1、个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 1 / 26 一：设计要求 （1）设计任务 设计带式输送机传动系统。要求传动系统中含有单级蜗杆减速器。 （2）传动系统机构简图 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 2 / 26 根据生产设计要求可知，该蜗杆的圆周速度V4- 5m/s，所以该蜗杆减速器采用蜗杆下置式见传动系统的运动和动力参数计算 1.蜗杆轴的功率、转速与转矩 3 Y132M1- 6 4.0 1000 960 2.0 4 Y160M1- 8 4.0 750 720 2.0 中心 高H 外形尺寸 L蜗杆传动 为主要依据， 具体如表4： 表4 计算工程 计算内容 计算结果
2、 1.选择材料 2确定许用应力 确定接触应力循 环次数： 许用接触应力 确定弯曲应力循 环次数： 蜗杆 选40Gr，表面淬火45- 55HRC； 蜗轮边缘选择ZCuSn10P1,金属模铸 造。 查P204表9-8得许用接触应力力为: 查P205表9-10得许用弯曲应力为： 由P204式9-21: 40Gr ZCuSn10P1 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 7 / 26 许用弯曲应力 3.确定蜗杆头数 及蜗轮齿数 3.按接触疲劳强 度设计 估取载荷系数K 初步估计蜗杆传 动总效率 确定蜗轮的输出 转矩 确定模数及蜗杆 直径 由P205式9-22: 查P195表9-3，得 =1
3、；所以 =31 查机械设计课程设计教材表4- 5得： =1。 =31。 中心距a=160，m=8, =80 因载荷平稳，取 K=1.1 由P203页9-18得： 综合分析：中心距a=160，m=8, =8 0 =1 =31 K=1.1 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 8 / 26 确定蜗杆传动基 本参数 4.计算蜗杆传动 各尺寸参数 5.校核蜗轮齿的 弯曲强度 m=8, =80, =-0.5 =5度42分38秒 cos =0.995 蜗轮当量齿数 蜗轮齿形系数 按P204表9- 7，由内插法得： =1.39 由 ，所以 小于 ，所以蜗轮齿弯曲强度足够。 将箱体简化为长方体，箱
4、体高为3a, 箱体宽为2a,箱体厚为a, a为蜗杆传动中心距。一般箱体底部 与机座接触，计算箱体散热面积不 包括底部面积。 =5度42分38 秒 cos =0.995 =1.39 蜗杆传动 为主要依据， 具体如下表： 计算工程 计算内容 计算结果 1轴的材料 的选择，确 定许用应力 2按扭转强 度，初步估 计轴的最小 直径 3轴承和键 考虑到减速器为普通中用途中小 功率减速传动装置，轴主要传递蜗轮 的转矩，所以选用45号钢，正火处理 ； b+=600MPa b-=55MPa d 轴伸安装联轴器，考虑补偿轴的可能 位移，选用无弹性元件的联轴器，查 P469表18-1：工作情况系数K=1.5。 计
5、算转矩Tc=KT=1.5431.5 =647.25N.M 查95版汝元功、唐照民主编机械设 计手册：P498表13- 10，蜗轮轴与传动滚筒之间选用HL4 弹性柱销联轴器40112，轴孔直径 为40，轴孔长度为112. 因此 采用角接触球轴承，并采用凸缘式轴 45钢，正火 处理 b+=600 MPa b- =55MPa Tc=647.25N .M 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 11 / 26 4轴的结构 设计 fp=1309.3N Pr2=(X2Fr2+Y2Fa2fp=687.4N 所以取： 查唐照民主编机械设计手册，P 429，表11- 14，取7210E，Cr=72.2
6、kN，符合条 件。 圆锥滚子轴 承 Fx=53.7 N X=0.40,Y=1. 49 Fa1=561.4N Fa2=213.6N Pr1=1309.3N Pr2=687.4N 轴承型号：7 210E 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 15 / 26 蜗杆传动 为主要依据， 具体如下表： 计算工程 计算内容 计算结果 1.轴的材料 的选择，确 定许用应力 2.按扭转强 度，初步估 计轴的最小 直径 3.联轴器的 选择 4.轴承和键 5.轴的结构 考虑到减速器为普通中用途中 小功率减速传动装置，轴主要传递 转矩。所以选用45号钢，正火处理 ；b+=600MPa b-=55MPa d
