中北大學2014屆畢業設計說明書 畢業設計說明書蝸輪蝸桿傳動減速器設計班級：學號：軟件學院姓名：軟件學院軟件工程學院：軟件工程原霞黃志誠專業：原霞黃志誠指導教師：2014年6月蝸輪蝸桿傳動減速器的設計摘要隨著科學技術和工業生產的飛速發展，國民經濟各個部門迫切需要各種各樣質量優、性能好、效率高、能耗低、價格廉的機械產品。其中，產品設計是決定產品性能、質量水平、市場競爭力和經濟效益的重要環節。因此，我們應該樹立好的設計思想，重視對自己進行機械設計能力的培養，樹立知識經濟意識；善于利用各種信息資源，擴展知識面和能力；培養嚴謹、科學、創新與創業、艱苦奮斗的企業，加強環境保護意識，做到清潔生產和文明，以最大限度的獲得企業效益和社會效益。機械原理課程設計要求我們針對某種機器，進行機械運動簡圖的設計，其中包括機械功能分析，工藝動作過程確定執行機構選擇，機械運動方案評定，機構尺寸的確定等。通過機械原理課程設計，可以進一步鞏固，掌握并初步運用機械原理的知識和理論。更為重要的是培養我們和創新機械的能力。創新能力的培養是我們發明機械，創造機械的基礎，在生產力發展方面起著不可替代作用。本文講述了帶式運輸機的傳動裝置——單級蝸輪蝸桿減速器的設計過程。首先進行了傳動方案的評述，選擇單級蝸輪蝸桿減速器作為傳動裝置，然后進行減速器的設計計算，運用AutoCAD進行傳統的二維平面設計，完成蝸輪蝸桿減速器的二維平面零件圖和裝配圖的繪制.減速器是目前廣泛應用于礦山、冶金、建筑、化工、輕工、運輸、制造、航空航天等各個領域的主要調速裝置。具有高精度、高效率、可靠性高等優點。人類使用減速器已有很長一段時間，因此對減速器的認識已達到一相當的程度，減速器的形式也是多種多樣，具體用途也是各有所長，對人類社會的發展起到了極大的促進作用。關鍵詞:減速器，蝸輪蝸桿，傳動DesignofwormgearreducerAbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnologyandindustrialproduction,Mechanicalproductsinvarioussectorsofthenationaleconomyinurgentneedofallsortsofsuperiorqualitygoodperformance,highefficiency,lowenergyconsumption,lowprice.Amongthem,productdesignisanimportantpartofdeterminingproductperformance,quality,marketcompetitivenessandeconomicbenefits.so,weshouldsetupagooddesignidea,payattentiontomechanicaldesignabilitytraining,establishconsciousnessofknowledgeeconomy;goodatusingavarietyofinformationresources,theexpansionofknowledgeandability;cultivationofrigorous,scientific,innovationandentrepreneurship,workhardandperseveringlyenterprises,strengthentheconsciousnessofenvironmentalprotection,cleanproductionandcivilized,enterpriseswiththemaximumbenefitsandsocialbenefits.Curriculumdesignofmechanicalprinciplesrequireustosomemachine,thedesignofmechanicalkinematicscheme,includingmechanicalfunctionanalysis,technologicalactionprocesstodetermineactuatorselection,mechanicalmovementschemeevaluation,organizationsizedetermination.Throughthecurriculumdesignofmechanicalprinciples,canbefurtherconsolidated,graspandpreliminaryapplicationofmechanicalprincipleknowledgeandtheory.Moreimportantistotrainourabilityandinnovation.Thecultivationofinnovationabilityistheinventioncreationmachinery,mechanicalfoundation,inproductivitydevelopmentplaysanirreplaceablerolein.Thispaperdescribesthedesignprocessoftransmission--singlestagewormgearingbeltconveyorreducer.Firstreviewedthetransmissionscheme,choiceofsinglestagewormreducerasthedrivingdevice,thenthedesignandcalculationofthereducer,theuseofAutoCADfortwo-dimensionalgraphicdesigntradition,finishdrawingthewormreducerforthe2Dpartdrawingsandassemblydrawings.Reduceristhemaindriveiswidelyusedinvariousmines,metallurgy,construction,chemicalindustry,lightindustry,transportation,manufacturing,aerospaceequipment.Withtheadvantagesofhighprecision,highefficiency,reliability.Humanbeingsusereducerforalongtime,sotheunderstandingofthereducerhasreachedaconsiderabledegree,speedreducerisawidevarietyofforms,thespecificuseisEachonehashisgoodpoints.,onthedevelopmentofhumansocietyhasplayedagreatroleinpromoting.Keywords:reducer,wormandgear,transmission中北大學2014屆畢業設計說明書第PAGEI頁共SECTIONPAGES\*ROMANI頁目錄1引言 12設計的目的和意義 23設計計算中應該注意的問題 33.1度計算與結構工藝的關系 33.2設計過程中正確使用標準的重要性 33.3設計過程中零件結構設計與工藝性的關系 43.4設計過程中處理好理論計算與畫圖的關系 43.5繪圖中應該注意的問題 44設計計算過程 64.1評述傳動方案 64.2選擇電動機 74.3設計蝸桿傳動 104.4軸的結構設計 154.5設計蝸輪的過盈聯接 234.6密封和潤滑 254.7減速器的箱體設計 254.8減速器的附件 275結論 32參考文獻 33致謝 34第35頁共SECTIONPAGES35頁1引言隨著全球制造業向中國的轉移，21世紀以來，信息化、網絡化、智能化、全球化，以及產品創新更快、品質更優、成本更低、服務更好已經成為當代全球制造業發展的基本特征。隨著我國綜合國力的進一步增強和加入世界貿易組織（WTO），我國經濟全面與國際接軌，并正在成為全球最重要的制造業基地。企業面臨的將是一個全球化的市場與競爭。為了能在激烈的國際化競爭中贏得先機，先進的設計軟件是必不可少的。這就要求我們畢業生能積極認真學好目前最先進的設計方法和制造技術，為我國的制造業做出自己的貢獻[1]。CAD技術起步于50年代后期，進入60年代，隨著在計算機屏幕上繪圖變為可行而開始迅速發展。此時CAD技術的出發點是用傳統的三視圖方法來表達零件，以圖紙為媒介進行技術交流，這就是二維計算機繪圖技術。CAD技術以二維繪圖為主要目標的算法一直持續到70年代末期，以后作為CAD技術的一個分支而相對單獨、平穩地發展。在今天中國的CAD用戶特別是初期CAD用戶中，繪圖仍然占有相當大的比重。現在CAD技術已經在我國機械制造、建筑工程、輕工化紡、船舶汽車、航空航天、影視廣告等領域起到巨大的作用。CAD技術在我國建筑工程業的應用深度和廣度與發達國家的差距并不顯著，其使用效果比發達國家還好[2]。