1、前 言在本學期臨近期末的近半個月時間里，學校組織工科學院的學生開展了鍛煉學生動手和動腦能力的課程設計。在這段時間里，把學到的理論知識用于實踐。課程設計每學期都有，但是這次和我以往做的不一樣的地方：單獨一個人完成一組設計數據。這就更能讓學生的能力得到鍛煉。但是在有限的時間里完成對于現階段的我們來說比較龐大的“工作”來說，雖然能夠按時間完成，但是相信設計過程中的不足之處還有多。希望老師能夠指正。總的感想與總結有一下幾點：1.通過了3周的課程設計使我從各個方面都受到了機械設計的訓練，對機械的有關各個零部件有機的結合在一起得到了深刻的認識。2.由于在設計方面我們沒有經驗，理論知識學的不牢固，在設計中難

2、免會出現這樣那樣的問題，如：在選擇計算標準件是可能會出現誤差，如果是聯系緊密或者循序漸進的計算誤差會更大，在查表和計算上精度不夠準3.在設計的過程中，培養了我綜合應用機械設計課程及其他課程的理論知識和應用生產實際知識解決工程實際問題的能力，在設計的過程中還培養出了我們的團隊精神，大家共同解決了許多個人無法解決的問題，在這些過程中我們深刻地認識到了自己在知識的理解和接受應用方面的不足，在今后的學習過程中我們會更加努力和團結。最后，衷心感謝老師的指導和同學給予的幫助，才能讓我的這次設計順利按時完成。目 錄一 傳動裝置總體設計4二 電動機的選擇4三 運動參數計算6四 蝸輪蝸桿的傳動設計7五 蝸桿、蝸

3、輪的基本尺寸設計13六 蝸輪軸的尺寸設計與校核15七 減速器箱體的結構設計18八 減速器其他零件的選擇21九 減速器附件的選擇23十 減速器的潤滑25參數選擇：卷筒直徑：D=350mm運輸帶有效拉力：F=2000N運輸帶速度：V=0.8m/s工作環境：三相交流電源，三班制工作，單向運轉，載荷平穩，空載啟動， 常溫連續工作一、 傳動裝置總體設計：根據要求設計單級蝸桿減速器，傳動路線為：電機連軸器減速器連軸器帶式運輸機。根據生產設計要求可知，該蝸桿的圓周速度V45m/s，所以該蝸桿減速器采用蝸桿下置式見，采用此布置結構，由于蝸桿在蝸輪的下邊，嚙合處的冷卻和潤滑均較好。蝸輪及蝸輪軸利用平鍵作軸向固定

4、。蝸桿及蝸輪軸均采用圓錐滾子軸承，承受徑向載荷和軸向載荷的復合作用，為防止軸外伸段箱內潤滑油漏失以及外界灰塵，異物侵入箱內，在軸承蓋中裝有密封元件。 該減速器的結構包括電動機、蝸輪蝸桿傳動裝置、蝸輪軸、箱體、滾動軸承、檢查孔與定位銷等附件、以及其他標準件等。二、 電動機的選擇：由于該生產單位采用三相交流電源，可考慮采用Y系列三相異步電動機。三相異步電動機的結構簡單，工作可靠，價格低廉，維護方便，啟動性能好等優點。一般電動機的額定電壓為380V根據生產設計要求，該減速器卷筒直徑D=350mm。運輸帶的有效拉力F=2000N，帶速V=0.8m/s，載荷平穩，常溫下連續工作，電源為三相交流電，電壓為

5、380V。1、 按工作要求及工作條件選用三相異步電動機，封閉扇冷式結構，電壓為380V，Y系列2、 傳動滾筒所需功率Pw=FV/1000=2000*0.8/1000=1.6kw3、 傳動裝置效率：（根據參考文獻機械設計課程設計 劉俊龍 何在洲 主編 機械工業出版社 第133-134頁表12-8得各級效率如下）其中：蝸桿傳動效率1=0.70 攪油效率2=0.95 滾動軸承效率（一對）3=0.98聯軸器效率c=0.99 傳動滾筒效率cy=0.96所以： =1233c2cy =0.7×0.99×0.983×0.992×0.96 =0.633 電動機所需功率：

