机械设计作业(蜗杆涡轮)
机械设计(蜗轮蜗杆)
青岛理工大学课程设计说明书课题名称：机械设计课程设计学院：专业班级：学号：学生：指导老师：青岛理工大学教务处年月日《机械设计课程设计》评阅书题目单级蜗轮蜗杆减速器的设计学生姓名学号指导教师评语及成绩指导教师签名：年月日答辩评语及成绩答辩教师签名：年月日教研室意见总成绩：室主任签名：年月日摘要本次课程设计是设计一个单级减速器，根据设计要求确定传动方案，通过比较所给的方案，选择蜗轮蜗杆的传动方案，作为设计方案。
设计过程根据所给输出机的驱动卷筒的圆周力、带速、卷筒直径和传动效率。
确定所选电动机的功率，再确定电动机的转速范围，进而选出所需要的最佳电动机。
计算总传动比并分配各级传动比，计算各轴的转速、转矩和各轴的输入功率。
对传动件的设计，先设计蜗杆，从高速级运动件设计开始，根据功率要求、转速、传动比，及其其他要求，按蜗杆的设计步骤设计，最后确定蜗杆的头数，模数等一系列参数。
本次课程设计我采用的是普通圆柱蜗杆传动，蜗轮蜗杆减速器的优点是，传动比大，传动效率高，传动平稳，降低噪音。
之后设计蜗轮的结构，按《机械设计》所讲的那样设计，接下来对箱体进行大体设计，设计轴的过程中将完成对箱体的总体设计，设计轴主要确定轴的各段轴径及其长度，在此设计过程中完成了对一些附加件的设计包括对轴承的初选，主要是根据轴的轴向及周向定位要求来选定，然后对轴进行强度校核，主要针对危险截面。
这个过程包括一般强度校核和精密校核。
并对轴承进行寿命计算，对键进行校核。
设计过程中主要依据《课程设计》，对一些标准件和其他的一些部件进行选择查取，依据数学公式和经验进行对数据的具体确定。
关键字：减速器，蜗杆，轴，轴承，键目录摘要 (I)1 设计任务 (1)1.1 课程设计的目的 (1)1.2 课程设计要求 (1)1.3 课程设计的数据 (1)2 传动方案拟定 (2)2.1 确定传动方案 (2)2.2 选择单级蜗轮蜗杆减速器 (2)3 电动机的选择 (3)3.1 电动机功率计算 (3)3.2 电动机类型的选择 (3)4 计算传动比及运动和动力参数 (4)4.1 总传动比 (4)4.2 运动参数及动力参数的计算 (4)5 确定蜗轮蜗杆的尺寸 (5)5.1 选择蜗杆传动的类型及材料 (5)5.2 按齿面接触疲劳强度进行设计 (5)5.3 计算蜗轮和蜗杆的主要参数与几何尺寸 (5)5.4 校核齿根弯曲疲劳强度 (6)6 轴的设计计算 (9)6.1 蜗杆轴的设计计算 (9)6.2 蜗轮轴的设计和计算 (10)7 滚动轴承的选择及校核计算 (14)7.1 轴承的选择 (14)7.2 计算轴承的受力 (14)8 键联接的选择及校核计算 (16)8.1 选择键联接的类型和尺寸 (16)8.2 校核键联接的强度 (16)9 联轴器的选择 (18)10 减速器箱体的选择 (19)11 减速器的润滑与密封 (20)11.1 减速器蜗轮蜗杆的传动润滑方式 (20)11.2 减速器轴承润滑方式 (20)11.3 减速器密封装置的选择,通气孔类型 (20)总结 (21)参考文献 (22)1 设计任务1.1 课程设计的目的该课程设计是继《机械设计》课程后的一个重要实践环节，其主要目的是：（1）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，进一步巩固和拓展所学的知识。
