蜗杆齿轮变速器的设计方案
燕山大学机械设计课程设计报告蜗杆齿轮二级减速器.docx
霾山犬哮机械设计课程设计报告题目：蜗杆一齿轮二级减速器学院（系九吉人他手年级专业：吉人他手学号：吉人他手学生姓名：吉人他手指导教师：吉人他手带式运输机传动装置设计过程中的主要内容为传动方案的分析与拟定：选择电动机：计算传动装置的运动参数和动力参数：传动零件、轴的设计计算：轴承、联接件、润滑密封和联轴器的选择计算：减速器箱体结构设计及其附件的设计、绘制装配图和零件工作图、编写设计计算说明书以及设计总结和答辩。
主要依据《机械设计》和其他学科所学的知识，《机械设计课程设计指导手册》相关的规定和设计要求，《机械设计课程设计图册》相关部分的参考以及其他设计手册和参考文献的查阅，最后还有老师在整个课设过程中的指导和不断的纠正，来完成本次的课程设计。
通过这次课程设计，培养了我们独立机械设计的能力，对机械总体的设计有了一个宏观的认识，对具体的结构及其作用和各部分之间的关系有了更加深刻的了解，考虑问题更加全而，不仅要考虑工艺性，标准化，还要考虑到经济性，环境保护等。
综合各种因素得到一个相对合理的方案。
本次设计过程涉及到机械装置的实体设计，涉及零件的应力、强度的分析计算，材料的选择、结构设计等，涉及到以前学过的工程制图、工程材料、机械设计制适、公差配合与技术测量、理论力学、材料力学、机械原理等方面的知识，是对以前所学知识的一次实践应用，考验学生的综合能力，是一次十分难得的机会。
摘要：根据任务说明书要求，针对工作机所需工作条件，设计减速器用以满足使用需求。
根据工作要求选定电动机类型、结构以及工作转速和额定功率，确定电动机型号。
依据《机械原理》课程所学习的知识，合理设计传动方案，分析选定最适宜的方案并设计传动零件。
在多种传动方案的对比中选用二级展开式圆柱齿轮减速器，满足经济性，实用性，工艺性等多方面的要求。
根据所设计减速器中的结构来设计所需要的齿轮结构及轴结构，通过对所使用材料的受力强度分析，按照齿轮齿面接触疲劳强度计算得到齿轮直径，确定齿轮传动中心距：高速级蜗轮蜗杆传动中心距为100mm,低速级齿轮传动中心距为160mm。
机械设计课程设计-蜗轮蜗杆减速器(含图纸)
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蜗轮蜗杆减速器课程设计说明书(有CAD图)
学生姓名 边朋博 班级 08 机械设计制造及其自动化（1）班 指导教师 题目 传动系统图： 职 称 教研室
编号 W-10
学
号 08102080128
设计电动卷扬机传动装置
原始数据：
钢绳拉力 F / kN 17 钢绳速度 v /( m ⋅ min ) 8
−1
卷筒直径 D / mm 330
工作条件：
连续单向运转，工作时有轻微振动，小批量生产，单班制工作，使用期限 8 年，运输带速度允 许误差为±5%
要求完成： 1.减速器装配图 1 张（A2） 。 2.零件工作图 2 张（箱体和轴） 。 3.设计说明书 1 份，6000-8000 字。 开始日期 2010 年 12 月 6 日 完成日期 2010 年 12 月 31 日 2010 年
西安理工大学
12
月
1 日
机械设计课程设计
目录
1．电机选择................................................................................................................................................... 1 2．选择传动比.......................