6、Pr= Pw/ =1.6/0.633=2.5KW 傳動滾筒工作轉速： nw60×1000×v / ×35043.7r/min根據容量和轉速，根據參考文獻機械零件設計課程設計吳宗澤 羅圣國編 高等教育出版社 第155頁表12-1可查得所需的電動機Y系列三相異步電動機技術數據，查出有四種適用的電動機型號，因此有四種傳動比方案，如表2-1: 表2-1方案電動機型號額定功率Ped kw電動機轉速 r/min額定轉矩同步轉速滿載轉速1Y132S1-25.5300029002.02Y132S-45.5150014402.23Y132M2-65.510009602.04Y160

7、M-85.57507202.0綜合考慮電動機和傳動裝置的尺寸、重量、價格和減速器的傳動比，可見第3方案比較適合。因此選定電動機機型號為Y132M2-6其主要性能如下表2-2：表2-2中心高H外形尺寸L×（AC/2AD）×HD底角安裝尺寸A×B地腳螺栓孔直徑K軸身尺寸D×E裝鍵部位尺寸F×G×D132515×（270/2210）×315216×1781238×8010×33×38三、運動參數計算：3.1蝸桿軸的輸入功率、轉速與轉矩P0 = Pr=2.5kw n0=960r/mi

8、nT0=9550 P0 / n0=9550*2.5/960=24.9N .m3.2蝸輪軸的輸入功率、轉速與轉矩P1 = P0·01 = 2.5×0.99×0.99×0.7×0.992 =1.68 kw n= n0/i1= = 27.4 r/minT1= 9550P1/n1 = 9550×1.68/27.4= 585.55N·m3.3傳動滾筒軸的輸入功率、轉速與轉矩P2 = P1·c·cy=1.68×0.99×0.99=1.65kwn2= n1/i12 = = 27.4 r/minT2=

9、 9550*p2/n2= 9550×1.65/27.4= 575.09N·m運動和動力參數計算結果整理于下表3-1： 表3-1類型功率P（kw）轉速n（r/min）轉矩T（N·m）傳動比i效率蝸桿軸2.596024.9 10.633蝸輪軸1.6827.4585.55 31傳動滾筒軸1.6527.4575.09四、蝸輪蝸桿的傳動設計：蝸桿的材料采用45鋼，表面硬度>45HRC，蝸輪材料采用ZCuA110Fe3,砂型鑄造。以下設計參數與公式除特殊說明外均以參考由機械設計 第八版主編 濮良貴 紀名剛 ，副主編 陳國定 吳立言 高等教育出版社出版 2006年 第11

10、章蝸桿傳動為主要依據。 表41蝸輪蝸桿的傳動設計表項 目計算內容計算結果中心距的計算蝸桿副的相對滑動速度參考文獻5第37頁（23式）4m/s<Vs<7m/s當量摩擦系數4m/s<Vs<7m/s選值在圖11.20的i=35的線上，查得=0.45 =0.45 蝸輪轉矩使用系數按要求查表11.5轉速系數 見表11-16 ：彈性系數根據蝸輪副材料，見公式11-11壽命系數接觸系數由于計算有現成的數據/a=0.45,按圖11.18查出渦輪基本許用應力根據渦輪材料和金屬硬度，從表11-7中查得接觸疲勞最小安全系數其中：為渦輪齒根應力系數，由表11-17查出為渦輪齒根最大應力系數，由

11、公式=中心距傳動基本尺寸蝸桿頭數 根據要求的傳動比和效率選擇,配合中心距要求，由表11-2查出Z1=1蝸輪齒數模數根據中心距尺寸，由表11-2查出Z2=31 m=6.3蝸桿分度圓 直徑根據中心距尺寸，由表11-2查出蝸輪分度圓直徑蝸桿導程角根據中心距尺寸，由表11-2查出變位系數根據中心距尺寸，由表11-2查出x=-0.6587蝸桿齒頂圓 直徑 表11.3 mm蝸桿齒根圓 直徑 表11.3 mm蝸桿齒寬根據蝸桿頭數和變位系數查表11-4得出蝸桿齒寬計算公式mm蝸輪齒根圓直徑mm蝸輪齒頂圓直徑（喉圓直徑）mm蝸輪外徑mm蝸輪咽喉母圓半徑蝸輪齒寬B=54.81 B=55mmmm蝸桿圓周速度=3.1