机械设计基础 蜗杆传动
二、蜗杆传动的材料
1. 为了减摩，通常蜗杆用钢材（耐磨），蜗轮用有色金属（ 铜合金、铝合金，较好的减摩性）。 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。
三、蜗杆、涡轮的结构
蜗杆
蜗轮
二、蜗杆传动的特点
1.蜗杆传动的优点 （1）传动比大，结构紧凑。一般 i =10~40，在只传递运动 的分度机构中，可达1000。这样大的传动比如果用齿轮传 动，则需要采用多级传动才行，因此蜗杆传动结构紧凑， 体积小，重量轻 （2） 传动平稳，噪声低。由于蜗杆上的齿是连续不间断 的螺旋齿，它与蜗轮齿啮合时是连续不断的，蜗杆齿无啮 入和啮出的过程，因此工作平稳、噪声小。 （3）可制成具有自锁性的蜗杆。当蜗杆的螺旋升角小于啮 合面的当量摩擦角时，机构具有自锁性，蜗杆只能带动蜗 轮转动，而蜗轮不能带动蜗杆转动。
力的大小
圆周力
2T1 Ft1 Fa 2 d1
轴向力
2T2 Ft 2 Fa1 d2
径向力
Fr 1 Fr 2 Ft 2 tan
蜗杆传动受力方向判断
在分析蜗杆传动受力时，应注意其受力方向的确定。 主、从动轮上各对应的力大小相等，方向相反。蜗杆 所受圆周力的方向总是与它的转向相反；径向力的 方向总是指向轴心的。蜗杆受的轴向力的方向与蜗 杆的旋向和蜗杆的旋转方向有关。 方法： 左右手定则
Fr 2
Fr1
蜗杆传动受力方向判断
蜗杆的旋转方向和螺旋线方向如图所示，试判断蜗杆、 蜗轮所受径向力、圆周力和轴向力的方向，以及蜗轮的旋 转方向。 径向力 Fr1 =径向力 Fr 2 指向各自轴心 与转向相反
机械设计基础2 部分作业题答案(李良军教材)
解： 轴Ⅰ--传动轴
轴Ⅱ--转轴 轴Ⅲ --是转轴
轴Ⅳ --转轴
轴Ⅴ --心轴
11-5 解：
1）左端轴端没有倒角； 2）左侧轴肩尺寸错误； 3）没有正确表示键的位置； 4）回转零件无法安装，需用套筒定位； 5）需要非定位轴肩以便轴承装拆； 6）半联轴器需轴肩定位； 7）半联轴器需周向定位； 8）轴端应端倒角和消气。
(2)
将(2)式代入(1)式
得
F=14.4kN
13-11 如题13-11图所示，某机械上的拉杆端部采用粗牙普 通螺纹联接，已知拉杆受最大载荷F=15kN，载荷很少变动， 拉杆材料为Q235钢，试确定拉杆螺纹的直径。
解： 由公式（13-10） d1
选择4.6级粗牙螺纹
4Fa [ ]
Re 240 [ ] 160N / mm 2 1.2 ~ 1.5 1.5
H n n1 nH H 1 z2 z3 1 i13 H (1) 5 n 3 nH z1 z n3 2
1）n1、n3转向相同时 n1 nH 200 nH 5 5 n3 nH 50 nH
nH 7 5rpm
2）当n1、n3转向相反时 200 nH 50 25 5 n H rpm 50 nH 6 3
l4
3-7
解：
K-1 180 K 1
C
=36°
B θ A
D
4-2
第四章 作业答案
0°
w
A
O
w
A
O
w
A
O
4-9
反转法原理
S
φ o
120 o 60 o 90 o 90 o
4-9
