前言機械設(shè)計課程設(shè)計是一個重要實踐環(huán)節(jié)，也是考察學(xué)生是否全面掌握基本理論知識的重要環(huán)節(jié)。在2013年11月04日-2013年11月24日為期三周的機械設(shè)計課程設(shè)計。本次設(shè)計的任務(wù)是一個蝸輪蝸桿減速器，減速器是用于電動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置。本減速器屬單級蝸桿減速器（電機——彈性聯(lián)軸器一一蝸輪蝸桿減速器一一剛性聯(lián)軸器一一工作機），該課程設(shè)計任務(wù)是在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下完成的。該課程設(shè)計內(nèi)容包括：設(shè)計計算說明書，參數(shù)選擇，傳動裝置總體設(shè)計，電動機的選擇，聯(lián)接裝置的設(shè)計選擇，蝸桿蝸輪傳動設(shè)計，蝸干的尺寸設(shè)計與校核，蝸輪軸及蝸輪尺寸的設(shè)計，減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計，減速器其它零件的選擇，減速器的潤滑，軸承的選擇校核和裝配圖A圖紙1張、零0件圖A2或A圖紙3張等。設(shè)計參數(shù)的確定和方案的選擇通過查詢有關(guān)資料所得。3蝸輪蝸桿減速器的圖紙運用計算機輔助設(shè)計，計算機輔助設(shè)計及輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是當(dāng)今設(shè)計以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進技術(shù)，通過本課程設(shè)計，將進一步深入地對這一輔助畫圖軟件進行深入地了解和學(xué)習(xí)。本文主要介紹一級蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計過程及其相關(guān)零、部件的選擇及相關(guān)的CAD圖形。計算機輔助設(shè)計（CAD），計算機輔助設(shè)計及輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是當(dāng)今設(shè)計以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進技術(shù)，能清楚、形象的表達減速器的外形特點。該減速器的設(shè)計基本上符合生產(chǎn)設(shè)計要求，限于處于初學(xué)階段，整個過程還存在不足、不妥之處，敬請老師指正。編者2013年11月目錄一.機械設(shè)計課程設(shè)計任務(wù)書………………1二.設(shè)計計算……………………21設(shè)計題目：蝸桿減速器…………2工作情況……………………2傳動方案……………………2設(shè)計數(shù)據(jù)………………2課程設(shè)計內(nèi)容……………22總體傳動方案的選擇與分析……………22.1傳動方案的選擇 2傳動方案的分析 ……………………3電動機的選擇 …………3選擇電動機類型選擇電動機的容量（功率）………3確定電動機的轉(zhuǎn)速 …………4確定傳動裝置的總傳動比并分配傳動比實際傳動比及各級傳動比的分配計算傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算…………4各軸的轉(zhuǎn)速計算 …………4各軸的輸入功率 …………………5軸的輸入轉(zhuǎn)矩 …………5傳動零件設(shè)計計算……6傳動參數(shù)………………6蝸輪蝸桿材料選擇及設(shè)計………………6裝配草圖設(shè)計…………6電動機有關(guān)尺寸…………………7選擇電動機處聯(lián)軸器（初算軸的最小直徑）7.3選擇工作機處聯(lián)軸器確定滾動軸承的類型及其潤滑與密封 8.1確定軸承的類型8.2滾動軸承的潤滑與密封方式8.3密封方式軸承端蓋的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式確定減速器箱體結(jié)構(gòu)方案和主要結(jié)構(gòu)尺寸10.1箱體的結(jié)構(gòu)和材料10.2箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸11軸的設(shè)計計算及校核………………811.1蝸桿軸的設(shè)計及校核輸出軸的設(shè)計…………………811.2蝸輪軸的設(shè)計 812鍵的選擇及校核 ………1712.1鍵的選擇………………1711.2鍵的校核 ……………………1713軸承的選擇及額定壽命校核………………1813.1軸承的選擇………18高速級軸承校核……………………1814減速器附件的設(shè)計…………………1914.1窺視孔和窺視孔蓋得設(shè)計 1914.2通氣器的設(shè)計 2014.3放油孔及放油螺栓的設(shè)計……………2014.4油視窗的設(shè)計……2014.5吊環(huán)螺釘、吊耳和吊鉤……20減速箱體的結(jié)構(gòu)…………21速器的潤滑與密封………21減速器附件簡要說明……………………21設(shè)計小結(jié)………………21謝辭 ……………22參考文獻………………………24附錄 ……………25

