2834 環(huán)面蝸輪蝸桿減速器設(shè)計(jì),蝸輪,蝸桿,減速器,設(shè)計(jì) 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書I摘要這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文主要闡述的是一套系統(tǒng)的關(guān)于環(huán)面蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)方法。環(huán)面蝸輪蝸桿減速器是蝸輪蝸桿減速器的一種形式.這個(gè)方法是以加工過程和蝸輪減速器的使用條件的數(shù)學(xué)和物理公式為基礎(chǔ)的。在論文中，首先，對蝸輪蝸桿作了簡單的介紹，接著，闡述了蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)原理和理論計(jì)算。然后按照設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)了環(huán)面蝸輪蝸桿減速器。接著對減速器的部件組成進(jìn)行了尺寸計(jì)算和校核。該設(shè)計(jì)代表了環(huán)面蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)的一般過程。對其他的蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)工作也有一定的價(jià)值。 目前，在環(huán)面蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用上，國內(nèi)與國外先進(jìn)水平相比仍有較大差距。國內(nèi)在設(shè)計(jì)制造環(huán)面蝸輪蝸桿減速器過程中存在著很大程度上的缺點(diǎn)，正如論文中揭示的那樣，重要的問題如：輪齒的根切；蝸桿毛坯的正確設(shè)計(jì)；蝸輪蝸桿的校核。關(guān)鍵詞：蝸輪蝸桿減速器, 蝸桿, 滾動軸承無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書IIAbstractThis graduation thesis on the design of the system is a ring on the surface of the worm reducer design method. Torus worm reducer worm reducer is a form of this method is worm reducer and processing conditions of the use of mathematical and physical basis of the formula. In the paper, first of all, the worm made a brief introduction, then the worm on the design principle and the theoretical calculation. Then in accordance with the design criteria and design theory designed toroidal worm reducer. Then the components of the reducer to the size of the calculation and verification. The design represents the torus worm general design process. On the other worm in the design work will have value. At present, the torus worm reducer for the design, manufacture and application of domestic and foreign advanced level there are still large gaps between the comparison. Central China in the design and manufacture of worm reducer there is a process to a large extent the shortcomings, as revealed by the paper, important issues such as: cutting the root of the tooth; Worm rough the correct design of the worm check.Key words: worm reducer, Worm, hoist, Rolling無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書III目錄摘要 ……………………………………………………………………Abstract ………………………………………………………………目錄 ……………………………………………………………………調(diào)研報(bào)告…………………………………………………………… 1第一章 選定設(shè)計(jì)方案 ……………………………………………… 4第二章 電動機(jī)的選擇與計(jì)算 ………………………………………42.1 初選電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 …………………………………………42.2 電動機(jī)的容量………………………………………………………… 42.2.1 確定提升機(jī)所需的功率 ……………………………………4P?2.2.2 確定傳動裝置效率 ……………………………………………52.2.3 電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)…………………………………………… 6第三章 傳動裝置的傳動比及動力參數(shù)計(jì)算 ………………… 63.1 傳動裝置運(yùn)動參數(shù)的計(jì)算 …………………………………………63.1.1 各軸功率計(jì)算………………………………………………… 63.1.2 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算……………………………………………… 63.1.3 各軸輸入扭矩的計(jì)算………………………………………… 7第四章 減速器部件的選擇計(jì)算…………………………………… 74.1 蝸桿傳動設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………… 74.1.1 選擇蝸桿、蝸輪材料 ………………………………………74.1.2 確定蝸桿頭數(shù) Z 及蝸輪齒數(shù) Z ………………………… 7124.1.3 驗(yàn)算滾筒的速度…………………………………………… 84.1.4 確定蝸桿蝸輪中心距 a …………………………………… 84.1.5 蝸桿傳動幾何參數(shù)設(shè)計(jì) …………………………………… 94.2 環(huán)面蝸輪蝸桿校核計(jì)算 …………………………………………… 114.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 134.3.1 蝸桿軸的設(shè)計(jì)…………………………………………………134.3.2 蝸輪軸的設(shè)計(jì) …………………………………………………164.4 軸的校核 ……………………………………………………………194.4.1 蝸桿軸的強(qiáng)度校核……………………………………………194.4.2 蝸輪軸的強(qiáng)度校核 …………………………………………224.5 滾動軸承的選擇及校核 ……………………………………………254.5.1 蝸桿軸滾動軸承的選擇及校核………………………………254.5.2 蝸輪軸上軸承的校核…………………………………………274.6 鍵聯(lián)接的選擇及校核 ………………………………………………29無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書IV4.6.1 蝸桿軸上安裝聯(lián)軸器處的鍵聯(lián)接……………………………294.6.2 蝸輪軸上裝蝸輪處的鍵聯(lián)接…………………………………304.6.3 蝸輪軸上裝聯(lián)軸器處的鍵聯(lián)接………………………………304.7 箱體結(jié)構(gòu)尺寸及說明 ………………………………………………314.8 減速器的潤滑和密封 ………………………………………………324.9 減速器的附件 ………………………………………………………324.9.1 窺視孔和視孔蓋………………………………………………334.9.2 通氣器…………………………………………………………334.9.3 定位銷…………………………………………………………334.9.4 起蓋螺釘………………………………………………………334.9.5 起吊裝置………………………………………………………334.9.6 放油孔及螺塞…………………………………………………344.10 減速器的安裝維護(hù)和使用 ……………………………………344.10.1 減速器的安裝 ………………………………………………344.10.2 減速器的使用和維護(hù) ………………………………………34致 謝…………………………………………………………………35參考資料…………………………………………………………………36分類號密級無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書題 目 環(huán)面蝸輪蝸桿減速器英文并列題目 A ring on the surface of the worm reduce學(xué)生姓名： 張 猛專 業(yè)： 機(jī)電一體化技術(shù)指導(dǎo)教師： 劉必柱 職 稱： 高級工程師畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書提交日期 2008.4.12 地址： 機(jī)電學(xué)院 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書1第一章 調(diào)研報(bào)告減速器的作用減速器在原動機(jī)和工作機(jī)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用，在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，二者的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)各不相同。70～80 年代，世界減速器技術(shù)有了很大發(fā)展。通用減速器體現(xiàn)以下發(fā)展趨勢：（1）高水平、高性能。（2）積木式組合設(shè)計(jì)。基本參數(shù)采取優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊、零件通用性和互換性強(qiáng)、系列容易擴(kuò)充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。（3）形式多樣化、變型設(shè)計(jì)多。擺脫了傳統(tǒng)的單一底座安裝方式，增添了空心軸懸掛式、浮動支承底座、電動機(jī)與減速機(jī)一體式聯(lián)接，多方位安裝面等不同型式，擴(kuò)大使用范圍。促進(jìn)減速器水平提高的主要因素有：（1）硬齒面技術(shù)的發(fā)展和完善，如大型磨齒技術(shù)、滲碳淬火工藝、齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法、修形技術(shù)、變形及三、優(yōu)化設(shè)計(jì)方法、齒根強(qiáng)化及其元化過渡、新結(jié)構(gòu)等。