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。
机械设计课程设计-蜗轮蜗杆减速器(含图纸)
)s/m(/V NK/F 力拉带送输 度速带送输 据数始原 器速减杆蜗轮蜗
书务任计设程课计设械机、一
3
� )nim / r ( 069 �
069
1
�
n
bi
� 1n
�速转杆蜗
速转轴各.�1� 算计学动运.3
。 28. 12 �
28. 12
1
�
b
i
i
� g i 比动传轮蜗则�1= bi 以所�器速减和机动电接连器轴联用使于由� g i � bi � i
aPM S Z N Z 0 H ] �[ �
H
] �[
6
mm 21. 52 � 32. 0 soc � 21. 52 � � soc 1x s �
mm 21. 52 � 42. 05 � 2 1 � xp 2 1 �
1n
s �厚齿向法杆蜗○ 7
s �厚齿向轴杆蜗○ 6
1x
mm 42. 05 � 61 � 41. 3 � m� � x p �距齿向轴杆蜗○ 5
99.0= 3 �取�率效器轴联销柱性弹对两 23 �
22
�57.0= 1�取�率效杆蜗轮蜗 1 ��中式
4 2 � � 1� � � � � 23 � � 2
择选机动电和计设学动运、三
率效置装动传.�1� 机动电择选.1
4
H
力应用许的轮蜗算计.3 。8891-98001 T/BG f8 为注标,f 为类种隙侧。度精级 8 择选中度精杆蜗轮蜗 柱圆 8891-98001T/BG 从。造铸模沙� �2bP2nM83nZuCZ�铜黄造铸用选轮蜗�SBH072~552 到达度硬�钢质 调 54 用选杆蜗定决�发出则原的材取于易和寸尺构结少减�本成低降从�求要殊特有没�器机般一为器速减 法方理处热及料材的轮蜗择选.2 �AZ�杆蜗德米基阿.8891-58001 T/BG 型类动传杆蜗.1
机械设计(7.3.1)--蜗杆传动的失效形式、设计准则、常用材料
6-3 蜗杆传动的失效形式、计算准则、常用 三、蜗杆和蜗轮的结
材料
三、蜗杆和蜗轮的结 构 (1) 蜗杆 -- 蜗杆
构
蜗杆齿 - 螺 牙
动力运动
轴:
输入端
(2) 蜗轮 :
整体式
过盈面
轮缘
轮芯
骑缝
螺钉
过盈组合式
轮缘
螺拴
轮芯
螺栓组合式
轮芯
拼铸组合式
— 热平衡核算 , 系统过热问题 , 检验
(2) 开式传动—齿根弯曲强度准则
6-3 蜗杆传动的失效形式、计算准则、常用 材料
二、蜗杆和蜗轮的常用材
二、蜗杆和蜗轮的常用材 料
料1. 蜗杆
蜗杆常用材料：
蜗杆为轴类件 , 工作中除承ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ接 触啮合力外 , 还承担弯曲和扭转载 荷 , 因此使用钢材 . 常用 : 碳素结构 钢、合金结构钢 , 并经热处理提高性 能。 2. 蜗轮
6-3 蜗杆传动的失效形式、计算准则、常用材
料
一、蜗杆传动的失效形式和计算
准●则蜗杆传动的失效主要发生在蜗轮上 , 由材料和结构决
定
● 蜗轮齿的主要失效形式 :
● 计算胶准合 , 点蚀 , 磨损 , 断齿 则(1) 闭式传动—齿面接触强度准则
— 齿根弯曲强度准则
磨损影响 .
选取许用应力时考虑胶合和
滑油工作温度 .