12、6m/s相對滑動速度m/s當量摩擦系數由表11.18查得輪齒彎曲疲勞強度驗算許用接觸應力 最大接觸應力合格齒根彎曲疲勞強度由表11.6查出彎曲疲勞最小安全系數結合設計需求選擇許用彎曲疲勞應力輪齒最大彎曲應力合格蝸桿軸擾度驗算蝸桿軸慣性矩允許蝸桿擾度蝸桿軸擾度合格溫度計算傳動嚙合效率攪油效率根據要求自定軸承效率根據要求自定總效率散熱面積估算參考課本公式11-23和11-24箱體工作溫度此處取=15w/（m²c）合格潤滑油粘度和潤滑方式潤滑油粘度根據m/s由表11-21選取給油方法由表11-21采用油池潤滑五、蝸桿、蝸輪的基本尺寸設計5.1蝸桿基本尺寸設計 根據電動機的功率P=5.5kw

13、，滿載轉速為960r/min，電動機軸徑，軸伸長E=80mm軸上鍵槽為10x5。1、 初步估計蝸桿軸外伸段的直徑d=（0.81.0）=30.438mm2、 計算轉矩Tc=KT=K×9550×=1.15×9550×5.5/960=62.9N.M由Tc、d根據機械設計課程設計 張培金 藺聯芳 編 上海交通大學出版社第248頁表8.2可查得選用HL3號彈性柱銷聯軸器（38×80）。3、 確定蝸桿軸外伸端直徑為38mm。4、 根據HL3號彈性柱銷聯軸器的結構尺寸確定蝸桿軸外伸端直徑為38mm的長度為80mm。5、 由參考文獻機械設計課程設計 張培金 藺

14、聯芳 編 上海交通大學出版社的第220頁表4.1可查得普通平鍵GB109690A型鍵10×63，蝸桿軸上的鍵槽寬mm，槽深為mm，聯軸器上槽深，鍵槽長L=63mm。6、 初步估計d=60mm。7、 由參考文獻機械零件設計課程設計 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙江大學出版社第189頁圖7-19，以及蝸桿上軸承、擋油盤，軸承蓋，密封圈等組合設計，蝸桿的尺寸如零件圖1（蝸桿零件圖）5.2蝸輪基本尺寸表（由參考文獻機械零件設計課程設計 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙江大學出版社第96頁表4-32及第190頁圖7-20及表51蝸輪蝸桿的傳動設計表可計算得） 表51蝸輪結構及基本尺寸蝸輪采用裝配

15、式結構，用六角頭螺栓聯接（100mm）,輪芯選用灰鑄鐵 HT200 ，輪緣選用鑄錫青銅ZcuSn10P1 單位：mma=bCxB98708231310255en1032518990º112202156六、蝸輪軸的尺寸設計與校核蝸輪軸的材料為45鋼并調質，且蝸輪軸上裝有滾動軸承，蝸輪，軸套，密封圈、鍵. 6.1 軸的直徑與長度的確定1 .計算轉矩 Tc=KT=K×9550×=1.15×9550×1.68/30.96=595.94N.M<2000 N.M所以蝸輪軸與傳動滾筒之間選用HL5彈性柱銷聯軸器32×60，因此=32m m2.

16、由參考文獻 張培金 藺聯芳 編 上海交通大學出版社的第220頁表4-1可查得普通平鍵GB109679A型鍵12×8，普通平鍵GB109679A型鍵14×9，聯軸器上鍵槽深度，蝸輪軸鍵槽深度，寬度為由參考文獻機械設計基礎（下冊） 張瑩 主編 機械工業出版社 1997年的第316頁321頁計算得.其中各段見零件圖的“渦輪軸”。6.2軸的校核6.2.1軸的受力分析圖 圖6.1X-Y平面受力分析 圖6.2X-Z平面受力圖： 圖6.3 合成彎矩 592368.15 35700 340587.75 圖6.4當量彎矩T與aTT=518217NmmaT=327992.8Nmm圖6.56.2

17、.2軸的校核計算如表5.1軸材料為45鋼， 表6.1計算項目計算內容計算結果轉矩Nmm圓周力=12955.4N=12955.4N徑向力=1438.9N軸向力=12955.4×tan 20ºFr =4715.4N計算支承反力=563.4N=972.75N垂直面反力=2357.7N水平面X-Y受力圖圖6.2垂直面X-Z受力圖6.3畫軸的彎矩圖合成彎矩圖7.4軸受轉矩TT=518217NmmT=518217Nmm許用應力值表16.3，查得應力校正系數aa=a=0.59當量彎矩圖當量彎矩蝸輪段軸中間截面=437814Nmm軸承段軸中間截面處=484690.6Nmm437814Nmm

