蝸輪箱設(shè)計
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第一章 引言
1.1蝸輪箱的背景
一、蝸輪箱的用途：
蝸輪蝸桿機構(gòu)常用來傳遞兩交錯軸之間的運動和動力。蝸輪與蝸桿在其中間平面內(nèi)相當(dāng)于齒輪與齒條,蝸桿又與螺桿形狀相似。
二、蝸輪箱的基本參數(shù)：
模數(shù)m、壓力角、蝸桿直徑系數(shù)q、導(dǎo)程角、蝸桿頭數(shù) 、蝸輪齒數(shù)、齒頂高系數(shù)（取1）及頂隙系數(shù)（取0.2）。其中，模數(shù)m和壓力角是指蝸桿軸面的模數(shù)和壓力角，亦即蝸輪端面的模數(shù)和壓力角，且均為標(biāo)準(zhǔn)值；蝸桿直徑系數(shù)q為蝸桿分度圓直徑與其模數(shù)m的比值。
三、蝸輪蝸桿正確嚙合的條件
1.中間平面內(nèi)蝸桿與蝸輪的模數(shù)和壓力角分別相等，即蝸輪的端面模數(shù)等于蝸桿的軸面模數(shù)且為標(biāo)準(zhǔn)值；蝸輪的端面壓力角應(yīng)等于蝸桿的軸面壓力角且為標(biāo)準(zhǔn)值，即 ==m ，==
2.當(dāng)蝸輪蝸桿的交錯角為時，還需保證，而且蝸輪與蝸桿螺旋線旋向必須相同。
四、幾何尺寸計算與圓柱齒輪基本相同，需注意的幾個問題是：
1.蝸桿導(dǎo)程角，是蝸桿分度圓柱上螺旋線的切線與蝸桿端面之間的夾角,與螺桿螺旋角的關(guān)系為，蝸輪的螺旋角，大則傳動效率高，當(dāng)小于嚙合齒間當(dāng)量摩擦角時，機構(gòu)自鎖。
2.引入蝸桿直徑系數(shù)q是為了限制蝸輪滾刀的數(shù)目，使蝸桿分度圓直徑進(jìn)行了標(biāo)準(zhǔn)化m一定時，q大則大，蝸桿軸的剛度及強度相應(yīng)增大；一定時，q小則導(dǎo)程角增大，傳動效率相應(yīng)提高。
3.蝸桿頭數(shù)推薦值為1、2、4、6，當(dāng)取小值時，其傳動比大，且具有自鎖性；當(dāng)取大值時，傳動效率高。
與圓柱齒輪傳動不同，蝸桿蝸輪機構(gòu)傳動比不等于，而是，蝸桿蝸輪機構(gòu)的中心距不等于，而是。
4.蝸桿蝸輪傳動中蝸輪轉(zhuǎn)向的判定方法，可根據(jù)嚙合點K處方向、方向（平行于螺旋線的切線）及應(yīng)垂直于蝸輪軸線畫速度矢量三角形來判定；也可用“右旋蝸桿左手握，左旋蝸桿右手握，四指拇指”來判定。
五、蝸輪箱的機構(gòu)特點
1.可以得到很大的傳動比，比交錯軸斜齒輪機構(gòu)緊湊
2.兩輪嚙合齒面間為線接觸，其承載能力大大高于交錯軸斜齒輪機構(gòu)
3.蝸桿傳動相當(dāng)于螺旋傳動，為多齒嚙合傳動，故傳動平穩(wěn)、噪音很小
4.具有自鎖性。當(dāng)蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當(dāng)量摩擦角時，機構(gòu)具有自鎖性，可實現(xiàn)反向自鎖，即只能由蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿。如在其重機械中使用的自鎖蝸桿機構(gòu)，其反向自鎖性可起安全保護作用。
5.傳動效率較低，磨損較嚴(yán)重。蝸輪蝸桿嚙合傳動時，嚙合輪齒間的相對滑動速度大，故摩擦損耗大、效率低。另一方面，相對滑動速度大使齒面磨損嚴(yán)重、發(fā)熱嚴(yán)重，為了散熱和減小磨損，常采用價格較為昂貴的減摩性與抗磨性較好的材料及良好的潤滑裝置，因而成本較高 。
蝸桿軸向力較大
六、蝸輪箱的應(yīng)用
蝸輪及蝸桿機構(gòu)常被用于兩軸交錯、傳動比大、傳動功率不大或間歇工作的場合
蝸輪蝸桿傳動用于兩軸交叉成90度，但彼此既不平行又不相交的情況下，通常在蝸輪傳動中，蝸桿是主動件，而蝸輪是被動件。
蝸輪蝸桿傳動有如下特點：
1）結(jié)構(gòu)緊湊、并能獲得很大的傳動比，一般傳動比為7-80。
2) 工作平穩(wěn)無噪音
3) 傳動功率范圍大
4）可以自鎖
5）傳動效率低，蝸輪常需用有色金屬制造。蝸桿的螺旋有單頭與多頭之分。
傳動比的計算：
I=n1/n2=z/K
式中：n1-蝸桿的轉(zhuǎn)速
n2-蝸輪的轉(zhuǎn)速
K-蝸桿頭數(shù)
Z-蝸輪的齒數(shù)
1．蝸輪箱的工作原理；蝸輪蝸桿傳動的兩軸是相互交叉垂直的；蝸桿可以看成為在圓柱體上沿著螺旋線繞有一個齒（單頭）或幾個齒（多頭）的螺旋，蝸輪就象個斜齒輪，但它的齒包著蝸桿。在嚙合時，蝸桿轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，就帶動蝸輪轉(zhuǎn)過一個齒（單頭蝸桿）或幾個齒（多頭蝸
桿），因此蝸輪蝸桿傳動的速比i=蝸桿的頭數(shù)Z1/蝸輪的齒數(shù)Z2。
2。作用；（與齒輪傳動相比）
優(yōu)點:
<1>蝸輪蝸桿傳動除了和齒輪同樣得到了廣泛應(yīng)用外,它解決了齒輪的降速比不能太大的矛盾;
<2>工作平穩(wěn),無噪音;
<3>蝸輪可以得到精確的很小的轉(zhuǎn)動,因此蝸輪蝸桿傳動常用來作分度用;
<4>能自鎖---當(dāng)蝸桿螺旋線升角小于3-6度時,蝸輪蝸桿傳動能自鎖(即只能由蝸桿帶動蝸輪,蝸輪不能帶動蝸桿).
缺點:
<1>效率較低,一般為0.7--0.9;當(dāng)降速比很大時,效率甚至在0.5以下;
<2>發(fā)熱大,,所以,工作時要求有良好的冷卻和潤滑條件;
<3>在較高速度下傳遞動力時,蝸輪常用較貴的有色金屬(青銅);
<4>蝸輪比齒輪制造困難.
