课程设计—减速器

1、14.1 减速器类型 14.2 减速器的典型结构 14.3 减速器的润滑与密封设计 14.4 减速器设计的一般步骤 第十四章第十四章 减速器设计减速器设计 14.1 14.1 减速器类型减速器类型 减速器的功用：减速器的功用： 减速器是由封闭在箱体内的齿轮传动或蜗杆传动 所组成的独立部件，为了提高电动机的效率，原 动机提供的回转速度一般比工作机械所需的转速 高，因此齿轮减速器、蜗杆减速器常安装在机械 的原动机与工作机之间，用以降低输入的转速并 相应地增大输出的转矩，在机器设备中被广泛采 用，以满足工作要求。，以满足工作要求。在某些场合也用来增速，在某些场合也用来增速， 称为增速装置。称为增速装

2、置。 本章目录 减速器的分类减速器的分类 1 1）按照）按照传动类型传动类型分分 齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减齿轮减速器、蜗杆减速器和行星齿轮减 速器以及由它们互相组合起来的减速器。速器以及由它们互相组合起来的减速器。 2 2）按照）按照齿轮的外形齿轮的外形分分 圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和它圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和它 们组合起来的圆锥一圆柱齿轮减速器。们组合起来的圆锥一圆柱齿轮减速器。 14.1 14.1 减速器类型减速器类型 本章目录 14.1 14.1 减速器类型减速器类型 减速器的分类减速器的分类 3 3）按照）按照传动的级数传动的级数分分 单级和多级减速器。单级和多

3、级减速器。 单级齿轮减速器单级齿轮减速器 多级齿轮减速器多级齿轮减速器 本章目录 同轴式双级同轴式双级 齿轮减速器齿轮减速器 多级圆柱齿轮减速器按照传动的布置形式多级圆柱齿轮减速器按照传动的布置形式 可分为可分为展开式、分流式和同轴式展开式、分流式和同轴式减速器。减速器。 展开式双级展开式双级 齿轮减速器齿轮减速器 分流式双级分流式双级 齿轮减速器齿轮减速器 14.1 14.1 减速器类型减速器类型 本章目录 常用的齿轮传动和蜗杆传动组成的减速器常用的齿轮传动和蜗杆传动组成的减速器 齿轮减速器齿轮减速器 蜗杆减速器蜗杆减速器 蜗杆齿轮减速器蜗杆齿轮减速器 行星齿轮减速器行星齿轮减速器 摆线针轮

4、减速器摆线针轮减速器 谐波齿轮减速器谐波齿轮减速器 上述六种减速器已有标准系列产品，只有在上述六种减速器已有标准系列产品，只有在 选不到合适的产品时，才自行设计制造减速器。选不到合适的产品时，才自行设计制造减速器。 14.1 14.1 减速器类型减速器类型 本章目录 齿轮减速器齿轮减速器 应用广泛，结构简单，应用广泛，结构简单， 精度容易保证精度容易保证。 轮齿可做成直齿、斜齿轮齿可做成直齿、斜齿 和人字齿。和人字齿。 展开式双级展开式双级 齿轮减速器齿轮减速器 14.1 14.1 减速器类型减速器类型 本章目录 蜗杆减速器蜗杆减速器 结构紧凑，传动比大，工作平稳，结构紧凑，传动比大，工作平稳

5、， 噪声小，但效率较低。噪声小，但效率较低。 14.1 14.1 减速器类型减速器类型 本章目录 蜗杆齿轮减速器蜗杆齿轮减速器 有齿轮传动在高速级和蜗杆传动在高速有齿轮传动在高速级和蜗杆传动在高速 级两种型式。前者结构紧凑，而后者传动效率级两种型式。前者结构紧凑，而后者传动效率 高。高。 14.1 14.1 减速器类型减速器类型 本章目录 行星齿轮减速器行星齿轮减速器 行星齿轮传动有效利用了功率分流和输行星齿轮传动有效利用了功率分流和输 入、输出的同轴性以及合理地使用了内啮合，入、输出的同轴性以及合理地使用了内啮合， 因而与普通定轴齿轮传动相比较，因而与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、具有

