機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)--單級(jí)蝸輪蝸桿減速器

1、<p><b>　　（</b></p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　課程設(shè)計(jì)是考察學(xué)生全面在掌握基本理論知識(shí)的重要環(huán)節(jié)。本次是設(shè)計(jì)一個(gè)蝸輪蝸桿減速器，減速器是用于電動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置。本減速器屬單級(jí)蝸桿減速器（電機(jī)——聯(lián)軸器——減速器——聯(lián)軸器——滾筒），本人是在指導(dǎo)老師指導(dǎo)下完成的

2、。該課程設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：任務(wù)設(shè)計(jì)書(shū)，參數(shù)選擇，傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)的選擇，運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算，蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)，蝸桿、蝸輪的基本尺寸設(shè)計(jì)，蝸輪軸的尺寸設(shè)計(jì)與校核，減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減速器其他零件的選擇，減速器的潤(rùn)滑等和A2圖紙裝配圖1張、A4圖紙的零件圖2張。設(shè)計(jì)參數(shù)的確定和方案的選擇通過(guò)查詢(xún)有關(guān)資料所得。</p><p>　　蝸輪蝸桿減速器的計(jì)算機(jī)輔助機(jī)械設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是當(dāng)

3、今設(shè)計(jì)以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進(jìn)技術(shù)，通過(guò)本課題的研究，將進(jìn)一步深入地對(duì)這一技術(shù)進(jìn)行深入地了解和學(xué)習(xí)。本文主要介紹一級(jí)蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)過(guò)程及其相關(guān)零、部件的CAD圖形。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD），計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)及輔助制造（CAD/CAM）技術(shù)是當(dāng)今設(shè)計(jì)以及制造領(lǐng)域廣泛采用的先進(jìn)技術(shù)，能清楚、形象的表達(dá)減速器的外形特點(diǎn)。</p><p>　　該減速器的設(shè)計(jì)基本上符合生產(chǎn)設(shè)計(jì)要求，限于作者初學(xué)水平，錯(cuò)誤及不妥之處望

4、老師批評(píng)指正。</p><p>　　第一章 帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)裝置的設(shè)計(jì)</p><p>　　1.1 帶式運(yùn)輸機(jī)的工作原理</p><p>　　帶式運(yùn)輸機(jī)的傳動(dòng)示意圖如圖</p><p>　　1、電動(dòng)機(jī)2、聯(lián)軸器3、齒輪減速4、軸承5、聯(lián)軸器、6、鼓輪7、運(yùn)輸帶</p><p><b>　　1.2 工作情

5、況</b></p><p><b>　　已知條件</b></p><p>　　工作條件：?jiǎn)伟嘀?，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)，室內(nèi)工作；</p><p>　　使用折舊期；6年，每年按300天計(jì)算；</p><p>　　動(dòng)力來(lái)源：電力，三相交流電，電壓380/220V；</p><p>　　

6、制造條件及生產(chǎn)批量：一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)。</p><p><b>　　1.3 設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　　1.4 傳動(dòng)方案</b></p><p>　　本課程設(shè)計(jì)采用的是單級(jí)蝸桿減速器傳動(dòng)。</p><p>　　1.5 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及內(nèi)容</p><

7、;p>　　電動(dòng)機(jī)的選擇與運(yùn)動(dòng)參數(shù)計(jì)算；</p><p>　　蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算；</p><p><b>　　軸的設(shè)計(jì)；</b></p><p><b>　　滾動(dòng)軸承的選擇；</b></p><p>　　鍵和連軸器的選擇與校核；</p><p>　　裝配圖、零件圖的繪

8、制；</p><p>　　設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)的編寫(xiě)；</p><p><b>　　設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份。</b></p><p>　　1.6 傳動(dòng)方案的選擇</p><p>　　該傳動(dòng)方案在任務(wù)書(shū)中已確定，采用一個(gè)單級(jí)蝸桿減速器傳動(dòng)裝置傳動(dòng)，如下圖所示：</p><p>　　1.7 傳動(dòng)方案的分析<

9、;/p><p>　　該工作機(jī)采用的是原動(dòng)機(jī)為Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)，三相籠型異步電</p><p>　　動(dòng)機(jī)是一般用途的全封閉自扇冷式電動(dòng)機(jī)，電壓380 V，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠、價(jià)格低廉、維護(hù)方便；另外其傳動(dòng)功率大，傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩也比較大，噪聲小，在室內(nèi)使用比較環(huán)保。傳動(dòng)裝置采用單級(jí)蝸桿減速器組成的封閉式減速器，采用蝸桿傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比，結(jié)構(gòu)緊湊,傳動(dòng)平穩(wěn)，但效率低，多用于中、小功率間歇運(yùn)