一级蜗轮蜗杆减速器设计
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一级蜗轮蜗杆减速器设计说明书第一章绪论1.1本课题的背景及意义计算机辅助设计及辅助制造（CADCAM）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术。
本次设计是蜗轮蜗杆减速器，通过本课题的设计，将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习。
1.1.1 本设计的设计要求机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容，因此，必须从机器整体出发来考虑零件的设计。
设计零件的步骤通常包括：选择零件的类型；确定零件上的载荷；零件失效分析；选择零件的材料；通过承载能力计算初步确定零件的主要尺寸；分析零部件的结构合理性；作出零件工作图和不见装配图。
对一些由专门工厂大批生产的标准件主要是根据机器工作要求和承载能力计算，由标准中合理选择。
根据工艺性及标准化等原则对零件进行结构设计，是分析零部件结构合理性的基础。
有了准确的分析和计算，而如果零件的结构不合理，则不仅不能省工省料，甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件，或者根本装不起来。
1.2.（1）国内减速机产品发展状况国内的减速器多以齿轮传动，蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。
另外材料品质和工艺水平上还有许多弱点。
由于在传动的理论上，工艺水平和材料品质方面没有突破，因此没能从根本上解决传递功率大，传动比大，体积小，重量轻，机械效率高等这些基本要求。
（2）国外减速机产品发展状况国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。
但其传动形式仍以定轴齿轮转动为主，体积和重量问题也未能解决好。
当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。
1.3.本设计的要求本设计的设计要求机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容，因此，必须从机器整体出发来考虑零件的设计计算，而如果零件的结构不合理，则不仅不能省工省料，甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件，或者根本装不起来。
一蜗轮蜗杆减速器毕业设计[]
![一蜗轮蜗杆减速器毕业设计[]](https://img.taocdn.com/s3/m/1b03b48c0029bd64783e2cfa.png)
一级蜗轮蜗杆减速器设计说明书第一章绪论1.1本课题的背景及意义计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CAM）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术。
本次设计是蜗轮蜗杆减速器，通过本课题的设计，将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习。
1.1.1 本设计的设计要求机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容，因此，必须从机器整体出发来考虑零件的设计。
设计零件的步骤通常包括：选择零件的类型；确定零件上的载荷；零件失效分析；选择零件的材料；通过承载能力计算初步确定零件的主要尺寸；分析零部件的结构合理性；作出零件工作图和不见装配图。
对一些由专门工厂大批生产的标准件主要是根据机器工作要求和承载能力计算，由标准中合理选择。
根据工艺性及标准化等原则对零件进行结构设计，是分析零部件结构合理性的基础。
有了准确的分析和计算，而如果零件的结构不合理，则不仅不能省工省料，甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件，或者根本装不起来。
1.2.（1）国内减速机产品发展状况国内的减速器多以齿轮传动，蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。
另外材料品质和工艺水平上还有许多弱点。
由于在传动的理论上，工艺水平和材料品质方面没有突破，因此没能从根本上解决传递功率大，传动比大，体积小，重量轻，机械效率高等这些基本要求。
（2）国外减速机产品发展状况国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。
但其传动形式仍以定轴齿轮转动为主，体积和重量问题也未能解决好。
当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。
1.3.本设计的要求本设计的设计要求机械零件的设计是整个机器设计工作中的一项重要的具体内容，因此，必须从机器整体出发来考虑零件的设计计算，而如果零件的结构不合理，则不仅不能省工省料，甚至使相互组合的零件不能装配成合乎机器工作和维修要求的良好部件，或者根本装不起来。
一级蜗杆减速器设计
一级蜗杆减速器设计一级蜗杆减速器是传动装置中常用的一种，适用于轻载高速、重载低速场合。
其特点是结构简单、可靠性高、噪声小、重量轻、传动比大。
本文从设计、参数计算等方面对一级蜗杆减速器进行讨论。
1. 设计原理一级蜗杆减速器是由蜗轮和蜗杆两部分组成的。
蜗杆为长螺旋轴，其轴向距离称作铵距，控制了减速器的传动比。
蜗轮为具有弧形齿形的圆盘形齿轮，往往由铸铁材料制成。
两者之间通过润滑剂润滑。
传动比由蜗杆的铵距和蜗轮的齿数决定。
2. 参数计算一级蜗杆减速器的参数计算包括选型、尺寸、传动比等方面。
