两级蜗杆减速器设计【字数：13155】
摘 要蜗杆传动具有传动比大且结构尺寸紧凑等优点，在许多设备的传动系统中得到了广泛的应用[1]。本次设计根据输入参数，传动比，选择相应电机，确定传动比分配，然后根据传动条件计算两级传动参数，再通过有关表格和曲线确定接触应力，计算出模数、蜗杆直径系数、中心距、蜗轮和蜗杆的分度圆直径等主要几何参数[1]，并通过CAD辅助设计，确定合理的结构，最后进行关键零件的强度和刚度校核，最终完成了两级蜗杆减速器的设计。
目 录
1.绪论 1
1.1课题的目的与意义 1
1.2课题现状与趋势 1
2. 设计要求 3
2.1设计任务书 3
2.2传动方案选择 3
3.电机选择 7
4.传动比选择与计算 8
5.各轴的参数 9
5.1各轴转速 9
5.2各轴功率 9
5.3各轴转矩 9
6.高速级蜗轮蜗杆的设计计算 10
6.1材料选择 10
6.2蜗杆头数与蜗轮齿数 10
6.3蜗轮蜗杆的主要尺寸计算 10
6.4传动的主要尺寸计算 11
6.5验算蜗轮圆周速度V2，相对滑动速度Vs和传动效率
η
1
11
6.6蜗杆传动其他几何尺寸计算 11
7.低速级蜗轮蜗杆的设计计算 13
7.1材料选择 13
7.2蜗杆头数与蜗轮齿数 13
7.3蜗轮蜗杆的主要尺寸计算 13
7.4传动的主要尺寸计算 14
7.5验算蜗轮圆周速度，相对滑动速度及传动效率
η
2
14
7.6蜗杆传动其他几何尺寸计算 14
8.高速级蜗杆轴的设计计算及校核 16
8.1已知条件 16
8.2轴的材料和热处理 16
8.3初算轴径 16
8.4结构设计 16
8.5轴的受力分析 18
8.6校核轴的强度 20
9. 低速级蜗杆轴的设计计算及校核 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
21
9.1已知条件 21
9.2轴的材料和热处理 21
9.3初算轴径 21
9.4结构设计 21
9.5轴的受力分析 23
9.6校核轴的强度 25
10.滚动轴承的选择及校核 26
10.1计算当量动载荷 26
10.2校核轴承的寿命 27
11.键连接的选择及校核 28
11.1高速级蜗杆与联轴器键选择与校核 28
11.2高速级空心轴与低速级蜗杆键选择与校核 28
11.3低速级空心轴输出键选择与校核 28
12.联轴器的选择计算 29
13.润滑和密封说明 30
14.拆装和调整的说明 31
15.减速器箱体的附件说明 32
设计小结 33
参考文献 35
致 谢 36
1.绪论
1.1课题的目的与意义
蜗轮蜗杆的发明是仿生学的结果，由于其传动原理，较大的传动比范围、紧凑的结构、运转时平稳度高、噪音小都是其天然的优势，这些优势使得蜗轮蜗杆得以被应用到现代工业的方方面面[2]。冶金工业中常常使用蜗轮蜗杆传动作为大型轧机的压下机构传动方式；机床制造业更是将蜗轮蜗杆传动用作工作台低速传动机构与连续分度机构；矿产资源领域将蜗轮蜗杆传动作为多品种轿车与牵引车的牵引动力机构，包括其他提升装置如电梯、自动扶梯、无轨电车等；在精密仪器设备、军工、宇航观测（如大型雷达，大型天文望远镜等）等领域，蜗轮蜗杆传动更是存在于各个环节，除动力传输如分度机构、操纵机构外，还有单纯的运动传输如计算机构、测距机构等[2]。
近三十年来，蜗轮蜗杆的空间啮合理论不断进步，有了重大的突破，工业生产中对蜗轮蜗杆传动的使用需求也在不断改变，相对于传统领域，在高速、重载、小速比的应用场景中也越来越多地出现了蜗轮蜗杆传动。由于以上的需求对蜗轮蜗杆传动性能有了更高的要求，这也成为了蜗轮蜗杆研究的重要方向。除了坚持在齿廓形状领域做更加深入的探寻以外，提高蜗杆齿面的硬度的提高、齿形精度的提高，齿面光洁度的提高都是为了让蜗轮蜗杆具备更好的使用性能和工艺性能的主要攻关方向。蜗轮蜗杆传动近几十年在国内国外的研究中均取得了不同程度的进展，圆弧齿圆柱蜗杆、平面二次包络环面蜗杆及锥面包络蜗杆等新型蜗杆齿面就是其中优秀的成果，这些将蜗轮蜗杆传动推进到了较高的技术水平，更好地满足了现代工业对传动的需求。
1.2课题现状与趋势
减速机最初为单一品种，但在几十年不同行业与领域的实际应用中，减速机也在根据需求而不断发展与蜕变。由于国家在“十二五”期间采取以扩大内需为目标的财政政策，固定资产投资额度增速变大，包括机械行业在内的各行业驶入了快车道发展，其中基础建设方面的投资增长尤为明显，应用其中的机械有建筑机械、冶金机械、化工机械等[2]，均随之取得了巨大的市场需求，这也推动了机械行业的快速发展，其中减速器的市场需求也逐步扩大。预计“十三五”期间，随着国家进一步提高对机械制造业的重视程度，中国制造2025的到来，重大装备国产化进程的加快以及其他基建工程项目的开工，减速机的市场前景也必将随之取得重大的发展，整个行业的快速增长也将持续下去，其中蜗轮蜗杆减速机的增长也会随之大幅提高。
