理学课程设计

14.1减速器类型减速器的功用：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。在某些场合也用来增速，称为增速装置。

本章目录减速器的分类1）按照传动类型分齿轮减速器、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。2）按照齿轮的外形分圆柱齿轮减速器、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。14.1减速器类型本章目录14.1减速器类型减速器的分类3）按照传动的级数分单级和多级减速器。单级齿轮减速器多级齿轮减速器本章目录同轴式双级齿轮减速器多级圆柱齿轮减速器按照传动的布置形式可分为展开式、分流式和同轴式减速器。展开式双级齿轮减速器分流式双级齿轮减速器14.1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

齿轮减速器蜗杆减速器蜗杆－齿轮减速器行星齿轮减速器摆线针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，只有在选不到合适的产品时，才自行设计制造减速器。14.1减速器类型本章目录齿轮减速器

应用广泛，结构简单，精度容易保证。轮齿可做成直齿、斜齿和人字齿。展开式双级齿轮减速器14.1减速器类型本章目录蜗杆减速器结构紧凑，传动比大，工作平稳，噪声小，但效率较低。14.1减速器类型本章目录蜗杆－齿轮减速器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，而后者传动效率高。14.1减速器类型本章目录行星齿轮减速器

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，因而与普通定轴齿轮传动相比较，具有质量小、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，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。

14.1减速器类型本章目录行星齿轮减速器14.1减速器类型本章目录14.2减速器的典型结构减速的基本结构由传动零件（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减速器的典型结构本章目录14.2减速器的典型结构本章目录14.2减速器的典型结构本章目录(1)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。检查孔及孔盖结构(mm)ABA1B1A2B2hR螺钉dL个数1159075509570310M815416013510075130105315M10204210160150100180130315M10206260210200150230150420M12258……………………………14.2减速器的典型结构本章目录(2)通气器减速器工作时，由于箱体内温度升速，气体膨胀，使压力增大，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

S——螺母扳手宽度dDD1SLlad1M10×11311.51016823M12×1.251816.514191024M16×1.52219.617231225M20×1.53025.422281546M22×1.53225.422281547……………………本章目录(3)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。轴承盖的尺寸结构形式及尺寸见下表。轴承盖的尺寸结构形式及尺寸螺钉连接外装式轴承盖d0=d3+1mmD0=D+2.5d3D3=D0+2.5d3e=1.2d3e1≥em由结构确定D4=D－(10～15)mmd1、b1由密封尺寸确定。b=5～10,h=(0.8～1)b嵌入式轴承盖e2=5～8mmS=10～15mmm由结构确定D3=D+e2，装有O形圈的，按O形圈外径取。d1、b1、a由密封尺寸确定。沟槽尺寸(GB3452.3-1988)mmO形圈截面直径D2d3偏差值2.653.62.070－0.053.554.82.740－0.065.37.14.190－0.06本章目录(4)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置，以免错装。

(5)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，常在箱盖凸缘的适当位置加工出1～2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钉，拆卸减速器时用螺丝刀直接撬开箱盖。

本章目录(6)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dd1d2d3habcDD1M1241262810642016M1641663512852622M20620842151063226本章目录(7)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，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1°~5°，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。放油螺塞的结构及尺寸dM10×1M14×1.5M16×1.5M20×1.5D018222630L20222328l10121215a3334D12.719.619.625.4S11171722D1≈0.95Sd18.5151722H2本章目录(8)起吊装置

当减速器质量超过25kg时，为便于搬运，在箱体上需设置起吊装置。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，箱座上的起吊装置用于起吊箱座或整个减速器.