6、质量小、 体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳体积小、传动比大、承载能力大以及传动平稳 和传动效率高等优点，和传动效率高等优点，常作为减速器、增速器、常作为减速器、增速器、 差速器和换向机构以及其它特殊用途，广泛应差速器和换向机构以及其它特殊用途，广泛应 用于冶金、矿山、起重运输、建筑、航空、船用于冶金、矿山、起重运输、建筑、航空、船 舶、纺织、化工等机械领域。舶、纺织、化工等机械领域。 14.1 14.1 减速器类型减速器类型 本章目录 行星齿轮减速器行星齿轮减速器 14.1 14.1 减速器类型减速器类型 本章目录 14.2 14.2 减速器的典型结构减速器的典型结构 减速器的基本结构

7、由传动零件（齿轮或蜗杆、 蜗轮等）、轴和轴承、箱体、润滑和密封装置 以及附件等组成。根据不同要求和类型，减速 器有多种结构。 14.2 14.2 减速器的典型结构减速器的典型结构 本章目录 14.2 14.2 减速器的典型结构减速器的典型结构 本章目录 14.2 14.2 减速器的典型结构减速器的典型结构 本章目录 (1) 检查孔及孔盖检查孔及孔盖 为检查传动零件的啮合、润滑及轮齿损坏情况，并向减速器箱体为检查传动零件的啮合、润滑及轮齿损坏情况，并向减速器箱体 内注入润滑油内注入润滑油，应在箱盖顶部的适当位置设置检查孔，由检查孔可直接，应在箱盖顶部的适当位置设置检查孔，由检查孔可直接 观察到齿

8、轮啮合部位，允许手伸入箱体内检查齿面磨损情况。检查孔及观察到齿轮啮合部位，允许手伸入箱体内检查齿面磨损情况。检查孔及 孔盖结构见下表。孔盖结构见下表。 检查孔及孔盖结构检查孔及孔盖结构(mm) 1.5 L A2 R A 1 d h A B B B 2 1 A BA1B1A2B2hR 螺钉螺钉 dL个数个数 1159075509570310M8154 16013510075130105315M10204 210160150100180130315M10206 260210200150230150420M12258 14.2 14.2 减速器的典型结构减速器的典型结构 本章目录 (2) 通气器通气

9、器 减速器工作时，由于箱体内温度升速，气体膨胀，使压力增大，减速器工作时，由于箱体内温度升速，气体膨胀，使压力增大， 箱体内外压力不等。箱体内外压力不等。为使箱体内受热膨胀的气体自由排出，以保持箱体为使箱体内受热膨胀的气体自由排出，以保持箱体 内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件处向外渗漏内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件处向外渗漏，箱体，箱体 顶部应装有通气器。通气器的结构和尺寸见下表。顶部应装有通气器。通气器的结构和尺寸见下表。 通气器的结构和尺寸通气器的结构和尺寸 D D L al d d 1 1 S螺母扳手宽度螺母扳手宽度 dDD1SLlad1 M1011311.

10、51016823 M121.251816.514191024 M161.52219.617231225 M201.53025.422281546 M221.53225.422281547 本章目录 (3) 轴承盖轴承盖 轴承盖是用来封闭减速器箱体上的轴承座孔，以及固定轴系部件轴承盖是用来封闭减速器箱体上的轴承座孔，以及固定轴系部件 的轴向位置并承受轴向载荷的轴向位置并承受轴向载荷。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种类型。轴承。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种类型。轴承 盖的尺寸结构形式及尺寸见下表。盖的尺寸结构形式及尺寸见下表。 D D D D d b m e h b r 1:20 e d 2 0 1 4