（2）用好的材料，普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，材料和熱處理質(zhì)量控制水平高。（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理。（4）加工精度提高到 ISO5-6 級。（5）軸承質(zhì)量和壽命提高。（6）潤滑油質(zhì)量提高。齒輪減速器的特點(diǎn)齒輪傳動是機(jī)械傳動中重要的傳動之一，形式很多，應(yīng)用廣泛，傳遞的功率可達(dá)近十萬千瓦，圓周速率可達(dá) 200m/s。齒輪傳動的特點(diǎn)主要有：1 效率高 在常用的機(jī)械傳動中，以齒輪傳動效率最高。如一級圓柱齒輪傳動的效率可達(dá) 99℅。2 結(jié)構(gòu)緊湊 在同樣的使用條件下，齒輪傳動所需的空間尺寸一般比較小。3 工作可靠，壽命長 設(shè)計(jì)制造正確合理，使用維護(hù)良好的齒輪傳動，工作可靠，壽命可長達(dá)一，二十年，這也是其它機(jī)械傳動所不能比擬的。4 傳動比穩(wěn)定 傳動比穩(wěn)定是對傳動性能的基本要求。齒輪傳動能廣泛應(yīng)用，也是因?yàn)榫哂羞@一特點(diǎn)。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書2但是齒輪傳動的制造及安裝精度要求高，價(jià)格昂貴，且不宜用于傳動距離過大的場合。蝸桿減速器的特點(diǎn)蝸桿傳動是在空間交錯(cuò)的兩軸之間傳遞運(yùn)動和動力的一種機(jī)構(gòu)，兩軸交錯(cuò)的夾角可為任意值，常用的為 90 度，這種傳動由于具有下述特點(diǎn)，故應(yīng)用頗為廣泛。1 當(dāng)使用單頭蝸桿時(shí)，蝸桿旋轉(zhuǎn)一周，蝸輪只轉(zhuǎn)過了一個(gè)齒距，因而能實(shí)現(xiàn)大的傳動比。在動力傳動中，一般傳動比 I=5-80;在分度機(jī)構(gòu)或手動機(jī)構(gòu)中，傳動比可達(dá) 300；若只傳遞運(yùn)動，傳動比可達(dá) 1000。由于傳動比大，零件數(shù)目又少，因而結(jié)構(gòu)很緊湊。2 在桿蝸傳動中，由于蝸桿齒是連續(xù)不斷的螺旋齒，它和蝸輪齒是逐漸進(jìn)入嚙合及逐漸退出嚙合的，同時(shí)嚙合的齒對又較多，故沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，噪聲低。3 當(dāng)蝸桿的螺旋線升角小于嚙合面的當(dāng)量摩擦角時(shí)，蝸桿傳動更具有自鎖性。4 蝸桿傳動與螺旋齒輪傳動相似，在嚙合處有相對滑動。當(dāng)滑動速度很大，工作條件不夠良好時(shí)，會產(chǎn)生較嚴(yán)重的磨擦和磨損，從而引起過分發(fā)熱，使?jié)櫥闆r惡化。因此磨損較大，效率低；當(dāng)蝸桿傳動具有自鎖性時(shí)，效率僅為 0.4 左右。同時(shí)由于摩擦與磨損嚴(yán)重，常需耗用有色金屬制造蝸輪，以便與鋼制的蝸桿配對組合成減磨性良好的滑動摩擦劑。根據(jù)蝸桿分度曲面的形狀，蝸桿傳動可以分成三大類：圓柱蝸桿傳動、環(huán)面蝸桿傳動、錐蝸桿傳動。蝸桿分度曲面是圓環(huán)內(nèi)表面的一部分，蝸桿軸線平面內(nèi)理論齒廓為直線的蝸桿傳動稱為直廓環(huán)面蝸桿傳動，俗稱“球面蝸輪傳動” 。它始于 1921 年的美國造船業(yè)，其代表產(chǎn)品是美國 CONE DRIVE，50 年代起在我國得到推廣應(yīng)用。與普通圓柱蝸桿傳動相比，這種蝸桿同時(shí)包容齒數(shù)多，雙線接觸線形成油膜條件好，兩齒面接觸線誘導(dǎo)法曲率半徑大。因此，承載能力是相同中心矩普通蝸桿的 1.5～3 倍（小值適應(yīng)于小中心矩，大值適應(yīng)于大中心矩） 。在傳遞同樣功率時(shí)，中心矩可縮小 20%-40%。由于性能優(yōu)良，美國、日本、俄羅斯等國都將這種傳動作為動力傳動中的主要形式之一廣泛使用。美國生產(chǎn)產(chǎn)品系列中心矩為 15～1320㎜；速比為 5～343000；最高傳動效率可達(dá) 97%。我國經(jīng)過 40 年的研究和發(fā)展，目前這種蝸桿的生產(chǎn)品種也十分可觀，最大中心矩可達(dá)到 1200㎜；最少齒數(shù)比為 5；蝸桿頭數(shù)達(dá) 6；最高傳動效率可達(dá) 94%。這種蝸桿傳動分為“原始型”和“修整型”兩種。 “原始型”直廓環(huán)面蝸桿的螺旋齒面的形成為：一條與成形圓相切、位于蝸桿軸線平面內(nèi)的直線，在繞成形圓的圓心作等角速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動的同時(shí)，又與成形圓一起圍繞蝸桿的軸線作等角速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，這條直線在空間形成的軌跡曲面，就是直廓環(huán)面蝸桿的齒面。由于蝸桿齒面的發(fā)生線是直線刀刃，蝸桿螺旋面是直線刀刃形成的不可展直紋面而不是由包絡(luò)產(chǎn)生的，難以實(shí)現(xiàn)磨削，這種蝸桿無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書3制造鋼筋工藝比較復(fù)雜，不易獲得高精度的傳動，這是直廓環(huán)面蝸桿傳動的主要缺點(diǎn)?！靶拚汀敝崩h(huán)面蝸桿螺旋面的形成，基本上與“原始型”相同，不同之處在于加工時(shí)根據(jù)設(shè)計(jì)要求的修形曲線，將加工參數(shù)加以改變。一般常用的有：變位異速修形和變速比修形兩種工藝方法。變位異速修形方法就是在加工蝸桿時(shí)，刀具位置及固定傳動比不同于蝸桿副工作時(shí)的位置及速比。變速比修形方法則是加工時(shí)瞬時(shí)傳動比按一定規(guī)律變化。用修形加工方法加工的蝸桿與由修形滾刀加工成的蝸輪組成“修整型”直廓環(huán)面蝸桿傳動，消除了蝸輪齒面中部棱線接觸，不僅改善了裝配條件，減少了誤差敏感性，更重要的是：與“原始型”蝸桿傳動比較，接觸區(qū)擴(kuò)大，形成油膜條件好，包容齒數(shù)間載荷有平均作用，因而其承載能力、嚙合性能和傳動效率均較“原始型”高。