蜗轮蜗杆减速器设计与分析毕设论文.doc

2014届机械工程及自动化专业毕业生论文(设计)

课题名称：蜗轮蜗杆减速器设计与分析

学生姓名：

指导教师：

江南大学
毕 业 论 文 (设 计)
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专升本
专 业
机械工程及自动化
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课题名称
蜗轮蜗杆减速器设计与分析 （终稿）
指导教师

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终 稿 成 绩 ：

指导教师签名：

年 月 日

摘 要
课程设计是机械设计课程重要的综合性与实践性相结合的教学环节，基本目的在于综合运用机械设计课程和其他选修课程的知识，分析和解决机械设计问题，进一步巩固和加深所学的知识，同时通过实践，增强创新意思和竞争意识，培养分析问题和解决问题的能力。通过课程设计，绘图以及运用技术标准，规范，设计手册等相关资料，进行全面的机械设计基本技能训练。
蜗轮蜗杆减速器是在当代社会有这举足轻重的地位，应用范围极其广泛，因此，减速器的高质量设计，可以体现出当代大学生对社会环境的适应及挑战，从整体设计到装配图和零件图的绘制，都可以让参与设计的同学深深领悟到机器在如今社会的重要作用。
关键词： 一级蜗杆、蜗轮、减速器

目录
第一章、绪论…………………………………………………… 4
第二章、传动装置总体设计…………………………………… 7
1、传动机构整体设计…………………………………………… 7
2、电动机的选择………………………………………………… 8
3、确定传动装置的传动比及其分配……………………………10
4、计算传动装置的运动和动力参数……………………………10
第三章、传动零件的设计 ………………………………………12
1、减速器传动设计计算…………………………………………12
2、验算效率………………………………………………………15
3、蜗杆传动热平衡计算…………………………………………16
4、校核齿根弯曲疲劳强度………………………………………18
第四章、轴及轴承装置设计…………………………………… 20
1、蜗杆轴的设计…………………………………………………20
2、蜗轮轴的设计…………………………………………………24
3、滚动轴承的选择………………………………………………28
4、键连接的选择…………………………………………………29
5、蜗轮轴的加工工艺过程………………………………………31
第五章、机座箱体结构尺寸及附件…………………………… 34
1、箱体的结构尺寸………………………………………………34
2、减速器的附件…………………………………………………35
3、箱体加工工艺过程……………………………………………36
第六章、蜗杆减速器的润滑…………………………………… 38
1、蜗杆的润滑……………………………………………………38
2、滚动轴承的润滑………………………………………………38
3、减速器的密封…………………………………………………38
第七章、蜗轮蜗杆减速器常见问题及原因分析 ………………39
1、常见问题及其原因……………………………………………39
2、蜗轮蜗杆减速器解决方法……………………………………40
第八、设计体会………………………………………………… 42
附图：装配图 零件图
参考文献
感谢词
蜗轮蜗杆减速器设计与分析
第一章、绪论
1、选题的背景及意义
计算机辅助设计及辅助制造（CAD/CAM）技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术。本次设计是蜗轮蜗杆减速器，通过对蜗轮蜗杆减速器的设计与分析，将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习。
蜗轮蜗杆减速器设计属于机械设计中的传动设计，设计主要针对执行机构的运动展开。为了达到要求的运动精度和传动效率，必须要求系统具有一定的传动精度并且各传动元件之间满足一定的关系，以实现每个零部件的协调动作。
此外，通过对蜗轮蜗杆减速器的设计与分析，可以进一步提高我对机械传动设计(包括电机的选择、传动比的选择，材料的选择，材料热处理的选择、设计计算、机械制图等方面)的能力，同时也增加加我设计计算和编写技术文件等的基本技能。
2、该题目国内外的相关研究动态
1）国内相关动态
国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国内使用的大型减速器（500kw以上），多从国外（如丹麦、德国等）进口，花去不少的外汇。
60年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大，体积小、机械效率高等优点。但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。
90年代初期，国内出现的三环（齿轮）减速器，是一种外平动齿轮传动的减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大。它的体积和重量都比定轴齿轮减速器轻，结构简单，效率亦高。由于该减速器的三轴平行结构，故使功率/体积（或重量）比值仍小。且其输入轴与输出轴不在同一轴线上，这在使用上有许多不便。
2）国外相关动态
齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。

