1、I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
2、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IIIn this paperThrough the simple understanding of the speed reducer, started learning design of gear reducer, attempt to design enhance the perceptual cognition andability to adapt to society, and further consolidate the learned theory knowledge, to improve
3、the integrated use of knowledge discovery and solve problems, in order to combine theory and practice together, for the later workand better learning experience. Learn how to do mechanical design, to understand the principle of mechanical transmission device and parameter collocation. Study using a
4、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 transmissiondevice. Mechanical transmission device in use process, will be
5、different degree 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 pr
6、inciple and parameter configurationIII目 录摘要 IIn this paperII1电机选择 12选择传 动比 22.1 总传动比 .22.2 减速装置的传动比分配 .23各轴的参数 23.1 各轴的转速 .23.2 各轴的输入功率 .33.3 各轴的输出功率 .33.4 各轴的输入转矩 .33.5 各轴的输出转矩 .33.6 各轴的运动参数表 .44.蜗轮蜗杆的选择 .44.1 选择蜗轮蜗杆的传动类型 .44.2 选择材料 .44.3 按计齿面接触疲劳强度计算进行设 .44.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸 .64.5 校核齿根弯曲疲劳强度 .74.6
7、 验算效率 .74.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定 .85圆柱齿轮的设计 85.1 材料选择 .85.2 按齿面接触强度计算设计 .85.3 计算 .95.4 按齿根弯曲强度计算设计 105.5 取几何尺寸计算 116 轴的设计计算 126.1 蜗杆轴 12IV6.1.1 按扭矩初算轴径 .126.1.2 蜗杆的结构设计 .126.2 蜗 轮轴 136.2.1 输出轴的设计计算 .136.2.2 轴的结构设计 .146.3 蜗杆轴的校核 156.3.1 求轴上的载荷 .156.3.2 精度校核轴的疲劳强度 .176.4 蜗轮轴的强度校核 206.4.1 精度校 核轴的疲劳强度 .226.4
8、.2 精度校核轴的疲劳强度 .227.滚动轴承的选择及校核计算 257.1 蜗 杆轴上的轴承的选择和寿命计算 257.2 蜗杆轴上轴承的选择计算 278.键连接的选择及校核计算 308.1 输入轴与电动机轴采用平键连接 308.2 输出轴与联轴器连接采用平键连接 308.3 输出轴与蜗轮连接用平键连接 319联轴器的选择计算 .319.1 与电机输出轴的配合的联轴器 319.2 与二级齿轮降速齿轮轴配合的联轴器 3210.润滑和密封说明 .3210.1 润滑说明 .3210.2 密封说明 .3311拆装和调整的说明 3312减速箱体的附件说明 3313.设计小结 .3314参考 文献 3411
9、电机选择工作机所需输入功率 87062.34101.97wwFvP kw所需电动机的输出功率 dp3.54dak传递装置总效率 24135a式中：蜗杆的传动效率 0.751：每对轴承的传动效率 0.982：直齿圆柱齿轮的传动效率 0.973：联轴器的效率 0.994：卷筒的传动效率 0.965所以 420.7980.790.657an235kw.6dP故选电动机的额定功率为 4kw810601607.2min3.4vn rD卷 57.(62.)minir: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
10、：2.34wpk.5d0.657a7.2/minr卷35电动机的比较方案 型号额定功率/kw同步转速/r/min满载转速/r/min重量 价格1 Y160M -814 750 720 重 高2 Y132M -6 4 1000 960 中 中3 Y112M-4 4 1500 1440 轻 低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 -6D 的电动机。 12选择传动比2.1 总传动比 960124.357.ani满卷2.2 减速装置的传动比分配 124.35ai蜗 齿所以 .087蜗 4i齿3各轴的参数将传动装置各轴从高速到低速依次定为 I 轴 II