準(zhǔn)平行嚙合線二次包絡(luò)環(huán)面蝸桿是河南省焦作市科林齒輪有限公司的一項(xiàng)科研成果。蝸輪滾刀是可鏟背可磨削的，蝸輪齒面沒有脊線，運(yùn)動不會產(chǎn)生干涉。工裝和理論相吻合。和同類蝸桿相比，它還具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：1 瞬時(shí)接觸線和相對運(yùn)動速度方向夾角穩(wěn)定，且接近 90 度。2 蝸輪齒面是用鏟背滾刀制造加工而成，因此蝸輪齒面接觸面大、質(zhì)量穩(wěn)定。3 同時(shí)參加嚙合的蝸輪齒數(shù)多，一般可達(dá) 為蝸桿齒數(shù)） 。2(9Z4 蝸輪齒面無脊線，傳遞運(yùn)動時(shí)不會產(chǎn)生干涉。因此這種蝸桿傳動承載功率大，動壓油涵穩(wěn)定傳動、噪聲低、平衡溫度低等特征。由以上分析可以看出，雖然普通齒輪減速器具有效率高，工作可靠，壽命長，傳動比穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但是不具備設(shè)計(jì)條件中重點(diǎn)要求的自鎖性，所以不能選用；而準(zhǔn)平行嚙合線環(huán)面蝸桿減速器，它具有普通環(huán)面蝸桿減速器所不具備的很多優(yōu)點(diǎn)。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書4第一章 選定設(shè)計(jì)方案根據(jù)設(shè)計(jì)要求并結(jié)合以上分析，我們在設(shè)計(jì)中采用準(zhǔn)平行嚙合線環(huán)面蝸桿減速器。具體設(shè)計(jì)方案是：選用的電動機(jī)輸出轉(zhuǎn)速是 940r/min，由凸緣聯(lián)軸器將電動機(jī)軸和準(zhǔn)平行嚙合線環(huán)面蝸桿減速器的輸入軸相聯(lián)接，經(jīng)過減速器的減速，電動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)速降為18.8r/min，再有凸緣聯(lián)軸器將減速器的輸出軸與滾筒軸聯(lián)接，將減速器輸出軸的轉(zhuǎn)速傳給滾筒，滾筒轉(zhuǎn)動帶動繞在其上面的鋼絲繩旋轉(zhuǎn)，由鋼絲繩提起具有一定質(zhì)量的燈具。1 電動機(jī) 2 聯(lián)軸器 3 蝸輪蝸桿減速器 4 聯(lián)軸器 5 滾筒圖 2-1 減速器第二章 電動機(jī)的選擇2.1 初選電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式電動機(jī)是專門工廠批量生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)部件，設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)工作機(jī)的工作特性、電源種類(交流或直流)、工作條件( 環(huán)境溫度、空間位置等) 、載荷大小和性質(zhì)(變化性質(zhì)、過載情況等)、起動性能和起動、制動、正反轉(zhuǎn)的頻繁程度等條件來選擇電動機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)、容量(功率)和轉(zhuǎn)速，并在產(chǎn)品目錄中選出其具體型號和尺寸。 電動機(jī)分交流電動機(jī)和直流電動機(jī)兩種。由于生產(chǎn)單位一般多采用三相交流電源，因?yàn)榇?，無特殊要求時(shí)均應(yīng)選用三相交流電動機(jī)，其中以三相異步交流電動機(jī)應(yīng)用最廣泛。根據(jù) 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書5不同防護(hù)要求，電動機(jī)有開啟式、防護(hù)式、封閉自扇冷式和防爆式等不同的結(jié)構(gòu)型式。 Y 系列三相籠型異步電動機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式電動機(jī)，由于其結(jié)構(gòu)簡單、工作作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便，因此廣泛應(yīng)用于不易燃、不易爆、無腐蝕性氣體和無特殊要求的機(jī)械上，如金屬切削機(jī)床、運(yùn)輸機(jī)、風(fēng)機(jī)、攪拌機(jī)等。對于經(jīng)常起動，制動正反轉(zhuǎn)的機(jī)械，如起重、提升設(shè)備，要求電動機(jī)具有較小的轉(zhuǎn)動慣量和較大過載能力，應(yīng)選用冶金及起重用三相異步電動機(jī) Yz 型(籠型) 或 YzR 型(繞線型 )。 電動機(jī)的容量(功率) 選擇的是否合適，對電動機(jī)的正常工作和經(jīng)濟(jì)性都有影響。容量選得過小，不能保證工作機(jī)正常工作，或使電動機(jī)因超載而過早損壞；而容量選得過大，則電動機(jī)的價(jià)格高，能力又不能充分利用，而且由于電動機(jī)經(jīng)常不滿載運(yùn)行，其效率和功率因數(shù)較低，增加電能消耗而造成能源的浪費(fèi)。電動機(jī)的容量主要根據(jù)電動機(jī)運(yùn)行時(shí)的發(fā)熱條件來決定。 由以上的選擇經(jīng)驗(yàn)和要求，我選用：三相交流電 Y 系列籠型三相異步交流電動機(jī)。2.2 電動機(jī)的容量2.2.1 確定減速器所需的功率 P?由滾筒圓周力 和滾筒速度 v,得F'10wvP?其中： （N）Gmgm——提升重量，m=450kg，N 4509.81F??s/6v帶入數(shù)據(jù)得 = KW'wP.50.6?KW '1.212.869??2.2.2 確定傳動裝置效率傳動裝置的效率由以下的要求：(1) 軸承效率均指一對軸承而言。(2) 同類型的幾對運(yùn)動副或傳動副都要考慮其效率，不要漏掉。 (3) 蝸桿傳動的效率與蝸桿頭數(shù) z1 有關(guān)，應(yīng)先初選頭數(shù)后，然后估計(jì)效率。此外，蝸桿傳動的效率中已包括了蝸桿軸上一對軸承的效率，因此在總效率的計(jì)算中蝸桿軸上軸承效率不再計(jì)入。各傳動機(jī)構(gòu)和軸承的效率為：無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書6法蘭效率： 10.98??設(shè)計(jì)中，電動機(jī)與減速器相連的法蘭，相當(dāng)于一個(gè)凸緣聯(lián)軸器一級環(huán)面蝸桿傳動效率: 7.2一對滾動軸承傳動效率： 3098??凸緣聯(lián)軸器效率： .4—— 從電動機(jī)至工作機(jī)主動軸之間的總效率故傳動裝置總效率：?＝ ， 2134?20.987.0.98.64??電動機(jī)的輸出功率 dP考慮傳動裝置的功率損耗，電動機(jī)輸出功率＝dw?則， ＝ ＝ KW dPw0.826751.34?2.2.3 電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)根據(jù)計(jì)算的功率可選定電動機(jī)額定功率，取同步轉(zhuǎn)速 1000 ，6 級minr由《簡明機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》選用 Y100L－6 三相異步電動機(jī)，其主要參數(shù)如下電動機(jī)額定功率： =1.5kw； 0P電動機(jī)滿載轉(zhuǎn)速： =940 nmir電 流 ： I=5.6A 電動機(jī)外形和安裝尺寸為： D=28mm E=60mm H=100mm A=160mm B=140mm C=63mm K=12mm AB=205mm AD=180mm AC=105mm HD=245mm AA=40mm BB=176mm 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書7第三章 傳動裝置的傳動比及動力參數(shù)計(jì)算3.1 傳動裝置運(yùn)動參數(shù)的計(jì)算 3.1.1 各軸功率計(jì)算＝ = KW 1P0?.5981.47??= KW 2?23??200.93.1.2 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算n ＝940 ， 1minrn ＝ n ＝940/50=18.8 2滾 筒 inr3.1.3 各軸輸入扭矩的計(jì)算1T1P.479501.93n0???Nm:22.52.8表 3-1 參數(shù)列表：軸 名 功率 Kw 轉(zhuǎn)速 minr扭矩 Nm:蝸桿軸 1.47 940 14.93蝸輪軸 0.97 18.8 492.74第四章 減速器部件的選擇計(jì)算4.1 蝸桿傳動設(shè)計(jì)計(jì)算4.1.1 選擇蝸桿、蝸輪材料1.選擇蝸桿傳動的類型采用準(zhǔn)平行環(huán)面蝸桿傳動.2.選擇蝸桿、蝸輪材料，確定許用應(yīng)力考慮蝸桿傳動中，傳遞的功率不大，速度只是中等，根據(jù)《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表5－2，蝸桿選用 40Cr，因希望效率高些，耐磨性好故蝸桿螺旋齒面要求：調(diào)質(zhì) HB265 285.:無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書8蝸輪選用鑄錫磷青銅 ZQSn10-1，金屬模鑄造，為了節(jié)約貴重有色金屬，僅齒圈用錫磷青銅制造，輪芯用灰鑄鐵 HT100 制造由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－3 查得蝸輪材料的許用接觸應(yīng)力[ ] =190 H?2/Nm由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－5 查得蝸輪材料的許用彎曲應(yīng)力[ ]=44 F2/4.1.2 確定蝸桿頭數(shù) Z 及蝸輪齒數(shù) Z12由《機(jī)械零件課程設(shè)計(jì)》表 5－6，選取 Z ＝1 則 Z ＝Z ·i＝1×50＝5021故取 Z ＝50 4.1.3 驗(yàn)算滾筒的速度實(shí)際傳動比 i＝50/1 工作機(jī)滾筒轉(zhuǎn)速 n ＝940/50=18.8滾 筒 minr鋼絲繩的提升速度 =V?3.14Dn3.148.00??Ⅱ ＝= m/s速度誤差 ％＝ ％＝0.78％1.5～ 3.5>3.5～10>10粘度值 240()s?>612 414～506288～352198～242ISO-VG 或GB-N 級680 460 320 220由于蝸桿的滑動速度為 2m/s，所以潤滑油的粘度選為 4602 潤滑方式的選擇由于所設(shè)計(jì)減速器采用蝸桿下置式傳動，且轉(zhuǎn)速不高，故選擇浸油潤滑。蝸桿浸油深度h1≥1 個(gè)螺牙高，但不高于蝸桿軸軸承的最底滾動體的中心。潤滑時(shí)，傳動件的浸入油中的深度要適當(dāng)，既要避免攪由損失過大，又保證充分的潤滑，油池應(yīng)保持一定的深度和貯油量。如下圖所示：圖 5-5 潤滑方式4.9 減速器的附件為了保證減速器的正常工作，減速器的箱體上通常設(shè)置一些裝置或附加結(jié)構(gòu)，以便于減速器潤滑油的注油，排油，檢查油面高度和拆裝，檢修等。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書324.9.1 窺視孔和視孔蓋為檢查傳動件的嚙合情況，接觸斑點(diǎn)，側(cè)隙和向箱內(nèi)傾注潤滑油，在傳動件嚙合區(qū)上方箱蓋上開設(shè)窺視孔。窺視孔應(yīng)有足夠的大小，以便手能伸人進(jìn)行操作，為此，方形窺視孔長應(yīng)≥90mm，寬應(yīng)≥50mm。為防止?jié)櫥惋w濺出來和污物進(jìn)入箱體內(nèi)，在窺視孔上應(yīng)設(shè)有視孔蓋密閉，蓋板用螺釘固定在箱蓋上，在蓋板與箱蓋上應(yīng)放置密封墊片。