高速重载传动： 15Cr, 20Cr, 20CrMoTi 等 渗碳
淬火 ,58~63HRC 40, 45, 40Cr, 40CrNi 等 表面
淬火 ,45~50HRC 蜗一轮般常传用动材：料4：0 45 调质 ,220~300HBW
蜗轮为盘类件 , 只要轮齿受力。
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。
蜗轮蜗杆作业题与答案
第十一章 蜗杆传动 作业题 答案一、填空题1．在润滑良好的情况下，减摩性好的蜗轮材料是青铜类，蜗杆传动较理想的材料组合是蜗杆选用碳素钢或合金钢，蜗轮选用青铜类或铸铁。
2．有一标准普通圆柱蜗杆传动，已知z l=2，q=8，z2=42，中间平面上模数m=8 mm，压力角a=20°，蜗杆为左旋，则蜗杆分度圆直径d1= 64 mm，传动中心距a= 200 mm。
蜗杆分度圆柱上的螺旋线升角γ=arctan 0.25 。
蜗轮为左旋，蜗轮分度圆柱上的螺旋角β= 14.036° 。
3．限制蜗杆的直径系数q是为了限制蜗轮滚刀的数目，便于滚刀的标准化。
4．闭式蜗杆传动的功率损耗，一般包括三个部分：啮合功率损耗、轴承摩擦损耗和搅油损耗。
5．蜗杆传动设计中，通常选择蜗轮齿数z2>26是为了保证传动的平稳性，z2<80是为了防止蜗轮尺寸过大引起蜗杆跨距大或蜗杆的弯曲刚度过低。
6．蜗杆传动中，蜗杆导程角为γ，分度圆圆周速度为v1，则其滑动速度vs为v l／cosγ，它使蜗杆蜗轮的齿面更容易产生磨损和胶合。
7．有一普通圆柱蜗杆传动，已知蜗杆头数zl=1，蜗杆轮齿螺旋线方向为右旋，其分度圆柱上导程角γ=5°42’38"，蜗轮齿数z2=45，模数m=8 mm，压力角α=20°，传动中心距a=220 mm，则传动比i= 45 ，蜗杆分度圆柱直径dl= 80 mm，蜗轮轮齿螺旋线方向为右，其分度圆螺旋角β= 5°42’38" 。
8．减速蜗杆传动中，主要的失效形式为轮齿点蚀、弯曲折断、齿面胶合和磨损，常发生在蜗轮轮齿上。
9．对闭式蜗杆传动，．通常按蜗轮齿面接触疲劳强度进行设计，而是按蜗轮齿根弯曲疲劳强度进行校核；对于开式蜗杆传动，则通常只需按蜗轮齿根弯曲疲劳强度进行设计。
10．在圆柱蜗杆传动的参数中，模数m 和压力角及特征系数q为标准值，齿数z l、z2和中心距必须取整数。
机械设计-蜗轮蜗杆【范本模板】
(2)蜗轮
蜗轮齿数为z2=41,变位系数x2=—0.500
验算传动比
i12= =20。5，
传动比误差为 =2。5% 在允许的误差范围内。
蜗轮的分度圆直径d2=mz2=8×41=328mm
蜗轮喉圆直径da2=d2+2ha=328+2×1×8=344mm
一般而言 =0.4,所以先假设它们的比值为0。4，再选取 ，
查图11—18得， =2.78
(5）确定许用接触应力
根据蜗轮材料铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度大于45HRC，查表11-7中查得蜗轮的基本许用应力 ，=268MPa，
应力循环次数 N=60jn2LH=60×1× ×15000=6.57×107
8、润滑油和润滑方式的选择
考虑蜗杆运动速度0m/s，可采用油池润滑，运动粘度为220cst,
9、热平衡计算
保持正常工作温度所需要的散热面积
S= = =2.667m2
10、蜗轮的结构设计
Z1=2
η=0。8
Kβ=1。0
KA=1。15
KV=1.0
ZE=160
=2.78
这是 =0.4,与初选值一致,因此以上计算结果可用。
4、蜗杆与蜗轮主要参数计算
（1）蜗杆
pa= =3.14×8=25。12，直径系数q=10.00