總之,在設(shè)計機器時,要根椐使用要求,權(quán)衡利弊,正確合理地選用傳動型式
2.2蝸輪箱的發(fā)展現(xiàn)狀
國內(nèi)的蝸輪箱多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點。由于在傳動的理論上、工藝水平和材料品質(zhì)方面沒有突破，因此，沒能從根本上解決傳遞功率大、傳動比大、體積小、重量輕、機械效率高等這些基本要求。
國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。
第二章 蝸輪箱簡介
在目前用于傳遞動力與運動的機構(gòu)中,減速機的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛,幾乎在各式機械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡,從交通工具的船舶,汽車,機車,建筑用的重型機具,機械工業(yè)所用的加工機具及自動化生產(chǎn)設(shè)備,到日常生活中常見的家電,鐘表等等.其應(yīng)用從大動力的傳輸工作,到小負(fù)荷,精確的角度傳輸都可以見到減速機的應(yīng)用,且在工業(yè)應(yīng)用上,減速機具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能,因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備.
????減速機是一種動力傳達(dá)的機構(gòu),在應(yīng)用上于需要較高扭矩以及不需要太高轉(zhuǎn)速的地方都用的到它.例如:輸送帶,攪拌機,卷揚機,拍板機,自動化專用機…,而且隨著工業(yè)的發(fā)展和工廠的自動化,其利用減速機的需求量日益成長.通常減速的方法有很多,但最常用的方法是以齒輪來減速,可以縮小
????占用空間及降低成本,所以也有人稱減速機為齒輪箱(GearBox).通常齒輪箱是一些齒輪的組合,因齒輪箱本身并無動力,所以需要驅(qū)動組件來傳動它,其中驅(qū)動組件可以是馬達(dá),引擎或蒸汽機…等.而使用減速機最大的目的有下列幾種:1.動力傳遞2.獲得某一速度3.獲得較大扭矩.但除了齒輪減速機外,由加茂精工所開發(fā)的球體減速機,提供了另一項價值,就是高精度的傳動,且傳動效率高,為劃時代的新傳動構(gòu)造.
2-1 蝸輪箱的正確使用方法
車間蝸輪蝸桿、擺線針輪、行星齒輪減速機
一、開車前的準(zhǔn)備
1、盤車檢查應(yīng)無卡阻和異常聲音；
2、潤滑油符合要求；
3、各聯(lián)接件緊固應(yīng)無松動。
二、啟動
1、空負(fù)荷試車檢查運行是否平穩(wěn)、有無沖擊、振動及異常響聲；
2、檢查密封有無泄漏；
3、各聯(lián)接件緊固件應(yīng)無松動；
4、空負(fù)荷試車合格后，進(jìn)行帶負(fù)荷工作；
5、檢查軸承溫度，滾動軸承溫度不大于70℃；
6、運行平穩(wěn)，不得有沖擊、振動及異常響聲，電流不超額定值。
三、維護和故障處理
1、檢查各軸承溫度是否超過規(guī)定值；
2、檢查油位和油質(zhì)；
3、檢查密封情況，發(fā)現(xiàn)泄漏及時處理；
4、經(jīng)常檢查減速機有無異常聲音和振動；檢查緊固件有無松動。
5 常見故障的處理
①振動或噪音過大
原因：A：連接件松動 處理： 緊固松動螺栓
B：動平衡破壞 檢查調(diào)整動平衡
C：潤滑不良 補加或更換潤滑油
D：各部件（針線輪）磨損嚴(yán)重 聯(lián)系維修修理
E：減速機與攪拌器不同心 校正修理
F：密封磨損嚴(yán)重 更換更換
②密封漏油
原因：A：密封磨損嚴(yán)重 處理：更換密封
B：密封松動 聯(lián)系維修緊固
2.2 幾種常用減速裝置介紹
（ 1 ）齒輪減速機介紹
齒輪減速機是按國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBJ19004生產(chǎn)的外嚙合漸開線斜齒圓柱齒輪減速機，齒輪減速機廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重、運輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等領(lǐng)域。齒輪減速機適用范圍如下：
1、高速軸轉(zhuǎn)不大于1500轉(zhuǎn)/分。
2、齒輪傳動圓周速度不大于20米/秒。
3、工作環(huán)境溫度為-40-45℃，如果低于0℃，啟動前潤滑油應(yīng)預(yù)熱至0℃以上，本減速機可用于正反兩個方向運轉(zhuǎn)。
（ 2 ）蝸輪蝸桿減速機介紹
蝸輪蝸桿減速機系按Q／MDl-2000技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制造。
產(chǎn)品在符合按國家標(biāo)準(zhǔn)GBl0085-88圓柱蝸輪蝸桿參數(shù)基礎(chǔ)之上，吸取國內(nèi)外最先進(jìn)科技，獨具新穎一格的“方箱型”外形結(jié)構(gòu)，箱體外形美觀，以優(yōu)質(zhì)鋁合金壓鑄而成，具有以下優(yōu)勢性能：
1.機械結(jié)構(gòu)緊湊、體積外形輕巧、小型高效；
2.熱交換性能好，散熱快；
3.安裝簡易、靈活輕捷、性能優(yōu)越、易于維護檢修；
4.運行平穩(wěn)、噪音小，經(jīng)久耐用；
5.適用性強、安全可靠性大。
本產(chǎn)品目前已廣泛應(yīng)用于各類行業(yè)生產(chǎn)工藝裝備的機械減速裝置，深受用戶的好評，是目前現(xiàn)代工 業(yè)裝備實現(xiàn)大扭矩，大速比低噪音、高穩(wěn)定機械減速傳動控制裝置的最佳選擇。
（ 3 ）擺線針輪減速機介紹
? ? 行星擺線針輪減速機全部傳動裝置可分為三部分：輸入部分、減速部分、輸出部分。在輸入軸上裝有一個錯位180°的雙偏心套，在偏心套上裝有兩個稱為轉(zhuǎn)臂的滾柱軸承，形成H機構(gòu)、兩個擺線輪的中心孔即為偏心套上轉(zhuǎn)臂軸承的滾道，并由擺線輪與針齒輪上一組環(huán)形排列的針齒相嚙合，以組成齒差為一齒的內(nèi)嚙合減速機構(gòu)，（為了減小摩擦，在速比小的減速機中，針齒上帶有針齒套）。 當(dāng)輸入軸帶著偏心套轉(zhuǎn)動一周時，由于擺線輪上齒廓曲線的特點及其受針齒輪上針齒限制之故，擺線輪的運動成為既有公轉(zhuǎn)又有自轉(zhuǎn)的平面運動，在輸入軸正轉(zhuǎn)周時，偏心套亦轉(zhuǎn)動一周，擺線輪于相反方向轉(zhuǎn)過一個齒從而得到減速，再借助W輸出機構(gòu)，將擺線輪的低速自轉(zhuǎn)運動通過銷軸，傳遞給輸出軸，從而獲得較低的輸出轉(zhuǎn)速
行星減速機主要傳動結(jié)構(gòu)為:行星輪,太陽輪,外齒圈.