圖 5-6 窺視孔和視孔蓋4.9.2 通氣器減速器工作時(shí)，箱體溫度升高，氣體膨脹，壓力增大，對減速罪各接縫面的密封很不利，通常在箱蓋頂部或檢查孔蓋上裝有通氣器。使減速器內(nèi)熱膨脹的氣體能自由逸出，保持箱內(nèi)壓力正常，從而保證減速器各部接縫面的密封性能。通氣器設(shè)置在箱蓋頂部或視孔蓋上。較完善的通氣器內(nèi)部制成一定的曲路，并設(shè)有金屬網(wǎng)。選擇通氣器時(shí)應(yīng)考慮其對環(huán)境的適應(yīng)性，規(guī)格尺寸應(yīng)與減速器的大小相適應(yīng)。圖 5-7 通氣器4.9.3 定位銷為了保證箱體軸承座孔的鏜制和裝配精度，需在箱體分箱面凸絳長度方向兩側(cè)各安裝—個(gè)圓錐定位銷。兩銷應(yīng)置遠(yuǎn)一些，但不宜對稱布置。定位銷孔應(yīng)在箱蓋和箱座緊固后鉆空，其位置應(yīng)便于鉆、鉸和裝拆，不應(yīng)與鄰近箱壁和螺釘相碰。定位銷的直徑可取 d：(o．7～o．8)d：(d：為凸緣上螺栓的直徑)，長度應(yīng)大于分箱面凸緣的總厚度。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書33圖 5-8 定位銷4.9.4 起蓋螺釘為了保證減速器的密封性，常在箱體的剖分面上涂有水玻璃或密封膠，為便于拆卸箱蓋，在箱蓋凸緣上設(shè)置 1 到 2 個(gè)起蓋螺釘。拆卸箱蓋時(shí)，擰動起蓋螺釘，便可頂起箱蓋。起蓋螺釘設(shè)置在箱蓋聯(lián)接凸緣上，其螺紋有效長度應(yīng)大于箱蓋凸緣厚度。起蓋螺釘直徑可與凸緣聯(lián)接螺釘相同，螺釘端部制成圓柱形并光滑倒角或制成半球形。圖 5-9 起蓋螺釘4.9.5 起吊裝置為了搬運(yùn)和裝卸箱蓋，在箱蓋上裝有吊環(huán)螺釘或鑄有吊耳，吊鉤。為了搬運(yùn)箱蓋或整個(gè)減速器，在箱座兩端聯(lián)接凸緣處鑄出吊鉤。圖 5-10 吊耳環(huán)4.9.6 放油孔及螺塞為了排除污油，在減速器的箱座最底處設(shè)有放油孔，并用放油螺塞和密封墊圈將其堵住。無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書34圖 5-11 放油孔及螺塞4.10 減速器的安裝，使用及維護(hù)4.10.1 減速器的安裝1 減速器輸入軸直接與原動機(jī)連接時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求推薦采用凸緣聯(lián)軸器；減速器輸出軸與工作機(jī)聯(lián)接時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求推薦采用凸緣聯(lián)軸器，聯(lián)軸器不得用錘擊裝列軸上．2 減速器應(yīng)牢固地安裝在穩(wěn)定的水平基礎(chǔ)上，油槽的油應(yīng)能排除，且冷卻空氣循環(huán)流暢。3 減速器、原動機(jī)和工作機(jī)之間必須仔細(xì)對中，其誤差不得大于所用聯(lián)軸器的許用補(bǔ)償量．4 減速器安裝好后用手轉(zhuǎn)動必須靈活，無卡死現(xiàn)象．蝸桿和蝸輪軸承的軸向間隙應(yīng)符合技術(shù)要求規(guī)定．5 安裝好的減速器在正式使用前，應(yīng)進(jìn)行空轉(zhuǎn)，部分額定載荷間歇運(yùn)轉(zhuǎn) 1～3h 后可正式運(yùn)轉(zhuǎn)，運(yùn)轉(zhuǎn)應(yīng)平穩(wěn)、無沖擊、無異常振動和噪聲及漏油等現(xiàn)象。4.10.2 減速器的使用和維護(hù)1．減速器潤滑油的更換1）減速器(或新更換的蝸輪副)第一次使用時(shí)，當(dāng)運(yùn)轉(zhuǎn) 150~300h 后須更換潤滑油，在以后的使用中應(yīng)定期檢查油的質(zhì)量．對于混入雜質(zhì)或變質(zhì)的油須及時(shí)更換。一般情況下，對于長期連續(xù)工作的減速器，每 500 一 1000h 必須換油一次．對于每天工作時(shí)間不超過 8h的減速器，每 1200~3000h 換油一次．2）減速器應(yīng)加入與原來牌號相同的油．不得與不同牌號的油相互混用．牌號相同而粘度不同的油允許混合使用．3）在換油過程中，蝸輪應(yīng)使用與運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)相同牌號的油清洗(用煤油損害密封件，并影響潤滑油的性能） 。4）工作中，當(dāng)發(fā)現(xiàn)油溫超過 80 度或油池溫度超過 100 度及產(chǎn)生不正常的噪聲等現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)停止使用，檢查原因．如圍齒面膠合等原因所致，必須排除故障，更換潤滑油后，方可繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)．2．減速器檢修 減速器應(yīng)定期檢修．如發(fā)現(xiàn)擦傷、膠合及顯著磨損，必須采用有效措施制止或予以排除．備件必須按標(biāo)準(zhǔn)制造，更新的備件必須經(jīng)過跑合和負(fù)荷試驗(yàn)后才能正式使用。3．減速器維護(hù) 用戶應(yīng)有合理的使用維護(hù)規(guī)章制度，對減速器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況和檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問題應(yīng)作認(rèn)無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書35真記錄． 致 謝感謝我的指導(dǎo)老師劉老師，他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實(shí)無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。不僅使我樹立了遠(yuǎn)大的學(xué)術(shù)目標(biāo)、掌握了基本的研究方法，還使我明白了許多待人接物與為人處世的道理。