一.【機械設(shè)計】課程設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目蝸輪減速器設(shè)計者機設(shè)2011級2班姓名：題目數(shù)據(jù)工作機輸入功率(kW)1.65工作機轉(zhuǎn)速(rpm)44.5輸電出軸與出軸 —輸入軸動機(未畫出)與減速器輸入軸用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接，減速器輸工作機用剛性聯(lián)軸器聯(lián)接。工作條件1、 連續(xù)單向運轉(zhuǎn)；2、 載荷較平穩(wěn)；3、 兩班制；4、 結(jié)構(gòu)緊湊；5、 工作壽命5年。設(shè)計內(nèi)容1、 減速器裝配圖1張(0號圖)；2、 零件圖2—3張；3、 設(shè)計計算說明書1份。設(shè)計期限答辯日期指導(dǎo)教師設(shè)計成績二?設(shè)計計算過程1設(shè)計題目：蝸桿減速器工作情況已知條件：1、連續(xù)單向運轉(zhuǎn)；2、載荷較平穩(wěn)；3、兩班制；4、結(jié)構(gòu)緊湊；5、工作壽命5年；6、電動機與減速器輸入軸用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接，減速器輸出軸與工作機用剛性聯(lián)軸器聯(lián)接；7、工作機輸入功率1.65KW,工作機轉(zhuǎn)速44.5r/min。傳動方案本課程設(shè)計采用單級蝸桿減速器傳動。設(shè)計數(shù)據(jù)工作機輸入功率1.65KW,工作機轉(zhuǎn)速44.5r/min。機械設(shè)計課程設(shè)計的內(nèi)容1、 電動機的選擇與運動參數(shù)計算；2、 蝸輪蝸桿傳動設(shè)計計算；3、 軸的設(shè)計；4、 滾動軸承的選擇；5、 鍵和聯(lián)軸器的選擇與校核；6、 裝配圖、零件圖的繪制；7、 設(shè)計計算說明書的編寫；8、 減速器總裝配圖一張；9、 齒輪、軸零件圖各一張；10、 設(shè)計說明書一份。2總體傳動方案的選擇與分析傳動方案的選擇該傳動方案在任務(wù)書中已經(jīng)確定，采用一個單級蝸桿減速器傳動裝置傳動（蝸桿下置式傳動裝置傳動）。傳動方案的分析該方案工作機采用的原動機為電動機，考慮其工作特性，工作環(huán)境和工作載荷，該方案采用Y系列三相籠型異步電動機（參考《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》和《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》）。三相籠型異步電動機是一般用途的全封閉自扇冷式電動機，具有防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動機內(nèi)部之特點，B級絕緣，電壓380V,頻率50HZ，其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、價格低廉、維護方便；另外其傳動功率大，傳動轉(zhuǎn)矩也比較大，噪聲小，在室內(nèi)使用比較環(huán)保。傳動裝置采用單級蝸桿減速器組成的封閉式減速器，采用蝸桿傳動能實現(xiàn)較大的傳動比，結(jié)構(gòu)緊湊,傳動平穩(wěn)，但效率低，多用于中、小功率間歇運動的場合。工作時有一定的軸向力，但采用圓錐滾子軸承可以減小這一缺點帶來的影響，但它常用于高速重載荷傳動，所以將它安放在高速級上。在電動機心軸與減速器輸入軸用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接，有緩沖和吸振作用，以減少振動帶來的不必要的機械損耗。輸出軸與工作機采用剛性聯(lián)軸器，其具有高的超低慣性和高靈敏度的優(yōu)越性能，且在實際傳動中，剛性聯(lián)軸器具有免維護，超強抗油以及耐腐蝕的優(yōu)點。總而言之，此工作機屬于小功率、載荷變化不大的工作機，其各部分零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，設(shè)計與維護及維修成本低；結(jié)構(gòu)較為簡單，傳動的效率比較高，適應(yīng)工作條件能力強，可靠性高，能滿足設(shè)計任務(wù)中要求的設(shè)計條件及環(huán)境。3電動機的選擇選擇電機類型由傳動方案、工作要求和工作條件分析，電動機采用Y系列三相籠型異步電動機，

其結(jié)構(gòu)為全封閉式自扇冷式結(jié)構(gòu)，電壓為380V。選擇電機的容量（功率）1） 工作機各傳動部件的傳動效率及總效率由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表9.1可知蝸桿傳動的傳動比為：爲(wèi)/10?40；蝸桿又根據(jù)《機械設(shè)計基礎(chǔ)》表9.1可知，初選蝸桿頭數(shù)為Z］二1，的傳動效率為：“二0.70?0.75（已知：已包括蝸桿軸上一對軸承的效率），本設(shè)計取蝸桿“ =0.725,查《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表9.1可知各傳動部件的效率分別蝸桿為：“ =0.99?“ =0.99?0.995聯(lián)軸器“ =0.98（一對）滾子軸承耳 =1剛性聯(lián)軸器工作機的總效率為：聯(lián)軸器本課程設(shè)計取n =0.98滾子軸承本課程設(shè)計取n =1剛性聯(lián)軸器xn總彈性聯(lián)軸器蝸輪蝸桿滾子軸承剛性聯(lián)軸器=0.9925X0.725X0.98X1=0.70517125~0.7052）所需電動機的工作功率：P=—=1.65KW=2.34kwdn0.705總又由查《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表12.1電動機選擇功率為3KW確定電動機的轉(zhuǎn)速1）傳動裝置的傳動比的確定：查《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》書表2.1得各級齒輪傳動比如下：爲(wèi)扛=10~40蝸桿理論總傳動比：i=i=10~40總蝸桿2）電動機的轉(zhuǎn)速：工作機的轉(zhuǎn)速：n 二n=44.5r/min所以電動機轉(zhuǎn)速的可選范圍為：n=n.i=（10?40）44.5=445?1780r/mind工作機總根據(jù)上面所算得的原動機的功率與轉(zhuǎn)速范圍，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min、1000r/min和1500r/min三種。綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、質(zhì)量及價格等因素，為使傳動裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機。其主要功能表如下（此表由《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表12-1查得）：機座號A機座號ABCDEFGHKABACADHDLY132S2161408938801033132122802752103154754確定傳動裝置的總傳動比并分配傳動比電動機型號額定功率kW滿載轉(zhuǎn)速r/min堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩質(zhì)量/kgY132S-639602.02.263根據(jù)電動機的類型，由《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表12-3查得，確定電動機的安裝及外形尺寸如下表：