蝸桿減速器,主要應用在傳動比較大(i>10)的場合，通常說蝸桿傳動結構緊湊，輪廓尺寸小，這只是對傳動比圈套的蝸桿減速器才是正確的，當傳動比并不很大時，此優點并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜在長期連續使用的動力傳動中應用，而且只宜傳遞中等以下的功率，一般不超過50KW。蝸桿減速主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式。蝸桿圓周速度小于4m/s時，最好采用蝸桿在下式，這時，在嚙合處能得到良好的潤滑和冷卻條件。但蝸桿圓周速度大于4m/s時，為為避免攪油太甚，發熱過多，最好采用蝸桿在上式，阿基米德蝸桿減速器制造簡單，目前仍在廣泛使用，但其承載能力，傳動效率，使用壽命都較低。所以近年來又有一些新型的蝸桿減速器出現。例如環面蝸桿減速器，圓弧齒蝸桿減速器，平面包絡蝸桿減速器等[3]。2設計的目的和意義通過對蝸桿減速器的設計，綜合運用機械設計課程和其它先修課程的理論和實際知識，掌握機械設計的一般規律，樹立正確的設計思想，培養分析和解決實際問題的能力。學會從機器功能的要求出發，合理選擇傳動機構類型，制定設計方案，正確計算零件的工作能力，確定它的尺寸、形狀、結構及材料，并考慮制造工藝、使用、維護、經濟和安全等問題，培養機械設計能力[4]。通過減速器的設計，學習運用標準、規范、手冊、圖冊和查閱有關技術資料等，培養機械設計的基本技能。設計是繼承和創造結合的過程。任何一個設計任務都可能有很多的解決的方案，因此學習機械設計應該有創新精神，不能盲目地，機械地抄襲已有的類似產品。但是設計工作又是一個極為復雜的，細致的和繁重的工作，長期的設計和生產初中積累了許多可供參考和借鑒的寶貴經驗和資料，繼承和發展這些經驗和成果，不但可以減少重復工作，加快設計進度，也是提高設計質量的重要保證。善于掌握和使用各種資料，也是設計工作能力的重要的體現。任何設計都不可能是設計者獨出心裁，憑空設想而不領先任何資料所能實現的。機械設計要從現實出發，是一項復雜細致的工作設計質量是由長期積累而逐漸提高的，所以熟悉和利用設計資料，即可減少重復工作，加快設計進度，也可以繼承和發展這些經驗筆成果，提高設計質量。另一方面，任何新的設計任務，又是根據特定的設計要求和工作備件提出的，因此必須要具體分析和創造性的進行設計，而不能盲目地機械地抄襲資料。所以參考設計資料與創新二者不可偏廢，要很好的結合起來，這樣才能不斷的提高設計質量認為設計必須全部是獨創的看法是不現實的；同樣忽視設計者的創新，就會陷于盲目抄襲已有資料的境地，設計出來的機械產品不能滿足具體的新的工作要求，設計者的技能也不能得到培養和提高。因此在設計的過程中不可一味的創新，也不能盲目的繼承，而必須堅持繼承的基礎上創新，創新的過程中又不忘繼承，只有這樣才能最大限度的優化自己的設計[5]。3設計計算中應該注意的問題3.1度計算與結構工藝的關系任何機械零件的尺寸，都不可能完全由理論計算確定，而要考慮結構，加工和裝配工藝，經濟性和使用條件等要求才能確定。理論計算只能為零件提供基本的數據和參數，而只有考慮了上述各種因素后，才能決定零件的全部形狀和尺寸。例如在蝸桿軸的設計過程中通過扭矩強度的估算設計成直徑為25mm的光軸，這顯然是不合適的，無論從軸的加工制造，軸上零件的安裝和定位，軸的軸向定位，都是不合理的。只有綜合考慮了軸的強度，軸上零件的裝拆和固定，以及加工工藝要求等，將蝸桿軸設計成階梯軸，這樣既滿足了強度要求，又滿足了加工工藝和安裝工藝等方面的要求，這樣設計出來的軸顯然才是合理的。任何機械零件的設計都可分為理論計算和結構設計兩個步驟，理論計算只是為確定零件尺寸提供了一個方面的依據，有些經驗公式也只是考慮了主要因素的要求，所求得的只是近似值。因此設計時都要根據具體情況做適當調整，全面考慮強度，剛度，結構和工藝的要求。由此可知理論計算和結構設計這兩步是相輔相成和交錯進行的，只有把這兩步巧妙的結合起來，才能設計出符合實際的合理的機械零件的[6]。3.2設計過程中正確使用標準的重要性使用和遵守標準，是降低成本的首要原則，也是評價設計質量的一項指標，熟悉標準和熟練使用標準是課程設計的重要任務之一。許多標準不需自己制造而可以購得，例如電動機，軸承等一些標準件，有些則可能需要自行制造，如聯軸器，鍵等，但其主要尺寸參數，一般仍宜按標準規定。對于非標準件的一引起尺寸，常要求圓整為標準數或優先數，以方便制造和測量。