10、動(dòng)的場(chǎng)合。工作時(shí)有一定的軸向力，但采用圓錐滾子軸承可以減小這缺點(diǎn)帶來(lái)的影響，但它常用于高速重載荷傳動(dòng)，所以將它安放在高速級(jí)上。并且在電動(dòng)機(jī)心軸與減速器輸入軸及減速器輸出軸與卷筒軸之間采用彈性聯(lián)軸器聯(lián)接，因?yàn)槿嚯妱?dòng)機(jī)及輸送帶工作時(shí)都有輕微振動(dòng)，所以采用彈性聯(lián)軸器能緩沖各吸振作用，以減少振動(dòng)帶來(lái)的不必要的機(jī)械損耗。</p><p>　　總而言之，此工作機(jī)屬于小功率、載荷變化不大的工作機(jī)，其各部分零件的標(biāo)準(zhǔn)化程度高，

11、設(shè)計(jì)與維護(hù)及維修成本低；結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，傳動(dòng)的效率比較高，適應(yīng)工作條件能力強(qiáng)，可靠性高，能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)任務(wù)中要求的設(shè)計(jì)條件及環(huán)境。</p><p>　　第二章 運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)計(jì)算</p><p>　　2.1 電動(dòng)機(jī)的選擇計(jì)算 </p><p>　　按工作要求和條件選取Y系列一般用途全封閉自扇冷鼠籠型三相異步電動(dòng)機(jī)。</p><p>　　電動(dòng)機(jī)

12、輸出功率： kw</p><p>　　工作機(jī)所需的功率： </p><p><b>　　所以kw</b></p><p>　　由電動(dòng)機(jī)至工作機(jī)之間的總效率： </p><p>　　其中，，，，分別為蝸桿，聯(lián)軸器，軸承，攪油的傳動(dòng)效率。</p><p>　　查表可知=0.7（蝸桿），=0.98（

13、角接觸軸承），=0.99(聯(lián)軸器），</p><p>　　=0.95（攪油）。 </p><p><b>　　所以：</b></p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)輸出功率</b></p><p>　　所以電動(dòng)機(jī)所需工作效率為：</p><p><b>　　電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速

14、：</b></p><p><b>　　卷筒軸的工作轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為：</p><p>　　根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》中查的蝸桿的傳動(dòng)比在一般的動(dòng)力傳動(dòng)中</p><p>　　在這個(gè)范圍內(nèi)的電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速有720r/min和1500r/min.兩種傳動(dòng)比方案，綜合考慮

15、電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的情況來(lái)確定最后的轉(zhuǎn)速，為降低電動(dòng)機(jī)的重量和成本，可以選擇同步轉(zhuǎn)速720r/min。根據(jù)同步轉(zhuǎn)速查表17-7確定電動(dòng)機(jī)的型號(hào)為Y160M2-8。</p><p><b>　　參數(shù)如下:</b></p><p>　　2. 2 計(jì)算總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比的分配</p><p><b>　　轉(zhuǎn)速計(jì)算</b><

16、;/p><p>　　各級(jí)傳動(dòng)比的分配 </p><p>　　由于為蝸桿傳動(dòng)，傳動(dòng)比都集中在蝸桿上，其他不分配傳動(dòng)比。</p><p>　　2. 3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)</p><p>　　2.3.1 各軸轉(zhuǎn)速n (r/min)</p><p><b>　　高速軸轉(zhuǎn)速： </b><

17、;/p><p><b>　　中間軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　滾筒軸轉(zhuǎn)速：</b></p><p>　　2.3.2 各軸功率P （kw）</p><p>　　高速軸的功率：p=5.5*0.99=5.45kW</p><p>　　中間軸的功率：p=5.45*

18、0. 7*0.98^2=3.66kW</p><p>　　滾筒軸的功率：p=3.66*0.99*0.98^2=3.48kW</p><p>　　2.3.3 各軸轉(zhuǎn)矩T （N*m）</p><p><b>　　高速軸轉(zhuǎn)矩：</b></p><p><b>　　中間軸轉(zhuǎn)矩：：</b></p&