7、e=(0.8-1.2dm,由dm=28mm, 所以取de=30mm。 查P469表18- 1：工作情况系数K=1.5。 计算转矩Tc=KT=1.521.5 =32.25N.M 查95版汝元功、唐照民主编机械 设计手册：P493表13- 8，蜗轮轴与传动滚筒之间选用TL6 弹性套柱销联轴器40112，轴孔直 径为40，轴孔长度为112. 因此 右端装一对向心角接触轴承，左端 采用一对圆锥滚子轴承，实现轴承 系两端固定。 45钢，正火 处理 b+=600M Pa b- =55MPa K=1.5 Tc=32.25N.M d1=40mm 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 16 / 26
8、 径向尺寸 的确定 轴承的选取 (2轴向尺寸 的确定 从轴段d1=40mm开始逐渐选取轴段直 径； d2起轴向固定作用，查毡圈标准直 径系列，取d2=45mm。d3与圆螺母配 合，查圆螺母直径系列，取为50mm 。 d4与深沟球轴承配合，查课程设计 课本212页附表E- 2,选用6012，d=60,D=95,b=18。 所以d4=60。 d6与蜗轮孔径相配合，取d6=70mm； d5起固定作用，定位轴肩高度可在fp=469.7N h 所以符合条件。 查课程设计课本，Cr=90.8kN。C0r= 115kN fp=1.2 Fa2/2C0r=0.053,所以e=0.42, Fr1=391.4N F
9、r2=1632.9 N fp=1.2 X1=1。Y1=0 Pr1=469.7N 符合条件 轴承型号：6 012 fp=1.2 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 18 / 26 六.箱体的设计计算 e,所以X2=0.40,Y2=1. 49 查机械设计课本P440,表17-8， Pr2=(X2Fr2+Y2Fa2fp=7005.7N h 所以符合条件。 X2=0.40,Y2= 1.49 Pr2=7005.7N 符合条件 轴承型号：7 211E 名称 符号 蜗杆减速器结构尺寸 箱座壁厚 10 箱盖壁厚 10 箱座凸缘厚度 15 箱盖凸缘厚度 15 箱座底凸缘厚度 25 地脚螺栓直径 2
10、0 地脚螺栓数目 4 地 脚 螺 栓 螺栓直径 M20 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 19 / 26 螺栓通孔直径 M24 螺栓沉头座直 径 M40 32地脚凸缘尺寸 30 轴承旁联接螺栓直径 M16 螺栓直径 M16 螺栓通孔直径 M17.5 沉头座直径 M32 24 轴 承 旁 螺 栓 剖分面凸缘尺 寸 20 上下箱联接螺栓直径 M12 螺栓直径 M12 螺栓通孔直径 M13.5 沉头座直径 M24 24 上 下 箱 螺 栓 剖分面凸缘尺 寸 20 定位销孔直径 M10 轴承盖螺钉直径和数 目 n=4, d3=10 n=4 d3=M8 检查孔盖螺钉直径d4 d4=0.4
11、d d4=8mm 轴承旁联接螺栓距离 130 轴承旁凸台半径 20 轴承旁凸台高度 50 箱体外壁至轴承座 45 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 20 / 26 七.减速器其他零件及附件的选择 经箱体、蜗杆与蜗轮、蜗轮轴以及标准键、轴承、密封圈、挡 油盘、联轴器、定位销的组合设计，经校核确定以下零件： 键 单位：mm 蜗轮轴承座长度箱体 内壁至轴承座外端面 距离） L1=K+ L1=55mm 蜗轮外圆与箱体内壁 之间的距离 取 =12mm 蜗轮端面与箱体内壁 之间的距离 取 =10mm 机盖、机座肋厚m1,m m1=0.85 1 m=0.85 m1=12.8mm, m=8.5
12、mm 安装位置 类型 bh9） hh11 ） L9h14 ） 蜗杆轴、联轴器 以及电动机联接 处 GB1096-79 10 8 50 蜗轮与蜗轮轴联 接处 GB1096-79 12 8 120 蜗轮轴、联轴器 及传动滚筒联接 GB1096-79 16 10 36 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 21 / 26 密封圈FJ145-79） 单位：mm 圆螺母 单位mm 弹簧垫圈GB93-87） 单位mm 查唐照民主编的机械设计手册P402页得： 定位销为GB117-86 销1040 材料为45钢。 视孔盖Q235） 单位mm 蜗杆毡圈 单位mm 套杯 单位mm 处安装位置 类型
13、轴径d 基本外径D 基本宽度 蜗杆 B44576 44 57 6 蜗轮轴 B44576 44 57 6 螺纹规 格DP dk d1 m n t C C1 M501. 5 72 61 12 8 4 1.5 0.5 安装位置 类型 内径d 宽度厚度 ） 轴承旁连 接螺栓 GB93-87-16 16 上下箱联 接螺栓 GB93-87-12 12 3 材料为65Mn ，表面氧化 的标准弹簧 垫圈 A A1 A。 B1 B B0 d4 h 150 190 170 150 100 125 M 8 1.5 轴 径d d1 D b1 b2 d0 45 44 57 5 7.1 46 D0 Dc D D1 S1