例如箱體，其底面寬度，長度，中心高，軸承座凸緣外徑，凸臺高度，機體接合面處的寬度等等，都應適當圓整為優先數（一般圓整為0或5mm的尾數）。確定零件結構尺寸的合理有效位數非常重要它影響測量的精度要求，因而影響成本。一些根據幾何關系有嚴格要求的尺寸，不能圓整，例如齒輪圓直徑。設計中應盡量減少選用的材料牌號和規格，減少標準件的品種，規格，盡可能選用市場上能充分供應的通用品種，這樣能降低成本，并能方便使用和維修。如減少部件中螺栓的尺寸類型，例如減少部件中螺栓的尺寸類型，不僅便于采購和保管，裝拆時也可減少扳手的數目。3.3設計過程中零件結構設計與工藝性的關系在機械的成本中制造費用占相當大的比例，因此設計的零件結構應具有良好的工藝性，即能滿足使用的要求，又能使制造工藝簡單，制造成本較低。在設計零件結構時，常考慮以下幾個方面的工藝性要求：1，選擇合理的毛坯種類和形狀，例如在大量生產時優先考慮鑄造，軋制杠鈴的毛坯，單件生產或件數很少時則采用比較簡單的結構，避免用模具或鑄模，而能用現成設備加工。2，在進行結構設計時還應力求使零件形狀簡單和便于加工，如用最簡單的形狀（圓柱面，平面，共軛曲面等腰三角形）構成零件，要盡量減少加工表面的數量和面積等。3，零件結構應便于裝配和拆卸，例如為螺栓聯接留有拍手空間，零件之間有調節裝配尺寸的余地和環節（如有墊片，套筒或錐面等），裝配時易于找正對中等。3.4設計過程中處理好理論計算與畫圖的關系有些零件可可以由理論計算得到基本參數和尺寸后，再通過一些經驗公式和進行結構設計就可畫出零件的草圖，如齒輪，通過接觸強度和彎曲強度的計算，可以得出齒輪的分度圓直徑和模數等尺寸的參數，查找有關的經驗公式就可畫出齒輪的草圖。但有些零件，只能在初步估算的基礎上進行結構設計，畫出零件草圖后，才能得出力學模型，然后才能進行理論計算。[7]例如，蝸桿軸的設計，只有先有了蝸桿軸的結構草圖，才能畫出蝸桿軸的力學模型，有了力學模型才能做出軸的彎矩圖和扭矩圖，才能對軸進行精確的強度校核，而校核之后又有可能發現原設計的不當之處，這又得重新修改結構設計和進行設計計算，直到滿足要求為止。因此，整個設計過程是個“邊計算，邊畫圖，邊修改”交錯進行的過程。零件的尺寸以圖紙上最后確定的為準，而且裝配圖和零件圖要一致，要修改一同修改。在編制計算說明書時，應以最后畫出的零件圖和裝配圖為準，以校核計算的形式書寫，不需要寫出具體的設計過程。3.5繪圖中應該注意的問題3.5.1復雜的投影線生成問題對于鑄鍛件毛坯的零件，設計師常常在繪制工作圖時非常頭疼。相貫線和截交線難于畫明白，對于某些細節（比如鑄件上的一些交叉線上的過渡圓角）不容易在頭腦中構思清楚，想用畫圖來輔助求出投影，更難以解決。因此常有這樣的事，設計師在新產品試制成功后，對著真零件反過來修改自己的設計圖。3.5.2漏標尺寸漏畫圖線的問題就是經過幾個人的審校，漏標尺寸、漏畫圖線的事仍時有發生。而且設計者在這個設計中獨創的地方越多，審校的人對這個設計的構思越熟悉，漏尺寸、漏圖線就越難防止，因此這需要設計者和審校者認真仔細的檢查和校對才能盡量避免。3.5.3設計的更新與修改問題統的設計要更新或修改，就要重新繪圖。尤其是多視圖零件，在修改設計時，零件的表達和它的有關設計參數無法完全放在一起，當然也沒有直接的關聯，這些技術資料的保存和更新都十分麻煩。雖然圖形在AutoCAD中有較方便的修改方法，但是由于是對表達“圖線”的修改而不是對設計“概念”的修改，仍然是相當麻煩，相當不可靠的。4設計計算過程蝸桿減速器的傳動裝置傳動簡圖及其說明，如下圖4.1圖4.1蝸桿減速器的傳動裝置傳動簡圖設計的原始數據：運輸帶上的有效拉力F=6200N；運輸帶的運行速度V=0.8m/s；滾筒直徑D=280mm；運輸帶速度的允許偏差：±5%滾筒的傳動效率（不包括軸承）：0.96工作情況：兩班制，連續單向運轉，栽荷較平穩；負荷持續率FC=56%；工作環境：室外，灰塵較大，環境最高溫度50°C；動力來源：電力，三相交流電，電壓380/220V；間修間隔：四年一次大修，兩年一次中修，一年一次小修；折舊期：10年；傳動過程簡述：電動機通過聯軸器2驅動蝸桿減速器3，經過蝸桿減速器減速增扭后通過聯軸器4驅動滾筒5轉動，滾筒使運輸帶6運動，從而將置于傳送帶上的物品運輸到需要的地方。4.1評述傳動方案由于傳動所需的傳動比比較大，故可選用單級蝸輪蝸桿傳動，它能實現較大的傳動比而且尺寸緊湊，傳動平穩，適合于中小功率，間歇運動的場合，采用錫青銅為蝸輪材料的蝸桿傳動，由于允許齒面有較高的相對滑移速度，蝸桿傳動可置于高速級，以利于形成潤滑油膜，提高承載能力和傳動效率，。