蜗轮蜗杆的结构较齿轮等更为复杂，设计计算过程涉及到的公式更多，制造和安装困难程度也较高，所以在设计过程当中通过详细的计算和论证，选择合理的参数、合理的标准件、合理的外形结构，对提高蜗轮蜗杆减速器的性能及寿命具有重要的意义。
目 录
1.绪论 1
1.1课题的目的与意义 1
1.2课题现状与趋势 1
2. 设计要求 3
2.1设计任务书 3
2.2传动方案选择 3
3.电机选择 7
4.传动比选择与计算 8
5.各轴的参数 9
5.1各轴转速 9
5.2各轴功率 9
5.3各轴转矩 9
6.高速级蜗轮蜗杆的设计计算 10
6.1材料选择 10
6.2蜗杆头数与蜗轮齿数 10
6.3蜗轮蜗杆的主要尺寸计算 10
6.4传动的主要尺寸计算 11
6.5验算蜗轮圆周速度V2，相对滑动速度Vs和传动效率
η
1
11
6.6蜗杆传动其他几何尺寸计算 11
7.低速级蜗轮蜗杆的设计计算 13
7.1材料选择 13
7.2蜗杆头数与蜗轮齿数 13
7.3蜗轮蜗杆的主要尺寸计算 13
7.4传动的主要尺寸计算 14
7.5验算蜗轮圆周速度，相对滑动速度及传动效率
η
2
14
7.6蜗杆传动其他几何尺寸计算 14
8.高速级蜗杆轴的设计计算及校核 16
8.1已知条件 16
8.2轴的材料和热处理 16
8.3初算轴径 16
8.4结构设计 16
8.5轴的受力分析 18
8.6校核轴的强度 20
9. 低速级蜗杆轴的设计计算及校核 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072$
21
9.1已知条件 21
9.2轴的材料和热处理 21
9.3初算轴径 21
9.4结构设计 21
9.5轴的受力分析 23
9.6校核轴的强度 25
10.滚动轴承的选择及校核 26
10.1计算当量动载荷 26
10.2校核轴承的寿命 27
11.键连接的选择及校核 28
11.1高速级蜗杆与联轴器键选择与校核 28
11.2高速级空心轴与低速级蜗杆键选择与校核 28
11.3低速级空心轴输出键选择与校核 28
12.联轴器的选择计算 29
13.润滑和密封说明 30
14.拆装和调整的说明 31
15.减速器箱体的附件说明 32
设计小结 33
参考文献 35
致 谢 36
1.绪论
1.1课题的目的与意义
蜗轮蜗杆的发明是仿生学的结果，由于其传动原理，较大的传动比范围、紧凑的结构、运转时平稳度高、噪音小都是其天然的优势，这些优势使得蜗轮蜗杆得以被应用到现代工业的方方面面[2]。冶金工业中常常使用蜗轮蜗杆传动作为大型轧机的压下机构传动方式；机床制造业更是将蜗轮蜗杆传动用作工作台低速传动机构与连续分度机构；矿产资源领域将蜗轮蜗杆传动作为多品种轿车与牵引车的牵引动力机构，包括其他提升装置如电梯、自动扶梯、无轨电车等；在精密仪器设备、军工、宇航观测（如大型雷达，大型天文望远镜等）等领域，蜗轮蜗杆传动更是存在于各个环节，除动力传输如分度机构、操纵机构外，还有单纯的运动传输如计算机构、测距机构等[2]。
近三十年来，蜗轮蜗杆的空间啮合理论不断进步，有了重大的突破，工业生产中对蜗轮蜗杆传动的使用需求也在不断改变，相对于传统领域，在高速、重载、小速比的应用场景中也越来越多地出现了蜗轮蜗杆传动。由于以上的需求对蜗轮蜗杆传动性能有了更高的要求，这也成为了蜗轮蜗杆研究的重要方向。除了坚持在齿廓形状领域做更加深入的探寻以外，提高蜗杆齿面的硬度的提高、齿形精度的提高，齿面光洁度的提高都是为了让蜗轮蜗杆具备更好的使用性能和工艺性能的主要攻关方向。蜗轮蜗杆传动近几十年在国内国外的研究中均取得了不同程度的进展，圆弧齿圆柱蜗杆、平面二次包络环面蜗杆及锥面包络蜗杆等新型蜗杆齿面就是其中优秀的成果，这些将蜗轮蜗杆传动推进到了较高的技术水平，更好地满足了现代工业对传动的需求。
1.2课题现状与趋势
减速机最初为单一品种，但在几十年不同行业与领域的实际应用中，减速机也在根据需求而不断发展与蜕变。由于国家在“十二五”期间采取以扩大内需为目标的财政政策，固定资产投资额度增速变大，包括机械行业在内的各行业驶入了快车道发展，其中基础建设方面的投资增长尤为明显，应用其中的机械有建筑机械、冶金机械、化工机械等[2]，均随之取得了巨大的市场需求，这也推动了机械行业的快速发展，其中减速器的市场需求也逐步扩大。预计“十三五”期间，随着国家进一步提高对机械制造业的重视程度，中国制造2025的到来，重大装备国产化进程的加快以及其他基建工程项目的开工，减速机的市场前景也必将随之取得重大的发展，整个行业的快速增长也将持续下去，其中蜗轮蜗杆减速机的增长也会随之大幅提高。
蜗轮蜗杆的结构较齿轮等更为复杂，设计计算过程涉及到的公式更多，制造和安装困难程度也较高，所以在设计过程当中通过详细的计算和论证，选择合理的参数、合理的标准件、合理的外形结构，对提高蜗轮蜗杆减速器的性能及寿命具有重要的意义。
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