在此，謹(jǐn)向?qū)煴硎境绺叩木匆夂椭孕牡母兄x！無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書36“師恩難忘，友誼長存!”本論文的順利完成，離不開各位老師、同學(xué)和朋友的關(guān)心和幫助。在此，向曾經(jīng)幫助我的老師和同學(xué)表示衷心的感謝。在論文即將完成之際，我的心情無法平靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！ 參考文獻(xiàn)1.《機(jī)械工程手冊》第二版（傳動設(shè)計(jì)卷） 機(jī)械工業(yè)出版社 20002.《實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊》 吳相憲 王正為 黃玉堂 主編 中國礦業(yè)大學(xué)出版社 20013.《機(jī)械設(shè)計(jì)》 濮良貴 紀(jì)名剛 主編 高等教育出版社 19964.《機(jī)械制造工藝學(xué)》趙志修 主編 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社 1984.25.《機(jī)械制造工藝及專用夾具設(shè)計(jì)指導(dǎo)》孫麗媛 主編 北京：冶金工業(yè)出版社 2002 6.《機(jī)械加工工藝手冊》李洪 主編 北京： 北京出版社 1990，127.《金屬工藝學(xué)》鄧文英 主編 北京： 高等教育出版社 20008.《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》 華中理工大學(xué) 王昆 同濟(jì)大學(xué) 高等教育出版社 1986無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書379.《齒輪手冊》 機(jī)械工業(yè)出版社 200210.《機(jī)械加工余量與公差手冊》 馬賢智 北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，199411.《高等學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)》[M]，周永強(qiáng)，北京：中國建材工業(yè)出版社，200212. 《機(jī)械制造工藝學(xué)習(xí)題集》 李益民 主編 黑龍江： 哈兒濱工業(yè)大學(xué)出版社 1984, 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書I摘要這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)的論文主要闡述的是一套系統(tǒng)的關(guān)于環(huán)面蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)方法。環(huán)面蝸輪蝸桿減速器是蝸輪蝸桿減速器的一種形式.這個(gè)方法是以加工過程和蝸輪減速器的使用條件的數(shù)學(xué)和物理公式為基礎(chǔ)的。在論文中，首先，對蝸輪蝸桿作了簡單的介紹，接著，闡述了蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)原理和理論計(jì)算。然后按照設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)理論設(shè)計(jì)了環(huán)面蝸輪蝸桿減速器。接著對減速器的部件組成進(jìn)行了尺寸計(jì)算和校核。該設(shè)計(jì)代表了環(huán)面蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)的一般過程。對其他的蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)工作也有一定的價(jià)值。 目前，在環(huán)面蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)、制造以及應(yīng)用上，國內(nèi)與國外先進(jìn)水平相比仍有較大差距。國內(nèi)在設(shè)計(jì)制造環(huán)面蝸輪蝸桿減速器過程中存在著很大程度上的缺點(diǎn)，正如論文中揭示的那樣，重要的問題如：輪齒的根切；蝸桿毛坯的正確設(shè)計(jì)；蝸輪蝸桿的校核。關(guān)鍵詞：蝸輪蝸桿減速器, 蝸桿, 滾動軸承無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書IIAbstractThis graduation thesis on the design of the system is a ring on the surface of the worm reducer design method. Torus worm reducer worm reducer is a form of this method is worm reducer and processing conditions of the use of mathematical and physical basis of the formula. In the paper, first of all, the worm made a brief introduction, then the worm on the design principle and the theoretical calculation. Then in accordance with the design criteria and design theory designed toroidal worm reducer. Then the components of the reducer to the size of the calculation and verification. The design represents the