第二章、传动装置总体设计
1、传动机构整体设计
根据要求设计单级蜗杆减速器，传动路线为：减速电机——减速器——擦窗机回转支承。(如图右图所示) 根据工作情况、传动途径及安装要求可知，所以该蜗杆减速器采用立轴式见（如图下图所示），采 用此布置结构时，密封要求很高，由于蜗杆与蜗轮的中心高度一样，啮合处的冷却和润滑均较好。蜗轮及蜗轮轴利用平键作轴向固定。蜗杆及蜗轮轴均采用圆锥滚子轴承，承受径向载荷和轴向载荷的复合作用，为防止轴外伸段箱内润滑油漏失以及外界灰尘，异物侵入箱内，在轴承盖中装有密封元件。
该减速器的结构包括电动机、蜗轮蜗杆传动装置、蜗轮轴、箱体、滚动轴承、检查孔与定位销等附件、以及其他标准件等。

图2
总传动比：i=36 Z1=1 Z2=36
已知擦窗机臂长8.2m,回转支承规格选为011.45.1250, 查表得回转支承模数m=12, 回转支承齿数Z3=118
为了确定传动方案先确定擦窗机吊臂回转角速度：ω1=55°/ min,
根据回转支承规格可以确定蜗轮蜗杆上用于驱动回转支承的小齿轮模数m=12,
角速度ω2=360°/ min。
根据公式可得用于驱动回转支承的小齿轮齿数Z4= Z3/（ω2/ω1）=18.02
所以取Z4=18
2、选择电动机
（1）选择电动机的类型
按已知工作要求和条件选用R系列SEW减速电动机,电压380V。
（2）选择电动机的功率
电动机所需的功率 = /
式中 —擦窗机要求的电动机输出功率，单位为KW；
η—电动机至擦窗机之间传动装置的总效率；
—擦窗机所需输入功率，单位为KW；
擦窗机回转所需的功率P=Fv／1000·涡=900×0.13/1000×0.55=0.21kW
预估计蜗轮蜗杆效率涡=0.55
电动机所需的功率= ／
=润=0.99×0.55×0.99×0.98≈0.528
=0.21/0.528=0.4 kw
查表，根据传动比选取减速电动机的额定功率=0.75kw。
（3）选择电动机的转速
根据i1=118/18=6.6 ，ω2=6.6ω1=360°/ min,进而得到用于驱动回转支承的小齿轮转速n1=1r/min，而i=36
所以有n=i n1=36×1=36 r/min。
符合工作功率需要的SEW减速电动机的初步选择了RFDT80N4/BMP/HF、RF47DT80N4两种，两种SEW减速电动机功率均为0.75 kw，但RFDT80N4/BMP/HF减速电机的转速21r/min，传动比为i=64.21，RF47DT80N4减速电机的转速37r/min，传动比为i=36.93根据两种减速电动机转速及传动比进行分析比较，进而选择的SEW减速电动机为RF47DT80N4。

将以上两种减速电动机参数列于表2-1
SEW减速电动机型号表1
方案
电动机型号
额定功率
Ped kw
电动机转速及传动比
转速r/min
传动比
1
RF47DT80N4
0.75
37
36.93
2
RFDT80N4/BMP/HF
0.75
21
64.21

3、 确定传动装置的传动比及其分配
减速器总传动比及其分配：
减速器总传动比i=Z2／Z1=36／1=36,i1=Z3/Z4=6.6,
减速电机的传动比为id=36.93

4、计算传动装置的运动和动力参数
（1）各轴转速
减速电机转速 n电=37r/min
小齿轮轴转速 n1=37/36≈1 r/min
蜗杆轴转速 n2=37r/min
蜗轮轴转速 n3=n1=1 r/min
（2）各轴的输入功率
蜗杆轴 P= =0.4×0.99=0.396kW
涡轮轴 P= P润=0.21kw