18、=484690.6Nmm當量彎矩圖圖7.5軸徑校核驗算結果在設計范圍之內，設計合格軸的結果設計采用階梯狀，階梯之間有圓弧過度，減少應力集中，具體尺寸和要求見零件圖2（蝸輪中間軸）。6.3裝蝸輪處軸的鍵槽設計及鍵的選擇當軸上裝有平鍵時，鍵的長度應略小于零件軸的接觸長度，一般平鍵長度比輪轂長度短510mm，由參考文獻1表2.430圓整，可知該處選擇鍵2.5×65，高h=14mm，軸上鍵槽深度為，輪轂上鍵槽深度為，軸上鍵槽寬度為輪轂上鍵槽深度為七、減速器箱體的結構設計參照參考文獻機械設計課程設計（修訂版） 鄂中凱，王金等主編 東北工學院出版社 1992年第19頁表1.5-1可計算得，箱體的

19、結構尺寸如表7.1： 表7.1箱體的結構尺寸減速器箱體采用HT200鑄造，必須進行去應力處理。設計內容計 算 公 式計算結果箱座壁厚度=0.04×125+3=8mma為蝸輪蝸桿中心距取=8mm箱蓋壁厚度1=0.85×8=6.8mm取1=6.8mm機座凸緣厚度bb=1.5=1.5×8=12mmb=12mm機蓋凸緣厚度b1b1=1.51=1.5×6.8=10.5mmb1=10.5mm機蓋凸緣厚度PP=2.5=2.5×8=20mmP=20mm地腳螺釘直徑dØdØ=18mm地腳沉頭座直徑D0D0=36mmD0=36mm地腳螺釘數目n

20、取n=4個取n=4底腳凸緣尺寸（扳手空間）L1=30mmL1=30mmL2=26mmL2=26mm軸承旁連接螺栓直徑d1d1= 13.5mmd1=14mm軸承旁連接螺栓通孔直徑d1d1=15.5d1=15.5軸承旁連接螺栓沉頭座直徑D0D0=30mmD0=30mm剖分面凸緣尺寸（扳手空間）C1=18mmC1=18mmC2=30mmC2=30mm上下箱連接螺栓直徑d2d2 =9mmd2=9mm上下箱連接螺栓通孔直徑d2d2=10.5mmd2=10.5mm上下箱連接螺栓沉頭座直徑D0=20mmD0=20mm箱緣尺寸（扳手空間）C1=16mmC1=16mmC2=14mmC2=14mm軸承蓋螺釘直徑和

21、數目n,d3n=4, d3=7.2mmn=4d3=7.2mm檢查孔蓋螺釘直徑d4d4=0.4d=8mmd4=8mm圓錐定位銷直徑d5d5= 0.8 d2=8mmd5=8mm減速器中心高HH=225mmH=225mm軸承旁凸臺半徑RR=C2=15mmR1=15mm軸承旁凸臺高度h由低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準。取50mm軸承端蓋外徑D2D2=軸承孔直徑+(55.5) d3取D2=120mm箱體外壁至軸承座端面距離KK= C1+ C2+(810)=44mmK=54mm軸承旁連接螺栓的距離S以Md1螺栓和Md3螺釘互不干涉為準盡量靠近一般取S=D2S=120蝸輪軸承座長度（箱體內壁至軸承

22、座外端面的距離）L1=K+=56mmL1=56mm蝸輪外圓與箱體內壁之間的距離=15mm取=15mm蝸輪端面與箱體內壁之間的距離=12mm取=12mm機蓋、機座肋厚m1,mm1=0.851=5.78mm, m=0.85=10mmm1=5.78mm, m=7mm以下尺寸以參考文獻機械設計、機械設計基礎課程設計 王昆等主編 高等教育出版社 1995年表6-1為依據蝸桿頂圓與箱座內壁的距離=43mm軸承端面至箱體內壁的距離=4mm箱底的厚度20mm軸承蓋凸緣厚度e=1.2 d3=12mm箱蓋高度116mm箱蓋長度（不包括凸臺）308mm蝸桿中心線與箱底的距離110mm箱座的長度308mm裝蝸桿軸部分

23、的長度413mm箱體寬度（不包括凸臺）206mm箱底座寬度199mm蝸桿軸承座孔外伸長度10mm蝸桿軸承座長度65mm蝸桿軸承座內端面與箱體內壁距離5mm八、減速器其他零件的選擇經箱體、蝸桿與蝸輪、蝸輪軸以及標準鍵、軸承、密封圈、擋油盤、聯軸器、定位銷的組合設計，經校核確定以下零件：表8-1鍵 單位：mm安裝位置類型b（h9）h（h11）L9（h14）蝸桿軸、聯軸器以及電動機聯接處GB1096-90鍵10×5010850蝸輪與蝸輪軸聯接處GB1096-90鍵18×56181156蝸輪軸、聯軸器及傳動滾筒聯接處GB1096-90鍵20×50201250表8-2圓錐滾

