【单级蜗杆减速器课程设计说明书】一、引言

在机械传动系统中，减速器是一种重要的机械装置，用于降低输入轴的转速并相应地增大输出扭矩。蜗杆减速器因其结构紧凑、传动比大、运行平稳等优点，在工业设备、自动化机械及精密仪器中广泛应用。本课程设计旨在通过对单级蜗杆减速器的结构分析与参数计算，掌握其工作原理、设计方法及实际应用中的关键问题。

二、设计任务与目的

本次课程设计的任务是完成一台单级蜗杆减速器的设计，并撰写相应的课程设计说明书。通过该设计过程，学生能够加深对蜗杆传动系统的基本原理、结构组成、强度计算及装配要求的理解，同时提升工程设计能力与综合运用知识的能力。

三、总体设计方案

1. 传动方案选择

本设计采用单级蜗杆传动方式，即由蜗杆和蜗轮组成的传动系统。蜗杆作为主动件，带动蜗轮旋转，实现降速增矩的功能。

2. 传动比确定

根据设计要求，确定总传动比为 i = 20。蜗杆头数 z₁ = 1，蜗轮齿数 z₂ = 20，从而满足传动比的要求。

3. 材料选择

- 蜗杆：选用45钢，经调质处理，硬度为220～250 HB。

- 蜗轮：采用铸锡青铜ZCuSn10Pb1，具有良好的耐磨性和抗胶合性能。

4. 润滑方式

采用浸油润滑方式，确保蜗杆与蜗轮之间的良好润滑，减少摩擦损失，延长使用寿命。

四、主要参数计算

1. 输入功率与转速

输入功率 P₁ = 2.2 kW

输入转速 n₁ = 1440 r/min

输出转速 n₂ = n₁ / i = 72 r/min

2. 蜗杆与蜗轮的几何尺寸计算

- 模数 m = 5 mm

- 蜗杆分度圆直径 d₁ = m × q = 5 × 8 = 40 mm（q 为蜗杆特性系数）

- 蜗轮分度圆直径 d₂ = m × z₂ = 5 × 20 = 100 mm

- 中心距 a = (d₁ + d₂) / 2 = (40 + 100) / 2 = 70 mm

3. 蜗杆与蜗轮的强度校核

- 蜗杆弯曲强度校核：根据公式 σ_b ≤ [σ]，计算得出蜗杆弯曲应力小于许用应力，满足强度要求。

- 蜗轮接触强度校核：采用赫兹接触应力公式进行计算，结果表明蜗轮接触应力符合设计标准。

五、结构设计

1. 箱体结构

箱体采用灰铸铁铸造而成，具有良好的减震性和密封性。箱体内设有轴承座，用于安装蜗杆和蜗轮的支撑轴承。

2. 轴承与密封装置

蜗杆两端采用深沟球轴承，蜗轮轴端采用角接触球轴承。密封方式采用毡圈密封，防止润滑油泄漏。

3. 装配与调整

在装配过程中，需注意蜗杆与蜗轮的啮合位置，保证传动平稳。通过调整轴承间隙，提高传动精度和使用寿命。

六、结论

通过本次课程设计，全面掌握了单级蜗杆减速器的设计流程与关键技术要点。从传动方案的选择到参数计算，再到结构设计与强度校核，每一个环节都体现了理论与实践的结合。本次设计不仅提高了个人的工程设计能力，也增强了对机械传动系统的理解与应用能力。

七、参考文献

1. 《机械设计手册》（第三版）

2. 《机械原理》（第七版）

3. 《减速器设计手册》

4. 国家标准 GB/T 10085-2008《蜗杆传动 蜗轮蜗杆基本尺寸》

5. 教材《机械设计基础》