綜上所述，選用單級蝸輪蝸桿傳動比較合適。4.2選擇電動機4.2.1擇電動機制類型按工作要求和條件，選用三相籠型異步電動機，封閉式結構，電壓380V，Y型。4.2.2選擇電動機的容量電動機所需工作功率；工作機所需功率根據帶式運輸機工作機的類型，可取工作機效率。電動機輸出功率 傳動裝置的總效率式中，…為從電動機至卷筒之間的各傳動機構和軸承的效率。由表10-2查得：聯軸器效率=0.99；軸承=0.98；單級蝸桿傳動=0.95卷筒軸滑動軸承,則總效率故電動機額定功率依據參數文獻2選取電動機額定功率4.2.3定電動機的轉速卷筒軸工作轉速為由參考文獻2表2-2可知，單級蝸桿減速器一般傳動比范圍為7~40總動比合理范圍為。故電動機轉速的可選范圍為初選同步轉速分別為1500r/m和3000r/m的兩種電動機進行比較如表4.1表4.1電動機轉速對比方案電動機號額定功率電動機轉（r/min）電動機質量w/kg參見價格（元）總傳動比i同步滿載1Y100L1-42.215001430388008.982Y90S-22.23000284045100017.8由表中數據可知兩個方案均可行，但方案1傳動比較小，傳動裝置結構尺寸較小。因此，采用方案1，選定電動機Y100L1-4。Y100L1-4電動機的數據和外形，安裝尺寸如表4.2表4.2安裝尺寸型號額定功率（KW）轉速（r/min）質量（kg）同步滿載Y100L1-42．21500143038尺寸如表4.3表4.3尺寸HABCDEFGKABADACHDBBL10016014063286082412205180205245170380電動機外形尺寸如圖4.2圖4.2電動機外形尺寸4.2.4定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比由選定的電動機滿載轉速和工作機主軸的轉速，可得傳動裝置的傳動比是：所得i符合單級蝸桿減速器傳動比的常用范圍。4.2.5計算傳動裝置的運動和動力參數1、各軸轉速為蝸桿的轉速，因為和電動機用聯軸器連在一起，其轉速等于電動機的轉速，則：為蝸輪的轉速，由于和工作機連在一起，其轉速等于工作主軸轉速，則：各軸輸入功率按電動機額定功率計算各軸輸入功率，設為蝸桿軸的功率，為蝸輪軸的功率，為工作機主軸的功率。則：2、各軸轉矩蝸桿軸的轉矩:蝸輪軸上的轉矩:工作機主軸上的轉矩:4.3設計蝸桿傳動4.3.1選擇蝸桿傳動類型根據GB/T10085-1988的推薦,采用漸開線蝸桿(ZI)4.3.2選擇材料考慮到蝸桿傳動功率不大,速度只是中等,故蝸桿用45剛;因希望效率要高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度為45-55HRC.蝸輪用鑄錫磷青銅,金屬摸鑄造.為了節約貴重的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,而輪芯用灰鑄鐵HT100制造.4.3.3按接觸強度設計根據閉式蝸桿傳動的設計準則,先按齒面接觸疲勞強度進行設計,再校核齒根彎曲疲勞強度.由式文獻1式(11-12)計算傳動中心矩:蝸輪上的轉矩確定載荷系數因工作載荷較穩定，故取載荷分布不均系數；由表參考文獻1的表11-5選取使用系數；由于轉速不高，沖擊不大，可取動載荷系數；則：確定彈性影響系數因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故。確定接觸系數先假設蝸桿分度圓直徑d1和傳動中心距a的比值為0.35，從圖參考文獻1圖11-18中可查得。確定許用接觸應力根據渦輪材料為鑄錫磷青銅，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC，可以從文獻1表11-7中查得蝸輪的基本許用應力。應力循環次數壽命系數計算中心距取中心距a=100mm,因i=8.98,故從文獻1表11-2中取模數m=3.15mm,蝸桿的分度圓直徑d1=35.5mm.這時d1/a為0.355，從文獻1圖11-18中可查得接觸系數，因為，因此以上結果可用。4.3.4精確確定主要幾何參數與幾何尺寸蝸桿：軸向齒距直徑系數齒頂圓直徑齒根圓直徑分度圓導程角蝸桿軸向齒厚蝸輪：蝸輪的齒數Z2=53；變位系數X2=-0.3889；驗算傳動比這時傳動比誤差為，是允許的。蝸輪分度圓直徑蝸輪喉圓直徑蝸輪齒根圓直徑蝸輪咽喉母圓半徑4.3.5蝸桿齒形計算和傳動幾何尺寸計算1．