齿顶圆直径da1=d1+2ha＊m=80+2×1×8=96mm
齿根圆df1=d1-2(ha＊m+c）=80—2×(1×8+0.25）=63.5mm
分度圆导程角 =11°18′36″
蜗轮齿根圆直径df2=d2—2df2=328-2×1。2×8=308。8mm
(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 。
机械设计作业集第11章答案
班 级成 绩姓 名任课教师学 号批改日期第十一章 蜗杆传动一、选择题11—1与齿轮传动相比，___D____不能作为蜗杆传动的优点。
A 传动平稳、噪声小 B 传动比可以较大 C 可产生自锁 D 传动效率高11—2阿基米德蜗杆和蜗轮在中间平面上相当与直齿条与_B _齿轮的啮合。
A 摆线B 渐开线C 圆弧曲线D 、 变态摆线11—3 在蜗杆传动中，如果模数和蜗杆头数一定，增加蜗杆分度圆直径，将使___B___。
A 传动效率提高，蜗杆刚度降低 B 传动效率降低，蜗杆刚度提高 C 传动效率和蜗杆刚度都提高 D 传动效率和蜗杆刚度都降低11—4大多数蜗杆传动，其传动尺寸主要由齿面接触疲劳强度决定，该强度计算的目的是为防止 ___D___。
A 蜗杆齿面的疲劳点蚀和胶合B 蜗杆齿的弯曲疲劳折断C 蜗轮齿的弯曲疲劳折断D 蜗轮齿面的疲劳点蚀和胶合 11—5在蜗杆传动中，增加蜗杆头数z 1，有利于___D___。
A 提高传动的承载能力 B 提高蜗杆刚度 C 蜗杆加工 D 提高传动效率 11—6为了提高蜗杆的刚度，应___A___。
A 增大蜗杆的直径B 采用高强度合金钢作蜗杆材料C 蜗杆硬度，减小表面粗糙度值11—7 为了提高蜗杆传动的啮合效率ηl ，在良好润滑的条件下，可采用___B___。
A 单头蜗杆 B 多头蜗杆 C 较高的转速n 1 D 大直径系数蜗杆 11—8对闭式蜗杆传动进行热平衡计算，其主要目的是__B__。
A 防止润滑油受热后外溢，造成环境污染B 防止润滑油油温过高使润滑条件恶化C 防止蜗轮材料在高温下机械性能下降D 蜗杆蜗轮发生热变形后正确啮合受到破坏 11—9对于一般传递动力的闭式蜗杆传动，其选择蜗轮材料的主要依据是__A__。
A 齿面滑动速度 B 蜗杆传动效率C 配对蜗杆的齿面硬度D 蜗杆传动的载荷大小 11—10对于普通圆柱蜗杆传动，下列说法错误的是__B__。
A 传动比不等于蜗轮与蜗杆分度圆直径比B 蜗杆直径系数越小，则蜗杆刚度越大C 在蜗轮端面内模数和压力角为标准值D 蜗杆头数z 1多时，传动效率提高 11—11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___C____。
机械设计：蜗轮蜗杆
HBS ≤ 350
HRC ≥ 45
金属型 ≤ 25 200 220
砂型 ≤ 10 110 125
一、蜗杆传动的失效形式及材料选择
主要失效形式： 胶合、点蚀、磨损。
材料
蜗轮齿圈采用青铜：减摩、耐磨性、抗胶合。
蜗杆采用碳素钢与合金钢：表面光洁、硬度高。
材料牌号选择：
高速重载蜗杆：20Cr,20CrMnTi(渗碳淬火56~62HRC) 或 40Cr 42SiMn 45 (表面淬火45~55HRC)
df =1.2mq df =1.2mq
da1=m(q+2) da1=m(q+2)
df1=m(q-2.4) df2=m(q-2.4)
pa1=pt2= px=π m
c=0.2 m
a=0.5(d1 + d2) m=0.5m(q+z2)
§12-3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
蜗轮蜗杆轮齿旋向相同.