(3) 各轴的转矩
电机轴输出转矩 =9550 / n电=9550×0.4/37Nm=103.2Nm
蜗杆轴输入转矩 =9550 P/ n2=9550×0.396/37Nm =102.2Nm
蜗轮轴输入转矩 =9550 P/ n3=9550×0.21/1Nm =2005.5 Nm
将以上算得的运动和动力参数列于表2
表2
类型
功率P（kw）
转速n（r/min）
转矩T（N·m）
传动比i
效率η
电动机轴
0.4
37
103.2
1

蜗杆轴
0.396
37
102.2
0.528
蜗轮轴
0.21
1
2005.5
36

第三章、传动零件的设计
1、减速器传动设计计算
（1）选择蜗杆传动类型
根据GB/T 10085-1988的推存，采用渐开线蜗杆（ZI）。

（2）选择材料
蜗杆：根据库存材料的情况，并考虑到蜗杆传动传递的功率较大，但速度较小，故蜗杆轴用40Cr；因希望效率高些，耐磨性好些，故蜗杆螺旋齿面要求调质处理，硬度为HB248-286。
因工作要求强度高、耐磨等，所以蜗轮用铝青铜ZCuAl10Fe3，采用金属模铸造，为了节约贵重的有色金属，仅齿圈用青铜制造，而蜗轮毂及涡轮轴用45号钢制造。

(3) 按齿面接触疲劳强度进行设计
根据闭式蜗杆传动的设计准则，先按齿面接触疲劳强度进行设计，再校核齿根弯曲疲劳强度。由手册知传动中心距
≥
① 定作用在涡轮上的转距
由前面可知=5157 Nm
②确定载荷系数K
因工作载荷较稳定，故取载荷分布不均系数=1;
由机械设计手册取使用系数=1.1
由转速不高，冲击不大，可取动载荷系数=1.2;
K==1.32
③定弹性影响系数
因用铝青铜蜗轮和钢蜗杆相配，故=160
④确定接触系数
假设蜗杆分度圆直径d和传动中心距a的比值d/a =0.43,从而可查得=2.7
⑤确定许用接触应力
根据蜗轮材料为铝青铜ZCuAl10Fe3，金属模铸造，蜗杆螺旋齿面硬度> HB248-286,可从手册中查得蜗轮的基本许用应力=450
应力循环次数 N=60j=60×1×1×365×24×25=1.35×107
寿命系数 = =0.98
则 ==0.98×450=441
⑥计算中心距
≥mm=137.4mm
取中心距a=138mm,i=36,完全满足要求，取模数m=6，蜗杆分度圆直径d1=60mm。这时d1/a=0.43，因此以上计算结果可用。
⑦导程角
tan= =0.1
=arctan0.1=5°42′38′′
（4）.确定传动的主要数据
m=6mm，=60mm，z1=1，z2=36
中心距a
a==138mm
①蜗杆数据
分度圆直径d1 d1=60mm
齿顶圆直径da1 da1=d1+2ha1=(60+2×6)=72mm
齿根圆直径df1 df1=d1﹣2hf=60﹣2×6(1+0.2)=45.6mm
导程角 =5°42′38′′ 右旋
轴向齿距 Pa1=πm=3.14×6=18.84mm
齿轮部分长度b1 b1≥m(11+0.06×Z2)=6×(11+0.06×36)=78.96mm
取b1=92mm
② 蜗轮数据
分度圆直径d2 d2=m×Z2=6×36=216mm
齿顶高 ha2= m=6mm
齿根高 hf2= 1.2m=1.2×6=7.2mm
喉圆直径da2 da2= m(Z2+2)=6×(36+2)=228mm
齿根圆直径df2 df2= m(Z2-2.4)=6×(36-2.4)=201.6mm
导程角 =5°42′38′′ 右旋
端面齿距 Pt2=Pa1=π m=3.14×6=18.84mm
蜗轮齿宽b2 b2=0.75da1=0.75×72=54mm
齿宽角 sin(α/2)=b2/d1=54／60=0.9
蜗轮咽喉母圆半径 rg2=a-da2／2=138﹣114=24mm
2、验算传动效率
（1）滑动速度Vs
Vs= =0.12m/s
（2）啮合效率
由Vs=0.12 m/s查表得 当量摩擦角ρ′=4.2°
==0.1/0.175=0.57
（3）传动效率
=润=0.99×0.57×0.99×0.98=0.55
＞
传动效率与预估计的蜗轮蜗杆效率0.55吻合，说明以上正确，不需重新计算原选参数满足齿面接触疲劳强度要求
3、蜗杆传动热平衡计算
（1）估算散热面积A
A=
（2）算油的工作温度ti
室外温：通常取。
散热系数：Ks=20 W/(㎡·℃)。
37.8℃＜60-70℃
油温未超过限度，合格
几何尺寸计算结果列于下表：
蜗杆几何尺寸表3
名 称
代号
计算公式
结 果
蜗杆
中 心 距