torus worm general design process. On the other worm in the design work will have value. At present, the torus worm reducer for the design, manufacture and application of domestic and foreign advanced level there are still large gaps between the comparison. Central China in the design and manufacture of worm reducer there is a process to a large extent the shortcomings, as revealed by the paper, important issues such as: cutting the root of the tooth; Worm rough the correct design of the worm check.Key words: worm reducer, Worm, hoist, Rolling無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書III目錄摘要 ……………………………………………………………………Abstract ………………………………………………………………目錄 ……………………………………………………………………調(diào)研報(bào)告…………………………………………………………… 1第一章 選定設(shè)計(jì)方案 ……………………………………………… 4第二章 電動機(jī)的選擇與計(jì)算 ………………………………………42.1 初選電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式 …………………………………………42.2 電動機(jī)的容量………………………………………………………… 42.2.1 確定提升機(jī)所需的功率 ……………………………………4P?2.2.2 確定傳動裝置效率 ……………………………………………52.2.3 電動機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)…………………………………………… 6第三章 傳動裝置的傳動比及動力參數(shù)計(jì)算 ………………… 63.1 傳動裝置運(yùn)動參數(shù)的計(jì)算 …………………………………………63.1.1 各軸功率計(jì)算………………………………………………… 63.1.2 各軸轉(zhuǎn)速的計(jì)算……………………………………………… 63.1.3 各軸輸入扭矩的計(jì)算………………………………………… 7第四章 減速器部件的選擇計(jì)算…………………………………… 74.1 蝸桿傳動設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………… 74.1.1 選擇蝸桿、蝸輪材料 ………………………………………74.1.2 確定蝸桿頭數(shù) Z 及蝸輪齒數(shù) Z ………………………… 7124.1.3 驗(yàn)算滾筒的速度…………………………………………… 84.1.4 確定蝸桿蝸輪中心距 a …………………………………… 84.1.5 蝸桿傳動幾何參數(shù)設(shè)計(jì) …………………………………… 94.2 環(huán)面蝸輪蝸桿校核計(jì)算 …………………………………………… 114.3 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ……………………………………………………… 134.3.1 蝸桿軸的設(shè)計(jì)…………………………………………………134.3.2 蝸輪軸的設(shè)計(jì) …………………………………………………164.4 軸的校核 ……………………………………………………………194.4.1 蝸桿軸的強(qiáng)度校核……………………………………………194.4.2 蝸輪軸的強(qiáng)度校核 …………………………………………224.5 滾動軸承的選擇及校核 ……………………………………………254.5.1 蝸桿軸滾動軸承的選擇及校核………………………………254.5.2 蝸輪軸上軸承的校核…………………………………………274.6 鍵聯(lián)接的選擇及校核 ………………………………………………29無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書IV4.6.1 蝸桿軸上安裝聯(lián)軸器處的鍵聯(lián)接……………………………294.6.2 蝸輪軸上裝蝸輪處的鍵聯(lián)接…………………………………304.6.3 蝸輪軸上裝聯(lián)軸器處的鍵聯(lián)接………………………………304.7 箱體結(jié)構(gòu)尺寸及說明 ………………………………………………314.8 減速器的潤滑和密封 ………………………………………………324.9 減速器的附件 ………………………………………………………324.9.1 窺視孔和視孔蓋………………………………………………334.9.2 通氣器…………………………………………………………334.9.3 定位銷…………………………………………………………334.9.4 起蓋螺釘………………………………………………………334.9.5 起吊裝置………………………………………………………334.9.6 放油孔及螺塞…………………………………………………344.10 減速器的安裝維護(hù)和使用 ……………………………………344.10.1 減速器的安裝 ………………………………………………344.10.2 減速器的使用和維護(hù) ………………………………………34致 謝…………………………………………………………………35參考資料…………………………………………………………………36