4.1實際傳動比及各級傳動比的分配由于是蝸桿蝸輪傳動，其傳動比集中在蝸桿上，其它不分配傳動比。9601 9601 Hly= =，S nw=——=21.5744.55計算傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算5.1各軸的轉(zhuǎn)速計算：第一軸轉(zhuǎn)速：n二n二960r/minm第二軸轉(zhuǎn)速：n= =44.5r/minn21.57總5.2各軸的輸入功率第一軸輸入功率：P二P耳二Pxq 二2.34x0.9925二2.32kWd1d 彈性聯(lián)軸器第二軸輸入功率：P二Pqq二Pxq 二2.32x0.725二1.68kWd12 1蝸桿工作機輸入功率：P二Pqqq二Pqq 二1.68x0.98x1二1.65kWd1 2 3 2軸承剛性聯(lián)軸器5.3各軸的輸入轉(zhuǎn)矩P 232電動機軸的輸出轉(zhuǎn)矩：T=9.55x1064=9.55x106x =2.31x104N-mmd n 960m第一軸輸入轉(zhuǎn)矩：T=Tn =2.31x104x0.9925=2.29x104N-mmd彈性聯(lián)軸器第二軸輸入轉(zhuǎn)矩：T二Tni二2.29x104x0.725x21.57二3.58x105N?mm1蝸桿總工作機輸入轉(zhuǎn)矩：T=Txn xn =3.58x105x0.98x1=3.52x105N?mm2軸承 剛性聯(lián)軸器將運動和動力參數(shù)計算結(jié)果進行整理并列于下表：軸名功率P/kw轉(zhuǎn)矩T/(N?mm)轉(zhuǎn) 速n/(r/min)效率q傳動比i電動機軸2.342.31X1049600.99251蝸桿軸2.322.29X1049600.72521.57蝸輪軸1.683.58X10544.50.981工作機軸1.653.52X10544.56傳動零件設(shè)計計算6.1傳動參數(shù)蝸桿輸入功率P=2.32kW,蝸桿轉(zhuǎn)速?二960r/min，蝸輪轉(zhuǎn)速n2二44.5r/min,理論傳動比i=21.6,當(dāng)選擇蝸桿的頭數(shù)Z=1時，Z=21.6不在推薦值范圍內(nèi)。當(dāng)選則蝸桿的頭數(shù)Z=2時，Z=43.2，在推薦值范圍中，所以蝸桿頭數(shù)取Z1=2（以12上結(jié)果由《機械設(shè)計》表11—1得到）。6.2蝸輪蝸桿材料選擇1）選擇蝸桿傳動類型根據(jù)GB/T10085—1988的推薦，采用漸開線蝸桿（ZI）.2） 選擇材料由《機械設(shè)計》蝸桿傳動一章知識可知，蝸桿一般是用碳鋼或合金鋼制成，考慮到蝸桿傳動功率不大，速度只是中等，故蝸桿用45鋼；因希望效率咼些，耐磨性好些，故蝸桿螺旋齒面要求整體調(diào)質(zhì)，表面淬火，硬度為45?55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSnlOPbl,金屬模鑄造。為了節(jié)約貴重的有色金屬，僅齒圈用青銅制造，而輪芯用灰鑄鐵HT200制造。3） 按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強度進行設(shè)計，在校核齒根彎曲疲勞強度。傳動中心距：A、確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2按Z1=2，估取效率n=0.8,則:T=9.55x106二=9.55x106x =9.55x106x-：__=3.98x105N-mm2 n n/i 44.52112B、 確定載荷系數(shù)K因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均系數(shù)K=1；由《機械設(shè)計》表11-5選取B使用系數(shù)K=1.15;由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載系數(shù)K=1.05；則K=KKK=1.15X1X1.05~1.21 vABvC、 確定彈性影響系數(shù)zE因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故Z=160M三三ED、 確定接觸系數(shù)ZP先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1和傳動中心距.：的比值二=0.35,從《機械設(shè)計》圖11-18□中可查得Z=2.9。E、 確定許用接觸應(yīng)力［。］H根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10Pb1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬〉45HRC,可從《機械設(shè)計》表11-7中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力［。十=268Mp^。H應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N=60jn2Lh=60X1X 5［沾，二？三二2h D壽命系數(shù) Khn=〔則 ［o］=Khn.［a］，=0.774X268MPe=207.4MPeH HN HF、 設(shè)計中心距af -icnivTmm=134.08mm取中心距.：=160mm,因i=21.6,故從《機械設(shè)計》表11-2中取模數(shù)m=6.3,蝸桿分度圓直徑d=63mm。這時乙=0.39375，從《機械設(shè)計》圖11-18中可查得接觸系1 d