????行星減速機因為結(jié)構(gòu)原因,單級減速最小為3,最大一般不超過10,常見減速比為:3.4.5.6.8.10,減速機級數(shù)一般不超過3,但有部分大減速比定制減速機有4級減速.
相對其他減速機,行星減速機具有高剛性,高精度(單級可做到1分以內(nèi)),高傳動效率(單級在97%-98%),高的 扭矩/體積比,終身免維護等特點.
????因為這些特點,行星減速機多數(shù)是安裝在步進(jìn)電機和伺服電機上,用來降低轉(zhuǎn)速,提升扭矩,匹配慣量.? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?? ?
??? 減速機額定輸入轉(zhuǎn)速最高可達(dá)到18000rpm(與減速機本身大小有關(guān),減速機越大,額定輸入轉(zhuǎn)速越小)以上,工業(yè)級行星減速機輸出扭矩一般不超過2000Nm,特制超大扭矩行星減速機可做到10000Nm以上.工作溫度一般在-25℃到100℃左右,通過改變潤滑脂可改變其工作溫度.
關(guān)于行星減速機的幾個概念:
級數(shù):行星齒輪的套數(shù).由于一套星星齒輪無法滿足較大的傳動比,有時需要2套或者3套來滿足擁護較大的傳動比的要求.由于增加了星星齒輪的數(shù)量,所以2級或3級減速機的長度會有所增加,效率會有所下降.
回程間隙:將輸出端固定,輸入端順時針和逆時針方向旋轉(zhuǎn),使輸入端產(chǎn)生額定扭矩+-2%扭矩時,減速機輸入端有一個微小的角位移,此角位移就是回程間隙.單位是"分",就是一度的六十分之一.也有人稱之為背隙.
（ 4 ）硬齒面減速機介紹
? ? 硬齒面減速機產(chǎn)品是按國家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBJ190004生產(chǎn)的硬齒面減速機。廣泛應(yīng)用于冶金、礦山、起重、運輸、水泥、建筑、化工、紡織、印染、制藥等領(lǐng)域。硬齒面減速機適用范圍：高速軸轉(zhuǎn)速不大于1500轉(zhuǎn)達(dá)/分；齒輪傳動圓周速度不大于20米/秒；工作環(huán)境溫度為-400C—450C，如果低于00C，啟動前潤滑油應(yīng)預(yù)熱至00C以上，本減速機可用于正反兩個方向運轉(zhuǎn)。硬齒面減速機特點：齒輪采用高強度低碳合金鋼經(jīng)滲碳淬火而成，齒面硬度達(dá)HRC58-62，齒輪均采用數(shù)控磨齒工藝，精度高，接觸性好；傳動效率高，單級磊于96。5%，雙級大于93%，三級大于90%；運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪音低；體積小、重量輕、使用壽命長、承載能力高；易于拆檢，易于安裝。
減速機是一種動力傳達(dá)機構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機構(gòu)。在目前用于傳遞動力與運動的機構(gòu)中，減速機的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。幾乎在各式機械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機車，建筑用的重型機具，機械工業(yè)所用的加工機具及自動化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等.其應(yīng)用從大動力的傳輸工作，到小負(fù)荷，精確的角度傳輸都可以見到減速機的應(yīng)用，且在工業(yè)應(yīng)用上，減速機具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。減速機的作用主要有：
1）降速同時提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速機額定扭矩。
2）減速同時降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。大家可以看一下一般電機都有一個慣量數(shù)值。
減速機的工作原理
減速機一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設(shè)備，把電動機.內(nèi)燃機或其它高速運轉(zhuǎn)的動力通過減速機的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達(dá)到減速的目的，普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達(dá)到理想的減速效果，大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動比。
減速機的種類
減速機是一種相對精密的機械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。它的種類繁多，型號各異，不同種類有不同的用途。減速器的種類繁多，按照傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器；按照傳動級數(shù)不同可分為單級和多級減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐－圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。以下是常用的減速機分類：
⑴擺線針輪減速機
⑵硬齒面圓柱齒輪減速器
⑶行星齒輪減速機
⑷軟齒面減速機
⑸三環(huán)減速機
⑹起重機減速機
⑺蝸桿減速機
⑻軸裝式硬齒面減速機
⑼無級變速器
蝸輪蝸桿減速機的主要特點是具有反向自鎖功能，可以有較大的減速比，輸入軸和輸出軸不在同一軸線上，也不在同一平面上。但是一般體積較大，傳動效率不高，精度不高。諧波減速機的諧波傳動是利用柔性元件可控的彈性變形來傳遞運動和動力的，體積不大、精度很高，但缺點是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。行星減速機其優(yōu)點是結(jié)構(gòu)比較緊湊，回程間隙小、精度較高，使用壽命很長，額定輸出扭矩可以做的很大。但價格略貴。
擺線減速機特點
行星擺線減速機是一種應(yīng)用行星傳動原理，采用擺線針輪嚙合，設(shè)計先進(jìn)、結(jié)構(gòu)新穎。這種減速機在絕大多數(shù)情況下已替代兩級、三級普通圓柱齒輪減速機及圓柱蝸桿減速機，在軍工、航天、冶金、礦、石油、化工、船舶、輕工、食品、紡織、印染、制藥、橡膠、塑料、及起重運輸?shù)确矫娴玫饺找鎻V泛的應(yīng)用。
一、產(chǎn)品特點
1.傳動比大。一級減速時傳動比為1/6--1/87。兩級減速時傳動比為1/99--1/7569；三級傳動時傳動比為1/5841--1/658503。另外根據(jù)需要還可以采用多級組合，速比達(dá)到指定大。
2.傳動效率高。由于嚙合部位采用了滾動嚙合，一般一級傳動效率為90%--95%。
3.結(jié)構(gòu)緊湊，體積小，重量輕。體積和普通圓柱齒輪減速機相比可減小2/1--2/3。
4.故障少，壽命長。主要傳動嚙合件使用軸承鋼磨削制造，因此機械性能與耐磨性能均佳，又因其為滾動摩擦，因而故障少，壽命長。
5.運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠。因傳動過程中為多齒嚙合，所以使之運轉(zhuǎn)平穩(wěn)可靠，噪聲低。
6.拆裝方便，容易維修。
7.過載能力強，耐沖擊，慣性力矩小，適用于起動頻繁和正反轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)的特點。
二、技術(shù)規(guī)格
1、機型號:
按傳動比分為:一級、二級、三級。
一級有十三種機型：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，10，11，12。