蝸桿齒形計算：查[4]P241表11-4得，變位系數軸面齒形角法面齒形角齒廓半徑：蝸桿軸向齒厚：蝸桿法向齒厚：齒頂高：齒根高：徑向間隙：全齒高：圓弧中心坐標：螺牙齒頂厚：螺牙齒根厚：4.3.6校核齒根彎曲疲勞強度當量齒數根據X2=-0.3889，ZV2=77.03，從文獻1圖11-19中可以查得齒形系數YFa2=2.40。螺旋角系數許用彎曲應力從文獻1表11-8中查得由制造的蝸輪的基本許用應力。壽命系數彎曲強度是滿足的。4.3.7驗算效率已知；；與相對滑動速度VS有關。從參考文獻1表11-18中用插入值法查得，；代入式中求得，稍小于原估計值，因此不用重算。4.3.8熱平衡計算蝸桿傳動總效率散熱面積A取傳熱系數，取，從而可以計算出箱體工作溫度因為，所以符合要求。4.4軸的結構設計4.4.1蝸桿軸的設計由于蝸桿的直徑很小，可以將蝸桿和蝸桿軸做成一體，即做蝸桿軸。蝸桿上的轉矩。則作用于齒輪上的圓周力：軸向力：徑向力：初步確定軸的最小直徑先按文獻[1]式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調質處理。根據表15-3，取，于是得輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處軸的直徑。為了使所選的軸的直徑與聯軸器的孔徑相適應，孤需同時選取聯軸器型號。聯軸器的計算轉矩，查文獻1表14-1，考慮到轉矩變化很小，故取，則：按照計算轉矩應小于聯軸器公稱轉矩的條件，查參考文獻2表14-3，選用LT3型彈性柱銷聯軸器，其公稱轉矩為31500N·mm。半聯軸器的孔徑d1=16mm,故取d12=16mm,半聯軸器長度L=42mm,半聯軸器與軸配合的轂孔長度L1=30mm。軸上零件的裝配方案蝸桿是直接和軸做成一體的，左軸承及軸承端蓋從左面裝，右軸承及右端蓋從右面裝。根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足半聯軸器的軸向定位要求，1-2軸段右段需制出一軸肩，故取2-3段直徑d23=20mm;左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=22mm。半聯軸器與軸配合的轂孔長度L1=30mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應比L1短一些，現取L12=28mm。由已知條件知道工作時間為10年，每年按300天計算，且每天三班制工作，則大概總的工作時間為：考慮最不利的情況，單個軸承所受的徑向力為：向心軸承只承受徑向載荷時由參考文獻[1]式13-6a知基本額定動載荷N查表13-4，13-6得從參考文獻[2]中查表13-2得表4.5 表4.5軸承尺寸軸承型號外形尺寸（mm）安裝尺寸（mm）基本額定動載荷Cr/kN基本額定靜載荷Cr/kN7000ACdDBdaminDamaxramax3055133649114.59.85

因此軸環處的直徑d34=d78=30mm,而L78=18mm。右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。由手冊上查得6006型軸承軸肩高度h=6mm，因此，取d67=d45=42mm。所選軸承的外形如下圖所示：由已知可以取齒寬b1=25mm，蝸桿齒頂圓直徑為45mm，齒根圓直徑為30mm，齒頂圓左端長10mm，右端長15mm。參考文獻[1]取軸端倒角為。蝸桿軸的校核：圖4.3蝸桿軸圖4.4面的支撐力設蝸桿齒寬的法向中心線的有側長為，左側的長度為，則：水平面的支承反力（圖4.3）垂直面的支承反力（圖4.4）繪水平面的彎矩圖繪垂直面的彎矩圖繪合成彎矩圖該軸所受扭矩為按彎扭合成應力校核軸的強度由圖4.4可知軸承上截面C為危險截面，根據文獻[1]式（15-5）及以上數據，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環變應力，取α=0.6，軸的計算應力前已選定軸的材料為45鋼，調質處理，由文獻1表15-1查得。因此<，故安全。由于軸的最小直徑是按扭轉強度很寬裕地確定的，由蝸桿軸受力情況知截面C處應力最大，但其軸徑也較大，且應力集中不大，各處應力集中都不大，故蝸桿軸疲勞強度不必校核。4.4.2蝸輪軸的設計蝸輪上的轉矩。則作用于齒輪上的圓周力：軸向力：徑向力：初步確定軸的最小直徑,先按文獻[1]式15-2初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為45鋼，調質處理。