=
a=138
传 动 比

i=36
蜗杆分度圆
柱的导程角

=5°42′38′′
蜗杆轴向压力角

标准值

齿 数

z1=1
分度圆直径

=60
齿顶圆直径

=72
齿根圆直径

=45.6
蜗杆螺纹部分长度

=92
蜗轮几何尺寸表4
名 称
代号
计算公式
结 果
蜗轮
中 心 距

=
a=138
传 动 比

i=36
蜗轮端面
压力角

标准值

蜗轮分度圆柱螺旋角

=5°42′38′′
齿 数

=
=36
分度圆直径

=216
齿顶圆直径

=228
齿根圆直径

=201.6
蜗轮最大
外圆直径

=240

4、校核齿根弯曲疲劳强度

当量齿数 =36.18
由= +0.25，=36.18，查机械设计手册可得齿形系数=2.55
螺旋角系数 =1-=1-=0.9593
许用弯曲应力 =
从手册中查得由ZCuAl10Fe3制造的蜗轮的基本许用弯曲应力 =90
寿命系数 =0.908
= =0.908×90=81.7
弯曲强度是满足的。

第四章、轴及轴承装置设计
1、蜗轮轴的设计
（1）选择轴的材料
选取45钢，调质处理，硬度热处理T235（HB220-250），强度极限=650 Mpa，由表查得其许用弯曲应力=55Mpa 查《机械设计基础》（表14-1、14-3）
（2）初步估算轴的最小直径
取C=110，得dmin≥=110× =64.8mm
选dmin=65
（3）轴的结构设计
① 轴上零件的定位、固定和装配
单级减速器中，可将齿轮按排在箱体中央，相对两轴承分布在齿轮两端，齿轮下面由轴肩定位，上面用顶套轴向固定，周向固定靠平键和过渡配合。两轴承分别以轴肩和顶套筒及轴承端盖定位，周向则采用过渡配合或过盈配合固定。
键联接作周向固定。轴做成阶梯形，下轴承 从做从下面装入，齿轮、套筒、上轴承和联轴器依次上面装到轴上。
② 确定轴各段直径和长度
Ⅰ段d1=65mm L1=54mm
Ⅱ段选32013型圆锥滚子轴承，其内径为65mm，宽度为23mm。故Ⅱ段直径d2=65mm L2=25mm。
Ⅲ段考虑齿轮端面和箱体内壁、轴承端盖与箱体内壁应有一定距离，则取顶套长为109mm。故L3=109mm，d3=65mm。
Ⅳ段d4=67mm,L4=60mm
Ⅴ段d5=73mm,L5=37mm
Ⅵ段d6=65mm,L6=25mm
③ 轴的结构见图3所示