本章目录14.3减速器的润滑与密封设计一、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。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30—50mm，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0.35—0.75L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减速器的润滑与密封设计二、减速器的密封目的：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：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）。要求：有轻微冲击,工作经常满载,原动机为电动机,齿轮单向传动,单班制工作（每班8小时）,运输带速度误差为±5%,减速器使用寿命5年,每年按300天计,小批量生产,启动载荷为名义载荷的1.5倍。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)30030030030030030030030030030014.4减速器设计的一般步骤一、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依据：功率P，转速n

1）电动机功率计算P工作机功率：Pw=FV/1000（kw）其中已知：F——输送带拉力（N）

V___输送带速度（m/s）电动机需要功率：Pd=Pw

/η(kw)总效率

：η=η1.η2.η3……ηnη1_________卷筒轴承效率η2_________卷筒效率

η3_________低速级联轴器效率η4_________III轴轴承效率

η5_________低速级齿轮啮合效率η6__________II轴轴承效率

η7_________高速级齿轮啮合效率η8__________I轴轴承效率

η9_________高速级联轴器效率(效率值查设计手册)2)电动机转速计算n工作机转速nw

：因：V=(πDn)/60*1000(m/s)

故：nw=(V*60*1000)/πD(rpm)其中：V——输送机带速(m/s)

D——卷筒直径(mm)电动机转速:nd=nwi总=(8~40)nw（rpm）其中：i总=8~40i总——减速器传动比(总传动比)3）选定电动机根据求出的P、n查手册。转速n：建议选用同步转速为1500（rpm）功率P：为使传动可靠，额定功率应大于计算功率即P额>Pd=PW/ŋ总选定电动机：型号（Y系列）、同步转速n、满载转速nm、额定功率P额、轴的中心高、电动机轴径、起动转矩/额定转矩的比值。

记下备用2、传动比分配分配原则：各级传动尺寸协调，承载能力接近，两个大齿轮直径接近以便润滑。（浸油深度）i总=i减=i高*i低=nm/nwi减——减速器传动比i高——减速器内高速级传动比i低——减速器内低速级传动比nm——电动机满载转速nw——工作机转速i高=（1.2~1.3)i低i减=（1.2~1.3)i低23、计算各轴的n，P，T1）各轴转速电动机轴:nm（满载转速）I轴:nI=nmII轴:nII=nI/i高

……2)各轴输入功率电动机轴:Pd=Pw/ŋ总

I轴:PI=Pdŋ（ŋ联轴器效率）

II轴:PII=PI*

ŋ12ŋ12——I轴至

II轴效率3)各轴扭矩T电动机轴：Td=9550*Pd/nm（Nm）I轴：TI=TdII轴：TII=TI*ŋ12*I高

……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PdTdnmi=1

I轴PI入PI出TI入TI出nIII轴PII入PII出TII入TII出nII1减速器外部传动零件的计算——带传动零件二、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——滚子链传动二、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——开式齿轮传动二、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二、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1）采用斜齿圆柱齿轮闭式软齿面传动；2）选用中碳钢，传动用模数m≥1.5-2mm；3)强度计算中的功率用输出功率；4)β角方向确定应使中间轴的轴向力有所抵消；5）β=8-15°，Z1=20-40，Z2=iZ1求出后圆整；6）因圆整Z2时i变化了故须验算传动比误差：

Δi=[（i-Z2/Z1）/i]100%≤±5%7）为使图面匀称，中心距：a高≤

120，

a低≤

140，8）检查浸油深度，当高速级大齿轮浸油1个齿高时，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。验算传动系统速度误差输送带速实际Vw在求解过程中与理论V发生了变化，故应验算系统误差。

[（V-Vw）/V]100%<±5%若不满足应重新计算。

计算轴类零件1）初估I、II、III轴径，注意第I根轴是否设计成齿轮轴，对II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相同。对II轴上的轴承进行寿命计算。3）键的选择，对II轴上的键进行强度校核。提示：力的结果取整数，齿轮几何参数精确到小数点后两位，传动比精确到小数点后两位，螺旋角精确到秒，设计公式要写明来源出处。草图设计1、准备工作（1）A0图纸一张，比例1:1，用仪器画（2）主要传动件的参数计算完备（齿轮几何尺寸、轴径估算）2、要求（1）草图设计正确，迅速，主要结构要表达清楚。各零件尺寸可随时标注在图纸上。（2）草图不要求线型，同样零件可只画一个，其它简画。（3）所有零件尺寸随手画在草图上，以免再次查找。3、任务（以设计手册为参考资料）