根據表15-3，取，于是得輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯軸器處軸的直徑。為了使所選的軸的直徑與聯軸器的孔徑相適應，故需同時選取聯軸器型號。聯軸器的計算轉矩，查文獻[1]表14-1，考慮到轉矩變化很小，故取，則：按照計算轉矩應小于聯軸器公稱轉矩的條件，查參考文獻[2]表14-3，選用LT6型彈性柱銷聯軸器，其公稱轉矩為250000N·mm。半聯軸器的孔徑d1=30mm,故取d12=30mm,半聯軸器長度L=82mm,半聯軸器與軸配合的轂孔長度L1=60mm。根據軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度為了滿足半聯軸器的軸向定位要求，1-2軸段右段需制出一軸肩，故取2-3段直徑d23=35mm;左端用軸端擋圈定位，按軸端直徑取擋圈直徑D=38mm。半聯軸器與軸配合的轂孔長度L1=60mm，為了保證軸端擋圈只壓在半聯軸器上而不壓在軸的端面上，故1-2段的長度應比L1短一些，現取L12=58mm。由已知條件知道工作時間為10年，每年按300天計算，且每天兩班制工作，則大概總的工作時間為：考慮最不利的情況，單個軸承所受的徑向力為：向心軸承只承受徑向載荷時由參考文獻[1]式13-6a知基本額定動載荷N查表13-4，13-6得從參考文獻[2]中查表13-2得表4.6表4.6軸承尺寸軸承型號外形尺寸（mm）安裝尺寸（mm）基本額定動載荷Cr/kN基本額定靜載荷Cr/kN7008ACdDBdaminDamaxramax4068154662119.014.5因此軸環處的直徑d34=d78=40mm,而L78=20mm。右端滾動軸承采用軸肩進行軸向定位。由手冊上查得6008型軸承軸肩高度h=6mm，因此，取d67=52mm。蝸輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h>0.07d，故取h=4mm，則軸環直徑d56=60mm。軸環寬大于等于1.4h，則取L56=8mm。同時取L23=50mm，L34=20mm,L45=32mm，L67=18mm。所選軸承的外形如前面所選軸承圖所示。蝸輪軸的校核設蝸輪齒寬的法向中心線的有側長為，左側的長度為，則：水平面的支承力：垂直面的支承反力:繪水平面的彎矩圖：繪垂直面的彎矩圖：繪合成彎矩圖：該軸所受扭矩為：按彎扭合成應力校核軸的強度由圖可知軸承上截面C為危險截面，根據文獻1式（15-5）及以上數據，以及軸單向旋轉，扭轉切應力為脈動循環變應力，取α=0.6，軸的計算應力前已選定軸的材料為45鋼，調質處理，由文獻[1]表15-1查得。因此<，故安全。由于軸的最小直徑是按扭轉強度很寬裕地確定的，由蝸桿軸受力情況知截面C處應力最大，但其軸徑也較大，且應力集中不大，各處應力集中都不大，故蝸桿軸疲勞強度不必校核。圖4.5軸的俯視圖4.5設計蝸輪的過盈聯接4.5.1選擇鍵聯接的類型和尺寸本設計中有三處要求使用鍵聯接，一處為減速器輸入軸（蝸桿）的聯軸器處，設置在蝸桿上的鍵標此處為鍵1此處軸的直徑d1=16mm。一處是減速器輸出軸（蝸輪軸）的聯軸器處，設置在蝸輪軸上的鍵標此處為鍵2此處軸的直徑d2=30mm。另一處是蝸輪與蝸輪軸的聯接，標記此處的鍵為鍵3此處軸的直徑d3=45mm。一般8級以上的精度要有定心精度的要求，所以選擇用平鍵聯接，由于只是聯接的是兩根軸，故選用圓頭普通平鍵（A）型。而鍵3的蝸輪在軸的中間，所以也選擇圓頭普通平鍵（A）型。根據以上的數據，從文獻[1]表6-1中查得鍵1的截面尺寸為：寬度b=5mm，高度h=5mm。由聯軸器的標準并參考鍵的長度系列，可以確定取此鍵的長度L=20mm（比伸入到聯軸器的深度短一些）。查得鍵2的截面尺寸為：寬度b=8mm，高度h=7mm。同理取此鍵的長度L=50mm。查得鍵3的截面尺寸為：寬度b=14mm，高度h=9mm。由輪轂的寬度并參考鍵的長度系列，取該鍵的鍵長L=28mm。4.5.2校核鍵聯接的強度鍵1處鍵、軸和聯軸器的材料是鋼和鑄鐵，且屬于靜聯接由文獻[1]的表6-2查得許用擠壓應力為[σp]=120-150MPa,取其平均值，[σp]=135MPa。鍵的工作長度為l=L-b=25mm-5mm=20mm，鍵與輪轂的鍵槽的接觸高度為k=0.5h=0.5×5mm=2.5mm。由文獻[1]的式6-1可得可見聯接的擠壓強度滿足，即該鍵可以正常工作。