图3 蜗轮轴的结构图
（4）按弯扭合成应力校核轴的强度
列出轴上的功率，转速，转矩

求作用在蜗轮上的力
圆周力
径向力
轴向力
① 绘制轴的计算简图，如图4（a）。
② 绘制水平面内弯矩，如图4（b）。
两支承端的约束反力为

截面C处的弯矩为

③ 绘制垂直面内弯矩图，如图4（c）
两支承端的约束反力为

截面C左侧的弯矩为

④ 绘制合成弯矩图，如图4（d）。
截面C左侧的合成弯矩为

截面C右侧的合成弯矩为

⑤绘制扭矩图，如图4（e）。
蜗轮与回转支撑之间的扭矩为

⑥ 绘制当量弯矩图，如图4（f）。
因为轴为单向转动，所以扭矩为脉动循环，折合系数，危险截面C处的弯矩为

⑦ 计算危险截面C处满足强度要求的轴径
由公式
可得
而结构设计简图中，该轴最小直径为， 故强度足够。
⑧ 绘制轴的工作图（见图纸）。

图4

2、蜗杆轴的设计
（1）选择轴的材料
选取45钢，调质处理，硬度HB248-286，强度极限=650 Mpa，屈服极限=360 Mpa，弯曲疲劳极限=300 Mpa，剪切疲劳极限=155 Mpa，对称循环变应力时的许用应力=60 Mpa，查《机械设计基础》（表14-1、14-3）
（2）初步估算轴的最小直径
取C=110，得dmin≥=110× =24.3mm
选dmin=45mm
（3）轴的结构设计
按轴的结构和强度要求选取轴承处的轴径d=45mm，初选轴承型号为32011圆锥滚子轴承（GB/T297—94），采用蜗杆轴结构，其中，齿根圆直径mm，分度圆直径mm，齿顶圆直径mm，长度尺寸根据中间轴的结构进行具体的设计，校核的方法与蜗轮轴相类似，轴的结构见图5所示：

图5
蜗杆和轴做成一体，即蜗杆轴。蜗轮采用装配式（铰制孔螺栓连接），青铜轮缘与45#刚轮芯配合用铰制孔螺栓连接，并加台肩和螺钉固定，螺钉选6个
（4）按弯扭合成应力校核轴的强度
① 绘制轴的计算简图，如图6（a）。
② 绘制水平面内弯矩，如图6（b）。
两支承端的约束反力为

截面C处的弯矩为

③ 绘制垂直面内弯矩图,如图6（c）。
两支承端的约束反力为

截面C左侧的弯矩为

④ 绘制合成弯矩图，如图6（d）。
截面C左侧的合成弯矩为

截面C右侧的合成弯矩为

⑤ 绘制扭矩图，如图6（e）。
蜗杆与回转支撑之间的扭矩为

⑥ 绘制当量弯矩图，如图6（f）。
图6
因为轴为单向转动，所以扭矩为脉动循环，折合系数，危险截面C处的弯矩为

⑦ 计算危险截面C处满足强度要求的轴径由公式

可得
而结构设计简图中，该轴的最小直径为 ，故强度足够。
⑧ 绘制轴的工作图（见图纸）。
3、滚动轴承的选择
（1） 蜗轮轴的轴承的选择和计算
按蜗轮轴的结构设计，选用32013（GB/T297—94）圆锥滚子轴承，内径d=65mm,外径D=100mm,B=23mm，经校核所选轴承能满足使用寿命，合适。具体的校核过程略。
（2） 蜗杆轴的轴承的选择和计算
按蜗杆轴的结构设计，选用32011与32013圆锥滚子轴承（GB/T297—94），经校核所选轴承能满足使用寿命，合适。具体的校核过程略。
4、键连接的选择
（1）电机与蜗杆联接键

