1
212=⨯==
N F F F H
r V r r r F 46.23226.21926.762
2212121=+=+== ②求两轴承的计算轴向力1a F 和2a F
L=48mm
MPa
p 110][=σmm
l 40=mm k 5.3=
d=60mm
b=18mm
h=11mm
L=58mm
MPa
p 110][=σmm
l 46=mm k 5.5=MPa p 1.12=σ
[4]周春国王慧武.《机械设计课程设计手册》（第二版）.---西安:西安理工大学机械设计系；
[5]哈尔滨工业大学理论力学教研室.《理论力学》. ---北京：高等教育出版社，2002.8 ；
[6]刘鸿文.《材料力学》. ---北京：高等教育出版社，2006.8；
[7]孙恒陈作模.《机械原理》（第七版）.--- 北京：高等教育出版社，2006.5；
[8]甘永立.《几何量公差与检测》.--- 上海：上海科学技术出版社，2010.1；
[9]梁戈时惠英.《机械工程材料与热加工工艺》.---北京：机械工业出版社，2006.8；。