设计：潘存云
为了减少加工蜗轮滚刀的数量，规定d1 只能取标准值。
若 ∑ ＝90°
∴ γ1＝β2
t
t
β2
β1
∵ γ1+β1 ＝90°
蜗轮右旋
蜗杆右旋
＝β1+β2
β1
γ1
d1
s=e的圆柱称为蜗杆的分度圆柱。
e
s
d2
∑
表12－1 蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 mm
m 1 1.25 1.6 2
02
03
04
05
06
01
12-2 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸
12-1 蜗杆传动的特点和类型
12-3 蜗杆传动的失效形式、材料和结构
机械设计课程设计-一级蜗轮蜗杆减速器
机械设计课程设计设计说明书设计题目：一级蜗轮蜗杆减速器专业：机械设计制造及其自动化班级：学号：学生姓名：指导老师：2008年6月30日桂林电子科技大学目录1、机械设计课程设计任务书------------------------------第2页2、运动学与动力学计算------------------------------------第3页3、传动零件设计计算----------------------------------------第7页4、轴的设计计算及校核-------------------------------------第12页5、箱体的设计-------------------------------------------------第22页6、键等相关标准的选择-------------------------------------第24页7、减速器结构与润滑、密封方式的概要说明----------第26页8、参考文献----------------------------------------------------第28页9、设计小结----------------------------------------------------第29页1.《机械设计》课程设计任务书一、设计题目设计用于带式运输机的传动装置。
二、工作原理及已知条件工作原理：带式输送机工作装置如下图所示。
己知条件工作条件：一班制，连续单向运转。
载荷平稳，室内工作，有粉尘（运输带与卷筒及支撑件，包括卷筒轴承的摩擦阻力影响已在F中考虑）。
使用期限：十年，大修期三年。
生产批量：10台。
动力来源：电力，三相交流，电压380／220 V。
运输带速度允许误差：±5％。
生产条件：中等规模机械厂，可加工7-8级精度齿轮及蜗轮。
滚筒效率：ηj=0.96（包括滚筒与轴承）。
设计工作量： 1.减速器装配图一张（A0或A1）。
机械设计基础之蜗轮蜗杆详解
压力角: α=20° 动力传动，推荐：α=25° 分度传动，推荐用 α=15°
蜗轮蜗杆轮齿旋向相同. 蜗轮右旋 蜗杆右旋 若 ∑ ＝90° ＝β1+β2 β1 t ∵ γ1+β1 ＝90° ∑ β2 ∴ γ 1＝β 2 s=e的圆柱称为蜗杆的分度圆柱。 为了减少加工蜗轮滚刀的数量，规定d1 只能取标准值。 e s d1
于是有： d1 = mq tgγ1 = px z1 /π d1 = mz1 / d1 = z1 / q
表12－1 蜗杆分度圆直径与其模数的匹配标准系列 mm
m d1 18 20 22.4 2.5 m d1 (22.4) 28 (35.5) 45 m d1 m 6.3 d1 (80) 112 (63) 80 (100) 140
第12章 蜗杆传动
§12-1 §12-2 §12-3 §12-4 §12-5 §12-6 蜗杆传动的特点和类型 圆柱蜗杆传动的主要参数和几何尺寸 蜗杆传动的失效形式、材料和结构 圆柱蜗杆传动的受力分析 圆柱蜗杆传动的强度计算 圆柱蜗杆传动的效率、润滑和热平衡计算
§12-1
蜗杆传动的特点和类型
作用： 用于传递交错轴之间的回转运动和动力。 蜗杆主动、蜗轮从动。 ∑＝90°
设计：潘存云
表12-2 蜗杆头数z1与蜗轮齿数z2的推荐值