兩級有14種機型：00，20；32，42，53，63，64，74，84，85，95，106，117，128。
三級有8種機型：420，742，842，853，953，1063，1174，1285。
按結(jié)構(gòu)型式分為：臥式、立式、雙軸型、直聯(lián)型四種。
2、傳動比：
一級減速的傳動比有：9，11，17，21，23，25，29，35，43，47，59，71，87。
兩級減速的傳動比有：99，121，187，289，319，385，473，493，595，649，731，841，1003，1225， 1505，1849，2065，2537，3045，3481，5133。
三級減速的傳動比有：5841-658530
[編輯本段]減速機的發(fā)展
20世紀(jì)70－80年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。通用減速器的發(fā)展趨勢如下：
①高水平、高性能。圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒，承載能力提高4倍以上，體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。
②積木式組合設(shè)計。基本參數(shù)采用優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊，零件通用性和互換性強，系列容易擴充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。
③型式多樣化，變型設(shè)計多。擺脫了傳統(tǒng)的單一的底座安裝方式，增添了空心軸懸掛式、浮動支承底座、電動機與減速器一體式聯(lián)接，多方位安裝面等不同型式，擴大使用范圍。
促使減速器水平提高的主要因素有：
①理論知識的日趨完善，更接近實際（如齒輪強度計算方法、修形技術(shù)、變形計算、優(yōu)化設(shè)計方法、齒根圓滑過渡、新結(jié)構(gòu)等）。
②采用好的材料，普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，材料和熱處理質(zhì)量控制水平提高。
③結(jié)構(gòu)設(shè)計更合理。
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。
自20世紀(jì)60年代以來，我國先后制訂了JB1130－70《圓柱齒輪減速器》等一批通用減速器的標(biāo)淮，除主機廠自制配套使用外，還形成了一批減速器專業(yè)生產(chǎn)廠。目前，全國生產(chǎn)減速器的企業(yè)有數(shù)百家，年產(chǎn)通用減速器25萬臺左右，對發(fā)展我國的機械產(chǎn)品作出了貢獻(xiàn)。
20世紀(jì)60年代的減速器大多是參照蘇聯(lián)20世紀(jì)40－50年代的技術(shù)制造的，后來雖有所發(fā)展，但限于當(dāng)時的設(shè)計、工藝水平及裝備條件，其總體水平與國際水平有較大差距。
改革開放以來，我國引進(jìn)一批先進(jìn)加工裝備，通過引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)和科研攻關(guān)，逐步掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設(shè)計制造技術(shù)。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度均有較大提高，通用圓柱齒輪的制造精度可從JB179－60的8－9級提高到GB10095－88的6級，高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在4－5級。部分減速器采用硬齒面后，體積和質(zhì)量明顯減小，承載能力、使用壽命、傳動效率有了較大的提高，對節(jié)能和提高主機的總體水平起到很大的作用。
我國自行設(shè)計制造的高速齒輪減（增）速器的功率已達(dá)42000kW ，齒輪圓周速度達(dá)150m/s以上。但是，我國大多數(shù)減速器的技術(shù)水平還不高，老產(chǎn)品不可能立即被取代，新老產(chǎn)品并存過渡會經(jīng)歷一段較長的時間。
2.3蝸輪箱的設(shè)計程序
一、設(shè)計的原始資料和數(shù)據(jù)
1、原動機的類型、規(guī)格、轉(zhuǎn)速、功率（或轉(zhuǎn)矩）、啟動特性、短時過載能力、轉(zhuǎn)動慣量等。
2、工作機械的類型、規(guī)格、用途、轉(zhuǎn)速、功率（或轉(zhuǎn)矩）。工作制度：恒定載荷或變載荷，變載荷的載荷圖；啟、制動與短時過載轉(zhuǎn)矩，啟動頻率；沖擊和振動程度；旋轉(zhuǎn)方向等。
3、原動機 作機與減速器的聯(lián)接方式，軸伸是否有徑向力及軸向力。
4、安裝型式（減速器與原動機、工作機的相對位置、立式、臥式）。
5、傳動比及其允許誤差。
6、對尺寸及重量的要求。
7、對使用壽命、安全程度和可靠性的要求。
8、環(huán)境溫度、灰塵濃度、氣流速度和酸堿度等環(huán)境條件；潤滑與冷卻條件（是否有循環(huán)水、潤滑站）以及對振動、噪聲的限制。
9、對操作、控制的要求。
10、材料、毛坯、標(biāo)準(zhǔn)件來源和庫存情況。
11、制造廠的制造能力。
12、對批量、成本和價格的要求。
13、交貨期限。
上述前四條是必備條件，其他方面可按常規(guī)設(shè)計，例如設(shè)計壽命一般為!"年。用于重要場合時，可靠性應(yīng)較高等。
二、選定減速器的類型和安裝型式
三、初定各項工藝方法及參數(shù)
選定性能水平，初定齒輪及主要機件的材料、熱處理工藝、精加工方法、潤滑方式及潤滑油品。
四、確定傳動級數(shù)
按總傳動比，確定傳動的級數(shù)和各級的傳動比。
五、初定幾何參數(shù)
初算齒輪傳動中心距（或節(jié)圓直徑）、模數(shù)及其他幾何參數(shù)。
六、整體方案設(shè)計
確定減速器的結(jié)構(gòu)、軸的尺寸、跨距及軸承型號等。
七、校校
校核齒輪、軸、鍵等負(fù)載件的強度，計算軸承壽命。
八、潤滑冷卻計算
九、確定減速器的附件
十、確定齒輪滲碳深度
必要時還要進(jìn)行齒形及齒向修形量等工藝數(shù)據(jù)的計算。
十一、繪制施工圖
在設(shè)計中應(yīng)貫徹國家和行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。
2.4 減速機的檢查和維護
不同的潤滑油禁止相互混合使用。油位螺塞、放油螺塞和通氣器的位置由安裝位置決定。它們的相關(guān)位置可參考減速機的安裝位置圖來確定。
1.油位的檢查
1） 切斷電源，防止觸電！等待減速機冷卻！
2） 移去油位螺塞檢查油是否充滿。
3）安裝油位螺塞。
2.油的檢查
1） 切斷電源，防止觸電！等待減速機冷卻！
2） 打開放油螺塞，取油樣。
3） 檢查油的粘度指數(shù) 。如果油明顯渾濁，建議盡快更換。
4） 對于帶油位螺塞的減速機 。檢查油位，是否合格 。安裝油位螺塞
3.油的更換
1）冷卻后油的粘度增大放油困難，減速機應(yīng)在運行溫度下?lián)Q油。
2）切斷電源，防止觸電！等待減速機冷卻下來無燃燒危險為止！
注意：換油時減速機仍應(yīng)保持溫?zé)帷?
3） 在放油螺塞下面放一個接油盤。
4） 打開油位螺塞、通氣器和放油螺塞。
5) 將油全部排除。
6) 裝上放油螺塞。
7） 注入同牌號的新油。
8） 油量應(yīng)與安裝位置一致。
9） 在油位螺塞處檢查油位。
10）擰緊油位螺塞及通氣器。
2.5蝸輪箱型號選擇及注意事項
盡量選用接近理想減速比：
減速比=伺服馬達(dá)轉(zhuǎn)速/減速機出力軸轉(zhuǎn)速
扭力計算：
對減速機的壽命而言,扭力計算非常重要,并且要注意加速度的最大轉(zhuǎn)矩值(TP),是否超過減速機之最大負(fù)載扭力.
