二级减速器标准模板说明书

1、毕业设计说明书 同轴式二级圆柱齿轮传动减速器 目 录第一章 绪论41.1减速器发展的状况41.2减速器结构特点41.3减速器的分类61.4本文研究内容7第二章 传动装置的总体设计82.1分析和确定传动方案82.2电动机参数的确定92.3 确定传动装置的分配传动比92.4计算传动装置的运动和动力参数92.5 本章小结10第三章 减速器的传动零件设计113.1 高速级齿轮的设计113.1.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数113.1.2按齿面接触强度设计113.1.3按齿根弯曲强度设计133.1.4几何尺寸计算143.2低速级齿轮设计计算153.2.1齿轮的材料和齿数的初步确定153.2.2 按

2、齿面接触强度设计153.2.3 按齿轮弯曲强度计算173.2.4几何尺寸计算193.3轴的设计计算及强度校核203.3.1高速轴的设计计算及强度校核203.3.2中间轴的设计计算及强度校核233.3.3 低速轴的设计计算及强度校核273.4连轴器的选择303.4.1高速轴用联轴器的设计计算303.4.2低速轴联轴器的设计计算303.5 轴承的选择及校核313.5.1 高速轴轴承的选择及校核313.5.2 中间轴轴承的选择及校核333.5.3 低速轴轴承的选择及校核343.6键的选择及强度校核363.6.1 输入轴上键的选择及校核363.6.2中间轴上键的选择及校核373.6.3输出轴上键的选择

3、及校核373.7减速器机体结构尺寸383.8减速器附件的设计393.8.1减速器的各部位附属零件的设计.393.8.2润滑与密封40第四章 减速器的结构分析434.1 拆卸减速器434.2 分析装配方案434.2.1 装配原则434.2.2装配图设计444.2.3零件图设计44总 结46参考文献47致 谢48 第一章 绪论1.1减速器发展的状况减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，两者的设计、制造和使用特点各不相同。20世纪7080年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结

4、合。改革开放以来,我国引进了一批先进的加工装备。通过不断引进、消化和吸收国外先进技术以及科研攻关,开始掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术。材料和热处理质量及齿轮加工精度都有较大的提高,通用圆柱齿轮的制造精度可从JB 179 60 的89 级提高到GB 10095 88 的6 级,高速齿轮的制造精度可稳定在45 级。部分减速器采用硬齿面后,体积和重量明显减小,承载能力、使用寿命、传动效率有了大幅度的提高,对节能和提高主机的总体水平起到明显的作用。从1988 年以来,我国相继制定了5060 种齿轮和蜗杆减速器的标准,研制了许多新型减速器,这些产品大多数达到了20 世纪80 年代的国际水

5、平。目前,我国可设计制造2 800kW的水泥磨减速器、1 700mm轧钢机的各种齿轮减速器。各种棒材、线材轧机用减速器可全部采用硬齿面。但是,我国大多数减速器的水平还不高,老产品不可能立即被替代,新老产品并存过渡会经历一段较长的时间。1.2减速器结构特点减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。 选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素，比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载能力，质量，价格等，选择最适合的减速器。 减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加

6、转矩。 编辑本段基本构造减速器主要由传动零件(齿轮或蜗杆)、轴、轴承、箱体及其附件所组成。其基本结构有三大部分： 1、齿轮、轴及轴承组合 小齿轮与轴制成一体，称齿轮轴，这种结构用于齿轮直径与轴的直径相关不大的情况下，如果轴的直径为d，齿轮齿根圆的直径为df，则当df-d67mn时，应采用这种结构。而当df-d67mn时，采用齿轮与轴分开为两个零件的结构，如低速轴与大齿轮。此时齿轮与轴的周向固定平键联接，轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖作轴向固定。两轴均采用了深沟球轴承。这种组合，用于承受径向载荷和不大的轴向载荷的情况。当轴向载荷较大时，应采用角接触球轴承、圆锥滚子轴承或深沟球轴承与推力轴承的组合

7、结构。轴承是利用齿轮旋转时溅起的稀油，进行润滑。箱座中油池的润滑油，被旋转的齿轮溅起飞溅到箱盖的内壁上，沿内壁流到分箱面坡口后，通过导油槽流入轴承。当浸油齿轮圆周速度2m/s时，应采用润滑脂润滑轴承，为避免可能溅起的稀油冲掉润滑脂，可采用挡油环将其分开。为防止润滑油流失和外界灰尘进入箱内，在轴承端盖和外伸轴之间装有密封元件。 2、箱体 箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。 箱体通常用灰铸铁制造，对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。单体生产的减速器，为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的箱体。 灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。为了便于轴系部件