11、0 1 1 510 D 3 H8 h9 B Hd3 d1 a D D D D D b em 3 3 SS e 2 2 25. 0 0 B 1 . 0 0 H 轴承盖的尺寸结构形式及尺寸轴承盖的尺寸结构形式及尺寸 螺钉连接外装式轴承盖螺钉连接外装式轴承盖 d 0= d 3+1mm D0=D+2.5 d 3 D3=D0+2.5d3 e=1.2 d 3 e1 1e m由结构确定由结构确定 D4=D(10 015)mm d 1、b1由密封尺寸确定。由密封尺寸确定。 b=5 510,h=(0.8 81)b 嵌入式轴承盖嵌入式轴承盖 e2=58mm S=1015mm m由结构确定由结构确定 D3=D+e2

12、，装有，装有O形圈的，按形圈的，按O形圈外径取。形圈外径取。 d1、b1、a由密封尺寸确定。由密封尺寸确定。 沟槽尺寸沟槽尺寸(GB3452.3-1988) mm O形圈形圈 截面直径截面直径D2 d3 偏差值偏差值 2.653.62.07 0 0.05 3.554.82.74 0 0.06 5.37.14.19 0 0.06 本章目录 (4) 定位销定位销 为保证装拆减速器箱盖时仍能保持轴承座孔制造加工时的为保证装拆减速器箱盖时仍能保持轴承座孔制造加工时的 精度，精度，应在精加工轴承座孔前，在箱盖与箱座的联接凸缘上配应在精加工轴承座孔前，在箱盖与箱座的联接凸缘上配 装两个圆锥销。两定位锥销相

13、距应尽量远些，并设置在箱体的装两个圆锥销。两定位锥销相距应尽量远些，并设置在箱体的 两纵向联接凸缘上。对称箱体的两定位销的位置应呈非对称布两纵向联接凸缘上。对称箱体的两定位销的位置应呈非对称布 置，以免错装。置，以免错装。 (5) 启箱螺钉启箱螺钉 由于装配减速器时在箱体剖分面上涂有密封用的水玻璃或由于装配减速器时在箱体剖分面上涂有密封用的水玻璃或 密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖。为此，常在。为此，常在 箱盖凸缘的适当位置加工出箱盖凸缘的适当位置加工出12个螺孔，装入启箱用的圆柱端个螺孔，装入启箱用的圆柱端 螺钉或平端螺钉，旋动启箱螺钉便可

14、将箱盖顶起。启箱螺钉的螺钉或平端螺钉，旋动启箱螺钉便可将箱盖顶起。启箱螺钉的 大小可与凸缘联接螺栓相同。对于小型减速器也可不设启箱螺大小可与凸缘联接螺栓相同。对于小型减速器也可不设启箱螺 钉，拆卸减速器时用螺丝刀直接撬开箱盖。钉，拆卸减速器时用螺丝刀直接撬开箱盖。 本章目录 1 d D1 d3 C d2 D b h a d (6) 油标油标 油标的作用在于检查减速器箱体油面的高度，使其经常保持适当油标的作用在于检查减速器箱体油面的高度，使其经常保持适当 的油量。的油量。油标一般设置在箱体便于观察且油面较稳定的部位。油标有油标一般设置在箱体便于观察且油面较稳定的部位。油标有 多种类型及规格。油标

15、的结构及尺寸见下表。多种类型及规格。油标的结构及尺寸见下表。 油标的结构及尺寸油标的结构及尺寸 dd1d2d3habcDD1 M1241262810642016 M1641663512852622 M20620842151063226 本章目录 (7) 放油孔及放油螺塞放油孔及放油螺塞 为排放污油和便于清洗减速器箱体内部，为排放污油和便于清洗减速器箱体内部，在箱座油池的最低处设在箱座油池的最低处设 置放油孔，油池底面做成斜面，向放油孔方向倾斜置放油孔，油池底面做成斜面，向放油孔方向倾斜15，平时用放，平时用放 油螺塞将放油孔堵住，入油螺塞采用细牙螺纹。在放油螺塞头和箱体油螺塞将放油孔堵住，入油