適用功率通常為市面上的伺服機種的適用功率,減速機的適用性很高,工作系數(shù)都能維持在1.2以上,但在選用上也可以以自己的需要來決定:
1.選用伺服電機的出力軸徑不能大于表格上最大使用軸徑.
2.若經(jīng)扭力計算工作,轉(zhuǎn)速可以滿足平常運轉(zhuǎn),但在伺服全額輸出時,有不足現(xiàn)象時,我們可以在電機側(cè)之驅(qū)動器,做限流控制,或在機械軸上做扭力保護,這是很必要的。
2.6 蝸輪箱的特點
蝸輪箱按Q/ZJ1-2000技術(shù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計制造。產(chǎn)品在符合國家標(biāo)準(zhǔn)GB10085-88圓柱蝸桿蝸輪減速機參數(shù)基礎(chǔ)之上，吸取國內(nèi)外最先進(jìn)科技，獨具新穎一格的“方箱型”外形結(jié)構(gòu)，以優(yōu)質(zhì)鋁合金壓鑄而成、箱體外形美觀.
具有以下優(yōu)勢性能：
1.機械結(jié)構(gòu)緊湊、體積輕巧、小型高效；
2.熱交換性能好，散熱快；
3.安裝簡易、靈活輕捷、性能優(yōu)越、易于維護檢修；
4.傳動速比大、扭矩大、承受過載能力高；
5.運行平穩(wěn),噪音小,經(jīng)久耐用;
6.適用性強、安全可靠性大。本產(chǎn)品目前已廣泛應(yīng)用于各類行業(yè)生產(chǎn)工藝裝備的機械減速裝置，深受用戶的好評、是目前現(xiàn)代工業(yè)裝備實現(xiàn)大扭矩、大速比低噪音、高穩(wěn)定機械減速傳動控制裝置的最佳選擇。
本產(chǎn)品目前已廣泛應(yīng)用于各類行業(yè)生產(chǎn)工藝裝備的機械減速裝置，深受用戶的好評，是目前現(xiàn)代工業(yè)裝備實現(xiàn)大扭矩，大速比低噪音、高穩(wěn)定機械減速傳動控制裝置的最佳選擇。
2.7 蝸輪蝸桿減速機的常見問題及分析:
常見問題及其原因。
(1)減速機發(fā)熱和漏油，
(2)蝸輪磨損，
(3)傳動小斜齒輪磨損，
(4)軸承(蝸桿處)損壞。
1、減速機發(fā)熱和漏油。蝸輪減速機為了提高效率，一般均采用有色金屬做蝸輪，蝸桿則采用較硬的鋼材，由于它是滑動磨擦傳動，在運行過程中，就會產(chǎn)生較高的熱量，使減速機各零件和密封之間熱膨脹產(chǎn)生差異，從而在各配合面產(chǎn)生間隙，而油液由于溫度的升高變稀，容易造成泄漏。主要原因有四點，一是材質(zhì)的搭配是否合理，二是嚙合磨擦面的表面質(zhì)量，三是潤滑油的選擇，添加量是否正確，四是裝配質(zhì)量和使用環(huán)境。
2、蝸輪磨損。蝸輪一般采用錫青銅，配對的蝸桿材料一般用45鋼淬硬至HRC45一55,還常用40C:淬硬HRC50一55，經(jīng)蝸桿磨床磨削至粗糙度RaO. 8 fcm,減速機正常運行時，蝸桿就象一把淬硬的“銼刀”，不停地銼削蝸輪，使蝸輪產(chǎn)生磨損。一般來說，這種磨損很慢，象某廠有些減速機可以使用10年以上。如果磨損速度較快，就要考慮減速機的選型是否正確，是否有超負(fù)荷運行，蝸輪蝸桿的材質(zhì)，裝配質(zhì)量或使用環(huán)境等原因。
3、傳動小斜齒輪磨損。一般發(fā)生在立式安裝的減速機上，主要跟潤滑油的添加量和潤滑油的選擇有關(guān)。立式安裝時，很容易造成潤滑油油量不足，當(dāng)減速機停止運轉(zhuǎn)時，電機和減速機間傳動齒輪油流失，齒輪得不到應(yīng)有的潤滑保護，啟動或運轉(zhuǎn)過程中得不到有效的潤滑導(dǎo)致機械磨損甚至損壞。
4、蝸桿軸承損壞。減速機發(fā)生故障時，即使減速箱密封良好，該廠還是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)減速機內(nèi)的齒輪油已經(jīng)被乳化，軸承已生銹、腐蝕、損壞，這是因為減速機在運停過程中，齒輪油由熱變冷后產(chǎn)生的水分凝聚造成;當(dāng)然，也和軸承質(zhì)量，裝配工藝方法密切相關(guān)。
蝸輪箱原理：通過渦輪以及蝸桿90度的交叉配合實現(xiàn)傳動。
擺線針輪與蝸輪箱共同點：效率低，扭矩輸出大。
擺線針輪與渦輪蝸桿減速機的區(qū)別：
1、擺線針輪通常都是以面輸出，空回以及背隙很小，進(jìn)口的通常可以控制在10弧分以內(nèi)。而渦輪蝸桿通常都是以軸輸出。很難控制空回，特別是當(dāng)渦輪與蝸桿磨合時間比較長后，其空回都比較大。通常是度級的。
2、渦輪蝸桿最大的特點是自鎖功能。但是其允許輸入的轉(zhuǎn)速范圍很低。而擺線針輪一般都可以實現(xiàn)與行星輪集合成一體，其減速比可以做到很大。
3、擺線針輪的結(jié)構(gòu)以及運轉(zhuǎn)模式可以參照諧波減速機。而渦輪蝸桿的傳動相對比較簡單
蝸輪箱是一種具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動比大，以及在一定條件下具有自鎖功能的傳動機械，是最常用的減速機之一，其中，中空軸式蝸齒減速機不僅具有以上的特點，而且安裝方便，結(jié)構(gòu)合理，越來越得到廣泛應(yīng)用。中空軸式蝸齒減速機在蝸輪蝸桿減速器輸人端加裝一個斜齒輪減速器，構(gòu)成的多級減速器可獲得非常低的輸出速度，是斜齒輪級和蝸齒級的組合，比純單級蝸輪減速機具有更高的效率。而且振動小，噪音低，能耗低。