键的选择
和参数
选择普通平键，圆头。由《机械设计课程设计手册》表4-1查得d=30mm时。应选用平键A8×50 GB/T1096

转 矩

1.02×105 Nmm
键长

接触长度

许用挤压应力校 核
查《机械设计基础》表10-10键连接钢的许用挤压应力为

故满足要求

（2）蜗轮键的选择与校核

键的选择
和参数
选择普通平键，圆头。由《机械设计课程设计手册》表4-1查得d=67时。应选用键 GB/T1096

转 矩

键长

接触长度
=36

许用挤压应力校 核
查《机械设计基础》表10-10键连接钢的许用挤压应力为

故满足要求

（3）蜗轮轴键的选择与校核

键的选择
和参数
选择普通平键，圆头。由《机械设计课程设计手册》表4-1查得d=57时。应选用键 GB/T1096

转 矩

键长

接触长度

许用挤压应力校 核
查《机械设计基础》表10-10键连接钢的许用挤压应力为

故满足要求

5、蜗轮轴的加工工艺过程
工序号
工序名称
工序内容
设备
1
下料
φ80×408
锯床

2

车
① 车端面
② 钻中心孔
③ 粗车φ78外圆长度至尺寸65
④ 粗车φ67外圆长度至尺寸22

卧式车床

①车端面长度至尺寸398
②钻中心孔
①粗车φ69外圆长度至尺寸330
②粗车φ67外圆长度至尺寸274
③粗车φ59外圆长度至86
3
热
热处理T235

4
钳
研修两端中心孔
卧式车床

5

车
①半精车φ75外圆长度至尺寸
②半精车一端外圆至φ65.4 0+0.1×24.5
③倒角

卧式车床
①半精车另一端外圆φ67.4 0+0.1×55.5
②半精车外圆至φ65.4×187.5
③半精车外圆φ57.4 0+0.1×87.5
6
划线
划左端面2×M12螺孔及两键槽加工线
划线平台
7
铣
粗精铣两键槽至尺寸
铣床
8
钳
钻2×M12底孔，攻螺纹
台式钻床

9

车
①精车φ73圆长度至尺寸
②精车一端外圆至至尺寸
③倒角

卧式车床
①精车另一端外圆至尺寸
②精车外圆至φ65×109
③精车外圆至×25
④精车外圆至φ65至尺寸
⑤ 精车外圆至尺寸
⑥ 倒角
10
检验

第五章、机座箱体结构尺寸及附件
1、箱体的结构尺寸
（1）箱体结构形式的选择
根据减速器的安装方式及，选择本蜗杆减速器的箱体形式为倒挂固定式。再根据工作情况、传动途径及安装要求可知，所以该蜗杆减速器箱体采用立轴式 。
（2）箱体材料的选择与毛坯种类的确定
根据蜗杆减速器的工作环境、经济性及项目的紧迫性，可选箱体材料为Q235A钢板焊接而成.由于减速器中含有大量的润滑油，所以焊接箱体密封性一定要好。
（3）箱体主要结构尺寸选择
①箱座壁厚 δ≈0.04a+3=0.04×138+3mm=8.52mm
取δ=10 mm
②箱盖壁厚 根据δ1≥8
取δ1=10
③箱盖上与安装轴承的凸台高 b=67mm
④减速器固定机座厚 b2=12mm
⑤上顶固定螺栓 df=20mm
⑥轴承端盖螺栓直径 d1=12mm
⑦联接箱盖的螺栓 d2=16mm
⑧上顶螺栓数 n=6
⑨减速器固定机座筋板厚 d3=10mm
⑩轴承螺栓凸台高 h =32mm
⑪轴承端盖外径
蜗轮轴端盖 =150mm
蜗杆轴端盖 =140mm
⑫轴承端盖凸缘厚度 t=12mm

减速器箱体具体详细尺寸见附件图纸，图号：HZ36-m6-1001 及HZ36-m6-1002

2、减速器的附件
(1）通气器
减速器工作时,箱体温度升高,气体膨胀,压力增大,对减速器各接缝面的密封很不利,故常在箱盖顶或检查孔盖上装有通气器 根据箱体的情况选取材料为Q235的通气塞，其尺寸如下表所示：
mm
d
D
D1
S
L
l
a
d1
M12×1.25
22
19.6
17
23
12
3
4

(2)螺塞
为了换油及清洗箱体时排出油污,在箱体底部最低位置设有排油孔,通常设置一个排油孔,平时用螺塞及封油圈堵住，根据箱体的情况选取材料为Q235的螺塞，其尺寸如下表所示：
mm
d
D
D1
S
L
l
a
D0
H
M12×1.25
22
19.6
17
23
12
3
22
3

(3)定位销
为了保证箱体轴承座孔的镗制和装配精度,需在箱盖长度方向两侧各安装一个圆锥定位销
(4)油尺
为了保证蜗轮蜗杆减速器中润滑油的深度情况，特在箱体上设置了带刻度线的油尺，其尺寸如下：
mm
d
D
D1
S
h
d3
a
L
M12×1.25
22
19.6
17
23
6
12
101