16、螺塞采用细牙螺纹。在放油螺塞头和箱体 凸台端面间应加防漏用的封油垫，以保证良好的密封。放油螺塞的结凸台端面间应加防漏用的封油垫，以保证良好的密封。放油螺塞的结 构及尺寸见下表。构及尺寸见下表。 放油螺塞的结构及尺寸放油螺塞的结构及尺寸 1 0 0 1 H D al D S D D d 2 L d d M101M141.5M161.5M201.5 D018222630 L20222328 l10121215 a3334 D12.719.619.625.4 S11171722 D1 0.95S d18.5151722 H2 本章目录 (8) 起吊装置起吊装置 当减速器质量超过当减速器质量超过25k

17、g时，时，为便于搬运，在箱体上需为便于搬运，在箱体上需 设置起吊装置。设置起吊装置。起吊装置可采用吊环螺钉，也可直接在箱体起吊装置可采用吊环螺钉，也可直接在箱体 上铸出吊耳或吊钩。箱盖上的起吊装置用于起吊箱盖，箱座上铸出吊耳或吊钩。箱盖上的起吊装置用于起吊箱盖，箱座 上的起吊装置用于起吊箱座或整个减速器上的起吊装置用于起吊箱座或整个减速器. 本章目录 14.3 14.3 减速器的润滑与密封设计减速器的润滑与密封设计 一一 、减速器的润滑、减速器的润滑 减速器的润滑主要是为了减少各摩擦副的摩擦 和磨损，同时也为了加强减速器的散热能力。 1. 在中、低速减速器中，最方便常用的润滑方 法是浸油润滑。

18、 2. 在高速减速器中，常用的润滑方法是喷油润 滑和循环供油系统。 本章目录 1、浸油润滑 采用浸油润滑时，减速器的箱池就是油池，齿 轮等传动零件直接浸入油中。浸滑油润滑适用 于齿轮圆周速度小于12m/s，蜗杆圆周速度小于 10m/s的场合。 本章目录 1、浸油润滑 单级齿轮减速器大齿轮的浸油深度不超过齿高。 多级齿轮减速器中，高速级大齿轮的浸油深度 不要超过齿高，齿顶圆到油池底面的距离不应 小于3050mm，低速级齿轮的浸入深度不大于 6mm。 本章目录 1、浸油润滑 减速器所需油量，通常按照每传递1kw的功率需 要0.350.75L计算，黏度较大的油取较大的值 为保证减速器外壳的散热，油池

19、应用足够的容 积。 油箱中油面的最低和最高位置，可利用油标尺 或油标指标装置测量。 本章目录 2、喷油润滑 喷油润滑适用于齿轮圆周速度大于12m/s，蜗杆 圆周速度大于10m/s的场合。 喷油润滑是利用喷嘴将油直接喷在齿轮的啮合 处。此时要采用一套供油系统装置，包括冷却、 过滤、油压调节等设备。 本章目录 14.3 14.3 减速器的润滑与密封设计减速器的润滑与密封设计 二二 、减速器的密封、减速器的密封 目的：目的：是为了防止箱内的润滑油外泄，也为了 防止外界的杂质，灰尘等进入箱内。 密封位置：密封位置：原则上所有可能发生泄露的地方 都应该进行密封。箱盖与箱座接合的密封主 要靠精确加工，如有

20、必要也可在装配时涂密 封胶。在检查窗，放油孔，透气帽等处的静 密封间应加放工业纸板成耐油橡胶垫片。 （轴，轴承端盖的密封参考轴承章节的内 容。） 本章目录 名称：带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器）。名称：带式输送机传动装置（二级圆柱齿轮减速器）。 要求：要求：有轻微冲击有轻微冲击,工作经常满载工作经常满载,原动机为电动机原动机为电动机,齿轮齿轮 单向传动单向传动,单班制工作（每班单班制工作（每班8小时）小时）,运输带速度误差为运输带速度误差为 5%,减速器使用寿命减速器使用寿命5年年,每年按每年按300天计天计,小批量生产小批量生产,启启 动载荷为名义载荷的动载荷为名义载荷的1.5倍。倍

