机械设计课程设计-蜗轮蜗杆柱齿轮二级减速器

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1、一、设计任务书1、设计题目：减速器2、设计背景：a、题目简述：b、使用状况：室内工作，需要5台；动力源为三相交流电380/220V，电机单向转动，载荷较平稳，转速误差4%；使用期限为10年，每年工作300天，每天工作16小时；检修期为三年大修。c、生产状况：小批量生产，中等规模机械厂，可加工7、8级精度齿轮、蜗轮。3、设计参数：推杆行程200mm；电机所需功率3.4kW；推杆工作周期2.7s。4、设计任务：a、设计总体传动方案，画总体机构简图，完成总体方案论证报告。b、设计主要传动装置，完成主要

2、传动装置的装配图（A0）。c、设计主要零件，完成两张零件工作图（A3）。d、编写设计说明书。二、传动方案的拟定根据设计任务书，该传动方案的设计分成减速器和工作机两部分：1、减速器采用蜗轮-齿轮二级减速器，以实现在满足较大传动比的同时拥有较高的效率，和比较紧凑的结构，同时封闭的结构有利于在粉尘较大的环境下工作。蜗杆传动布置在高速级，有利于啮合处油膜的形成，齿轮传动布置在低速级，可适当降低制造精度，降低成本。图2.12、工作机采用如下图所示六杆机构。机构工作原理：原动件1由减速器输出轴3驱动旋转，同

3、时带动杆2，杆2通过铰接处牵动杆3从而带动杆4，进而推动滑块完成往复运动。且六杆机构的急回特性可以使滑块以较高的效率完成送料任务。图2.2一、电动机的选择1、类型和结构形式的选择：按工作条件和要求，选用一般用途的Y系列三相异步卧式电动机，封闭结构。2、已知电动机所需功率。推杆工作周期T=2.7s．3、确定电动机转速工作机转速；齿轮传动比范围；蜗杆传动比范围电动机转速范围在相关手册中查阅符合这一转速范围的电机，综合考虑总传动比，结构尺寸及成本，选择堵转转矩和最大转矩较大的Y11-2M-4型电机。结

4、论：电动机型号定为Y11-2M-4，其技术数据如下表：同步转速r/min满载转速r/min额定功率kW155014404.0二、传动系统的运动和动力参数1、计算总传动比：2、分配减速器的各级传动比：在蜗杆传动比范围内取，故齿轮传动比，符合齿轮传动比的推荐值范围3、计算传动装置的运动和动力参数a、计算各轴转速电机轴：1轴：2轴：3轴：b、计算各轴输入功率3轴：2轴：1轴：==4.42/0.99=4.465KWa、计算各轴输入转矩电动机输出转矩1轴：2轴：3轴：将运动和动力参数计算结果进行整理并列于

5、下表：轴名功率P/kW转矩T/N·m转速nr/min传动比i效率输入输出输入输出电机轴3.429.61144010.991轴4.4229.311440200.7922轴3.5464.27723.240.973轴3.41459.422.22二、传动零件的设计计算1、齿轮设计斜齿轮啮合好，且可以抵销一部分蜗杆轴向力，降低轴承轴向负荷，故选用斜齿轮，批量较小，小齿轮用40Cr，调质处理，硬度241HB～286HB，平均取260HB，大齿轮用45钢，调质处理，硬度为229HB～286HB，平均取240H

6、B。计算步骤如下：计算项目计算内容计算结果（1）初步计算转矩齿宽系数由表9.3-11查取接触疲劳极限由图9.3-22b初步计算需用接触应力值由表B1，估计取，动载荷系数初步计算小齿轮直径取初步齿宽（2）校核计算圆周速度精度等级由表9.3-1选择8级精度=齿数、模数和螺旋角取一般与应取为互质数取，传动比误差为2.47%=385.28mm由表9.3-4取使用系数由表9.3-6原动机均匀平稳，工作机有中等冲击动载系数由图9.3-6齿间载荷分配系数先求由表9.3-7，非硬齿面斜齿轮，精度等级8级齿向载荷

7、分布系数区域系数由图.3-17查出弹性系数由表9.3-11查出重合度系数由表9.3-5由于无变位，端面啮合角螺旋角系数许用接触应力由表9.3-14取最小安全系数总工作时间应力循环次数（单向运转取）接触寿命系数由图9.3-23查出齿面工作硬化系数接触强度尺寸系数由表9.3-15安调质钢查润滑油膜影响系数取为验算合格（3）确定主要传动尺寸中心距取整螺旋角切向模数分度圆直径齿宽（4）齿根弯曲疲劳强度验算齿形系数由图9.3-19,查得应力修正系数由图9.3-20查得螺旋角系数由图9.3-21查取齿向载荷

8、分布系数由图9.3-9查取许用弯曲应力试验齿轮的齿根弯曲疲劳极限由表9.3-14查最小安全系数由图9.3-26确定尺寸系数由图9.3-25确定弯曲寿命系数另外取验算合格（5）小结：齿轮主要传动尺寸列表模数4.0mm压力角螺旋角分度圆直径齿顶高4.0齿根高5.0齿顶间隙1.0齿根圆直径中心距250齿宽齿顶圆直径2、蜗轮蜗杆设计蜗杆采用45钢，调质处理，表面硬度大于45HRC，蜗轮采用ZcuSn10P1沙型铸造，计算步骤如下：计算项目计算内容计算结果（1）按齿面接触强度设计齿数由表9.4-4取,载荷