两级同轴式圆柱齿轮减速器的方案设计书.docx

1、两级同轴式圆柱齿轮减速器的方案设计书两级同轴式圆柱齿轮减速器的设计摘要：本篇论文主要以“两级同轴式圆柱齿轮减速器的设计”为论题，研究减速器设计及过程中需要注意的问题。由于减速器应用广泛，与生活息息相关，因此研究减速器的设计具有重要意义，为此写下了这篇论文。两级同轴式圆柱齿轮减速器的设计通常包括以下内容：决定传动装置的总体设计方案；选择电动机；计算传动装置的运动和动力参数；传动零件、轴的设计计算；轴承、连接键、润滑密封和联轴器的选择及计算等。顺泽公司 .关键词：减速器；设计方法一、减速器设计的一般资料减速器的种类很多，设计减速器前必须要先对减速器有一些基本的了解，了解减速器的一般资料有助于我们更

2、好的发现其优点和缺点，只有这样我们才能设计出实用的减速器，下面的一些设计减速器须知的必要依据。(一)常用减速器的分类、型式及其应用范围减速器的类型很多，不同类型的减速器有不同的特点，设计减速器时，首先应该根据各类减速器的特点选择一种进行设计。各类减速器的形式、特点及应用见表名称推荐传动比范围特点及应用单级圆柱齿轮减速机i8 齿轮可做成直齿、斜齿或人字齿。直齿用于速度较低或负荷较轻的传动；斜齿或人字齿用于速度较高或负荷较重的传动。箱体通常用铸铁做成，有时也采用焊接结构或铸钢件 两级圆柱齿轮减速器展开式i=860两级展开式圆柱齿轮减速机的结构简单，但齿轮相对轴承的位置不对称，因此轴应设计得有较大的

3、刚度。建议用于载荷比较平稳的场合。高速级可做成斜齿，低速级可做成直齿或斜齿同轴式i=860减速器长度较短，两对齿轮浸入油中深度大致相等，但减速器的轴向尺寸及重量较大；高速级齿轮的承载能力难以充分利用；中间轴较长，刚性差，载荷沿齿轮分布不均匀；仅有一个输入输出轴端，限制了传动布置的灵活性单级锥齿轮减速器i6用于输入轴和输出轴两轴线垂直相交的传动，可做成卧式或立式。由于锥齿轮制造较复杂，仅在传动布置需要时才采用圆锥圆柱齿轮减速器i=840特点通单级锥齿轮减速器。锥齿轮应布置在高速级，以使锥齿轮的尺寸大致过大，否则加工困难蜗杆减速机蜗杆下置式i=1080蜗杆减速机蜗杆布置在蜗轮的下边，结合处的冷却和

4、润滑都较好，同时蜗杆轴承的润滑液较方便。但当蜗杆圆周速度太大时，油的搅动损失较大，一般用于蜗杆圆周速度v10m/s的情况蜗杆上置式i=1080蜗杆布置在蜗轮的上边，装拆方便，蜗杆的圆周速度允许高一些，但蜗杆轴承的润滑不太方便，需采取特殊的结构措施本次论文设计我选择设计其中的两级同轴式圆柱齿轮减速器进行设计，两级同轴式圆柱齿轮减速器，两级同轴式圆柱齿轮减速器应用广泛，优点和缺点明显，具有代表性。（二）关于减速机的构造 （1）传动零件及其支撑减速机传动零件包括轴、齿轮、带轮、蜗杆等，其中，齿轮、带轮、蜗杆、蜗轮安装在轴上，而轴则通过滚动轴承由箱体上的轴承孔、轴承盖加以固定和调整。轴承盖是固定和调整

5、轴承的零件，其具体尺寸依轴承和轴承孔的结构尺寸而定，设计时可以可以参考相关的推荐尺寸确定。（2）箱体结构减速机的箱体一般由铸铁材料铸造而成，分为上箱体和下箱体。箱体上设有定位销孔以安装定位；设有螺栓孔以安装连接上下箱体的螺栓；设有地脚螺钉孔以将箱体安装在地基上。为了提高轴承座的支撑刚度，通常在上下箱体的轴承座孔上下与箱体的连接处设有加强肋。（三）减速机主要零件的配合减速器主要零件的配合见表3-1表3-1减速器主要零件配合配合代号应用举例装配和拆卸条件H7/s6重载荷并有冲击载荷时的齿轮与轴的配合，轴向力较大并且无辅助固定压力机装配和拆卸H7/r6蜗轮轮缘与轮体的配合，齿轮和齿式联轴器与轴的配合