14、S2 e4 m 152 128 100 82 9 8 9 82 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 22 / 26 蜗轮轴J型骨架式橡胶油封 单位mm A型通气器 单位mm 凸缘式轴承盖HT150） 单位mm 油标尺 单位mm 螺塞及封油垫 单位mm 吊耳 轴径d D H 45 62 12 d d1 d2 d3 D h a b C h 1 R D1 S K e M181 .5 M331 .5 8 3 40 40 1 2 7 1 6 1 8 40 25. 4 2 2 8 2 安 装 位 置 d3 D d0 D0 D2 e e1 m D4 蜗杆 8 100 9 120 140 9.6
15、 10 30 85 蜗轮 轴 8 90 9 110 130 9.6 10 15 76 d d1 d2 d3 h a b c D D1 M20 6 20 8 42 15 10 6 32 26 d D0 L l a D S D1 d1 H M161,5 26 23 12 3 19. 6 17 16 17 2 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 23 / 26 吊钩 单位mm 八、减速器的润滑 减速器内部的传动零件和轴承都需要有良好的润滑，这样不仅 可以减小摩擦损失，提高传动效率，还可以防止锈蚀、降低噪声。 每个铸铁吊耳 的允许起重量 /t h/mm l1/m m s/mm r1/m
16、m r2/m m r3/m m r4/m m r5/m m 0.3 35 20 16 6 4 30 16 8 b H h r B 18 28 14 9 36 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 24 / 26 本减速器采用蜗杆下置式，所以蜗杆采用浸油润滑，蜗杆浸油 深度h大于等于1个螺牙高，但不高于蜗杆轴轴承最低滚动中心。因 速度相当较大，蜗轮也用油润滑。 九、设计小结 本设计说明书通过对单级蜗杆减速器的结构形状进行分析，得 出总体方案.按总体方案对各零部件的运动关系进行分析得出单级蜗 杆减速器的整体结构尺寸，然后以各个系统为模块分别进行具体零 部件的设计校核计算，得出各零部件的
17、具体尺寸，再重新调整整体 结构，整理得出最后的设计图纸和说明书.此次设计通过对单级蜗杆 减速器的设计，使我对成型机械的设计方法、步骤有了较深的认识. 熟悉了蜗轮、轴等多种常用零件的设计、校核方法；掌握了如何选 用标准件，如何查阅和使用手册，如何绘制零件图、装配图；以及 设计非标准零部件的要点、方法。 这次设计贯穿了所学的专业知识，综合运用了各科专业知识， 从中使我学习了很多平时在课本中未学到的或未深入的内容，我相 信这次设计对以后的工作学习都会有很大的帮助。 很惭愧的说，这次设计我吃了不少苦头，从选取中心距开始， 就连连出问题，改了又改，仅中心距一项变动就多大七次，每次都 需要从头开始，每次都
18、得重新进行大量的数据计算，这对刚刚开始 设计的我无疑是个巨大的考验。当心有点郁闷，甚至是有点灰心， 我知道后面的路还很长，出现的问题会越来越多。好在我坚持了下 来！ 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 25 / 26 果然，后来的问题接踵而至，大问题小问题，可以说是一堆一 堆的出现，设计初步完成后，几乎每天都是在修改，仅画好的正式 图，就有19种之多。我很欣慰，因为我知道每一次修改，都是一次 进步。 另外我不得不说的就是，由于是电脑画图，虽然修改相对方便 ，但由于电脑屏幕相对有限，很多小问题在电脑上不能很好的反应 出来，所以我在出图之后，也接连发现了部分问题，所以前前后后 总共出
19、了四次正式图。 设计接近尾声了，看着自己设计的减速器，像个孩子一样，慢 慢成长，逐渐的趋于成熟，趋于优化，尽管有时候会感觉很累很烦 ，但看到自己设计的减速器正慢慢成型，慢慢长大，心情立即就会 好很多！虽然它可能不如别的同学的优秀，虽然它可能或者说一定 还存在这样那样的问题，但我对它是满意的，这是我一学期辛勤工 作的结晶，是对我这一学期学习的肯定，同时是我这学期成果的反 应，我对它是满意的。 由于自己所学知识有限，而机械设计又是一门非常深奥的学科，所 以虽然进行了很多次的修改，虽然和同学也进行了很多的交流和学 校，我知道我的设计中肯定存在许多的不足和需要改进的地方，希 望老师指出，让我在以后的学习工作中去完善它们。 10、参考文献1 任金泉主编，机械设计课程设计 西安：西安交通大学出版社,2003年 个人收集整理资料， 仅供交流学习， 勿作商业用途 26 / 26 2 陈晓南，杨培林主编，机械设计基础，北京：科学出版社，200 8年 3 汝元功，唐照民主编，机械设计手册 北京：高等教育出版社，1995年4 蔡春源，蒋尊贤，李自治编，机械设计手册 沈阳：辽宁科学技术出版社，1990年 5 唐克中，朱同钧主编，画法几何及工程制图 北京：高等教育出版社，2007年 6 蒋庄德主编，机械精度设计，西安：西安交通大学出版社，200 0年