常見問題及其原因。1)減速機發(fā)熱和漏油，(2)蝸輪磨損，(3)傳動小斜齒輪磨損，(4)軸承(蝸桿處)損壞。
1減速機發(fā)熱和漏油。蝸輪減速機為了提高效率，一般均采用有色金屬做蝸輪，蝸桿則采用較硬的鋼材，由于它是滑動磨擦傳動，在運行過程中，就會產(chǎn)生較高的熱量，使減速機各零件和密封之間熱膨脹產(chǎn)生差異，從而在各配合面產(chǎn)生間隙，而油液由于溫度的升高變稀，容易造成泄漏。主要原因有四點，一是材質(zhì)的搭配是否合理，二是嚙合磨擦面的表面質(zhì)量，三是潤滑油的選擇，添加量是否正確，四是裝配質(zhì)量和使用環(huán)境。
2蝸輪磨損。蝸輪一般采用錫青銅，配對的蝸桿材料一般用45鋼淬硬至HRC45一55,還常用40C:淬硬HRC50一55，經(jīng)蝸桿磨床磨削至粗糙度RaO. 8 fcm,減速機正常運行時，蝸桿就象一把淬硬的“銼刀”，不停地銼削蝸輪，使蝸輪產(chǎn)生磨損。一般來說，這種磨損很慢，象某廠有些減速機可以使用10年以上。如果磨損速度較快，就要考慮減速機的選型是否正確，是否有超負(fù)荷運行，蝸輪蝸桿的材質(zhì)，裝配質(zhì)量或使用環(huán)境等原因。
3傳動小斜齒輪磨損。一般發(fā)生在立式安裝的減速機上，主要跟潤滑油的添加量和潤滑油的選擇有關(guān)。立式安裝時，很容易造成潤滑油油量不足，當(dāng)減速機停止運轉(zhuǎn)時，電機和減速機間傳動齒輪油流失，齒輪得不到應(yīng)有的潤滑保護，啟動或運轉(zhuǎn)過程中得不到有效的潤滑導(dǎo)致機械磨損甚至損壞。
4蝸桿軸承損壞。減速機發(fā)生故障時，即使減速箱密封良好，該廠還是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)減速機內(nèi)的齒輪油已經(jīng)被乳化，軸承已生銹、腐蝕、損壞，這是因為減速機在運停過程中，齒輪油由熱變冷后產(chǎn)生的水分凝聚造成;當(dāng)然，也和軸承質(zhì)量，裝配工藝方法密切相關(guān)。
解決方法:
(1)保證裝配質(zhì)量。為了保證裝配質(zhì)量，該廠購買和自制了一些專用工具，拆卸和安裝減速機蝸輪、蝸桿、軸承、齒輪等部件時，盡量避免用錘子等其他工具直接敲擊;更換齒輪、蝸輪蝸桿時，盡量選用原廠配件和成對更換;裝配輸出軸時，要注意公差配合，D≤50mm，采用H7 /k6 , D > 50mm，采用H7/m6，同時要使用防粘劑或紅丹油，保護空心軸，防止磨損生銹，防止配合面積垢，維修時難拆卸。
(2)潤滑油和添加劑的選用。蝸齒減速機一般選用220 #齒輪油，對一些負(fù)荷較重，啟動頻繁，使用環(huán)境較差的減速機，該廠還選用了一些潤滑油添加劑(如安治化工公司的即可佳)，減速機在停止運轉(zhuǎn)時，齒輪油依然附在齒輪表面，形成保護膜來防止重負(fù)荷，低速，高轉(zhuǎn)矩和啟動時金屬和金屬間的接觸。添加劑中還含有密封圈調(diào)節(jié)劑和抗漏劑，讓密封圈保持柔軟和彈性，有效減少潤滑油泄漏現(xiàn)象。
(3)減速機安裝位置的選擇。位置允許的情況下，盡量不采用立式安裝。立式安裝時，潤滑油的添加量要比水平安裝多很多，容易造成減速機發(fā)熱和漏油。該廠引進(jìn)的40000瓶/’時純生啤酒生產(chǎn)線，有些是采用立式安裝，經(jīng)過一段時間運行后，傳動小齒輪都有較大的磨損，甚至損壞，經(jīng)過調(diào)整后，情況得到了很大改善。
(4)建立相應(yīng)的潤滑維護制度。該廠根據(jù)潤滑工作“五定”原則，對減速機進(jìn)行維護，做到每一臺減速機都有貴任人定期檢查，當(dāng)工作中發(fā)現(xiàn)油溫顯著升高，溫升超過40℃或油溫超過80℃，油的質(zhì)量下降或在油中發(fā)現(xiàn)較多的銅粉以及產(chǎn)生不正常的噪音等現(xiàn)象時，要立即停止使用及時檢修，排除故障，更換潤滑油后再使用。加油時，要注意油量和安裝位置要一致，保證減速機得到正確的潤滑。
總之，中空軸式蝸桿減速機安裝方便，結(jié)構(gòu)合理，可靠耐用。當(dāng)然，也要注意選擇減速機的牌號，實力強大的公司會根據(jù)減速機的造型，散熱筋的布置，熱平衡的計算，油路的設(shè)計等設(shè)計要點，結(jié)合減速機實際使用和運轉(zhuǎn)條件，采用良好的制造工藝，生產(chǎn)出質(zhì)量上乘，可靠耐用的減速機。用戶只要正確使用維護，就可以得到滿意的效果。
2.8 蝸輪箱的安裝使用與維護
一、對裝配前零件的要求
1、滾動軸承用汽油清洗，其他零件用煤油清洗。所有零件和箱體內(nèi)不許有任何雜質(zhì)存在。箱體內(nèi)壁和齒輪（蝸輪）等未加工表面先后涂兩次不被機油侵蝕的耐油漆，箱體外表 面先后涂底漆和顏色油漆（按主機要求配色）。
2、零件配合面洗凈后涂以潤滑油
二、安裝和調(diào)整的要求
1、滾動軸承的安裝
滾動軸承安裝時軸承內(nèi)圈應(yīng)緊貼軸肩，要求縫隙不得通過0.05mm 厚的塞尺。
2、軸承軸向游隙
對游隙不可調(diào)整的軸承（如深溝球軸承），其軸向游隙為0.25~0.4mm；對游隙可調(diào)整的軸承軸向游隙數(shù)值見表。點擊查看圓錐滾子軸承軸向游隙；角接觸球軸承軸向游隙
3、齒輪（蝸輪）嚙合的齒側(cè)間隙
可用塞尺或壓鉛法。即將鉛絲放在齒槽上，然后轉(zhuǎn)動齒輪而壓扁鉛絲，測量兩齒側(cè)被壓扁鉛絲厚度之和即為齒側(cè)的大小?！?