6、，中等的轴向力但无辅助固定装置压力机H7/n6电机轴上的小齿轮，摩擦离合器和抓式离合器，涡轮轮缘。承受轴向力时必须有辅助固定压力机、拆卸器、木锤H7/m6经常拆卸的圆锥齿轮（为了减少配合处的磨损）压力机、拆卸器、木锤H7/h7滚动轴承外圈与减速器箱体的配合徒手H8/h9滚动轴承组合中的端盖止退环、填料压盖、带锥形紧固套的轴承与轴H8/f9滑动轴承与轴、填料压盖（四）减速器附件减速机附件及其功用如下：窥视孔和视孔盖：为了便于检查向内传动零件的齿合情况以及将润滑油注入箱体内，在减速机机体的箱盖顶部设有窥视孔。为防止润滑油飞溅出来和污物进入箱体内，在窥视孔上应设窥视盖。通气孔：减速机工作时箱体内温度

7、升高，气体膨胀，箱内气压增大。为了避免由此引起密封部位的密封性下降，造成润滑油向外渗透，大多在窥视盖上设通气器，使箱内的热膨胀气体能自由逸出，保持箱内压力正常，从而保证箱体的密封性。油面指示器：用于检查箱内油面高度，以保证传动件的润滑。一般设置在箱体便于观察、油面较稳定的部位。定位销：为了保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔的安装精度，需要在箱盖与箱座的联接凸缘上配装两个定位销，定位销的相对位置越远越好起盖螺钉：为了保证减速器的密封性，常在箱体剖分接合处面上涂有水玻璃活密封胶。为便于拆卸箱盖，在箱盖凸缘上设置12个起盖螺钉。拆卸箱盖时，拧动起盖螺钉，便可顶起箱盖。起吊装置：为了搬运和装卸箱盖，在

8、箱盖上装有吊环螺钉，或铸出吊耳或吊钩。为了搬运箱座或整个减速器，在箱座两端连接凸缘处铸出吊钩。放油孔及螺塞：为了排出油污，在减速器箱座最低部设有放油孔，并用放油螺塞和密封垫圈将其堵住。（五）减速机技术要求(1)减速机箱体技术要求：铸造箱体必须经过时效处理。底座与箱盖合盖后，边缘应平齐。总长27.0mm+27.0（0.030.05）mm=27.828.4mm（3）减速机的结构设计轴承部件的结构设计 为方便使轴承零件的装拆，减速机的机体采用剖分式结构。该减速器发热小，轴不长，故轴承采用两端固定方式。然后，可按轴上零件的安装顺序，从最细处开始设计。轴段的设计 轴段上安装带轮，此段设计应与带轮轮毂孔的

9、设计同步进行。初定轴段的轴径为d1=30mm，带轮轮毂的宽度为（1.52.0）d1=（1.52.0）30mm=4560mm，结合带轮结构L带轮=5776mm，取带轮轮毂的宽度为L带轮=60mm，则轴段的长度略小于毂孔宽度，取L1=58mm。密封圈与轴段的设计 在确定轴段的轴径时，应同时考虑带轮的轴向固定及密封圈的尺寸。带轮用肩定位，轴肩高度h=（0.070.1）30mm=2.13mm。轴段的轴径d2=d1+2（2.13）mm=34.136mm，其最终由密封圈确定。该处轴的圆周速度均小于3m/s，可选用毡圈油封，查表得毡圈35JB/ZQ46061997,则d2=35mm。轴承与轴段和轴段的设计

10、考虑齿轮有轴向力的存在，并且有较大的圆周力和径向力作用，选用圆锥滚子轴承。轴段上安装轴承，其直径应既便于轴承安装，又符合轴承内径系列。现暂取轴承为30208，由表得轴承内径的d=40mm，外径D=80mm，宽度B=18mm，T=19.75mm，内圈定位直径Da=69mm，对轴的力作用点与外圈大端面的距离a3=16.9mm，故d3=40mm。该减速器齿轮的圆周速度小于2m/s，故轴承采用脂润滑，需要挡油环。为补偿箱体铸造误差和安装挡油环，靠近箱体内壁的轴承端面距箱体内壁距离取=12mm，通常一根轴上的两个轴承取相同的型号，则d6=40mm，同轴式减速器该处轴承座完全处于箱体内部，该处轴承采用油润