2.1 选型选型时需要根据传动功率、转速、传动比等要求来确定。
首先根据传动功率计算出蜗杆减速器的额定转矩，然后根据传动比计算出蜗轮的齿数。
选定蜗轮的齿数后，在保证传动比的前提下确定蜗杆的节数。
选型时还需考虑蜗杆的硬度、韧性、强度和耐磨性等因素。
2.2 尺寸尺寸计算的主要目的是确定蜗杆的长度和直径。
长度的设计需根据所传输的功率和转速来决定，直径的选择要考虑蜗杆的强度和刚度，一般根据蜗杆的材质和工作条件来确定。
2.3 传动比传动比的计算需根据机械传动系统的需要来确定。
传动比越大，所传输的功率越小，转速也越慢。
在计算传动比时，需考虑传动效率和摩擦系数等因素对传动比的影响。
3. 设计流程一级蜗杆减速器的设计流程包括如下几个步骤：3.1 定义传动系统的需求根据机械传动系统中的要求来确定一级蜗杆减速器的传动功率、转速、传动比等参数。
3.2 选型和尺寸设计根据传动功率和转速来选定蜗杆减速器的轴承容量和齿轮组件，然后根据齿轮的尺寸计算蜗杆的长度和直径。
根据机械传动系统的要求来计算蜗轮的齿数，然后通过蜗杆的铵距来计算传动比。
3.4 润滑方案确定选择适当的润滑方式，常见的有油溢型、浸油型和油泵润滑型等。
3.5 材料选择和热处理根据工作条件和机械传动系统的要求来选用蜗杆减速器的材料，并进行必要的热处理。
3.6 CAD绘图和制造根据设计方案绘制CAD图纸，并进行实际制造。
燕山大学机械设计课程设计报告蜗杆齿轮二级减速器
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燕山大学课程设计说明书
摘Hale Waihona Puke 要摘要：根据任务说明书要求，针对工作机所需工作条件，设计减速器用以满足
使用需求。根据工作要求选定电动机类型、结构以及工作转速和额定功率，确定 电动机型号。依据《机械原理》课程所学习的知识，合理设计传动方案，分析选 定最适宜的方案并设计传动零件。 在多种传动方案的对比中选用二级展开式圆柱 齿轮减速器，满足经济性，实用性，工艺性等多方面的要求。根据所设计减速器 中的结构来设计所需要的齿轮结构及轴结构，通过对所使用材料的受力强度分 析，按照齿轮齿面接触疲劳强度计算得到齿轮直径，确定齿轮传动中心距：高速 级蜗轮蜗杆传动中心距为 100mm，低速级齿轮传动中心距为 160mm。校核传动 轴尺寸，低速轴最小轴颈为 45mm，高速蜗杆最小轴颈 16mm，确定满足使用要 求。 在传功轴确定的条件下设计箱体结构并选用各个配合标准件型号。合理布置 减速器结构，以满足工作要求。除了对尺寸型号的设计外，为了满足经济性的要 求， 分析计算材料的各项性能指标，选择满足要求的材料并通过零件精度要求确 定加工工艺， 在符合使用需求的条件下降低制造成本。所完成的主要工作包括齿 轮传动件的设计计算及校核，轴强度校核，绘制装配图及主要零件图，编写课程 设计说明书等。 关键字：经济性 实用性 工艺性
燕山大学课程设计说明书
燕 山 大 学
机 械 设 计 课 程 设 计 报 告
题目：蜗杆—齿轮二级减速器
学院（系） ： 吉人他手 年级专业： 学 号： 吉人他手 吉人他手 吉人他手 吉人他手
学生姓名： 指导教师：
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燕山大学课程设计说明书
前言
带式运输机传动装置设计过程中的主要内容为传动方案的分析与拟定； 选择电动 机；计算传动装置的运动参数和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、联 接件、润滑密封和联轴器的选择计算；减速器箱体结构设计及其附件的设计、绘 制装配图和零件工作图、 编写设计计算说明书以及设计总结和答辩。 主要依据 《机 械设计》和其他学科所学的知识， 《机械设计课程设计指导手册》相关的规定和 设计要求， 《机械设计课程设计图册》相关部分的参考以及其他设计手册和参考 文献的查阅， 最后还有老师在整个课设过程中的指导和不断的纠正，来完成本次 的课程设计。通过这次课程设计，培养了我们独立机械设计的能力，对机械总体 的设计有了一个宏观的认识， 对具体的结构及其作用和各部分之间的关系有了更 加深刻的了解，考虑问题更加全面，不仅要考虑工艺性，标准化，还要考虑到经 济性，环境保护等。综合各种因素得到一个相对合理的方案。本次设计过程涉及 到机械装置的实体设计，涉及零件的应力、强度的分析计算，材料的选择、结构 设计等，涉及到以前学过的工程制图、工程材料、机械设计制造、公差配合与技 术测量、理论力学、材料力学、机械原理等方面的知识，是对以前所学知识的一 次实践应用，考验学生的综合能力，是一次十分难得的机会。
课程设计蜗轮蜗杆减速器的设计
课程设计--蜗轮蜗杆减速器的设计前言国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。
另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点。
由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。
国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。
但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。
当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。
本设计是蜗轮蜗杆减速器的设计。
设计主要针对执行机构的运动展开。
为了达到要求的运动精度和生产率，必须要求传动系统具有一定的传动精度并且各传动元件之间应满足一定的关系，以实现各零部件的协调动作。
该设计均采用新国标，运用模块化设计，设计内容包括传动件的设计，执行机构的设计及设备零部件等的设计。