8、的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附近加支撑肋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底座一般不采用完整的平面。 3、减速器附件 为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。 减速器1）检查孔为检

9、查传动零件的啮合情况，并向箱内注入润滑油，应在箱体的适当位置设置检查孔。检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位处。平时，检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。 2)通气器减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为使箱内热胀空气能自由排出，以保持箱内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装设通气器。 3)轴承盖为固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴处的轴承盖是通孔，其中装有密封装置。凸缘式轴承盖的优点是拆装、调整轴承方便，但和嵌入式轴承盖相比，零件数目较多，尺寸较

10、大，外观不平整。 4)定位销为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时的精度，应在精加工轴承孔前，在箱盖与箱座的联接凸缘上配装定位销。安置在箱体纵向两侧联接凸缘上，对称箱体应呈对称布置，以免错装。 5)油面指示器检查减速器内油池油面的高度，经常保持油池内有适量的油，一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油面指示器。 6)放油螺塞换油时，排放污油和清洗剂，应在箱座底部，油池的最低位置处开设放油孔，平时用螺塞将放油孔堵住，放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈。 7)启箱螺钉为加强密封效果，通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖。为此常在箱盖联接凸

11、缘的适当位置，加工出2个螺孔，旋入启箱用的圆柱端或平端的启箱螺钉。旋动启箱螺钉便可将上箱盖顶起。小型减速器也可不设启箱螺钉，启盖时用起子撬开箱盖，启箱螺钉的大小可同于凸缘联接螺栓 1.3减速器的分类1、减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，两者的设计、制造和使用特点各不相同。20世纪7080年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。 其主要类型：齿轮减速器；蜗杆减速器；齿轮蜗杆减速器；行星齿轮减速器。 2、一般的减速器有斜齿轮减速器(包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速

12、机等等。 1）圆柱齿轮减速器 单级、二级、二级以上二级。布置形式：展开式、分流式、同轴式。 2）圆锥齿轮减速器 用于输入轴和输出轴位置成相交的场合。 3）蜗杆减速器 主要用于传动比i10的场合，传动比较大时结构紧凑。其缺点是效率低。目前广泛应用阿基米德蜗杆减速器。 4）齿轮蜗杆减速器 若齿轮传动在高速级，则结构紧凑； 若蜗杆传动在高速级，则效率较高。 5）行星齿轮减速器 传动效率高，传动比范围广，传动功率12W50000KW，体积和重量小。 3、 常见减速器的种类 1） 减速器 的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，

13、传动效率不高，精度不高。 2） 谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。 3） 行星减速器其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高，使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵。 减速器: 简言之，一般机器的功率在设计并制造出来后，其额定功率就不在改变，这时，速度越大，则扭矩（或扭力）越小；速度越小，则扭力越大。 编辑本段载荷分类与减速器联接的工作机载荷状态比较复杂，对减速器的影响很大，是减速器选用及计算的重要因素，减速器的载荷状态即工作机（从动机）的载荷状态，通常分

14、为三类： 均匀载荷; 中等冲击载荷; 强冲击载荷。 1.4本文研究内容依据减速器发展现状以及当今减速器的结构特点，结合毕业设计要求本文的主要内容拟定如下：1. 减速器研究现状；2. 减速器的总体设计；3. 减速器的部件设计；4. 总结。第二章 传动装置的总体设计2.1分析和确定传动方案机器一般由原动机、传动装置、工作机和控制系统四部分。如图所示的减速器，其原动机为电动机，传动装置为二级同轴式圆柱齿轮减速器，各部件用联轴器连接并安装在机架上。传动装置在原动机与工作机之间传递运动和动力，并改变运动的形式、速度大小和转矩大小。传动装置一般包括传动件和支撑件两部分。合理的传动方案，要满足工作机的性能要

15、求，适应工作条件。工作可靠。此外传动装置还应结构简简单、尺寸紧凑、加工方便。如图2-1 所示减速器传动方案，已知减速器的输入功率为12kw，输入转速为1440r/min传动比为8，载荷平稳，常温下连续运转，工作环境有灰尘，电源为三相交流电，电压380V。选择合适的电动机；,分配各级传动比；计算传动装置各轴的运动和动力参数。 图2-1 传动装置简图 1、电动机 2、联轴器 3、减速器 2.2电动机参数的确定1. 选择电动机类型和结构形式按工作要求和工作条件选用Y系列三相笼型异步电动机，全封闭自扇冷式结构，电压380V2. 选择电动机的容量（功率）对于载荷比较稳定、长期连续运行运输机，只要所选电动