11、滑，润滑油由低速级大齿轮轮缘上刮取，可使轴承内圈端面与轴承座端面共面，故可取L6=B=18mm。齿轮与轴段的设计 该轴段上安装齿轮，为便于齿轮的安装，d4应略大于d3，可初定d4=42mm。齿轮分度圆直径比较小，采用实心式，齿轮宽度b1=85mm，为保证套筒能够顶到齿轮左端面，该处轴径长度应比齿轮宽度略短，取L4=83mm。轴段的设计 齿轮右侧采用轴肩定位。定位轴肩的高度h=（0.070.1）d4=（0.070.1）42mm=2.944.2mm，取h=3mm，则轴肩直径d5=48mm，取L5=1=10mm。该轴段也可提供右侧轴承的轴向定位。齿轮左端面与箱体内壁距离，以及齿轮右端面与右轴承左端面

12、的距离均取1，则箱体内壁与高速轴右侧轴承座端面的距离Bx1=21+b1=(210+85)mm=105mm。轴段和轴段的长度 轴段的长度除与轴上零件有关外，还与轴承座宽度及轴承端盖等零件有关。轴承座的厚度L=+c1+c2+（58）mm，由表知下箱座壁厚=0.025a+3mm=0.025165mm+3mm=7.125mm8mm，取=8mm，a=165mm300mm，取轴承旁连接螺栓为M12，则c1=20mm，c2=16mm，箱体轴承座宽度L=8+20+16+（58）mm=4952mm。取L=50mm。可取箱体凸缘连接螺栓为M10，地脚螺栓为d=M16，则有轴承端盖连接螺钉为0.4d=0.416mm

13、=6.4mm，取为M8，轴承端盖凸缘厚度取为Bd=10mm；端盖与轴承座间的调整垫片厚度取t=2mm，取螺栓GB/T 5781M825；为在不拆卸带轮的条件下，可以装拆轴承端盖连接螺钉，取带轮凸缘端面距轴承端盖表面距离K=30mm，带轮采用轮辐式，螺钉的拆装有足够的空间。则有 ： L2=L+Bd+K+t+-B =（50+10+30+2+-12-18）mm=64.5mm轴段的长度为L3=+B+1+2mm=（12+18+10+2）mm=42mm（4）键连接带轮与轴段间采用A型普通平键连接，查表选其型号为键845GB/T 10961990，齿轮与轴段间采用A型普通平键连接，查表选其型号为键1280G

14、B/T 10961990（5）校核轴的强度轴的抗弯截面系数为 ： W=37227.0mm3 抗扭截面系数为Wt=80301.5mm3弯曲应力为b=MPa=12.1MPa扭剪应力为= Mpa=16.7 MPa按弯扭合成强度进行校核计算，对于单向转动的转轴，转矩按脉动循环处理，故取折合系数a=0.6，则其当量应力为e=23.4 Mpa由表查得45钢调质处理抗拉强度极限b=650 Mpa，由表查得轴的许用应力为60 Mpa，23.4 MPa55.12mm+55.12（0.030.05）mm=56.7757.88mm（3）关于减速机的结构设计轴承部件的结构设计 该减速机发热小，轴不长，故轴承采用两端固

15、定方式。然后，可按轴上零件的安装顺序，从最细处开始设计。联轴器及轴段的设计 轴段上安装联轴器，此段设计应与联轴器的选择同步进行。为补偿联轴器所连接减速机两轴的安装误差、隔离振动，选用弹性柱销联轴器。查表得取KA=1.5,则计算转矩为：Tc=KAT3=1.51342830 Nmm =2014245 N mm由表得GB/T50142003 中的LX4型联轴器符合要求；公称转矩为2500 Nmm，许用转速为3870r/min，轴孔范围为4075mm。考虑d57.88mm,联轴器毂孔直径为60mm，轴孔长度107mm，J型轴孔，A型键，联轴器主动端代号为LX4 60107GB/T50142003，相应

16、轴段的直径d1=60mm，其长度略小于毂孔宽度，取L1=105mm。密封圈与轴段的设计 在确定轴段的轴径时，应同时考虑联轴器的轴向固定及密封圈的尺寸。联轴器用肩定位，轴肩高度h=（0.070.1）60mm=4.26mm。轴段的轴径d2=d1+2（4.26）mm=68.472mm，最终由密封圈确定。该处轴的圆周速度均小于3m/s，可选用毡圈油封，查表得毡圈70JB/ZQ46061997,则d2=70mm。轴承与轴段和轴段的设计 考虑齿轮轴向力较大，并且有较大的圆周力和径向力作用，选用圆锥滚子轴承。轴段上安装轴承，其直径应既便于轴承安装，又符合轴承内径系列。现暂取轴承为30215，由表得轴承内径的d=75mm，外径D=130mm，圈内宽度B=25mm，T=27.25mm，内圈定位直径Da=