19、gt;<p><b>　　滾筒軸轉(zhuǎn)矩：：</b></p><p>　　將所計(jì)算的結(jié)果列表：</p><p>　　第三章 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　第四章 箱體的設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　4.1 箱體的結(jié)構(gòu)形式和材料</p><p>　　采用下置剖分式蝸桿減速器

20、（由于V=1m/s4m/s）</p><p>　　鑄造箱體，材料HT150。</p><p>　　4.2 鑄鐵箱體主要結(jié)構(gòu)尺寸和關(guān)系</p><p>　　第五章 鍵等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的選擇</p><p>　　本部分含鍵的選擇聯(lián)軸器的選擇，螺栓，螺母，螺釘?shù)倪x擇墊圈，墊片的選擇，具體內(nèi)容如下：</p><p>　　第六章

21、 減速器結(jié)構(gòu)與潤(rùn)滑的概要說(shuō)明</p><p>　　在以上設(shè)計(jì)選擇的基礎(chǔ)上，對(duì)該減速器的結(jié)構(gòu)，減速器箱體的結(jié)構(gòu)，軸承端蓋的結(jié)構(gòu)尺寸，減速器的潤(rùn)滑與密封，減速器的附件作一簡(jiǎn)要的闡述。</p><p>　　第七章 設(shè)計(jì)小結(jié)</p><p>　　一級(jí)蝸桿減速器的設(shè)計(jì)是一個(gè)較為復(fù)雜的過(guò)程，通過(guò)這次設(shè)計(jì)覺(jué)得自己受益匪淺。機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)是機(jī)械設(shè)計(jì)課程的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，它可以

22、讓我們進(jìn)一步鞏固和加深學(xué)生所學(xué)的理論知識(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)把機(jī)械設(shè)計(jì)及其他有關(guān)先修課程（如機(jī)械制圖、材料力學(xué)、工程材料等）中所獲得的理論知識(shí)在設(shè)計(jì)實(shí)踐中加以綜合運(yùn)用，使理論知識(shí)和生產(chǎn)實(shí)踐密切的結(jié)合起來(lái)。而且，本次設(shè)計(jì)是我們學(xué)生首次進(jìn)行完整綜合的機(jī)械設(shè)計(jì)，它讓我樹(shù)立了正確的設(shè)計(jì)思想，培養(yǎng)了我對(duì)機(jī)械工程</p><p>　　設(shè)計(jì)的獨(dú)立工作能力；讓我具有了初步的機(jī)構(gòu)選型與組合和確定傳動(dòng)方案的能力；為我今后的設(shè)計(jì)工作打了良好的基

23、礎(chǔ)。</p><p>　　通過(guò)本次課程設(shè)計(jì)，還提高了我的計(jì)算和制圖能力；同時(shí)對(duì)減速器的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)大概的了解，對(duì)之前所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)作了一個(gè)很好的總結(jié)，設(shè)計(jì)中尚有很多不合理和不理解的地方，以待在今后的學(xué)習(xí)工作中來(lái)彌補(bǔ)。設(shè)計(jì)過(guò)程中我能夠比較熟悉地運(yùn)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊(cè)、圖集、規(guī)范；熟悉有關(guān)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（如GB、JB等），獲得了一個(gè)工程技術(shù)人員在機(jī)械設(shè)計(jì)方面所必須具備的基本技能訓(xùn)練。<

24、/p><p>　　當(dāng)一份比較像樣的課程設(shè)計(jì)完成的時(shí)候，我的內(nèi)心無(wú)法用文字來(lái)表達(dá)。幾天以來(lái)日日夜夜的計(jì)算與繪圖和在電腦前編輯排版說(shuō)明書(shū)，讓我感覺(jué)做一個(gè)大學(xué)生原來(lái)也可以這么辛苦。但是，所有的這一切，都是值得的，它讓我感覺(jué)大學(xué)是如此的充實(shí)。在課程設(shè)計(jì)即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從開(kāi)始進(jìn)入課題到設(shè)計(jì)的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！同時(shí)我還要特別感謝老師對(duì)我這次課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)付出

25、的苦心與汗水，謝謝你們。要是沒(méi)有你們的指導(dǎo)與幫助，我想也許我自己一個(gè)人無(wú)法這么快這么順利的完成了。</p><p>　　第八章 參考文獻(xiàn)</p><p>　　[1] 劉鴻文.材料力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2008.12.</p><p>　　[2] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì)第八版[M].北京：高等教育出版社，2006.5.</p><