數(shù)Z；=2.62，因為ZXzp,因此以上計算結(jié)果可用。4） 蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸A、 蝸桿軸向齒距pa=nm=19.792；直徑系數(shù)q=10;齒頂圓直徑da1=75.6;齒根圓直徑dfi=47.88;分度圓導(dǎo)程角Y=11°18,36”；蝸桿軸向齒厚s=9.896mmoB、 蝸輪 &蝸輪齒數(shù)Z2=41（參考《機械設(shè)計》表11-2）；變位系數(shù)X2=—0.1032驗算傳動比i亠二苧=20.5,這時傳動比誤差為竺眾尹=4.9礦在允許±（3?5）%范圍內(nèi)變化，所以結(jié)果滿足。蝸輪分度圓直徑d2=mz2=6.3X41=258.3mm蝸輪喉圓直徑da2=d2+2ha2=258.3+2X6.3=270.9mm蝸輪齒根圓直徑df2=d2-2hf2=258.3-2X6.3X（1+0.1032+0.2）=241.88mm蝸輪咽喉母圓半徑r尸遼一峙2=160—?X3709=觸.55mm2a2仏％<［帀］5） 校核齒根圓彎曲疲勞強度仏％<［帀］當(dāng)量齒數(shù)Zv2_：：d =z=aH1-53KTbF二二-—-根據(jù)x?=—0.1032,z?=43.48,從《機械設(shè)計》圖11T9中可查得齒形系數(shù)Y=2.47。2 v2 . Fa2螺旋角系數(shù)廠=許用彎曲應(yīng)力［。］=［。十?KF F FN從《機械設(shè)計》表11-8中查得ZCuSn10Pb1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力[o十=56MPa。[o十=56MPa。F壽命系數(shù)kfn=二0.616[o]=56X0.616MPa=34.496MPaFo= 16.32MPaF彎曲強度是滿足的。6）驗算效率n小c tantn=（0.95?0?96）—已知二-?：18,36”=-⑺二；?二茁⑺工二九與相對滑動速度vs有關(guān)。V=S60X1009GOBY60X1000cde11.31從《機械設(shè)計》表11-18中用插值法查得fv=0.02708、=.=1.5471°；代入式中得n=0.8325，大于原估計值，因此不用從算。蝸桿分度圓的圓周速度j.'..…=3.17m/s VW（4?5）m/s為便于BUZK-LUUI? bU炭LLUL?L?

加工蝸桿和滿足任務(wù)書，蝸桿可以下置和螺旋線取為右旋。7） 精度等級公差和表面粗糙度的確定考慮到所設(shè)計的蝸桿傳動是動力傳動，屬于通用機械減速器，從GB/T10089—1988圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇8級精度，側(cè)隙種類為f，標(biāo)注為8fGB/T10089—1988。然后由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表16.37和16.38查得蝸桿、蝸輪要求的公差項目及表面粗糙度，此處從略。8） 熱平衡核算A、估算散熱面積AaV751100丿8aV751100丿8）驗算油的工作溫度ti室溫t0：通常取20C散熱系數(shù)ks=14?17.5：取Ks=17.5W/何?°C）；嚙合效率｛=0.84；1 n軸承效率0.98，取軸承效率'2=0.98；n攪油效率0.94?0.99，攪油效率3=0.98；'=11X2X'3=0.84X0.98X0.98=0.811000^-n）Pt= 1+1ikA0s油溫未超過限度，滿足使用條件。A=0.33=0.331.75=0.75m2(1000x(1-0.84)x2.3217.5x0.75+20=48.28°CV80°C丿其它尺寸總匯表如下:名稱符號-計算公式和數(shù)據(jù)（單位mm）符號蝸輪數(shù)據(jù)蝸桿數(shù)據(jù)齒頂高h(yuǎn)ah]=h*ma1 a6.3ha2=m(ha*+X2)5.65齒根咼hfhf1=(ha*+x2)m7.56hf2=(ha*-x2+c*)m8.21全齒咼h1hi=-(dMi-dfi)13.8614=-(da214.51分度圓直徑dd163d2=mZ2258.3齒根圓直徑dfdf1=d1-2hf147.88df2=d2-2hf2241.88蝸輪喉圓直徑dada1=d1+2ha175.6da2=d2+2ha2269.6蝸桿分度圓上螺旋角Y11°30'36"蝸輪分度圓上螺旋角B2b?=y節(jié)圓直徑d'=di+ ql61.7dl；=d2258.3傳動中心距a￡+d迂+ m.ti=2160蝸桿軸向齒距Pa1P=nma119.79蝸桿導(dǎo)程P7P=nmz1z 139.58

蝸桿螺旋部分長度b1b芒（11+O-OfizaJm85蝸輪頂圓直徑de2de2<da2+1?張279蝸輪齒寬b2b2<56蝸輪齒寬角e0=Zarcsin（屮｝40.97°7裝配草圖設(shè)計7.1電動機有關(guān)尺寸動機的類型，由《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表12-3查得，確定電動機的安裝及外形尺寸如下表：機座號ABCDEFGHKABACADHDLY132S2161408938801033132122802752103154757.2選定聯(lián)軸器的類型（初算軸的最小直徑）由《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表12-3可知，電動機軸徑D=38mm,P=3kw,轉(zhuǎn)速n=960r/min確定該減速器高速軸的最小直徑并選擇適用的聯(lián)軸器。1） 按扭矩強度初定該軸最小直徑dmin，見《機械設(shè)計》表15-345鋼A0值為126?103,本計算取110?！猰m=16.08mmd.>a/|'-=——mm=16.08mmmin該段軸上有一鍵槽，將計算值加大3%dmin=16.56mm2） 選擇電動機處聯(lián)軸器根據(jù)傳動裝置的工作條件，擬選用LH型彈性柱銷聯(lián)軸器（GB/T5014-2003）摘錄，選至《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表13-1。計算轉(zhuǎn)矩為：T二K-T二1.5x29.8二44.7N-mc式中T-聯(lián)軸器所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩。p 3.T=9550:二二沾E1 —X匕二二78X壯n 9^0由于蝸桿減速器的載荷較平穩(wěn)，按轉(zhuǎn)矩變化小考慮，查《機械設(shè)計》表14-1取工作情況系數(shù)k=1.5mm，根據(jù)Tc=44.7N-m,查表13-1LH型聯(lián)軸器中LH1型聯(lián)軸器就能滿足傳遞轉(zhuǎn)矩的要求：（T=160 T）,但其軸孔直徑范圍為d=（12~22）mm，滿足不了電動機mm， n c的軸徑要求，故最后確定選用LH3型聯(lián)軸器（T=630:叮[n]=5000r/min=）n c其軸孔直徑d=30~42mm,可滿足電動機的軸徑要求。3） 最后確定減速器高速軸伸處的直徑：dmin=30mm7.3選擇工作機處聯(lián)軸器1）已知工作機的輸入功率為1.68kw,轉(zhuǎn)速44.5r/mind.>A—=112 - 二遼Vmin該段軸上有兩鍵槽，將計算值加大5%dmin=38.75mm根據(jù)傳動裝置的工作條件，擬選用LH型彈性柱銷聯(lián)軸器（GB/T5014-2003）摘錄，選至《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表13-4。計算轉(zhuǎn)矩為：T二K-T二1.5x360.54二540.81N-mc式中T-聯(lián)軸器所傳遞的名義轉(zhuǎn)矩。T=9550:-根據(jù)Tc=540.81N-m,查表13-4GY型聯(lián)軸器中GY6型聯(lián)軸器就能滿足傳遞轉(zhuǎn)矩