11、 轴 III 轴 IV 轴 ： 、 、 、 、 依次为电动机与 I 轴 I 轴与 II 轴 III0IIVI轴与 III 轴 III 轴与 V 轴的传动效率 则：3.1 各轴的转速960/minInr30.86/min1.75I ri满蜗 /iIInr 124.35ai31.0875i蜗 4齿9327./min4.01IIVnri齿3.2 各轴的输入功率 轴 kwPIdI 52.390578.30轴 82轴 kwII517.2轴 PVIIV3868.90751.23.3 各轴的输出功率 轴 kwPII 4518.39052.0轴 7028轴 II 617轴 kwPVV 398.036.23.4
12、 各轴的输入转矩电动机 mNnTdd 927.359607590满轴 mNNPII 38.轴 TII 196095轴 mNNPII 53.7轴 T2809950卷卷3.5 各轴的输出转矩输入功率： 3.52IPkw.8I2517Ik.386IVPw输出功率： 3.4518IPk270Iw.6Ik398IVP输入转矩： 35.09ITNm8.62I7.5ITNm293.卷输出转矩：9电动机 mNTd927.35轴 PII 38040轴 mNNTII 97.595轴 PII 18260轴 mNNT574.995卷卷3.6 各轴的运动参数表各轴的运动参数表功率 )(kwP转矩(Nm)轴号输入 输出
13、输入 输出转速(r/min) 传动 i 效率 电机轴 4 3.5578 35.397 960 11 轴 3.5233 3.4579 35.0388 34.3380 960 0.9931.08752 轴 2.5889 2.2571 800.620 784.5997 30.8806 0.73513 轴 2.5117 2.4615 776.754 761.2185 30.8806 0.9702卷轴 2.3876 2.3398 2953.53 2894.457 7.72 4 0.95064.蜗轮蜗杆的选择,523.kwP,875.031imin/960r4.1 选择蜗轮蜗杆的传动类型根据 GB/T10
14、0851998 选择 ZI4.2 选择材料蜗杆选 45 钢，齿面要求淬火，硬度为 45-55HRC.蜗轮用 ZCuSn10P1,金属模制造。为了节约材料齿圈选青铜，而轮芯用灰铸铁 HT100 制造34.8ITNm7.60I1.2ITNm894.5卷94.3 按计齿面接触疲劳强度计算进行设（1）根据闭式蜗杆传动的设计进行计算，先按齿面接触疲劳强度计进行设计，再校对齿根弯曲疲劳强度。由文献1P254 式（11-12） ， 传动中心距 32()HZeaKT由 前面的设计知作用在蜗轮上的转矩 T2，按 Z =1,估取 ，则：175.06621269.5109.5037. 82.7105PPTnniNm
15、（2）确定载荷系数 K因工作比较稳定，取载荷分布不均系数 ；由文献1P253 表3.1K11-5 选取使用系数 ；由于转速不大，工作冲击不大，可取动载系1.5A；则05.1vK021Av（3）确定弹性影响系数 EZ因选用的是 45 钢的蜗杆和蜗轮用 ZCuSn10P1 匹配的缘故，有2160MPaZE（4）确定接触系数 Z先假设蜗杆分度圆直径 和中心距 的比值 ，从文献11da10.35dP253 图 11-18 中可查到 2.9（5）确定许用接触应力 H根据选用的蜗轮材料为 ZCuSn10P1，金属模制造，蜗杆的螺旋齿面硬度45HRC，可从文献 1P254 表 11-7 中查蜗轮的基本许用应
16、力268HMPa应力循环次数1Z73.5410N.8HK9729606011830.54103.75hNjnL寿命系数8.4HK则 053268.6875NMPaPa（6）计算中心距:3 321.91.287.()1.438675a m取 a=160mm，由 i=30，则从文献1P245 表 11-2 中查取，模数 m=8 蜗杆分度圆直径 从图中 11-18 中可查 ，由于 ，即10dm。 .65ZZ以上算法有效。4.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸（1）蜗杆轴向尺距 = 25.133mmmaP直径系数 q= =10d1齿顶圆直径 haa962*1齿根圆直径 mcdf 8.0)(分度圆导程角
17、 1artn5.7zq蜗杆轴向齿厚 2.64as蜗杆的法向齿厚 cos15cos.712.504n m（2）蜗轮 蜗轮齿数 , 变位系数 312z20.x验算传动比 ，1i这时传动比误差为： ，在误差允许值内。3.0875.2%29HMPa15.643am取 0d8125.13aPm0q196ad0.8fm12.564as0nm312zmd248a62.fmrg89蜗轮分度圆直径 mzd248312喉圆直径 haa 62齿根圆直径 ff 82咽喉母圆半径 mdrag 245012 4.5 校核齿根弯曲疲劳强度 FFaFYdKT2153.当量齿数 2331.4697cos5.7vz根据 220.
18、5,.469vx从图 11-9 中可查得齿形系数 Y =2.552Fa螺旋角系数： 5.7110.940Y许用弯曲应力：从文献1P256 表 11-8 中查得有 ZCuSn10P1 制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 =56MPaF寿命系数 96710.243.54NK560.72FMPa1.8050923.1424F MPa可以得到： S=1.529.rS故该轴在截面右侧强度也是足够的。本设计因无大的瞬时过载及严重的应力循环不对称，故可略去静强度校核。至此轴的设计即告结束。7.滚动轴承的选择及校核计算根据条件，轴承预计寿命： 。=83012hLhoC28.5 KN3. 0.4e1463.975PN219.5PN
