无齿减速机说明书.docx

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无齿减速机说明书

摘要

本次毕业设计是关于无齿式锥轮减速机的设计。

首先对无齿式锥轮减速机作了简单的概述。

接着分析了各部分元件、零件的选型原则及计算方法；然后根据这些设计准则与计算选型方法按照给定参数要求进行选型设计；最后对所选择的各主要零部件进行了有限元分析及校核。

本次设计由三个主要部件组成：

输入轴部分、输出轴部分、减速机壳体部分；最后简单的说明了安装与维护的注意事项。

目前，无齿式减速机在市面上出现率正在不断提高。

近年来出现各种功能独特的无齿式减速机，在这方面我国与国外先进水平的差距正在不断缩小。

国内在设计制造无齿式减速机的过程中也积累了大量的实际经验。

本次无齿式锥轮减速机设计代表了设计的一般过程,难免存在各种纰漏、失误；权当一次难得的实践过程，希望对今后的选型设计工作有一定的参考和借鉴价值。

关键词：

无齿式锥轮减速机；选型设计；主要部件；养护维修。

Abstract

Thisgraduationdesignisthedesignofnogearbevelgearreducer.Firstly,nogearbevelgearspeedreducerissummarized;andthenanalyzedtheselectionprincipleandthecalculationmethodofeachpartofcomponentsandparts;andthenaccordingtothesedesigncriteriaandselectioncalculationmethodaccordingtothegivenparametersselectiondesign;thenthecheckingcomputationsaboutmaincomponentpartsselection.Thisdesignconsistsofthreemainparts:

theinputshaft,outputshaft,partsofreducershellpart.Finally,asimpledescriptionoftheinstallationandmaintenance.

Atpresent,nogearreducerinappearonthemarketrateisincreasing.Theuniquefeaturesofthereducerofvariousappearedinrecentyears,thedomesticandforeignadvancedlevelinthegapisnarrowing.Intheprocessofdesignandmanufactureofdomesticnogearreducerhasaccumulatedlotsofexperience.

Thistimenogearbevelgearreducerdesignrepresentsthegeneralprocessofdesign,thereisavarietyoferrors,mistakes;whentherighttoararepractice,hopetohavethecertainreferencevaluetotheselectionofthedesigninthefuture.

Keywords:

notoothbevelgearreducer;design;components;maintenanceandrepair.

目录

一、摘要1

二、Abstract2

三、目录3

四、绪论5

（一）原始参数6

（二）设计解决的问题6

五、无齿式锥轮减速机设计概述7

（一）无齿式锥轮减速机外形及工作原理7

1．输入轴8

2．减速机壳体8

3．输出轴8

4．从动锥轮8

六、无齿式锥轮减速机的设计计算9

（一）已知原始数据及工作条件9

（二）计算步骤9

1．轴的作用及类型9

2．输入轴、输出轴扭矩的确定:

13

3．轴与毂的配合结构14

4．轴承的分类及选择14

5．圆锥滚子轴承16

6．轴的计算及校核：

19

七、有限元分析28

（一）基本特点28

（二）步骤方法28

（三）常用软件29

（四）具体分析报告29

（五）中心锥轮的有限元分析报告30

1．模型信息31

2．算例属性32

3．单位33

4．材料属性33

5．载荷和夹具33

6．网格信息34

7．网格信息-细节34

8．合力35

9．算例结果及结论36

八、电气及安全保护装置40

九、结论41

十、致谢42

十一、参考文献43

绪论

减速机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，减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。

按照传动级数不同可分为单级和多级减速机；按照齿厂轮形状可分为圆柱齿轮减速机、圆锥齿轮减速机和圆锥－圆柱齿引轮减速机；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同进轴式减速机。

减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置。

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。

减速机是国民经济诸多领域的机械传动装置，行业涉及的产品类别包括了各类齿轮减速机、行星齿轮减速机、无齿减速机及蜗杆减速机，也包括了各种专用传动装置，如增速装置、调速装置、以及包括柔性传动装置在内的各类复合传动装置等。

产品服务领域涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、电力、工程机械及石化等行业。

我国减速机行业发展历史已有近40年，在国民经济及国防工业的各个领域，减速机产品都有着广泛的应用。

食品轻工、电力机械、建筑机械、冶金机械、水泥机械、环保机械、电子电器、筑路机械、水利机械、化工机械、矿山机械、输送机械、建材机械、橡胶机械、石油机械等行业领域对减速机产品都有旺盛的需求。

潜力巨大的市场催生了激烈的行业竞争，在残酷的市场争夺中，减速机行业企业必须加快淘汰落后产能，大力发展高效节能产品，充分利用国家节能产品惠民工程政策机遇，加大产品更新力度，调整产品结构，关注国家产业政策，以应对复杂多变的经济环境，保持良好发展势头。