的要求：（T=900 T）,其軸孔直徑范圍為d=（38~50）mm，可滿足電動機的n c軸徑要求。2）最后確定減速器低速軸伸處的直徑：dmin=42mm8確定滾動軸承的類型及其潤滑與密封方式8.1確定軸承的類型根據(jù)已知的工作條件，由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》第4章確定軸承類型為圓錐滾子軸承。8.2滾動軸承的潤滑與密封方式由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》第4章，在減速器中，蝸桿下置，為浸油傳動零件，其圓周速度v三2m/s,,所以采用齒輪傳動時飛濺出來的潤滑油來潤滑軸承，而且此方式最簡單。8.3密封方式由軸承的潤滑方式和工作環(huán)境，應(yīng)橡膠唇形密封圈密封效果好，適用于密封處軸表面圓周速度8m/s一下，故此處密封方式采用橡膠唇形密封圈密封。9軸承端蓋的結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式9.1由軸承的潤滑方式和工作環(huán)境，軸承端蓋采用凸緣式軸承端蓋。10確定減速器箱體結(jié)構(gòu)方案和主要結(jié)構(gòu)尺寸10.1箱體的結(jié)構(gòu)和材料1） 由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》第三章，因為蝸桿圓周速度 ，所以采用蝸桿下置剖分式蝸桿減速器，為便于加工螺旋線取為右旋。2） 由《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》第四章，考慮減速器機體的工作性能、加工工藝、材料消耗及制造成本等因數(shù)，箱體采用鑄造箱體，材料HT150。10.2箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸此表參考《機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表4.1鑄件減速器機體結(jié)構(gòu)尺寸計算表名稱稱號一級齒輪減速器計算結(jié)果機座壁厚80.04a+3mmN8mm10機蓋壁厚片0.8589機座凸緣厚度b1.5815機蓋凸緣厚度b11.5815機座底凸緣厚度P2.5825地腳螺釘直徑df0.036a+12mm20地腳螺釘數(shù)目n44軸承旁連接螺栓直徑0.75df16

機座與機蓋連接螺栓直徑d2（0.5?0.6）df12連接螺栓d2的間距l(xiāng)125?200mm160軸承端蓋螺釘直徑d3（0.4?0.5）df10窺視孔蓋螺釘直徑d4（0.3?0.4）df8定位銷直徑d（0.7?0.8）df16d、d、d至外機壁距離f 1 2C1見下表26,22,18d、d、d至緣邊距離f 1 2C2見下表24,20,16軸承旁凸臺半徑R1C224凸臺高度h根據(jù)低速軸承座外徑確定90外機壁至軸承座端面距離lic1+c2+（5?10）mm50內(nèi)機壁至軸承座端面距離l28+c1+c2+（5?10）mm60蝸輪齒頂圓與內(nèi)箱壁距離△1>1.2812蝸輪端面與內(nèi)箱壁的距離△2>810蝸桿箱體軸承座孔的軸向長度LcLc=（1?1.2）D,D為軸承孔100機座肋厚mMF.8589機蓋肋厚miM".85819軸承端蓋外徑D2軸承座孔直徑+（5?5.5）d3140軸承端蓋凸緣厚度e（1-1.2）d310軸承旁連接螺栓距離s盡量靠近，以Md1和Md3互不干涉為準(zhǔn)，s~DQ100螺栓直徑M8M10M12M16M20r4 2 1M24M30C1min1316螺栓直徑M8M10M12M16M20r4 2 1M24M30C1min13161822263440C2min11141620242834沉頭座直徑20242632404860機械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書》表4.2聯(lián)接螺栓扳手空間c、c值和沉頭座直徑I 1 1 1 1 1 H 2 1 111軸的設(shè)計計算及校核11.1蝸桿軸的設(shè)計及校核（參考《機械設(shè)計》第十五章）圖11-1蝸桿軸草圖1）選擇軸的材料及熱處理由減速器為普通用途中小功率減速傳動裝置，軸主要向蝸輪傳遞轉(zhuǎn)矩，其傳遞的