24、動軸承 單位：mm安裝位置軸承型號外 形 尺 寸dDB蝸 桿3509458523209458519蝸輪軸3508408023208408018 表8-3密封圈（GB9877.1-88） 單位：mm安裝位置類型軸徑d基本外徑D基本寬度蝸桿B40×85×440854蝸輪軸B61×100×1040808表8-4彈簧墊圈（GB93-87） 安裝位置類型內徑d寬度（厚度）材料為65Mn，表面氧化的標準彈簧墊圈軸承旁連接螺栓GB93-87-16164上下箱聯接螺栓GB93-87-12123表8-5擋油盤參考文獻機械設計課程設計（修訂版） 鄂中凱，王金等主編 東北工學

25、院出版社 1992年第132頁表2.8-7安裝位置外徑厚度邊緣厚度材料蝸桿129mm12mm9mmQ235 定位銷為GB117-86 銷8×38 材料為45鋼九、減速器附件的選擇以下數據均以參考文獻機械零件設計課程設計 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙江大學出版社的P106-P118表9-1視孔蓋（Q235） 單位mmL1L2b1b2蓋厚Rd直徑孔數907570554574表9-2吊耳 單位mm箱蓋吊耳C3C4RbR1r3240401568箱座吊耳KHhbH1302412520按結構決定表9-3通氣器 單位mmDd1DasD1M24×1.573442427.7表9-4軸承蓋（

26、HT150） 單位mm安 裝位 置d3Dd 0D0D2ee1mD4D5D6b1d1螺釘數n蝸桿88591051259.612257581837444蝸輪軸88091001209.61220707678101004表9-5油標尺 單位mmd1d2d3habcDD1M1641663512852622表9-6油塞（工業用革） 單位mmdDD1d1d2d3habcM122016310524864十、減速器的潤滑減速器內部的傳動零件和軸承都需要有良好的潤滑，這樣不僅可以減小摩擦損失，提高傳動效率，還可以防止銹蝕、降低噪聲。本減速器采用蝸桿下置式，所以蝸桿采用浸油潤滑，蝸桿浸油深度h大于等于1個螺牙高，但

27、不高于蝸桿軸軸承最低滾動中心。蝸輪軸承采用刮板潤滑。蝸桿軸承采用脂潤滑， 為防止箱內的潤滑油進入軸承而使潤滑脂稀釋而流走，常在軸承內側加擋油盤。1、機械設計課程設計（修訂版） 鄂中凱，王金等主編 東北工學院出版社 1992年2、機械設計 第八版 主編 濮良貴 高等教育出版社 2006年3、機械設計、機械設計基礎課程設計 王昆等主編 高等教育出版社 1995年4、機械設計課程設計圖冊（第三版） 龔桂義主編 高等教育出版社 2002年5、機械零件設計課程設計 吳宗澤 羅圣國編 高等教育出版社 2002年6. 機械設計課程設計 張培金 藺聯芳 編 上海交通大學出版社 1992年7.機械設計課程設計

28、劉俊龍 何在洲 主編 機械工業出版社 1993年8.機械零件設計課程設計 毛振揚 陳秀寧 施高義 編 浙江大學出版社 1989年附件1（1）機械設計課程設計任務書(1)一. 設計題目 設計鑄工車間一混沙機上用的二級圓錐圓柱齒輪減速器。混沙機由交流電動機帶動，單班制工作，工作時經常滿載、有輕微振動，工作年限為五年。 碾輪上的阻力矩為T，碾輪軸的轉速n=40 rmin (設計時允許有±5%的偏差)。T（N.m）200022002400260028003000320034003600380040004200任務分配T（N.m）43004400任務分配二 設計要求1. 設計傳動裝置中的各傳動零件；2. 完成兩級圓錐圓柱齒輪減速器的設計、繪制裝配圖；3. 用計算機繪圖，繪制小圓錐齒輪及相應的主動軸零件圖；4. 編制設計計算說明書一份。 注：混沙機上一對圓錐齒輪的傳動比通常取為34。三 傳動配置示意圖1電動機2聯軸器3減速器4聯軸器5開式圓錐齒輪傳動6混沙機碾輪附件1（2）機械設計課程設計任務書(2)一. 設計題目 設