该减速器机体全部采用焊接方式，因此本减速器不仅具有铸造机体的所有特点还具有如下优点：（1）结构简单（没有拔模角度、铸造圆角、沉头座）、不需要用木模，大大简化了设计和毛胚的制造；（2）由于钢的弹性模量E及切变模量G要比铸铁大40%~70% ，焊接机体的刚度较高；（3）焊接机体的壁厚通常取为铸造机体的0.7~0.8倍，且其他部分的尺寸也可适当减小，故通常焊接机体比铸造机体轻1/4左右。
因而，近年来，焊接机体日益得到广泛应用，尤其是在单间和小批量生产中。
摘要一击蜗杆蜗轮减速器是减速器的一种形式，这篇一击蜗杆蜗轮减速器的设计说明书主要是将以及蜗杆蜗轮减速器的全部设计过程表达了出来。
整个设计过程按照理论公式和经验公式计算，最终得到较为合理的设计结果。
在设计说明书中，首先，从总体上对动力参数进行了计算，对设计方案进行了选择；再次，对减速器的传动部分进行了设计，具体的说就是对蜗杆和涡轮轴的设计计算与校核计算；最后，对整个减速器的箱体、联接部分，键及轴承，还有润滑方式等细节进行了完善。
蜗杆斜齿轮传动的设计方法
蜗杆斜齿轮传动的设计方法摘要：对蜗轮副啮合与圆柱斜齿轮和蜗杆啮合进行对比分析，提出在传动载荷不大的情况下将蜗轮替换成圆柱斜齿轮的运用，并分析提出斜齿轮加工优势及装配优势，最后通过实例举证斜齿轮替代蜗轮在现实中的运用。
关键词：斜齿轮蜗轮副中心高1、引言蜗轮副减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换将电机的转速减速到所需要的转速，并得到较大转矩的机构。
在传递动力与运动的机构中应用范围相当广泛。
加工蜗轮时理论上应使用专用的蜗轮滚刀，由于蜗轮规格较多，在实际工作中往往因为没有专用的滚刀，而用其他相近的滚刀代替，如飞刀等，但是这个加工带来了麻烦。
因而在蜗轮副传递载荷不大的情况下可以用斜齿轮替代蜗轮，可以将加工简单方便化。
2、蜗轮副啮合与斜齿轮和蜗杆啮合情况分析在蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆是以轴向模数为标准值，蜗杆的端面齿形有阿基米德螺旋线和延长渐开线以及渐开线三种状态，而蜗杆与圆柱斜齿轮啮合时，斜齿轮以法向模数和法相齿形角为标准值，所以蜗杆也多以法向模数和法向齿形角为标准值，蜗杆端面齿形时延长渐开线，我们通常称作Zn型蜗杆，所以斜齿轮替代蜗杆主要以法向模数为标准值来设计斜齿轮。
图一是蜗杆和蜗轮的啮合示意图，图中蜗杆轴向齿距Px=BC=AC’=πM，蜗轮端面齿距Pt=πM，Px=Pt。
图二是蜗杆与斜齿轮啮合，图中斜齿轮的法向齿距Pn2=πMn，蜗杆法向齿距Pn1=BD=AD’=πMn，当Pn1=Pn2=πMn时他们才能正确啮合。
M………………………………蜗杆轴向模数（蜗轮端面模数）Mn………………………………………………………法向模数一般蜗杆与蜗轮啮合时，蜗杆受其直径系数q的限制，变化较大，与之啮合的蜗轮也将因为没有相应的蜗轮滚刀而不便加工，且中心距的要求准确及加工成型的蜗轮副配对斑点等高要求，蜗杆的中心线应该与蜗轮中心平面重合，及△L 越小越好（如图一）否则不能达到最佳啮合状态，会造成啮合噪音增加，磨损加快等不利现象发生，故加工蜗轮时需要专用的蜗轮滚刀，若无专用滚刀而是用飞刀加工，机床必须要有切向刀架，操作麻烦，效率较低，通常不建议用该种方法加工蜗轮。
机械设计课程设计单级蜗轮蜗杆减速器说明书
目录一设计任务书 (1)二传动方案的拟定 (2)三电动机的选择和传动装置的运动和动力学计算 (3)四传动装置的设计 (6)五轴及轴上零件的校核计算 (11)1 蜗杆轴及其轴上零件的校核计算 (11)2 蜗轮轴及其轴上零件的校核计算 (14)六啮合条件及轴承的润滑方法、润滑机的选择 (16)七密封方式的选择 (18)八减速器的附件及其说明 (21)九设计小结 (23)十参考文献 (24)第一章．设计任务书1.1设计题目设计用于带速传输机的传动装置。
1.2工作原理及已知条件工作原理:工作传动装置如下图所示：设计数据：运输带工作拉力F=2500N运输带工作速度v=1.10m/s卷筒直径D=400mm工作条件：连续单向运转，工作时轻微冲击，灰尘较少；运输带速度允许误差±5%；一班制工作，3年大修，使用期10年(卷筒支承及卷筒与运输带间的摩擦影响在运输带工作拉力F中已考虑)。
加工条件：批量生产，中等规模机械厂，可加工7～8级齿轮。
设计工作量：1.减速器装配图1张；2.零件图1～3张；3.设计说明书1.3原始数据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-输送带第二章. 传动方案选择2.1传动方案的选择该工作机采用的是原动机为Y系列三相笼型异步电动机，三相笼型异步电动机是一般用途的全封闭自扇冷式电动机，电压380 V，其结构简单、工作可靠、价格低廉、维护方便；另外其传动功率大，传动转矩也比较大，噪声小，在室内使用比较环保。
因为三相电动机及输送带工作时都有轻微振动，所以采用弹性联轴器能缓冲各吸振作用，以减少振动带来的不必要的机械损耗。
总而言之，此工作机属于小功率、载荷变化不大的工作机，其各部分零件的标准化程度高，设计与维护及维修成本低；结构较为简单，传动的效率比较高，适应工作条件能力强，可靠性高，能满足设计任务中要求的设计条件及环境。
第三章. 电动机的选择和运动参数的计算3.1电动机的选择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。
蜗轮蜗杆齿轮减速器设计说明书
蜗轮蜗杆齿轮减速器设计说明书蜗轮蜗杆齿轮减速器设计说明书一、引言本文档旨在提供蜗轮蜗杆齿轮减速器设计的详细说明。
减速器是一种常用于机械设备的传动装置，通过将高速旋转的输入轴转换成低速并具有更大扭矩的输出轴，以适应不同工作环境和需求。
二、设计要求本章详细描述蜗轮蜗杆齿轮减速器设计的要求，包括但不限于：1.减速比要求2.输出扭矩要求3.输入功率限制4.设计寿命要求等三、设计原理本章介绍蜗轮蜗杆齿轮减速器的设计原理，并详细阐述蜗杆传动、蜗轮传动和齿轮传动的工作原理，以便更好地理解减速器的工作方式和特点。
