机械设计课程设计说明书(单级蜗杆减速器)

机械设计课程设计说明书

前言

课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的重要环节。根据学院的教学环节，在2006年6月12日-2006年6月30日为期三周的机械设计课程设计。本次是设计一个蜗轮蜗杆减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。本减速器属单级蜗杆减速器（电机——联轴器——减速器——联轴器——带式运输机），本人是在周知进老师指导下独立完成的。该课程设计内容包括：任务设计书，参数选择，传动装置总体设计，电动机的选择，运动参数计算，蜗轮蜗杆传动设计，蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计，蜗轮轴的尺寸设计与校核，减速器箱体的结构设计，减速器其他零件的选择，减速器的润滑等和A0图纸一张、A3图纸三张。设计参数的确定和方案的选择通过查询有关资料所得。

该减速器的设计基本上符合生产设计要求，限于作者初学水平，错误及不妥之处望老师批评指正。

参数选择：

总传动比：I=35 Z1=1 Z2=35

卷筒直径：D=350mm

运输带有效拉力：F=6000N

运输带速度：V=0.5m/s

工作环境：三相交流电源

有粉尘

常温连续工作

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。(如图2.1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2.2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。

图2.1

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。

二、电动机的选择：

由于该生产单位采用三相交流电源，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=350mm。运输带的有效拉力F=6000N，带速V=0.5m/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》刘俊龙何在洲主编机械工业出版社第133-134页表12-8得各级效率如下）其中：

蜗杆传动效率η1=0.70

搅油效率η2=0.95

滚动轴承效率（一对）η3=0.98

联轴器效率ηc=0.99

传动滚筒效率ηcy=0.96

所以：

η=η1•η2•η33•ηc2•ηcy =0.7×0.99×0.983×0.992×0.96=0.633

电动机所需功率： P r= P w/η=3.0/0.633=4.7KW

传动滚筒工作转速： n w＝60×1000×v / π×350

＝27.9r/min

根据容量和转速，根据参考文献《机械零件设计课程设计》毛振扬陈秀宁施高义编浙江大学出版社第339-340页表附表15-1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，如表3-1:

表3-1

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其主要性能如下表3-2：

表3-2

4.1蜗杆轴的输入功率、转速与转矩

P 0 = P r =4.7kw n 0=960r/min

T 0=9.55 P 0 / n 0=4.7×103

=46.7N .m 4.2蜗轮轴的输入功率、转速与转矩

P 1 = P 0·η01 = 4.7×0.99×0.99×0.7×0.992

=3.19 kw n Ⅰ= 1

0o i n = 35

960 = 27.4 r/min

T 1= 95501

1n P = 9550×4

.2719.3 = 1111.84N ·m

4.3传动滚筒轴的输入功率、转速与转矩

P 2 = P 1·ηc ·ηcy =3.19×0.99×0.99=3.13kw n 2=

12

1i n = 1

4.27 = 27.4 r/min

T 2= 95502

2n P = 9550×4

.2713.3 = 1089.24N ·m

运动和动力参数计算结果整理于下表4-1： 表4-1

五、蜗轮蜗杆的传动设计：

蜗杆的材料采用45钢，表面硬度>45HRC ，蜗轮材料采用ZCuA110Fe3,砂型铸造。

以下设计参数与公式除特殊说明外均以参考由《机械设计 第四版》 邱宣怀主编 高等教育出版社出版 1996年 第13章蜗杆传动为主要依据。

具体如表3—1：

表5—1蜗轮蜗杆的传动设计表

六、蜗杆、蜗轮的基本尺寸设计

6.1蜗杆基本尺寸设计

，轴伸长E=80mm 根据电动机的功率P=5.5kw，满载转速为960r/min，电动机轴径mm

d38

=

电机

轴上键槽为10x5。

1、初步估计蜗杆轴外伸段的直径

d=（0.8——10）

d=30.4——38mm

电机

2、计算转矩

P=1.5×9550×5.5/960=82.1N.M

Tc=KT=K×9550×

n

由Tc、d根据《机械零件设计课程设计》毛振扬陈秀宁施高义编浙江大学出版社第334页表14-13可查得选用HL3号弹性柱销联轴器（38×83）。

3、确定蜗杆轴外伸端直径为38mm。

4、根据HL3号弹性柱销联轴器的结构尺寸确定蜗杆轴外伸端直径为38mm的长度为80mm。

5、由参考文献《机械零件设计课程设计》毛振扬陈秀宁施高义编浙江大学出版社