21、。 原始数据原始数据 方 案 12345678910 运输带拉 力F(N) 1800180019001900200020002100210022002200 运输带速 度V(m/s) 1.11.21.11.20.91.00.91.00.91.0 卷筒直径 D(mm) 300300300300300300300300300300 14.4 14.4 减速器设计的一般步骤减速器设计的一般步骤 一一 、传动装置的总体设计、传动装置的总体设计 拟定传动方案 选定电动机型号 计算总传动比和分配各级传动比 计算传动装置的运动和动力参数（各轴的 功率，转速，转矩） 1、选择电动机、选择电动机 选择电动机依据

22、：功率选择电动机依据：功率P，转速，转速n 1）电动机功率计算电动机功率计算P 工作机功率工作机功率 ：P w= FV/1000 （ kw） 其其 中中 已已 知：知： F输送带拉力输送带拉力 （N） V_输送带速度输送带速度 （m/s） 电动机需要功率：电动机需要功率： Pd= P w / (kw) 总总 效效 率率 ： =1. 2. 3 n 1_卷筒轴承效率卷筒轴承效率 2_ 卷筒效率卷筒效率 3_低速级联轴器效率低速级联轴器效率 4_ III轴轴承效率轴轴承效率 5_低速级齿轮啮合效率低速级齿轮啮合效率 6_ II轴轴承效率轴轴承效率 7_高速级齿轮啮合效率高速级齿轮啮合效率 8_ I轴

23、轴承效率轴轴承效率 9_高速级联轴器效率高速级联轴器效率 (效率值查设计手册效率值查设计手册) 2)电动机转速计算电动机转速计算n 工作机转速工作机转速nw ： 因：因：V= (Dn)/60Dn)/60* *1000 (m/s)1000 (m/s) 故：故：nw=(V*60*1000)/ D(rpm)D(rpm) 其中：其中：V输送机带速输送机带速 (m/s)(m/s) D卷筒直径卷筒直径 (mm) (mm) 电动机转速电动机转速: : nd= nwi总 总=(840) nw（ （rpmrpm） 其中：其中：i总 总=840 i总 总减速器传动比 减速器传动比(总传动比总传动比) 3）选定电动

24、机）选定电动机 根据求出的根据求出的P、n查手册。查手册。 转速转速n：建议选用同步转速为：建议选用同步转速为1500（rpm） 功率功率P：为使传动可靠，额定功率应大于为使传动可靠，额定功率应大于 计算功率计算功率即即 P额 额Pd=PW/总总 选定电动机：型号（选定电动机：型号（Y系列）、系列）、 同步转速同步转速n、满载转速、满载转速nm、 额定功率额定功率P额 额、轴的中心高、 、轴的中心高、 电动机轴径、电动机轴径、 起动转矩起动转矩/额定转矩的比值。额定转矩的比值。 记下备用记下备用 2、传动比分配、传动比分配 分配原则：各级传动尺分配原则：各级传动尺 寸协调，承载能力接近，寸协调

25、，承载能力接近， 两个大齿轮直径接近以两个大齿轮直径接近以 便润滑。（浸油深度）便润滑。（浸油深度） i总 总=i减减=i高高*i低低=nm/nw i减 减减速器传动比 减速器传动比 i高 高减速器内高速级传动比 减速器内高速级传动比 i低 低减速器内低速级传动比 减速器内低速级传动比 nm电动机满载转速电动机满载转速 nw工作机转速工作机转速 i高 高=（ （1.21.3)i低 低 i减 减= （ （1.21.3) i低 低2 3、计算各轴的、计算各轴的n，P，T 1）各轴转速）各轴转速 电动机轴电动机轴:nm（满载转速）（满载转速） I轴轴: nI =nm II轴轴: n II =nI/i