四、设计参数计算本章详细说明蜗轮蜗杆齿轮减速器设计过程中涉及的各项参数计算方法，包括蜗杆蜗轮的齿数、模数、齿宽等参数的计算方法，并给出具体的计算示例。
五、零件选型本章常用的蜗轮蜗杆齿轮减速器的相关标准，并介绍如何根据设计要求和参数计算结果进行零件的选型，包括蜗轮、蜗杆、齿轮和轴承等。
六、结构设计本章详细描述蜗轮蜗杆齿轮减速器的结构设计过程，包括各个零件的布局、装配方式、皮带传动装置的设计等。
七、强度校核本章介绍蜗轮蜗杆齿轮减速器的强度校核方法，包括齿轮强度校核、轴承强度校核和装配强度校核等。
八、润滑与密封本章介绍蜗轮蜗杆齿轮减速器的润滑和密封设计要求，包括润滑方式的选择、润滑油的选用和密封装置设计等。
九、安全与可靠性本章重点阐述蜗轮蜗杆齿轮减速器的安全与可靠性设计要求和考虑因素，以确保减速器的正常、安全、可靠运行。
十、附件本文档涉及的附件如下：1.设计图纸：包括装配图、零件图和尺寸图等。
2.计算数据表格：包括参数计算结果和零件选型结果等。
3.测试报告：包括减速器性能测试结果等。
附：法律名词及注释1.著作权：指法律对著作成果所赋予的权利和义务的总称。
2.专利权：指法律对发明创造者在技术领域所创造的技术方案所给予的专有权利。
蜗轮蜗杆减速器的设计
摘要通过对减速器的简单了解，开始学习设计齿轮减速器，尝试设计增强感性认知和对社会的适应能力，及进一步巩固已学过的理论知识，提高综合运用所学知识发现问题、解决问题，以求把理论和实践结合一起，为以后的工作和更好的学习积累经验。
学习如何进行机械设计，了解机械传动装置的原理及参数搭配。
学习运用多种工具，比如CAD等，直观的呈现在平面图上。
通过对圆柱齿轮减速器的设计，对齿轮减速器有个简单的了解与认知。
齿轮减速器是机械传动装置中不可缺少的一部分。
机械传动装置在不断的使用过程中，会不同程度的磨损，因此要经常对机械予以维护和保养，延长其使用寿命，高效化的运行，提高生产的效率，降低生产的成本，获得最大的使用效率。
关键词：机械传动装置；齿轮减速器；设计原理与参数配置AbstractThrough the simple understanding of the speed reducer, started learning design of gear reducer, attempt to design enhance the perceptual cognition and ability to adapt to society, and further consolidate the learned theory knowledge, to improve the integrateduse of knowledge discovery and solve problems, in order to combinetheory and practice together, for the later work and better learning experience. Learn how to do mechanical design, to understand the principle of mechanical transmission device and parameter collocation. Study using a variety of tools, such as CAD, intuitive present on the floor plan. Through the design of cylindrical gear reducer, gear reducer is a simple understanding and cognition. Gear reducer is an indispensable part of in mechanical transmission device. Mechanical transmission device in use process, will be differentdegree of wear and tear, so often to mechanical maintenance and maintenance, prolong the service life and highly effective operation, improve production efficiency, reduce the cost of production, achieve maximum efficiency.Keywords:mechanical transmission gear; gear reducer; the design principle and parameter configuration.目录摘要.................................................................................. 错误！未定义书签。
蜗轮蜗杆减速器课程设计(含图纸)
蜗轮蜗杆减速器设计摘要通过对减速器的简单了解，开始学习设计齿轮减速器，尝试设计增强感性认知和对社会的适应能力，及进一步巩固已学过的理论知识，提高综合运用所学知识发现问题、解决问题，以求把理论和实践结合一起，为以后的工作和更好的学习积累经验。
学习如何进行机械设计，了解机械传动装置的原理及参数搭配。
学习运用多种工具，比如CAD等，直观的呈现在平面图上。
通过对圆柱齿轮减速器的设计，对齿轮减速器有个简单的了解与认知。
齿轮减速器是机械传动装置中不可缺少的一部分。
机械传动装置在不断的使用过程中，会不同程度的磨损，因此要经常对机械予以维护和保养，延长其使用寿命，高效化的运行，提高生产的效率，降低生产的成本，获得最大的使用效率。