4、齒面接觸斑點圓柱齒輪齒面接觸斑點2-10-4；圓錐齒輪齒面接觸斑點2-11-4；蝸桿傳動接觸斑點2-12-4
三、密封要求
1.箱體剖分面之間不允許填任何墊片，但可以涂密封膠或水玻璃以保證密封；
2.裝配時，在擰緊箱體螺栓前，應(yīng)使用0.05mm的塞尺檢查箱蓋和箱座結(jié)合面之間的密封性；
3.軸伸密封處應(yīng)涂以潤滑脂。各密封裝置應(yīng)嚴(yán)格按要求安裝
四、潤滑要求
1、合理確定潤滑油和潤滑脂類型和牌號
2、軸承脂潤滑時，潤滑脂的填充量一般為可加脂空間的1/2~2/3。
3、潤滑油應(yīng)定期更換，新減速器第一次使用時，運轉(zhuǎn)7~14天后換油，以后可以根據(jù)情況每隔3~6個月?lián)Q一次油。
五、試驗要求
1、空載運轉(zhuǎn)：在額定轉(zhuǎn)速下正、反運轉(zhuǎn)1~2小時；
2、負(fù)荷試驗：在額定轉(zhuǎn)速、額定負(fù)荷下運轉(zhuǎn)，至油溫平衡為止。對齒輪減速器，要求油池溫升不超過35oC,軸承溫升不超過40oC；對蝸桿減速器，要求油池溫升不超過60oC,軸承溫升不超過50oC； 3.全部試驗過程中，要求運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，聯(lián)接固定處不松動，各密封、結(jié)合處不松動
六、包裝和運輸要求
1、外伸軸及其附件應(yīng)涂油包裝；
2、搬運、起吊時不得使用吊環(huán)螺釘及吊耳以上技術(shù)要求不一定全部列出，有時還需另增項目，主要由設(shè)計的具體要求而定。
七、技術(shù)要求
1、裝配前，所有零件用煤油清洗，滾動軸承用汽油清洗，不許有任何雜物存在。內(nèi)壁涂上不被機油腐蝕的涂料兩次；
2、嚙合側(cè)隙用鉛絲檢驗不小于0.16mm，鉛絲不得大于最小側(cè)隙的4倍；
3、用涂色法檢驗斑點。按齒高接觸點不小于40%；按齒長接觸斑點不小于50%。必要時可用研磨或刮后研磨以便改善接觸情況；
4、應(yīng)調(diào)整軸承軸向間隙：φ40為0.05--0.1mm,φ55為0.08--0.15mm;
5、檢驗減速器剖分面、各接觸面及密封處，均不許漏油。剖分面允許涂以密封油漆或水玻璃，不允許使用任何填料；
6、機座內(nèi)裝N100潤滑油至規(guī)定高度。、
第三章 蝸輪的設(shè)計計算
3.1 選擇蝸輪傳動類型
由GB/T10085—1988 的推薦，采用漸開線蝸輪（ZI）。
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 鋼；因希望效率高些， 耐磨性好些， 故蝸桿螺旋齒面要求淬火，硬度為
45~55HBC。蝸輪用鑄錫青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造。為了節(jié)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。
3.3 按齒面接觸疲勞強度進(jìn)行設(shè)計
根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計準(zhǔn)則，先按齒面接觸疲勞強度進(jìn)行設(shè)計，再校核齒根彎曲疲勞強度。
1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩T2
由2.2.3 求得T2=461608 N·mm
（2）確定載荷系數(shù)K
因工作載荷較穩(wěn)定，故取載荷分布不均勻系數(shù)Kβ=1；由表11-5
選取使用系數(shù)KA=1；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載系數(shù)KV=1.05；
則
K = KA × Kβ× KV
=1×1×1.05
=1.05
（3）確定彈性影響系數(shù)ZE
因選用的是鑄錫青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故ZE=160MPa1/2
(4) 確定接觸系數(shù)Zρ
先假設(shè)蝸桿分度圓直徑d1 和傳動中心距a 的比值d1/a=0.35，從圖11-18 中可查得Zρ=2.9
（5）確定許用接觸應(yīng)力[σH]
根據(jù)蝸輪材料為鑄錫青銅ZCuSn10P1，金屬模鑄造，蝸桿螺旋齒
面硬度>45HRC，可從表11-7 中查得蝸輪的基本許用應(yīng)力
[σH]′=268MPa。
工作壽命Lh 按300 個工作日，兩班制計算。每天工作十六小時！
Lh=300×20×8×16=96000h
應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：
N = 60jn2Lh
= 60×1×16.25×96000
= 1.0264×108
壽命系數(shù)：
KHN= =0.7497
許用應(yīng)力：
[σH]= KHN×[σH]′
= 0.7497×268
= 200.9106MPa
（6）計算中心距
a≥ 3 2
2 E H KT ( Z Z /[σ ] ) ρ
=132.47mm
取中心距a=160mm，因i 蝸桿=20，故從表11-2 中取模數(shù)m=6.3mm，
蝸桿分度圓直徑d1=63mm。這時d1/a=0.39，從圖11-18
中可查得接觸系數(shù)Zρ′=2.75，因為Zρ′﹤Zρ，因此以上計算結(jié)果可用。
3.4 蝸輪傳動的主要參數(shù)與幾何尺寸
(1) 蝸輪
由表11-2 查得蝸輪齒數(shù)Z2=41，變位系數(shù)x2=-0.1032
驗算傳動比：
i = Z2 /Z1=41/2=20.5
此時傳動比誤差為（20.5-20）/20=2.5%是允許的。
蝸輪分度圓直徑：
d2 = m Z2=6.3×41=258.3mm
蝸輪喉圓直徑：
da2 = d2+2m(ha*+x2)
= 258.3+2×6.3×(1-0.1032)
= 269.600mm
蝸輪齒根圓直徑：
df2 = d2-2m(ha*-x2+ c*)
= 258.3-2×6.3×(1-0.1032+0.2)
=241.88mm
蝸輪齒頂高：
ha2= m(ha*+x2) = 5.650mm
蝸輪齒根高：
h f2= m(ha*-x2+ c*)= 8.525mm
蝸輪輪寬的確定：
B≤0.75da1=0.75×75.6=56.7mm
故取B=50mm.
（2）蝸桿
由表11-2 查得蝸桿頭數(shù)Z1=2 ， 直徑系數(shù)q=10， 分度圓導(dǎo)程角γ=11°18′36″。
軸向齒距Pa=πm=3.14×6.3=19.782mm
齒頂圓直徑da1= d1+2ha*m=63＋2×6.3=75.6mm
齒根圓直徑df1= d1-2m( ha*+ c*)
= 63-2×6.3×(1＋0.2)
= 47.88mm
蝸桿軸向齒厚Sa= 0.5πm =0.5×19.782 = 9.891mm
法向齒厚Sn= Sa×cosγ = 9.699 mm
齒頂高h(yuǎn)a1= ha*m = 6.3 mm
齒頂高h(yuǎn)f1=( ha*＋c*) m=7.56mm
(3) 校核齒根彎曲疲勞強度
當(dāng)量齒數(shù)：
zv2 = z2/cos3γ
= 41/cos311.31°
=43.48mm
根據(jù)x2=-0.1032 和zv2=43.48，由圖11-19 查得YFa=2.48.螺旋角影響系數(shù)Yβ=1-γ/140°=0.9192
由表11-8 查得
蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力：
[σF]′=56MPa.
