单级蜗杆减速器设计说明书

机械设计课程设计说明书

参数选择：

总传动比：I=20 Z1=2 Z2=40 卷筒直径：D=530mm 运输带有效拉力：F=3500N 运输带速度：V=0.8m/s 一、 传动装置总体设计：

根据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为：电机——连轴器——减速器——连轴器——带式运输机。 根据生产设计要求该蜗杆减速器采用蜗杆下置式，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

轴外伸段箱润滑油漏失以及外界灰尘，异物侵入箱，在轴承盖中装有密封元件。 二、 电动机的选择：

可考虑采用Y 系列三相异步电动机。三相异步电动机的结构简单，工作可靠，价格低廉，维护方便，启动性能好等优点。一般电动机的额定电压为380V

根据生产设计要求，该减速器卷筒直径D=530mm 。运输带的有效拉力F=3500N ，带速V=0.8m/s ，载荷平稳，常温下连续工作，工作环境多尘，电源为三相交流电，电压为380V 。 1、 按工作要求及工作条件选用三相异步电动机，封闭扇冷式结构，电压为380V ，Y 系列

2、 传动滚筒所需功率

3、 传动装置效率：（根据参考文献《机械设计课程设计》 席伟光 光 波 主编 高等教育 第34页表3-4得各级效率如下）其中：

蜗杆传动效率η1=0.70 滚动轴承效率（一对）η2=0.98 联轴器效率ηc =0.99 传动滚筒效率ηcy

=0.96

所以：

η=η1••η22•ηc2•ηcy =0.7×0.982×0.992×0.96=0.633

电动机所需功率： P r= P w/η=2.8/0.633=4.4KW

传动滚筒工作转速： n w＝60×1000×v /( ×D)

＝28.8r/min

根据容量和转速，根据参考文献《机械设计课程设计》席伟光光波主编高等教育第209页表9-39可查得所需的电动机Y系列三相异步电动机技术数据，查出有四种适用的电动机型号，因此有四种传动比方案，如下表:

综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比，可见第3方案比较适合。因此选定电动机机型号为Y132M2-6其主要性能查表9-40得相关数值如下表：

4.1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩

P0 = P ed=5.5kw

n0=960r/min

T 0=9.55 P 0 / n 0=54.7N .m 4.2蜗轮轴的输入功率、转速与转矩

P 1 = P 0·η01 = 5.5×0.99×0.99×0.7×0.992

=3.7 kw n Ⅰ=

1

0o i n = 20

960 =48 r/min

T 1= 9550

1

1n P = 9550×48

7

.3 N ·m = 736.15N ·m

4.3传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩

P 2 = P 1·ηc ·ηcy =3.7×0.99×0.99=3.63kw n 2=

12

1i n = 2

48 = 24 r/min

T 2= 9550

2

2n P = 9550×24

63

.3 = 1444N ·m

运动和动力参数计算结果整理于下表4-1： 表4-1

五、蜗轮蜗杆的结构设计：参考《机械设计 第八版》濮良贵、纪名刚主编 高等教育 第269-272页

1.选择蜗杆传动类型

根据GB/T10085-1988的推荐，采用渐开线蜗杆。 2.选择材料

考虑到蜗杆传动功率不大，故蜗杆选用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 。蜗轮用铸锡磷青铜ZcuSn10P1，金属模铸造。轮芯用HT100制造。

3.按齿面接触疲劳强度进行设计

根据闭式蜗杆传动设计准则，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。由式（11-12），传动中心距

32

2)

(

H

P

E Z Z KT a σ≥

（1）确定作用在涡轮上的转矩T 2=736150 N ·mm （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；由表11-5选取使用系数K A =1.15；取动载荷系数K v =1.05；则

K=K A K βK V =1.15*1*1.05=1.21

（3）确定弹性影响系数Z E

因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和蜗杆相配，故2

1160MPa

Z E =

（4）确定接触系数Z p

先假设蜗杆分度圆直径d 1和传动中心距a 的比值

35.01

=a

d ，从图11-18中可查的Z p =2.9。

（5）确定许用接触应力[σH ]

根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度>45HBC ，可从参考文献《机械设计》第八版，濮良贵 纪名刚主编，第271页表11-7中查得蜗轮的基本许用应力[H σ]＇=268MPa

应力循环次数 N=60jn 2L h =60×48×12×300×6=6.22×10

7

寿命系数 K HN =87

710

22.610⨯=0.7957

则 [H σ]=K HN ·[H σ]＇=0.7957×268MPa=213MPa ⑹计算中心距

mm

mm a 69.161)213

9.2160(

73615021.132

=⨯⨯⨯≥ 取中心距a=200mm,因i=21,故从表11-2中取模数m=8mm ，蜗杆分度圆直径d 1=80mm ，这