关键词：机械传动装置、齿轮减速器、设计原理与参数配置In this paperThrough the simple understanding of the speed reducer, started lea rning design of gear reducer, attempt to design enhance the perce ptual cognition and ability to adapt to society, and further cons olidate the learned theory knowledge, to improve the integrated us e of knowledge discovery and solve problems, in order to combine theory and practice together, for the later work and better lea rning experience.Learn how to do mechanical design, to understand the principle of mechanical transmission device and parameter collocation. Study us ing a variety of tools, such as CAD, intuitive present on the f loor plan. Through the design of cylindrical gear reducer, gear r educer is a simple understanding and cognition. Gear reducer is a n indispensable part of in mechanical transmission device. Mechanic al transmission device in use process, will be different degree o f wear and tear, so often to mechanical maintenance and maintenan ce, prolong the service life and highly effective operation, impro ve production efficiency, reduce the cost of production, achieve m aximum efficiency.Keywords: mechanical transmission gear, gear reducer, the design pr inciple and parameter configuration目录摘要 (I)In this paper (II)1．电机选择 (1)2．选择传动比 (2)2.1总传动比 (2)2.2减速装置的传动比分配 (2)3．各轴的参数 (2)3.1各轴的转速 (2)3.2各轴的输入功率 (3)3.3各轴的输出功率 (3)3.4各轴的输入转矩 (3)3.5各轴的输出转矩 (3)3.6各轴的运动参数表 (4)4.蜗轮蜗杆的选择 (4)4.1选择蜗轮蜗杆的传动类型 (4)4.2选择材料 (4)4.3按计齿面接触疲劳强度计算进行设 (5)4.4蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 (6)4.5校核齿根弯曲疲劳强度 (7)4.6验算效率 (7)4.7精度等级公差和表面粗糙度的确定 (8)5．圆柱齿轮的设计 (8)5.1材料选择 (8)5.2按齿面接触强度计算设计 (8)5.3计算 (9)5.4按齿根弯曲强度计算设计 (10)6．轴的设计计算 (12)6.1蜗杆轴 (12)6.1.1按扭矩初算轴径 (12)6.1.2蜗杆的结构设计 (12)6.2蜗轮轴 (14)6.2.1输出轴的设计计算 (14)6.2.2轴的结构设计 (14)6.3蜗杆轴的校核 (16)6.3.1求轴上的载荷 (16)6.3.2精度校核轴的疲劳强度 (18)6.4蜗轮轴的强度校核 (21)6.4.1精度校核轴的疲劳强度 (23)6.4.2精度校核轴的疲劳强度 (23)7.滚动轴承的选择及校核计算 (26)7.1蜗杆轴上的轴承的选择和寿命计算 (27)7.2蜗杆轴上轴承的选择计算 (28)8.键连接的选择及校核计算 (31)8.1输入轴与电动机轴采用平键连接 (31)8.2输出轴与联轴器连接采用平键连接 (31)8.3输出轴与蜗轮连接用平键连接 (32)9．联轴器的选择计算 (32)9.1与电机输出轴的配合的联轴器 (32)9.2与二级齿轮降速齿轮轴配合的联轴器 (33)10.润滑和密封说明 (33)10.1润滑说明 (33)10.2密封说明 (34)11．拆装和调整的说明 (34)12．减速箱体的附件说明 (34)13.设计小结 (34)1．电机选择工作机所需输入功率817100060 2.34100010000.97w w Fv P kw η⨯⨯===⨯所需电动机的输出功率d p3.54wd aP P kw η==传递装置总效率2412345a ηηηηηη= 式中：1η：蜗杆的传动效率0.752η：每对轴承的传动效率0.983η：直齿圆柱齿轮的传动效率0.974η：联轴器的效率0.995η：卷筒的传动效率0.96所以 420.750.980.970.990.6577a n =⨯⨯⨯=2.343.5578kw 0.6577d P ==故选电动机的额定功率为4kw8100060601000607.72min 3.14330v n r D π⨯⨯==⨯⨯=⨯卷357407.72(162.121544)minn i i n r ==⨯⨯=卷蜗齿卷（）（） 符合这一要求的同步转速有750r/min , 1000r/min , 1500r/min 电机容量的选择比较：2.34w p kw =3.54d p kw =0.6577a η=7.72/min n r =卷考虑电动机和传动装置的尺寸 重量及成本，可见第二种方案较合理，因此选择型号为：Y132M 1-6D 的电动机。