26、高 高 2)各轴输入功率各轴输入功率 电动机轴电动机轴: Pd=Pw/总 总 I轴轴: P I = Pd （联轴器效率）联轴器效率） II轴 轴: P I I= P I * 12 12I轴至轴至 II轴效率轴效率 3)各轴扭矩各轴扭矩T 电动机轴：电动机轴： Td=9550*Pd/nm（Nm） I轴：轴： TI= Td II轴：轴：TII= TI*12*I高 高 计算出参数列表备用。计算出参数列表备用。 轴 号功率 P扭矩 T转速 n 传动比i 电动机轴 Pd Td nm i=1 I 轴PI入PI出TI入TI出 n I II 轴PII入PII出TII入TII出 n II 1 减速器外部传动零件

27、的计算减速器外部传动零件的计算带传动零件 二二 、传动零件的设计计算、传动零件的设计计算 设计内容： 带传动的型号，长度，根数，中心距，安 装要求（初拉力）。 带轮直径，材料，结构等。 本章目录 1 减速器外部传动零件的计算减速器外部传动零件的计算滚子链传动 二二 、传动零件的设计计算、传动零件的设计计算 设计内容： 链条的型号，排数，链节数； 确定传动中心距，链轮齿数、链轮材料和 结构尺寸； 润滑方式、张紧装置、维护要求等。 本章目录 1 减速器外部传动零件的计算减速器外部传动零件的计算开式齿轮传动 二二 、传动零件的设计计算、传动零件的设计计算 设计内容： 选择齿轮材料及热处理方式； 确定

28、齿轮传动的参数（中心距、齿数、模 数、齿宽）； 设计齿轮的结构及其它几何尺寸。 本章目录 2 减速器内部传动零件的计算减速器内部传动零件的计算 二二 、传动零件的设计计算、传动零件的设计计算 圆柱齿轮传动：设计内容同开式齿轮传动； 锥齿轮传动：设计内容同开式齿轮传动； 蜗杆传动： 选择蜗杆和蜗轮的材料及热处理方式； 确定蜗轮传动的参数； 设计蜗杆和蜗轮的结构及其它几何尺寸。 本章目录 齿轮传动设计齿轮传动设计 1 1）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动； 2 2）选用中碳钢，传动用模数）选用中碳钢，传动用模数m1.5-2mm1.5-2mm； 3) 3) 强度计算中

29、的功率用输出功率；强度计算中的功率用输出功率； 4) 4) 角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消； 5 5）=8-15=8-15，Z Z1 1=20-40 =20-40 ，Z Z2 2=iZ=iZ1 1求出后圆整；求出后圆整； 6 6）因圆整）因圆整Z Z2 2时时i i变化了故须验算传动比误差：变化了故须验算传动比误差： i=i=（i-Zi-Z2 2/Z/Z1 1）/i100%/i100%5%5% 7 7）为使图面匀称，中心距：）为使图面匀称，中心距：a a高 高 120120， a a低 低 140140， 8 8）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油）检

30、查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1 1个齿高个齿高 时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的时，低速级大齿轮浸油深度小于其分度圆半径的 六分之一到三分之一，以降低搅油功耗。六分之一到三分之一，以降低搅油功耗。 验算传动系统速度误差验算传动系统速度误差 输送带速实际输送带速实际Vw在求解过程中与理论在求解过程中与理论V 发生了变化，故应验算系统误差。发生了变化，故应验算系统误差。 （ V-Vw）/V100%5% 若不满足应重新计算。若不满足应重新计算。 计算轴类零件计算轴类零件 1）初估）初估I 、II、 III轴径，注意第轴径，注意第I 根轴是否设根轴是否设 计成齿轮轴，对计成齿轮轴，对 II轴进行弯扭合成强度验算。轴进行弯扭合成强度验算。 2）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号）轴承的选择，同一根轴上的两个轴承型号 相同。对相同。对II轴上的轴承进行寿命计算。轴上的轴承进行