3、箱体加工工艺过程
蜗轮蜗杆减速器的箱盖和箱体，它们的加工工艺过程比较复杂，先是箱盖和箱体分别单独进行某些工序，然后合在一起加工，最后分开加工。
箱盖单独先进行的工序有：
1）箱盖焊接，要求连续焊接，缝高6mm；
2）焊接后退火处理；
3）钻孔，攻丝
完成上述工序后，即可进行下列工序：
1）箱盖、箱体对准合拢，加紧，钻、铰定位销孔，敲入圆锥销；
2）钻箱盖和箱体的螺丝连接孔；
3）分开箱壳，清除剖分面毛刺，清理切屑；
4）合拢箱壳，敲入定位销，拧紧连接螺栓；
5）粗加工孔，应留精加工余量；
6）分开箱壳，清除剖分面毛刺，清理切屑；
7）箱盖、箱体分别进行热浸锌；
8）热浸锌后，分别去除锌瘤，螺纹孔分别重新攻丝；
9）热浸锌后，合拢箱壳，敲入定位销，拧紧连接螺栓；
10）精加工孔；
11）分开箱壳，清除剖分面毛刺，清理切屑；

第六章、蜗杆减速器的润滑
1、蜗杆的润滑
减速器中蜗轮和轴承都需要良好的润滑，起主要目的是减少摩擦磨损和提高传动效率，并起冷却和散热的作用。另外，润滑油还可以防止零件锈蚀和降低减速器的噪声和振动等。
根据蜗轮蜗杆减速器的形式、安装方式、工作条件、滑动速度，蜗轮蜗杆的润滑方式采用油浴润滑，润滑油类型选择4403#合成齿轮油，加注齿轮油的高度为油尺的零刻度处。

2、滚动轴承的润滑
根据蜗杆减速器的形式，滚动轴承的安装位置，部分滚动轴承可以利用箱内油池中的润滑油直接浸浴轴承进行润滑，单部分轴承是不能采用油浴润滑，即不管能与不能采用油浴润滑，在蜗轮蜗杆减速器装配时，均在所以滚动轴承处涂填足够的MB2#锂基脂，使得所有轴转动灵活，平稳。
3、减速器的密封
蜗轮蜗杆减速器盖板，轴承盖等均装钢纸垫片，透盖上装密封圈。