功率不大，對其重量和尺寸無特殊要求，故軸的材料選擇常用的45鋼，調(diào)質(zhì)處

理。根據(jù)《機械設(shè)計》表15-1硬度HBS=217?255Mpa，強度極限d=640Mpa,B

屈服極限b=355Mpa，彎曲疲勞極限b=275Mpa,剪切疲勞極限t=155Mpa,s-1-1許用彎曲應(yīng)力[b]=60Mpa。2）求蝸桿軸上-1的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩由前面（5計算傳動裝置的運動及動力參數(shù)計算）可知p=2.32kw,1n=960r/min，T=2.29x104N?mm。3）1求作用在蝸桿1上的力又已知蝸桿的分度圓直徑為63mm，則切向力軸向力2T 2x切向力軸向力2T 2x2.29x104F=i= =727Nt1 d12T 2x3.58x105F=F=2= =2772Na1 12 d 258.32F=F=Ftana=2772xtan20。=1009N63徑向力4）初步確定軸的最小直徑查《機械設(shè)計》（表15-3）先初步校核估算軸的最小直徑，取A。=110d=A3，—=110x3 =14.76mmmin3n 9605）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計初選軸承初步選擇滾動軸承。因軸承同時受有徑向和軸向力的作用，故選用圓錐滾子軸承；參照工作要求，并根據(jù)d「30mm，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取0基本游隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子1軸承，查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》6-7初選型號為30308，其尺寸為dXDXTXB=40mmX90mmX25.25mmX23mmo各軸段徑向尺寸確定初估軸徑后,就可按軸上零件的安裝順序,從左端開始確定直徑.該軸軸段I-II為最小端,故該段直徑為30mm°III-IV段安裝軸承，故該段直徑為40mm，為了設(shè)計的需要，考慮安裝密封裝置，設(shè)計II-III段的直徑為35mm。IV-V段為擋油環(huán)提供軸向定位，選直徑為46mm，取V-VI段直徑為40mm。VI-VII段為蝸桿，直徑是蝸桿的分度圓直徑為63mm，切-訓(xùn)1直徑和V-VI段一樣為40mm。訓(xùn)I-IX直徑和IV-V—樣，選直徑為46mm,IX-X段是安裝軸承，所以選直徑為40mm。各軸段軸向尺寸確定。II段安裝聯(lián)軸器，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故I-II段的長度可取80mm。II-III段裝端蓋，長為70mm。軸段III-IV的長度為30mm。軸段IV-V的長度為10mm。V-VI段的長度為56,查《機械設(shè)計》表4切三（11+0.0z2）m,計算得出VI-VII的長度為90mm,⑷-訓(xùn)長度為56mm,而訓(xùn)I-IX段的長度為10mm,IX-X的長度為32mm。軸上零件的周向定位為了保證良好的對中性，與軸承內(nèi)圈配合軸徑選用H7/m6配合，軸承外圈與套杯采用H7/k6的配合，聯(lián)軸器與軸采用A型普通平鍵聯(lián)接，查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表4-1GB/T1096-2003摘錄，鍵的型號為鍵寬bX鍵高h(yuǎn)=8X7,鍵長80mm。軸上倒角與圓角為保證30308軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表1-25,取軸環(huán)圓角半徑為1.2mm（30~50mm）,其他軸肩圓角半徑為

1.0mm（18?30mm）與1.2mm（30?50mm）。查《機械設(shè)計》表15-2，軸的左右端倒角為1.0X45°（18?30mm）與1.2X45°（30?50mm）。6）按彎扭合成應(yīng)力校核高速軸的強度在確定軸承支點位置時，查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表6-7得30308圓錐滾子軸承的a=19.5mm~20mm，參看《機械設(shè)計》圖15-23。因此，作為簡支梁的軸的支承跨距為202mm。切向力軸向力2T 2x2.29x104切向力軸向力63F二1二 二727N63t1 d2T 22T 2x3.58x105F二F二2二 二2772Na1 12 d 258.32F=F=Ftan2772xtan20。=1009Nr1 r2 12徑向力繪出軸的計算簡圖11-2（a）圖繪制垂直面彎矩圖11-2（b）圖軸承支反力：沖2772X6.+1009x11S236 = =875K236L ■■_=片—Frav= —875=134N計算彎矩：截面C右側(cè)彎矩M=Fxl=134x0.118=18.812N-mcvRBV1截面C左側(cè)彎矩M'=F x(L-1)=875x(0.236-0.118)=103.25N-mcvRAV 1繪制水平面彎矩圖11-2(c)圖軸承支反力：F=Fx1-L=727x118三236=363.5NRAHt1F二F—F二727—363.5二363.5NRBH tRAH截面C左側(cè)彎矩M=F x(L-1)=363.5x(0.236-0.118)=42.893N-mTOC\o"1-5"\h\zCHRAH 1截面C右側(cè)彎矩M'=Fx1=363.5x0.118=42.893N-mCH RBH 1繪制合成彎矩圖11-2(d)圖M=VM2+M2=、18.8122+42.8932=46.84N-mC CV CHM'='：(M!)2+M2^'103.252+42.8932=111.81N?mC CV CH繪制轉(zhuǎn)矩圖11-2(e)圖T=22.9N.m繪制當(dāng)量彎矩圖11-2(f)圖進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩的截面(即危險截面C)的強度。軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力，取a=0.6，截面C處的當(dāng)量彎矩為M=':M‘2+(xT》=J111.812+(0.6x22.9》=112.65N?mEC C