16、机的额定功率Ped等于或大于所需的电动机工作功率Pd,即PedPd, 电动机就能完全工作。设1、2、3分别为联轴器、滚动轴承、齿轮传动效率，大小分别为0.99，0.98，0.97。则总效率为N=122332=0.9920.9830.972 =0.86根据任务书的要求，电动机所需的工作功率为12kw确定电动机的额定功率Ped应大于12kw3.确定电动机的转速根据任务书要求，电机转速即减速器输入转速为1440r/min 表2-1电机基本参数 电动机型号额定功率/kw满载转速/(r/min)Y160L-41514402.22.22.3 确定传动装置的分配传动比传动装置的总传动比i由任务书可得为8，由

17、于减速箱是同轴式布置，所以取速度偏差为0.5%24000h(10年) 满足要求3.5.2 中间轴轴承的选择及校核根据轴上的载荷形式以及轴的直径大小，选取角接触球轴承，型号：7206C轴承的校核：小圆柱齿轮分度圆直径d83.3mm,小斜齿轮所受圆周力Ft=5090N,径向力Fr=1970N,轴向力Fa=1374N,大直齿轮分度圆直径为236mm，大直齿轮所受圆周力Ft=1876N,径向力Fr=675N,轴向力Fa=0N轴的转速n=508.8r/min,工作中有中等冲击,工作温度低于100C 计算滚动轴承的径向支反力Fr2, Fr1水平支反力图3-9水平支反力分析图 得：3483N 得：3483N

18、垂直支反力图3-10垂直支反力分析图 得：2698N 得：1569N合成支反力4405 3820N确定滚动轴承派生轴向力及轴向力计算派生轴向力S1和S2=1673.9N =1451.6N求轴承的轴向载荷Fa1和Fa2=2825.6N=1673.9N轴承1为“压紧”轴承, 轴承2为“放松”轴承轴承1: =2825.6N 轴承2: =1451.6N确定滚动轴承当量动载荷=0.38 轴承1: =4786N轴承2: =3256N校核滚动轴承寿命计算轴承的寿命 工作温度低于1000C: ft=1=56589h24000h(10年)3.5.3 低速轴轴承的选择及校核根据轴上的载荷形式以及轴的直径大小，选取

19、角接触球轴承，型号：7209C轴承的校核;大圆柱齿轮分度圆直径d237mm,根据作用力与反作用力的原理，大斜齿轮所受圆周力Ft=5090N,径向力Fr=1970N,轴向力Fa=1374N,轴的转速n=179.8r/min,工作中有中等冲击,工作温度低于100C 确定滚动轴承径向力计算滚动轴承的径向支反力Fr2, Fr1水平支反力图3-11水平支反力分析图 得：3639N 得：1451N垂直支反力 图3-12垂直支反力分析图 得：1869.2N 得：782.6N合成支反力3186N 3697N确定滚动轴承派生轴向力及轴向力计算派生轴向力S1和S2=1211N =1405N求轴承的轴向载荷Fa1和

20、Fa2=3052N=1211N轴承1为“压紧”轴承, 轴承2为“放松”轴承轴承1: =3052N 轴承2: =1405N确定滚动轴承当量动载荷=0.38 轴承1: =5888N轴承2: =3697N校核滚动轴承寿命计算轴承的寿命 工作温度低于1000C: ft=1=40365h24000h(10年)3.6键的选择及强度校核3.6.1 输入轴上键的选择及校核 （1）联轴器键的选择及校核轴径，轮毂长度，查手册，选A型平键，其尺寸为，(GB/T 1095-2003)现校核其强度：,， 查手册得，因为，故键符合强度要求。（2）齿轮键的选择及校核轴径，轮毂长度，查手册，选A型平键，其尺寸为，(GB/T

21、1095-2003)现校核其强度：,， 查手册得，因为，故键符合强度要求。3.6.2中间轴上键的选择及校核 （1）与大齿轮相连键的选择及校核轴径，轮毂长度，查手册，选A型平键，其尺寸为，(GB/T 1095-2003)现校核其强度： ,， 查手册得，因为，故键符合强度要求。（2）与小齿轮相连键的选择及校核 轴径，轮毂长度，查手册，选A型平键，其尺寸为，(GB/T 1095-2003)现校核其强度： ,， 查手册得，因为，故键符合强度要求。3.6.3输出轴上键的选择及校核 （1）联轴器键的选择及校核轴径，轮毂长度，查手册，选A型平键，其尺寸为，(GB/T 1095-2003)现校核其强度：,，