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蜗杆齿轮变速器的设计方案1．已知条件１）运输带工作拉力F；２）运输带工作速度V；３）滚筒直径D；４）滚动效率η=0.95 ；５）工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳；６）工作环境：室，灰尘较大，环境最高温度35°C左右；７）使用折旧期8年，4年大修一次；８）制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。
2. 设计方案：设计运输机的蜗杆－圆柱齿轮减速器；（1）原始数据：运输带工作拉力F=5.5KN，运输带工作速度V=0.45m/s，卷筒直径D=450mm.（2）传动装置简图，如下：一、电动机的选择 1. 总体传动方案初步确定传动系统总体方案如图1所示。
蜗杆－圆柱齿轮减速器。
传动装置的总效率ηa3212345a ηηηηηη=＝0.982×0.75×0.992×0.95×0.96＝0.637；1η=0.98为轴承的效率，2η=0.75为蜗轮的效率，3η=0.99为弹性联轴器的效率，4η=0.95为齿轮的效率，5η＝0.96为输送机效率。
2.电动机的选择卷筒轴工作效率为： 1000601000600.453.14450v n Dπ⨯⨯⨯⨯=⨯＝＝19.11r/min蜗杆齿轮传动比12i i i =⋅=60～90按工作要求和工作条件选用Y 系列三相鼠笼型异步电动机，电压为380v 工作机有效功率为： 55000.4510001000W Fv P ⨯=＝＝2.475kw工作机所需工作功率为： 2.4750.637Wd aP P η==＝3.89kw 工作机卷筒轴的转速为：6010006010000.45450W n D ππ⨯⨯⨯==＝19.11kw 所以电动机转速的可选围为：W d n i i n 21=＝(60～90)×19.11=1146.4～1719.9r/min因此选择Y132S-4电机其主要性能如表1所示，安装尺寸如表2所示。
表1 Y123S-4型电动机的主要性能表2 Y112M-4电动机的安装尺寸3.传动装置的总传动比和传动比分配 （1）总传动比144019.11m W n i n ∑===75 （2） 分配传动比∑≈i i )06.0~03.0(2=(0.03～0.06)×75=3.7512753.75i i i ∑===204.传动装置运动和动力参数的计算 （1）各轴转速Ⅰ轴 n I ＝m n =1440r/min Ⅱ轴 n II ＝n I / i 1＝72 r/min Ⅲ轴 n III ＝n II / i 2＝20r/min （2）各轴输入功率Ⅰ轴 P I ＝P 0×3η＝3.89×0.99＝3.81 kWⅡ轴 P II ＝P I ×4η×1η＝3.81×0.75×0.98＝2.74kW Ⅲ轴 P III ＝P II ×1η×4η＝2.74×0.98×0.95＝2.55kW （3）各轴输入转矩电动机轴输出转矩 55 3.899.55109.55101440d d m P T n =⨯=⨯⨯=2.58×410N ·㎜ Ⅰ轴 T I ＝d T ×3η=2.55×410 N ·㎜ Ⅱ轴 T II ＝T I ×i 1×4η=48.45×410N ·㎜ Ⅲ轴 T III ＝T II ×i 2×1η×4η=16.92×510 N ·㎜ 卷筒轴 T IV = T III ×3η×5η=16.08×510 N ·㎜二、传动零件的设计 1.齿轮的设计计算（一）高速级蜗轮蜗杆传动的设计计算 1.选择蜗杆传动类型根据GB/T10085—1988推荐，采用渐开线蜗杆（ZI ） 2.齿轮材料，热处理及精度蜗杆：45钢淬火，螺旋齿面要求淬火，淬火后硬度为45—55HRC 蜗轮：铸锡磷青铜ZCuSn10Pl,金属模制造，齿芯用灰铸铁HT100 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322)][(H E Z Z KT a σρ≥ (1)确定作用在蜗轮上的转矩T 2按z 1=2, 估取效率η涡轮=0.8，则666222211 5.50.89.55109.55109.5510/1440/20P P T n n i η⨯=⨯=⨯⨯=⨯⨯=583611N ·㎜ （2）确定载荷系数K取载荷分布不均系数K β =1，选取选用系数K A =1，取动载系数K V =1.05，则K= K βK A K V =1.05（3）确定弹性影响系数Z E =160MPa 2/1 (4)确定弹性系数ρZ设蜗杆分度圆直径d 1和传动中心距a 的比值d 1/a=0.35，因此ρZ =2.9 (5)确定许用接触应力[H σ]根据蜗轮材料为ZCnSn10Pl ，金属模制造，蜗杆螺旋齿面硬度>45HRC ，查得蜗轮的基本许用应力[H σ]΄=268Mpa 应力循环次数N=60j n 2L h =60×1×7.191440×19200=8.42×107 寿命系数8771042.810⨯=HNK =0.7662 则，[H σ]=HN K ×[H σ]΄=0.7662×268=205.3Mpa （6）计算中心距a ≥取中心距a ＝160mm,i=20,因此，取m=6.3，蜗杆分度圆直径d 1=63mm 。
这时d 1/a=0.39， 查图11—18可查得接触系数ρZ ΄=2.72因为, ρZ ΄< ρZ 因此，以上计算结果可用 4.蜗杆与蜗轮的主要参数及尺寸（1）蜗杆：轴向齿距P a =πm=3.14×6.3=19.792㎜；直径系数q=d 1/m=10；齿顶圆直径d 1a = d 1+2*a h ×m=63+2×1×6.3=75.6㎜；齿根圆直径d f 1= d 1－2m(h *a +*c )=63－2×6.3(1+0.2)=47.88㎜；分度圆导程角γ=11˚18´36"；蜗杆轴向齿厚S a =πm/2=9.896㎜。