H.校核危險截面C的強度進行校核時，通常只校核軸上承受最大彎矩的截面（即危險截面C）的強度。甘亠二二二心=壬心<—二=處心，安全。（町（3（匚）（?。á佟鯺■rfTT（町（3（匚）（?。á佟鯺■rfTT圖11-2高速軸的彎矩和轉(zhuǎn)矩（a）軸的結(jié)構(gòu)（b）受力簡圖（c）水平面的受力和彎矩圖（d）垂直面的受力和彎矩圖（e）合成彎矩圖（f）轉(zhuǎn)矩圖（g）計算彎矩圖11.2蝸輪軸的設(shè)計1）蝸輪軸的設(shè)計丨1|]n[V \/\/■[ VII V[1111-3蝸輪軸草圖2） 求作用在蝸輪上的力已知蝸輪的分度圓直徑為d=m-z=6.3X41=258.3mm,所以得2 t2F=2T2=2X3.58X105=2772N,Fa二F二727N,F二F二1009N。12d 258.3 2 11 r2 r123） 初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為45剛，調(diào)質(zhì)處理。查《機械設(shè)計》（表15-3）先初步校核估算軸的最小直徑，取A。=110,于是得P 1.68d'.二A 二110x3 二36.9mm。min3n 344.512蝸輪軸的軸上零件的定位、固定和裝配單級減速器中，可將蝸輪安排在箱體中央，相對兩軸承對稱分布，蝸輪左面由軸肩定位，右面用套筒軸固定，軸向固定靠平鍵和過渡配合。兩軸承分別一軸肩和套筒定位，軸向則采用過渡配合或過盈配合固定。聯(lián)軸器以軸肩軸向定位，右面用軸端擋圈軸向固定，鍵聯(lián)接作軸向固定。軸做成階梯形，左軸承從左面裝入，蝸輪、套筒、右軸承和聯(lián)軸器依次從右面裝到軸上。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑初估軸徑后，可按軸上零件的安裝順序，從左端開始確定直徑?該軸軸段I-II為最小端，裝軸承，為便與軸承的安裝，該段直徑為50mm,選定軸承型號為30310,其尺寸為dXDXTXB=50mmX110mmX29.25mmX27mm。為了設(shè)計的需要，考慮軸的軸向定位，定位軸肩高度h>0.07d，故設(shè)計段的直徑為58mm°III-IV段為齒輪的軸向定位提供軸肩，取設(shè)計直徑為70mm°IV-V段安裝蝸輪，故該段直徑為60mm，齒輪左端用套筒定位。V-VI段裝套筒和軸承，直徑和I-II段一樣為50mm°W-W段安裝軸承端蓋，采用唇形密封圈，所用直徑為45mm°W-訓(xùn)安裝聯(lián)軸器，故該段直徑為40mm。各軸段長度的確定I-II段長為軸承的寬度為32mm°II-III段長度為為15mm，III-IV段為軸間的長度為10mm。IV-V裝蝸輪，由蝸輪齒寬bW0.75d=56.7mm,設(shè)計長為長為60mm。2a1軸段V-VI的長度為52mm。軸段切-⑷裝軸承端蓋，長度為50mm。W-訓(xùn)段的長度為聯(lián)軸段110mm,故軸的總長為324mm。軸上零件的周向定位為了保證良好的對中性，蝸輪與軸選用A型普通平鍵聯(lián)接，查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表4-1GB/T1096-2003摘錄，鍵的型號為鍵寬bX鍵高h(yuǎn)=18X11，鍵長56mm，鍵槽用鍵槽銃刀加工，同時為了保證蝸輪與軸配合有良好的對中性,所以選擇蝸輪與輪轂的配合為H7;聯(lián)軸器與輸出軸采用A型普通平鍵聯(lián)接，鍵r6的型號為鍵寬bX鍵高h(yuǎn)=12X8，鍵長為110mm；軸與軸承內(nèi)圈配合軸徑選用H7/m6的配合。軸上零件的周向定位為保證30310軸承內(nèi)圈端面緊靠定位軸肩的端面，根據(jù)《機械設(shè)計》表15-2，取軸環(huán)圓角半徑為1.2mm(30~50mm),取軸肩圓角半徑為1.2mm(30~50mm)、2.0mm(30~50mm)。其他軸肩圓角半徑分別由具體軸徑而定，軸的左右端倒角為2.0X45°(50?80mm)與1.2X45°(30?50mm)。12鍵的選擇及校核12.1鍵的選擇聯(lián)軸器與蝸桿軸采用A型普通平鍵聯(lián)接，查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表4-1GB/T1096-2003摘錄，鍵的型號為鍵寬bX鍵高h(yuǎn)=8X7,鍵長80mm。鍵的工作長h7度l=L-b=80-8二72mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k二—=—=3.5mm。22

