蜗轮蜗杆二级减速器课设说明书

燕山大学

机械设计课程设计说明书题目：蜗杆-齿轮二级减速器

学院(系）：机械系

年级专业：工设1班

学号： ***********X

姓名： XXX

指导教师：***

目录

一．电动机选择计算 (1)

1．原始数据 (1)

2．电动机型号选择 (1)

二．总传动比确定及各级传动比分配 (2)

三．运动和动力参数的计算 (2)

四．传动零件的设计计算 (3)

1．蜗杆蜗轮的选择计算 (3)

2．斜齿轮传动选择计算 (7)

五．轴的设计和计算 (11)

1.初步计算轴径 (11)

2．轴的结构设计 (12)

3．Ⅲ轴的弯扭合成强度计算 (13)

六．滚动轴承的选择计算 (17)

七．键连接的选择 (18)

八．减速器附件的选择 (18)

九．润滑和密封说明 (19)

1．润滑说明 (19)

2．密封说明 (19)

十．拆装和调整的说明 (20)

十一．减速箱体的附加说明 (20)

十二．设计小结 (20)

十三．参考资料 (21)

d 1≥C ×√P

1n 1

3

=107×√1.11

1400

3

=9.90mm

d 2≥C ×√P 2

n 23

=118×√0.8987.94

3=25.52mm

d 3≥C ×√P 3

n 33=107×√0.8521.98

3=36.18mm

考虑到1轴要与电动机联接，初算直径d 1必须与电动机轴和联轴器空相

匹配及d 3必须和联轴器空相匹配，所以初定d 1=20mm ，d 3=38mm ，取d 2

=30mm 。

2．轴的结构设计

Ⅰ轴（蜗杆）的初步设计如下图：

装配方案是：左端，挡油板、套杯、左端轴承、圆螺母止动垫片、圆螺母、

端盖、密封圈、联轴器依次从轴的左端向右安装；右端，挡油板，左端轴承、圆螺母止动垫片、圆螺母依次从轴的右端向左安装。

轴的径向尺寸：当直径变化处的端面用于固定轴上零件或承受轴向力时，直径变化值要大些，可取（6~8）mm ，否则可取（4~6）mm 。

轴的轴向尺寸：轴上安装传动零件的轴段长度是由所装零件的轮毂宽度决定的，而轮毂宽度一般是和轴的直径有关，确定了直径，即可确定轮毂宽度。轴的端面与零件端面应留有距离L ，以保证零件端面与套筒接触起到轴向固定作用，一般可取L=（1~3）mm 。轴上的键槽在靠近轴的端面处的距离取（1~3）mm ，靠近轴肩处的距离应大于等于5mm 。

Ⅱ轴的初步设计如下图：

装配方案是：左端，蜗轮、挡油板、右端轴承、端盖依次从轴的左端向右安装；右端、挡油板、左端轴承、端盖依次从轴的右端向左安装。

尺寸设计准则同Ⅰ轴。

Ⅲ轴的初步设计如下图：

装配方案：左端，齿轮、挡油板、左端轴承、端盖依次从轴的左端向右安装；右端，挡油板、右端轴承、端盖、密封圈、联轴器依次从轴的右端向左安装。

尺寸设计准则同Ⅰ轴。

3．Ⅲ轴的弯扭合成强度计算

由Ⅲ轴装轴承处轴的直径d=45mm，查《机械设计课程设计指导手册》得到应该使用的轴承型号为7209C，D=85mm，B=19mm，a=18.2mm（轴承的校核将在后面进行）。

（1） 计算大齿轮受力： 转矩 T 1=371.30N ·m

F t1=2T 1d 1=2×371.30×1000248=2994.35N

F r1=F t1tanαn cosβ=2994.35×tan20º

cos14º35′24"=1126.17N

F a1=F t1tanβ=2994.35×tan14º35′24"=779.41N

由此画出大齿轮轴受力图，见b 图 （2） 计算轴承反力（c 、e 图） 水平面

R 1

′=2041×101+779.41×24−1126.17×145.5194.5

=313.57N

R 2′

=2041×295.5+779.41×24+1126.17×49194.5

=3480.74N

垂直面

R 1"=2994.35×145.5194.5

=2239.99N

R 2"=

2994.35×49

194.5

=754.36N

（3） 画出水平弯矩M xy 图(图d)，垂直面弯矩M xz 图(图f) 和合成弯矩22xy xz M M M =

+图（图g ）。

（4） 画出轴的转矩T 图（图h ），T=371300N ·mm

（5） 初步分析Ⅰ~Ⅲ三个截面有较大的应力和应力集中。现 对I 面将进行安全系数校核。

（6） 轴材料选用45钢调质，σb=650MPa ，σs=360MPa ， 查表得疲劳极限：

[σ0b ]=0.45σb =0.45×650=293MPa ，

六．滚动轴承的选择计算

由于传动装置采用蜗轮-蜗杆—斜齿轮传动，存在一定的轴向力，故选用角接触轴承。现计算Ⅲ轴上的一对轴承的寿命。

轴承型号为7609C，d=45mm，D=85mm，B=19mm，基本额定动载荷Cr=38500N，基本额定静载荷Cor=28500N，采用脂润滑nlim=6700r/min。

1.计算内部轴向力受力如图i

查表得S=0.7Fr（α=25o，e=0.7）

F r1=√R1′ 2+R1" 2=√313.572+2239.992=2261.83N

F r2=√R2′ 2+R2" 2=√3480.742+754.362=3561.55N

则S1=0.7×2261.83=1583.28N

S2=0.7×3561.55=2493.09N

2.计算单个轴承的轴向载荷

比较S1+F A与S2的大小

S1+F A=1583.28+779.41=2362.69N< S2

由图示结构知，1轴承“压紧”，2轴承“放松”。

则F a1=S2-F A =1713.68N，F a2=S2 =2493.09N

3.计算当量载荷

P=f P（XF r+YF a）查表取f P=1.5

F a1 F r1=1713.68

2261.83

=0.76>e

查表得X1=0.41，Y1=0.87

F a2 F r2=2493.09

3561.55

=0.7=e

查表得X2=1，Y2=0

则P1=1.5(0.41×2261.83＋0.87×1713.68)=3627.38N