第七章、蜗轮蜗杆减速器常见问题及原因分析
蜗轮蜗杆减速器（齿轮）是一种结构紧凑、传动比大，在一定条件下具有自锁功能的传动机械。而且安装方便、结构合理，得到越来越广泛的应用。它是在涡轮蜗杆减速器输入端加装一个斜齿轮减速器，构成的多级减速器可获得非常低的输出速度。
1、常见问题及其原因
（1）减速器发热和漏油
为了提高效率，蜗轮减速器一般均采用有色金属做蜗轮，蜗杆则采用较硬的钢材。由于是滑动摩擦传动，运行中会产生较多的热量，使减速机各零件和密封之间热膨胀产生差异，从而在各配合面形成间隙，润滑油液由于温度的升高变稀，易造成泄漏。造成这种情况的原因主要有四点，一是材质的搭配不合理；二是啮合摩擦面表面的质量差；三是润滑油添加量的选择不正确；四是装配质量和使用环境差。
（2) 蜗轮磨损
蜗轮一般采用锡青铜，配对的蜗杆材料用45钢淬硬至HRC4555，或40Cr淬硬HRC5055后经蜗杆磨床磨削至粗糙度Ra0.8μm。减速器正常运行时磨损很慢，某些减速器可以使用10年以上。如果磨损速度较快，就要考虑选型是否正确，是否超负荷运行，以及蜗轮蜗杆的材质、装配质量或使用环境等原因。
（3）传动小斜齿轮磨损
一般发生在立式安装的减速器上，主要与润滑油的添加量和油品种有关。立式安装时，很容易造成润滑油量不足，减速器停止运转时，电机和减速器间传动齿轮油流失，齿轮得不到应有的润滑保护。减速器启动时，齿轮由于得不到有效润滑导致机械磨损甚至损坏。
（4）蜗杆轴承损坏
发生故障时，即使减速箱密封良好，还是经常发现减速器内的齿轮油被乳化，轴承生锈、腐蚀、损坏。这是因为减速器在运行一段时间后，齿轮油温度升高又冷却后产生的凝结水与水混合。当然，也与轴承质量及装配工艺密切相关。
2、蜗轮蜗杆减速器解决方法
（1）保证装配质量
可购买或自制一些专用工具，拆卸和安装减速器部件时，尽量避免用锤子等其他工具敲击；更换齿轮、蜗轮蜗杆时，尽量选用原厂配件和成对更换；装配输出轴时，要注意公差配合；要使用防粘剂或红丹油保护空心轴，防止磨损生锈或配合面积垢，维修时难拆卸。
（2）润滑油和添加剂的选用
蜗齿减速器一般选用4403#合成齿轮油，对重负荷、启动频繁、使用环境较差的减速器，可选用一些润滑油添加剂，使减速器在停止运转时齿轮油依然附着在齿轮表面，形成保护膜，防止重负荷、低速、高转矩和启动时金属间的直接接触。添加剂中含有密封圈调节剂和抗漏剂，使密封圈保持柔软和弹性，有效减少润滑油漏。
（3）减速器安装位置的选择
位置允许的情况下，尽量不采用立式安装。立式安装时，润滑油的添加量要比水平安装多很多，易造成减速器发热和漏油。
（4）建立润滑维护制度
可根据润滑工作“五定”原则对减速器进行维护，做到每一台减速器都有责任人定期检查，发现温升明显，超过40℃或油温超过80℃，油的质量下降或油中发现较多的铜粉以及产生不正常的噪声等现象时，要立即停止使用，及时检修，排除故障，更换润滑油。加油时，要注意油量，保证减速机得到正确的润滑。

第八章、设计体会

毕业设计是我们专业课程知识综合应用的实践训练，着是我们迈向社会，从事职业工作前一个必不少的过程。“千里之行始于足下”，通过这次毕业设计，我深深体会到这句千古名言的真正含义。这次的题目是“蜗轮蜗杆减速器设计与分析”的设计，虽然看似拿到的设计题目很简单，但是真正操作起来，才发现有很多的细节和知识我们并没有掌握。
说实话，做毕业设计真的有点繁琐和劳累。在把握整体设计思路的同时，又要为细节的设计而前瞻后顾。比如我一开始在确定传动比时，就因为电动机还没确定、蜗轮蜗杆分度圆直径也没确定的情况下犯了不小的疑虑，不知道该如何下手。并且，经验公式和第一标准的使用也为设计带来了一定的自由空间，但是已经习惯使用精确公式的我们却不敢一下子就接受经验公式和众多的第一标准。而且，前期的计算工作也需要不怕劳累和辛苦，有的时候可能需花上几天的时间，参考很多本机械设计参考书和手册，才能顺利计算出一部分数据，真的很累。
通过毕业设计，更使我深深体会到，干任何事都必须耐心，细致。毕业设计过程中，诸多计算有时不免令我感到有些心烦意乱：有几次因为不小心我计算出错，或者将某一数值选错，只能无可奈何地重来．但一想到今后自己工作和生活中不可能事事顺利、一蹴而就，想到我将来作为设计人员应当承担的社会责任，想到世界上因为某些细小失误而出现的令世人无比震惊的事故，我不禁时刻提示自己，做事情一定要高度负责，认真对待，不辞辛苦。
虽然毕业设计繁琐辛苦，但是当我左后清理自己的设计成果，漫漫回味这几周的心路历程时，感到成功的喜悦即刻便使倦意顿消。可以说，这次毕业设计使我在学习态度、工作作风上得到了一次难得的磨练，使我发现了自己所掌握的知识和思想是如此的缺乏，自己综合应用所学的专业知识能力是如此的不足。
通过此次的毕业设计，凭借何雪明老师和同学们的引导、帮助，真的使我受益匪浅。我需要学会脚踏实地、认真细心地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实的基础，就是在大学期间收获的一笔来之不易的精神财富！

附图：装配图 零件图