蝸輪與軸選用A型普通平鍵聯(lián)接，查《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表4-1GB/T1096-2003摘錄，鍵的型號為鍵寬bX鍵高h(yuǎn)=20X12，鍵長56mm。鍵的工作h11長度l=L-b=56-18二38mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=-= =5.5mm。22聯(lián)軸器與蝸輪軸軸采用A型普通平鍵聯(lián)接，鍵的型號為鍵寬bX鍵高h(yuǎn)=12X8,鍵長為110mm，鍵的工作長度1=L-b=110-12二98mm,鍵與輪轂鍵槽的接觸高度k=—= =4mm。2211.2鍵的校核鍵材料選用45鋼，查《機械設(shè)計》表6-2知0]=100?120MPa，校核如下：p鍵bXh=8X7,鍵長70mm按公式的擠壓應(yīng)力（錯誤）2Tx102Tx103 2x23.1x103O= =pkld 3.5x62x30=7.09MPa，bV[b]，故強度足夠。pp鍵bXh=20X12,鍵長70mm按公式的擠壓應(yīng)力（錯誤）2Tx102Tx103b=—pkld2x358x1035.5x38x60=57.1MPa，bV[b]，故強度足夠。pp鍵bXh=12X&鍵長110mm按公式的擠壓應(yīng)力2Tx103 2x352x103b= = =44.9MPa，bV[b]，故強度足夠。pkld 4x98x40 pp13軸承的選擇及額定壽命校核13.1軸承的選擇1） 減速器軸承選取高速軸選用30308；低速軸選用30310。2） 減速器各軸所用軸承代號及尺寸（參考《機械設(shè)計課程設(shè)計手冊》表6-7）軸承類型型號外形尺寸（mm）安裝尺寸（mm）dDT寬度BDminDmaxDmaxb圓錐滾子30308409025.2523a,77a,8184圓錐滾子303105011029.2527951001033）高速級軸承校核預(yù)期壽命要求使用壽命L=5年X365天X2班制X8小時=29200hH軸承計算系數(shù)30308型圓錐滾子軸承其基本額定動載荷C=90800N,計算系數(shù)e=0.35,軸向載荷系數(shù)Y=1.7計算蝸桿軸的受力切向力F=乞t1切向力F=乞t1d1軸向力F=Fa1 t22x2.29x10463=727N2T2x3.58x105258.3=2772N徑向力F=F=Ftan2772xtan20==1009NTOC\o"1-5"\h\zr1 r2 12計算軸承內(nèi)部軸向力由圖11-2分析可知： = =875NL 236FRav=片—Fhav=1009-875=134NF=Fxl-L=727x118一236=363.5NRAHt1F二F-F二727-363.5二363.5NRBH tRAHF=r1 F=-. -二 W八二5S3X計算軸承的軸向載荷對于30308型圓錐滾子軸承，按《機械設(shè)計》表13-7，軸承派生軸向力二二二,2TY其中，軸向載荷系數(shù)丫=1.7。圓錐滾子軸承軸向載荷的分析：946946 =279N2X1.7388388 =114N2X1.7F=F+F=2772N+114N=2886Na1aed2F=F=114N顯然;2F>F，因此軸有左移趨勢，軸承1被壓緊，軸承2放松，又由軸承部件的結(jié)構(gòu)圖分析可知軸承I將保持平衡，故兩軸承的軸向分力分別為F=2886N,a1F=114N比較兩軸承的受力，因F>F及F>F,故只需校核軸承1?！?一… 》 r1 r2 a1 a2計算當(dāng)量動載何軸承1的載荷系數(shù)根據(jù) ，由表《機械設(shè)計》表13-5可知X]=0.4丫產(chǎn)1.711由表《機械設(shè)計》表13-6,因軸承運轉(zhuǎn)中有中等沖擊，載荷系數(shù)f=1.5,由表《機械設(shè)計》表13-4，軸承工作溫度W120°C，溫度系數(shù)f=1。Pt

軸承1的當(dāng)量動載荷P=XF+Y1F=軸承的壽命&1==5879011軸承預(yù)期壽命L=5年X365天X2班制X8小時=29200h結(jié)論:由于軸承的壽命Lh>LH，所以軸承30208滿足要求。14減速器附件的設(shè)計14.1窺視孔和窺視孔蓋得設(shè)計窺視孔的作用是方便人手伸入機箱內(nèi)手動調(diào)節(jié)蝸輪的輪齒嚙合，因此窺視孔蓋的大小應(yīng)該能伸入手的大小，如果太大，結(jié)構(gòu)會顯得不合理而且加工費用會比較貴，綜合上述因素，按照機械設(shè)計課程設(shè)計的表14.7選擇窺視孔的參數(shù)如下表（單位mm）ABA1B1CC1C2R螺釘尺寸螺釘數(shù)目11090140120125801055M16X15614.2通氣器的設(shè)計根據(jù)減速器的工作環(huán)境，選擇帶過濾網(wǎng)的防塵式通氣器，根據(jù)機體的大小按照機械設(shè)計課程設(shè)計的表14.9選擇的通氣器參數(shù)如下表（單位mm）dd1d2d3d4Dhabch1RD1skefM18M32X1.510516403610614174026.91952214.3放油孔及放油螺栓的設(shè)計放油螺栓的設(shè)計按照機械設(shè)計課程設(shè)計的表14.14選取的螺栓及油圈參數(shù)如下表（單位mm）螺紋dDD1SLhabD0H材料M12cX1.25221513241232222皮封油圈-工業(yè)皮革螺塞-Q23514.4油標(biāo)的設(shè)計考慮到減速器的結(jié)構(gòu)簡單原則，選用桿式油標(biāo)，其油標(biāo)孔直接在減速器箱體上鑄出，按照機械設(shè)計課程設(shè)計的表14.13選取油標(biāo)的參數(shù)如下表（單位mm）dd1d2d3habcDD1M124126281064201614.5吊環(huán)螺釘、吊耳和吊鉤為了拆卸及搬運減速器，應(yīng)在箱蓋上鑄出吊耳，并在箱座上鑄出吊鉤，吊鉤和吊耳的尺寸可以根據(jù)具體情況加以修改。

螺栓等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇本部分含螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇墊圈，墊片的選擇，具體內(nèi)容如下螺栓，螺母，