1）通过草图设计检查传动比分配是否合理，低速轴与高速大齿轮是否干涉，两大齿轮浸油深度：高速大齿轮浸油深1个齿高时低速大轮浸油深度<半径的1/3~1/6。

2）轴的结构设计和轴系零件设计（补充设计计算）定出支点距后对中间轴进行弯扭强度验算。

3）轴承的组合设计确定轴承的型号和工作位置、润滑方式和密封装置，对中间轴上的轴承进行寿命计算。

4）确定箱体的结构及各部分尺寸。

5）减速器附件设计（吊钩、吊耳、观察窗、油标尺等）

6）确定联接件结构尺寸及位置。

7）验算设计计算中需要验算的内容1、各级齿轮传动的强度验算2、中间轴的弯扭合成强度验算3、中间轴键的强度验算（只验算一处）4、中间轴上的滚动轴承寿命验算5、两级传动大齿轮浸油深度验算6、选择减速器内齿轮润滑方式验算V7、选择滚动轴承的润滑（剂）方式验算dn

按中心距先画轴心线，再画轴及轴承，先画箱内，后画箱外，先粗画，后细画，先画俯视图，再画主视图，最后画侧视图。布图上下左右要适当匀称。（一）第一阶段三、减速器装配图底图的设计绘图原则：先主后次、先粗后细、先里后外、先俯后他等原则。绘制步骤如下6步：箱内传动零件中心线及外形轮廓的确定箱体内壁位置的确定

齿轮减速器，大齿轮齿顶圆与齿轮端面与内壁之间要有一定距离；圆锥齿轮减速器，应先大圆锥齿轮的轮毂宽度，待轴径定后再做调整；蜗杆减速器，蜗杆轴承座常伸到箱体外侧，常将轴承座内端面做斜面。

本章目录8~12△1△2△2在主、俯视图上画出传动件中心线、

轮廓线及其箱体内壁线a1a2注意：箱体尺寸应取整。（一）第一阶段三、减速器装配图底图的设计3.轴的结构尺寸设计一般先从高速轴开始，然后再进行中间轴和低速轴设计。设计内容包括径向尺寸和轴向尺寸。4.联轴器的选择减速器输入端与电机轴相连，可选用弹性套柱销联轴器端需要安装联轴器；输出端与工作机轴相连，常选用无弹性元件的挠性联轴器；联轴器型号尺寸按计算转矩来进行选择。本章目录（一）第一阶段三、减速器装配图底图的设计5.支撑组合结构的设计（1）轴承的选择及位置的确定；（2）轴承的支撑形式及调整方式的确定。6.轴、轴承、键的校核计算（1）轴的校核计算；（2）轴承寿命的校核计算；（3）键连接的强度校核计算；本章目录（二）第二阶段三、减速器装配图底图的设计1.传动零件的结构设计2.轴承的润滑和密封设计（1）轴承的润滑；（2）轴承的密封。3.箱体的结构设计

按照先箱体后附件，先主体后局部，先轮廓后细节的原则进行设计本章目录（二）第二阶段三、减速器装配图底图的设计3.箱体的结构设计（1）箱体结构要有足够的刚度和良好的工艺性；（2）箱体结构尺寸确定（壁厚，凸缘，油面，螺栓凸台，导油沟等）（3）附件设计（窥视孔，通气器，起盖螺钉，定位销，油标，放油孔和螺栓，起吊装置等）

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名称符号减速器形式、尺寸关系(mm)齿轮减速器箱座壁厚δ单级0.025a+1≥8两级0.025a+3≥8箱盖壁厚δ1单级0.02a+1≥8两级0.025a+3≥8箱盖凸缘厚度b11.5δ1箱座凸缘厚度b1.5δ1箱座底凸缘厚度b22.5δ1地脚螺栓直径及数目df、n见表14.4.2轴承旁联接螺栓直径d10.75df箱盖与箱座联接螺栓直径d2(0.5~0.6)df联接螺栓d2的间距l150~200轴承端盖螺钉直径、数目d3、Z(0.4~0.5)df②窥视孔螺钉直径d4(0.3~0.4)df定位销直径d(0.7~0.8)d2df、d1

、d2至外箱壁距离C1见表14.4.1df、d2到凸缘边缘距离C2见表14.4.1轴承旁凸缘台半径R

1C2表14.4.1减速器凸台及凸缘螺栓的配置尺寸(mm)符