传动比i 蜗杆头数z1 蜗轮齿数z2 7~13 4 28~52 14~27 2 28~54 28~40 2、 1 28~80 >40 1 >40
4. 蜗杆的导程角γ 将分度圆柱展开得： tgγ1=l/π d1 = z1 px1/π d1 = mz1/d1
蜗杆中圆直径，蜗轮分度圆直径 齿顶高 齿根高 顶圆直径 根圆直径 蜗杆轴向齿距、蜗轮端面齿距 径向间隙 中心距
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！。
机械设计课件 03 蜗轮蜗杆
r／n1、minn2。——蜗杆、蜗轮的转速，
传动比 :
i = --nn-21 = --zz-12
≠
--d-2d1
∵ d1= m q , d2= m z2 z1= q tanγ= d1 /m tanγ
的Z1是否一致，查表3-3。
*计算主要的几何尺寸。 *蜗轮分度圆直径，蜗杆导程角，蜗轮齿宽，传动中心距
*计算蜗轮的圆周速度并校核传动效率 *校核接触强度、弯曲强度 *刚度验算，热平衡计算 *其他几何尺寸计算（轮毂参数）
*
*设计蜗杆传动时，应根据各种蜗杆传动的特点，考虑传动
的要求和使用条件，从满足功能要求出发，合理选择蜗杆 传动的类型。以下介绍蜗杆传动类型选择的原则。
2 2
K AKv Kβ
≤ σ HP
*
*弯曲强度设计公式：
m 2 d1
≥
600
σ FP z2
KT2YFS
*弯曲强度校核公式：
σF
=
666T2 K A KV K β d1d 2 m
YFS Yβ
≤动：粘度较高的齿轮油或润滑脂
*采用油池润滑时： 应采用下置蜗杆； 如受结构上的限制时——上置蜗杆。 *若速度高于10m／s——必须采用压力喷油润滑。
a
=
1 2
(d1′
+
d2′ )
=
1 2
m(q
+
z′2
+
2x2 )
=
1 2
m(q
+
z2
)
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，
机械设计(7.7.1)--蜗杆传动例题
第6章蜗杆传动例题例6-1 图中蜗杆主动，试标出未注明的蜗杆（或蜗轮）的螺旋线方向及转向，并在图中绘出蜗杆、蜗轮啮合点处作用力的方向。
解：(1)蜗轮螺旋线方向已给出，为右旋。
蜗杆传动中，蜗杆的螺旋线方向与蜗轮的相同。
本例中，蜗轮为右旋，那么，蜗杆也为右选，画在图上。
(2)蜗杆转向已在图a 给出，根据视图关系，画在图b 上。
(3)标注件号：1为蜗杆，2为蜗轮，标注节点P 。
(4)蜗杆轴向力F a1和蜗轮圆周力F t2。
根据左右手法则，确定蜗杆轴向力F a1：主动的蜗杆螺旋线方向为右旋，用右手法则，对图b ，四指与n 1相同，拇指(蜗杆轴向力F a1)指向左方向，画在图b 上。
蜗杆轴向力F a1的反作用力为蜗轮圆周力F t2，画在图b 上。
(5)蜗轮的转向n 2。
在蜗轮圆周力F t2的作用下，蜗轮转动，蜗轮P 点的速度方向与蜗轮圆周力F t2相同，据此，确定蜗轮的转向n 2，画再图上。
(6)蜗杆圆周力F t1和蜗轮轴向力F a2。
蜗杆圆周力F t1的方向与蜗杆P 点的圆周速度相反，本例中，蜗杆P 点的圆周速度向右，则蜗杆圆周力F t1方向向左，见图a 。
蜗杆圆周力F t1是蜗轮的轴蜗轮轴向力F a2的反作用力，画在图a 上。
(7)蜗杆径向力F r1和蜗轮径轴力F r2。
蜗杆径向力F r1和蜗轮径轴力F r2，各自指向轮心，画在图上。
(a)(b)n 1F a 1F t 2Pn 2F r 2F r 112例6-2 设计某闭式蜗杆传动。
已知电机驱动，载荷平稳，单向工作，输入功率 P 1＝7.5 kW ，输入转速n 1＝960 r/min ，传动比i ＝16。
单班工作，寿命10年。
解 （l ）选择材料及确定许用应力蜗杆用45钢，蜗杆螺纹部分表面淬火，齿面硬度38～45HRC 。
蜗轮齿圈用铸锡青铜ZCuSn10Pb1，砂模铸造，轮芯用铸铁HT150，采用轮缘(齿圈)过盈配合组合式结构。
由表6-7取蜗轮材料的基本许用接触应力 [σH ]’＝150 MPa ，由表6-9取蜗轮材料的基本许用弯曲应力[σF ]’＝40 MPa(单向工作，单侧工作)。