顾名思义，无齿式减速机的主要特点是区别于以往的齿轮式和涡轮式的传统观念，采用纯粹的锥轮传动。

具有双向传动功能，可以有较大的减速比，输入轴和输出轴在同一轴线上。

但是一般体积较大、传动效率不高、精度不高、锥轮寿命有限、不耐冲击、刚性较差、输入转速不能太高。

选择无齿式锥轮减速机的设计作为毕业设计的选题，能培养我们独立解决工程实际问题的能力。

通过这次毕业设计是对所学基本理论和专业知识的一次综合运用，也使我们的设计、计算和绘图能力都得到了全面的训练。

原始参数

1.工作环境：

需要进行降低转速并增大扭矩的机器、机床设备等。

2.输入轴转速：

500r/min

3.功率：

10Kw

4.传动比（i）：

30

设计解决的问题

熟悉无齿式锥轮减速机各部分的功能与作用，对主要部件进行选型设计与计算，解决在实际使用中容易出现的问题，并大胆地进行创新设计。

无齿式锥轮减速机设计概述

无齿式锥轮减速机外形及工作原理

无齿式锥轮减速机主要是由输入轴（中心锥轮）、减速机壳体、输出轴、从动锥轮、圆锥滚子轴承、紧固件、密封件等部分组成。

其外形布置及工作原理如图5-1-1所示。

图5-1-1无齿式减速机简图

1-输入轴（中心锥轮）2-减速机壳体3-吊环螺钉4-输出轴5-从动锥轮6-圆锥滚子轴承

输入轴

输入轴作为整个减速机的前端输入部分，起到接受输入扭矩的作用。

根据本次设计思路，将输入轴与中心锥轮作为一个元件制造。

在其前端加工锥面与从动轮相配合，末端加工键槽与原始输入端依托联轴器连接。

此种方式结构简单明了，加工性强。

减速机壳体

减速机壳体作为整个装置的骨架为其他各部分元件提供可依靠的平台和可安装的条件。

下部的安装孔可以使整个设备具有可定位的功能，可以安装到不同工位之间。

并能在有坡度的斜面上实现定位。

为使整个装置具备更好的强度和适应性，壳体为45#钢铸造、加工而成。

此工艺成本低廉，强度可靠。

若应对酸、碱、高温等情况时酌情采用特殊材质金属制作，本设计不予考虑。

壳体的强度足以应付200kg以下的负载和冲击，在持续工作及续航方面性能卓越。

输出轴

输出轴作为整个减速机的末端输出部分，起到传递输出扭矩的作用。

根据本次设计思路，将输出轴与从动锥轮盘作为一个元件制造。

在其前端加工锥面与从动轮相配合，末端加工键槽与执行机构输入端依托联轴器连接。

此种方式结构简单明了，加工性强。

增加输入轴和输出轴的使用寿命的方法如下：

（1）.严格执行图纸尺寸，配合表面确保润滑条件；

（2）.安装之后反复调试，确保万无一失，如果存在问题早发现早解决；

（3）.养护工作及时、到位，增加使用寿命及年限。

从动锥轮

从动锥轮作为本设计的核心部件起到承上启下、连接输入轴与输出轴的作用。

从动锥轮依靠圆柱滚子轴承安装定位，其前端与输入轴摩擦连接后端与输出轴摩擦连接。

此结构实用性强，能够实现反向传动，及过载保护。

无齿式锥轮减速机的设计计算

已知原始数据及工作条件

1.工作环境：

需要进行降低转速并增大扭矩的机器、机床设备等。

2.输入轴转速：

500r/min

3.功率：

10Kw

4.传动比（i）：

30

计算步骤

轴的作用及类型

轴是穿在轴承中间或车轮中间或齿轮中间的圆柱形物件，但也有少部分是方型的。

轴是支承转动零件并与之一起回转以传递运动、扭矩或弯矩的机械零件。

一般为金属圆杆状，各段可以有不同的直径。

机器中作回转运动的零件就装在轴上。

材料使用：

1、碳素钢

35、45、50等优质碳素结构钢因具有较高的综合力学性能，应用较多，其中以45钢用得最为广泛。

为了改善其力学性能，应进行正火或调质处理。

不重要或受力较小的轴，则可采用Q235、Q275等碳素结构钢。

2、合金钢

合金钢具有较高的力学性能，但价格较贵，多用于有特殊要求的轴。

例如采用滑动轴承的高速轴，常用20Cr、20CrMnTi等低碳合金结构钢，经渗碳淬火后可提高轴颈耐磨性；

汽轮发电机转子轴在高温、高速和重载条件下工作，必须具有良好的高温力学性能，常采用40CrNi、38CrMoAlA等合金结构钢。

轴的毛坯以锻件优先、其次是圆钢；

尺寸较大或结构复杂者可考虑铸钢或球墨铸铁。

例如，用球墨铸铁制造曲轴、凸轮轴，具有成本低廉、吸振性较好，对应力集中的敏感性较低、强度较好等优点。

轴的力学模型是梁、多数要转动，因此其应力通常是对称循环。

其可能的失效形式有：

疲劳断裂、过载断裂、弹性变形过大等。

轴上通常要安装一些带轮毂的零件，因此大多数轴应作成阶梯轴，切削加工量大。

结构设计：

轴的结构设计是确定轴的合理外形和全部结构尺寸，为轴设计的重要步骤。

它由轴上安装零件类型、尺寸及其位置、零件的固定方式，载荷的性质、方向、大小及分布情况，轴承的类型与尺寸，轴的毛坯、制造和装配工艺、安装及运输，对轴的变形等因素有关。

设计者可根据轴的具体要求进行设计，必要时可做几个方案进行比较，以便选出最佳设计方案，以下是一般轴结构设计原则：

1、节约材料，减轻重量，尽量采用等强度外形