22、查手册得，因为，故键符合强度要求。（2）齿轮键的选择及校核轴径，轮毂长度，查手册，选A型平键，其尺寸为，(GB/T 1095-2003)现校核其强度：,， 查手册得，因为，故键符合强度要求。3.7减速器机体结构尺寸 表3-7 减速器机体结构尺寸名称符号计算公式结果机座厚度8机盖厚度8机盖凸缘厚度12机座凸缘厚度12机座底凸缘厚度20地脚螺钉直径M12地脚螺钉数目查手册6轴承旁联结螺栓直径M9盖与座联结螺栓直径=（0.5- 0.6）M8轴承端盖螺钉直径=（0.4-0.5）M7视孔盖螺钉直径=（0.3-0.4）M6定位销直径=（0.7-0.8）5，至外箱壁的距离查手册表112161212，至凸缘边

23、缘距离查手册表112189外箱壁至轴承端面距离=+（510）34大齿轮顶圆与内箱壁距离1.214齿轮端面与内箱壁距离10箱盖，箱座肋厚55轴承端盖外径轴承孔直径+（55.5）99（I 轴）99（II 轴）99（III轴）3.8减速器附件的设计3.8.1减速器的各部位附属零件的设计.窥视孔盖与窥视孔：在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔, 大小只要够手伸进操作可以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙,了解啮合情况.润滑油也由此注入机体内.放油螺塞放油孔的位置设在油池最低处，并安排在不与其它部件靠近的一侧，以便于放油，放油孔用螺塞堵住并加封油圈以加强密封，选用外六角油塞及垫片M101.5。油标油标

24、用来检查油面高度，以保证有正常的油量.因此要安装于便于观察油面及油面稳定之处即低速级传动件附近；用带有螺纹部分的油尺，油尺上的油面刻度线应按传动件浸入深度确定。可选用游标尺M7。通气器 减速器运转时，由于摩擦发热,机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏,所以在机盖顶部或窥视孔上装通气器，使机体内热空气自由逸处，保证机体内外压力均衡，提高机体有缝隙处的密封性，通气器用带空螺钉制成. 由于在室内使用，选通气器（一次过滤），采用M121.5启盖螺钉为了便于启盖，在机盖侧边的边缘上装一至二个启盖螺钉。在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖；螺钉上的长度要大于凸缘厚度，钉杆端部要做成圆柱形伙半圆形

25、，以免顶坏螺纹；螺钉直径与凸缘连接螺栓相同。在轴承端盖上也可以安装取盖螺钉,便于拆卸端盖.对于需作轴向调整的套环,装上二个螺钉,便于调整.本次设计采用的启盖螺钉为M7*20定位销为了保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联接凸缘的长度方向两端各安置一个圆锥定位销。两销相距尽量远些，以提高定位精度。如机体是对称的,销孔位置不应对称布置.本次设计采用的定位销直径为4mm环首螺钉、吊环和吊钩 为了拆卸及搬运，应在机盖上装有环首螺钉或铸出吊钩、吊环，并在机座上铸出吊钩。调整垫片 用于调整轴承间隙,有的起到调整传动零件轴向位置的作用.密封装置在伸出轴与端盖之间有间隙,必须安装密封件,以防止漏油

26、和污物进入机体内.3.8.2润滑与密封齿轮的润滑。采用浸油润滑，由于低速级周向速度为0.6m/s，所以浸油高度约为六分之一大齿轮半径，取为35mm。齿轮油的选择。齿轮油用于润滑齿轮传动装置，由于齿轮传动装置的类型，工作条件不同，对齿轮油有不同的要求。齿轮油通常可分为车辆齿轮油和工业齿轮油两大类，车辆齿轮油主要用于各种车辆的变速箱、驱动桥传动齿轮的润滑；工业齿轮油主要用于冶金、矿山、水泥和化肥等厂矿机械中具有一般冲击、中等负荷以上的 正、斜齿轮的润滑。因减速器是闭式斜齿轮传动，所以减速器润滑剂类型应为工业齿轮油。1、工业齿轮油的选择原则2、工业齿轮油一般分为普通工业齿轮油、中负荷工业齿轮油和重负荷工业齿轮油三类。工业齿轮油的选择原则一是根据齿面接触应力、齿轮状况和使用工况选择工业齿轮油类型。（见表1；二是根据齿轮分度圆圆周速度选择齿轮油黏度，见表2，根据查得黏度再去确定齿轮油的牌号。） 表3-8 低速重载齿轮选油表（闭式齿轮）齿轮种类 润滑方法 齿面应力MPa 推荐用油类型 使用工况