鍵2處鍵、軸和蝸輪的材料是鋼和鑄鐵，且屬于靜聯接由文獻[1]的表6-2查得許用擠壓應力為[σp]=120-150MPa,取其平均值，[σp]=135MPa。鍵的工作長度為l=L-b=50mm-8mm=42mm，鍵與輪轂的鍵槽的接觸高度為k=0.5h=0.5×7mm=3.5mm。由文獻[1]的式6-1可得可見聯接的擠壓強度滿足，即該鍵可以正常工作。鍵3處鍵、軸和聯軸器的材料是鋼和鑄鐵，且屬于靜聯接由文獻1的表6-2查得許用擠壓應力為[σp]=120-150MPa,取其平均值，[σp]=135MPa。鍵的工作長度為l=L-b=28mm-14mm=14mm，鍵與輪轂的鍵槽的接觸高度為k=0.5h=0.5×9mm=4.5mm。由文獻[1]的式6-1可得可見聯接的擠壓強度滿足，即該鍵可以正常工作。自此減速器中的所有的鍵均以校核完畢，所有的鍵均滿足使用要求。鍵的外型圖和鍵槽的安裝圖4.6圖4.6鍵的外型圖和鍵槽的安裝圖4.6密封和潤滑由于本設計蝸桿減速器用的是鋼蝸桿配青銅蝸輪，參考文獻1表11-20，選擇L-CKE320型號用油，對于蝸桿的給油方式，根據蝸桿的相對滑動速度以及載荷類型選擇，本設計的蝸桿減速器蝸桿的相對滑動速度為4.8m/s內，且采用的是閉式傳動，傳動載荷中等，根據文獻1表11-21蝸桿傳動的潤滑油粘度推薦值及給油方式，選擇油池潤滑。關于蝸桿傳動的潤滑油量，由于采用的是閉式蝸桿傳動，攪油損耗不是太大，且采用的是蝸桿下置式的傳動，所以浸油深度應為蝸桿的一個齒高。蝸輪的潤滑主要憑借蝸桿的帶油作用來進行潤滑。對于軸承的潤滑，蝸桿軸承采用浸油潤滑。同時蝸輪軸承潤滑采用刮油板刮蝸輪上的油通過箱體上的油槽潤滑。另外在安裝的時候，也應該對軸承的潤滑進行良好處理，應該用潤滑油脂進行充分的潤滑。對于軸承的密封設計采用了軸承端蓋還在其中加入了密封圈。蝸桿軸承端一邊用悶端蓋，一邊用唇形密封圈。蝸輪軸軸承一邊用悶端蓋，一邊用氈圈。整個箱體是密封的。4.7減速器的箱體設計4.7.1箱座高度齒高為：則齒輪浸油深度符合條件齒輪浸油深度大于10mm的要求。總的油深箱體內儲油寬度大約為箱體內儲油長度大約為則儲藏的油量單級減速器每傳遞1kw的功率所需的油量：符合要求。4.7.2箱體的剛度設計從參考文獻[2]表4-1，表4-2可得下表4.7表4.7箱體結構尺寸名稱符號蝸輪蝸桿減速器尺寸選用箱座壁厚8箱蓋壁厚8箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度12箱座底凸緣厚度20地腳螺釘直徑續表4.7地腳螺釘數目4軸承旁聯結螺栓直徑蓋與座聯結螺栓直徑聯結螺栓間距160軸承端蓋螺釘直徑視孔蓋螺釘直徑定位銷直徑至外箱壁距離22、18、16至凸源邊緣距離20、14軸承旁凸臺半徑20凸臺高度45外箱壁至軸承座端面距離40蝸輪頂圓與內壁的距離10蝸輪輪轂端面與內壁距離10箱蓋、箱座肋厚軸承端蓋外徑110軸承旁聯結螺栓距離1104.8減速器的附件4.8.1窺視孔及視孔蓋它的的作用是檢查傳動件的嚙合情況，潤滑情況，接觸斑點及齒側間隙，加注潤滑油等，窺視孔開在箱體的上部，由蓋墊片和螺釘密封，由鑄鐵沖壓制成。圖4.7窺視孔圖參考文獻[2]表4-3得下表4.8表4.8窺視孔尺寸直徑孔數907560-70554074454.8.2通氣器它的的作用是檢查傳動件的嚙合情況，潤滑情況，接觸斑點及齒側間隙，加注潤滑油等，窺視孔開在箱體的上部，由蓋墊片和螺釘密封，由鑄鐵沖壓制成。由已知選型號外型安裝如圖4.8圖4.8外型安裝圖查參考文獻[2]表4-5可得表4.9表4.9安裝尺寸8316404012716184025.4226224.8.3游標尺為了便于檢查減速器內潤滑油的多少，應在減速器上裝有油標，油標應設于便于觀察油面和油面穩定處由條件可選M16型的。安裝圖4.9圖4.9游標安裝圖表4.10游標尺寸d1d2d3habcDD1M16416635128526224.8.4放油孔與螺放油孔應設在油池的最低處，平時用羅塞堵住，采用圓柱螺塞時，箱座上裝置處應設凸臺，并加封油墊片。放油孔不能高于油池底面，以免排不干凈。如下圖4.10圖4.10放油孔的位置圖4.11外六角螺塞、封油墊圈4.8.5起蓋螺釘起蓋螺釘設置在箱蓋連接凸緣上，其螺紋有效長度應大于箱蓋凸緣的厚度。長度L=15mm4.8.6定位銷外型尺寸如圖4.12圖4.12定位銷圖選A型，則：則可得下表4.11表4.11定位銷尺寸公稱直徑81.01.6254.8.7起吊裝置為便于拆卸和搬運減速器，應在箱體