壽命系數(shù)：
KFN= 9 106 /N =0.5995
許用彎曲應(yīng)力：
[σF]= KFN×[σF]′
= 0.5995×56
=33.57MPa
σF = 1.53K T2YFa Yβ/ d1 d2m
= 18.55MPa
因此，σF≤[σF]，滿足彎曲強度條件。
3.5 蝸輪的設(shè)計計算
3.5.1 初步確定軸的最小直徑
選取軸的材料為45 鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表15-3，取A0=105,得：
輸出軸的最小直徑是安裝齒輪處軸的直徑d1-2(如圖3)。由于需要開鍵槽，為了保證強度，將其直徑增大5%，為40.1547mm，將其圓整為45mm
3.5.2 蝸輪軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計
1 各軸段的尺寸
①.查表根據(jù)1-2 軸段的直徑45mm 確定軸伸長度，為保證軸的強
度剛度，取LI--II=82mm
圖2 蝸輪軸結(jié)構(gòu)圖
②.為了滿足圓柱齒輪的軸向定位要求，I--II 軸段右端需
制出軸肩定位h=(0.07-0.1)dI—II=2.8—4, 故取II--III 段的直徑
dII--III=52mm。
③.初步選擇滾動軸承?？紤]到既承受徑向力又承受軸向力，并且載荷不是很大， 故選用圓錐滾子軸承。參照工作要求并根據(jù)
dII--III=52mm ， 選用7211E 型號的圓錐滾子軸承。其尺寸為
d×D×T=55×100×22.75mm3 故dIII--IV=dVII--VIII=55mm，右端軸承采用甩油盤進(jìn)行定位，甩油盤的長度暫定為15mm,
故LVII--VIII=34.75mm。
④.軸承端蓋的總厚度為24.6mm（由軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定），
考慮到與I-II 軸段的配合取lII--III=40mm。
⑤.取安裝蝸輪軸段的直徑確定為dIV--V=55mm. 蝸輪輪轂
的長度為l=(1.2~1.8)d=66~99mm，故取輪轂長度l=80mm,
采用套筒定位，為了使套筒端面可以可靠的壓緊齒輪，此
段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取與蝸輪配合的軸段的長度為
lIV--V=78mm 。
蝸輪右側(cè)處采用軸環(huán)進(jìn)行軸向定位，取h=0.07 dIV--V，所以蝸輪右側(cè)軸肩處的直徑為68mm,即dV--VI=68mm. 可查手冊得,寬度為10mm.即lV--VI=10mm。軸環(huán)右側(cè)有一過渡軸肩，為了與左右兩側(cè)的直徑相協(xié)調(diào)取dVI—VII=65mm。
⑥.取蝸輪輪轂兩側(cè)與箱體之間的距離均為35mm,在確定滾動軸承位置時，應(yīng)距箱體內(nèi)壁一段距離，取為8mm,由軸承的寬度19.75mm,以及甩油盤的規(guī)格, 和預(yù)留的定位蝸輪的軸間間隙2mm 可以綜合確定lIII--IV=46mm, lVI--VII=25mm。
2. 軸上零件的周向定位
蝸輪與軸的周向定位采用平鍵連接。按dIV--V 由表6-1 查得平鍵截面b×h=16mm×10mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為72mm,同時為了保證蝸輪與軸配合有良好的對中性，故選擇蝸輪輪轂與軸配合為H7/k6；軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為m6；I—II 段軸同樣查表可得規(guī)格為b×h=12mm×8mm，長度為72mm。
3.確定軸上圓角與倒角尺寸
參考表15-2，取軸端倒角為2×45度 ，各軸肩處的圓角半徑見后面零
件圖。
第四章 校核計算
4.1 效率驗算
已知γ=11°18′36″；φv=arctanfv, 與相對滑動速度有關(guān)
Vs = πd1 n1/60×1000cosγ
= 3.14×63×267.650/60000/cos(11.31°)
= 1.0927m/s
從表11-18 中用插值法查得：
fv = 0.0441
φv = 2.4°
η=（0.95~0.96）tanγ/tan(γ+φv)
=0.783
因為η>η3=0.78，滿足彎曲強度，因此不用重算。
減速器結(jié)構(gòu)的確定
為了節(jié)約有色金屬，蝸輪采用裝配式；蝸桿螺旋部分的直徑不大，
所以和軸作成一個整體,做成蝸桿軸。
蝸桿分度圓的圓周速度：
根據(jù)經(jīng)驗，當(dāng)v<4-5m/s 時常將蝸桿放在下面，因此本方案采用蝸桿下置的設(shè)計方案。
4.2 粗校核
在不計摩擦的情況下，各力的大小如下公式：
水平面的彎矩圖如上：
求支反力：
l 1 =84.375mm、l 2 =86.375mm 分別為軸承中心到蝸輪輪轂的距離
可得：
= 1808N
= 1767N
垂直面內(nèi)的彎矩：
其中：
可得：
：
由上可得：
扭矩圖如上所示：T = 461608N.mm
按彎扭組合公式校核：切應(yīng)力為脈動循環(huán)應(yīng)力，取α =0.6
W 為軸的抗彎截面系數(shù)
軸材料45#鋼的許用應(yīng)力[ ] 60Mpa ，[ ]即軸滿足彎扭強
度要求，但是剩余部分較大，故將材料改為Q235-A 更加合適，許用應(yīng)力[ ] =40Mpa
4.3 蝸輪軸的精校核
剛度校核：
1）危險截面的選擇
截面AB 只受扭矩，雖然應(yīng)力集中會削弱軸的疲勞強度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強度較為寬裕確定的故無需校核。軸與蝸
輪接觸的左右截面由于過盈配合應(yīng)力集中最嚴(yán)重，從受載情況看截面C處應(yīng)力最大，但應(yīng)力集中不大。且軸徑最大，故C 截面無需校核。鍵槽處的應(yīng)力集中示數(shù)比過盈配合的小，因而軸只需校核蝸輪右側(cè)與軸接觸的截面的左右兩側(cè)。
2）強度校核
由結(jié)構(gòu)圖知截面Ⅳ為危險截面，現(xiàn)對其進(jìn)行校核：
抗彎截面系數(shù)：
抗扭矩截面系數(shù)：
截面左側(cè)彎矩：
扭矩為：
截面上彎曲應(yīng)力：
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：
軸材料為Q235-A 鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表15-1 查得：
截面上由于軸肩而形成的應(yīng)力集中系數(shù)σ α 及τ α 按附表3-2 查取因：
可查锝：
軸的材料敏性系數(shù)：
應(yīng)力集中系數(shù)：
又有表可以查得尺寸系數(shù)和扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)：
表面質(zhì)量系數(shù)：
未經(jīng)表面強化處理：
碳鋼的特性系數(shù)：
計算安全系數(shù)：
故軸左側(cè)滿足疲勞強度要求。
【截面Ⅳ右側(cè)：】
抗彎截面系數(shù)：
抗扭矩截面系數(shù)：
截面左側(cè)彎矩：
M = 76085N ?mm
扭矩：
T = 461608N ?mm
截面上彎曲應(yīng)力：
扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力：
過盈配合處的，查得：
表面質(zhì)量系數(shù)：
故得綜合系數(shù)
碳鋼的特性系數(shù)：取 =0.1 ， = 0.05
計算安全系數(shù)：
故軸右側(cè)滿足疲勞強度要求。
總結(jié)
參考文獻(xiàn)
外文文獻(xiàn)原文
外文翻譯
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