(2)蜗轮：蜗轮齿数z 2=41;变位系数x 2=-0.1032;验算传动比i= z 2/z 1=41/2=20.5,传动比误差（20.5－20）/20=2.5%,是允许的。
蜗轮分度圆直径d 2=mz 2=6.3×41=258.3㎜蜗轮喉圆直径 d 2a = d 2+2h 2a =)*(2222x h m d ++＝258.3+2×6.3(1－0.1032)=269.6㎜蜗轮齿根圆直径 2f d = d 2－2h 2f =*)*(222c x h m d a +--＝258.3－2×6.3×(1－0.1032+0.2)=241.88㎜蜗轮咽喉母圆半径 r 2g =a － d 2a /2=160－269.6/2=25.2㎜ 5.校核齿根弯曲疲劳强度][53.12212F Fa F Y Y md d KT σσβ≤＝当量齿数z 2v = z 2/(cos γ)3=41/(cos11.31˚）³＝43.48根据x 2=-0.1032, z 2v =43.48 ,因此，2Fa Y =2.46 螺旋角系数Y β=1－︒140γ=1－11.31˚/140˚=0.9192 许用弯曲应力[F σ]=[F σ]´·FN K由ZCuSn10Pl 制造的蜗轮的基本许用应力[F σ]´=56Mpa 寿命系数9761042.810⨯=FNK ＝0.611 [F σ]=56×0.611＝34.216MPa9192.046.23.63.2586357845705.153.1⨯⨯⨯⨯⨯⨯=F σ=20MPa弯曲强度满足。
6.验算效率η=（0.95～0.96）tan γ/tan(γ+v ϕ)已知γ＝11˚18´36"＝11.31˚；v ϕ=arctanf vs m n d v s /844.431.11cos 100060144063cos 10006011=︒⨯⨯⨯=⨯=πγπ用插值法得f v =0.00223、v ϕ=1.2782代入得η=0.855，大于原估计值，因此不用计算 蜗杆速度：s m dnv /75.410006014406314.3100060=⨯⨯⨯=⨯=π7.热平衡计算1.75 1.752160.650.33()0.33()0.756100100a A m ==⨯=取t=20°C从K=14-17.5 取K=17W/（m ²·C ） 由式（8-14） t KA p t +-=)1(100011ηο20756.017)855.01(216.41000+⨯-⨯==67.57°C 〈 85°C （二）低速级齿轮传动的设计计算 1.选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按图所示的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。
（2）运输机为一般工作机，速度不高，故选用7级精度（GB 10095－88）。
（3）材料选择。
由表10－1选择小齿轮材料为40Cr(调质)，硬度为280HBS ，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS ，二者材料硬度差为40HBS 。
（4）选小齿轮齿数1z =24,大齿轮齿数2z ＝3.75×24＝90，初选螺旋角β＝14˚。
2.按齿面接触强度设计 按式（10—21）试算，即[]321·2⎪⎪⎭⎫⎝⎛+≥H EH d t t Z Z u u T K d σεφα （1）确定公式的各计算数值1）试选Kt ＝1.62）由图10－30选取区域系数H Z ＝2.433 3）小齿轮传递的转矩II T =48.45×410N ·㎜ 4）由表10－7选取尺宽系数d φ＝15）由图10－26查得1αε＝0.78，2αε＝0.87，则αε＝1αε＋2αε＝1.65 6）由表10－6查得材料的弹性影响系数E Z ＝189.8Mpa 7）由图10－21d 按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPa H 6003lim =σ；大齿轮的解除疲劳强度极限MPa H 5504lim =σ＝550MPa 。
8）由式10－13计算应力循环次数h II jL n N 603=＝60×73×1×19200＝8.4×7103104.874⨯=N ＝2.8×7109）由图10－19查得接触疲劳寿命系数3HN K ＝0.98；4HN K ＝0.97 10）计算接触疲劳许用应力取失效概率为1％，安全系数S ＝1，由式（10－12）得160098.0][3lim 33⨯==S K HN H σσ=588MPa 155097.0][4lim 44H ⨯=S K HN σσ＝=533.5MPa 25.5335882][][][43H H +=+=H σσσ=560.75MPa（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径t d 1，由计算器公式得324175.5608.189433.2313·65.1110128.441.62⎪⎭⎫⎝⎛⨯+⨯⨯⨯⨯≥t d =91.8㎜2）计算圆周速度 v=191.872601000601000t d n π∏⨯⨯⨯⨯π＝=0.346m/s3）计算齿宽b 及模数nt mt d d b 1φ=b ＝91.8㎜2414cos 8.91cos 11︒⨯=＝βz d m t nt =3.71㎜ h=2.25nt m =2.25×3.7mm=8.35㎜ b/h=91.8/8.35=10.994 4）计算纵向重合度βεβε=βtan 318.01z d Φ=0.318×1×24×tan14˚=1.9035）计算载荷系数K已知载荷平稳，所以取使用系数A K =1根据v=0.346m/s,7级精度，由表10—8查得动载系数v K =1.01；由表10—4查得βH K =1.429，由图10—13查得βF K =1.36,由表10—3查得ααF H K K ==1.4。