理學課程設計

14.1減速器類型減速器的功用：減速器是由封閉在箱體內(nèi)的齒輪傳動或蝸桿傳動所組成的獨立部件，為了提高電動機的效率，原動機提供的回轉(zhuǎn)速度一般比工作機械所需的轉(zhuǎn)速高，因此齒輪減速器、蝸桿減速器常安裝在機械的原動機與工作機之間，用以降低輸入的轉(zhuǎn)速并相應地增大輸出的轉(zhuǎn)矩，在機器設備中被廣泛采用，以滿足工作要求。在某些場合也用來增速，稱為增速裝置。

本章目錄減速器的分類1）按照傳動類型分齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器以及由它們互相組合起來的減速器。2）按照齒輪的外形分圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和它們組合起來的圓錐一圓柱齒輪減速器。14.1減速器類型本章目錄14.1減速器類型減速器的分類3）按照傳動的級數(shù)分單級和多級減速器。單級齒輪減速器多級齒輪減速器本章目錄同軸式雙級齒輪減速器多級圓柱齒輪減速器按照傳動的布置形式可分為展開式、分流式和同軸式減速器。展開式雙級齒輪減速器分流式雙級齒輪減速器14.1減速器類型本章目錄常用的齒輪傳動和蝸桿傳動組成的減速器

齒輪減速器蝸桿減速器蝸桿－齒輪減速器行星齒輪減速器擺線針輪減速器諧波齒輪減速器上述六種減速器已有標準系列產(chǎn)品，只有在選不到合適的產(chǎn)品時，才自行設計制造減速器。14.1減速器類型本章目錄齒輪減速器

應用廣泛，結(jié)構簡單，精度容易保證。輪齒可做成直齒、斜齒和人字齒。展開式雙級齒輪減速器14.1減速器類型本章目錄蝸桿減速器結(jié)構緊湊，傳動比大，工作平穩(wěn)，噪聲小，但效率較低。14.1減速器類型本章目錄蝸桿－齒輪減速器有齒輪傳動在高速級和蝸桿傳動在高速級兩種型式。前者結(jié)構緊湊，而后者傳動效率高。14.1減速器類型本章目錄行星齒輪減速器

行星齒輪傳動有效利用了功率分流和輸入、輸出的同軸性以及合理地使用了內(nèi)嚙合，因而與普通定軸齒輪傳動相比較，具有質(zhì)量小、體積小、傳動比大、承載能力大以及傳動平穩(wěn)和傳動效率高等優(yōu)點，常作為減速器、增速器、差速器和換向機構以及其它特殊用途，廣泛應用于冶金、礦山、起重運輸、建筑、航空、船舶、紡織、化工等機械領域。

14.1減速器類型本章目錄行星齒輪減速器14.1減速器類型本章目錄14.2減速器的典型結(jié)構減速的基本結(jié)構由傳動零件（齒輪或蝸桿、蝸輪等）、軸和軸承、箱體、潤滑和密封裝置以及附件等組成。根據(jù)不同要求和類型，減速器有多種結(jié)構。14.2減速器的典型結(jié)構本章目錄14.2減速器的典型結(jié)構本章目錄14.2減速器的典型結(jié)構本章目錄(1)檢查孔及孔蓋為檢查傳動零件的嚙合、潤滑及輪齒損壞情況，并向減速器箱體內(nèi)注入潤滑油，應在箱蓋頂部的適當位置設置檢查孔，由檢查孔可直接觀察到齒輪嚙合部位，允許手伸入箱體內(nèi)檢查齒面磨損情況。檢查孔及孔蓋結(jié)構見下表。檢查孔及孔蓋結(jié)構(mm)ABA1B1A2B2hR螺釘dL個數(shù)1159075509570310M815416013510075130105315M10204210160150100180130315M10206260210200150230150420M12258……………………………14.2減速器的典型結(jié)構本章目錄(2)通氣器減速器工作時，由于箱體內(nèi)溫度升速，氣體膨脹，使壓力增大，箱體內(nèi)外壓力不等。為使箱體內(nèi)受熱膨脹的氣體自由排出，以保持箱體內(nèi)外壓力平衡，不致使?jié)櫥脱胤窒涿婊蜉S伸密封件處向外滲漏，箱體頂部應裝有通氣器。通氣器的結(jié)構和尺寸見下表。通氣器的結(jié)構和尺寸

S——螺母扳手寬度dDD1SLlad1M10×11311.51016823M12×1.251816.514191024M16×1.52219.617231225M20×1.53025.422281546M22×1.53225.422281547……………………本章目錄(3)軸承蓋軸承蓋是用來封閉減速器箱體上的軸承座孔，以及固定軸系部件的軸向位置并承受軸向載荷。軸承蓋有凸緣式和嵌入式兩種類型。軸承蓋的尺寸結(jié)構形式及尺寸見下表。軸承蓋的尺寸結(jié)構形式及尺寸螺釘連接外裝式軸承蓋d0=d3+1mmD0=D+2.5d3D3=D0+2.5d3e=1.2d3e1≥em由結(jié)構確定D4=D－(10～15)mmd1、b1由密封尺寸確定。b=5～10,h=(0.8～1)b嵌入式軸承蓋e2=5～8mmS=10～15mmm由結(jié)構確定D3=D+e2，裝有O形圈的，按O形圈外徑取。d1、b1、a由密封尺寸確定。溝槽尺寸(GB3452.3-1988)mmO形圈截面直徑D2d3偏差值2.653.62.070－0.053.554.82.740－0.065.37.14.190－0.06本章目錄(4)定位銷

為保證裝拆減速器箱蓋時仍能保持軸承座孔制造加工時的精度，應在精加工軸承座孔前，在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣上配裝兩個圓錐銷。兩定位錐銷相距應盡量遠些，并設置在箱體的兩縱向聯(lián)接凸緣上。對稱箱體的兩定位銷的位置應呈非對稱布置，以免錯裝。

(5)啟箱螺釘

由于裝配減速器時在箱體剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封膠，因而在拆卸時往往因膠結(jié)緊密難于開蓋。為此，常在箱蓋凸緣的適當位置加工出1～2個螺孔，裝入啟箱用的圓柱端螺釘或平端螺釘，旋動啟箱螺釘便可將箱蓋頂起。啟箱螺釘?shù)拇笮】膳c凸緣聯(lián)接螺栓相同。對于小型減速器也可不設啟箱螺釘，拆卸減速器時用螺絲刀直接撬開箱蓋。

本章目錄(6)油標

油標的作用在于檢查減速器箱體油面的高度，使其經(jīng)常保持適當?shù)挠土俊Ｓ蜆艘话阍O置在箱體便于觀察且油面較穩(wěn)定的部位。油標有多種類型及規(guī)格。油標的結(jié)構及尺寸見下表。油標的結(jié)構及尺寸dd1d2d3habcDD1M1241262810642016M1641663512852622M20620842151063226本章目錄(7)放油孔及放油螺塞為排放污油和便于清洗減速器箱體內(nèi)部，在箱座油池的最低處設置放油孔，油池底面做成斜面，向放油孔方向傾斜1°~5°，平時用放油螺塞將放油孔堵住，入油螺塞采用細牙螺紋。在放油螺塞頭和箱體凸臺端面間應加防漏用的封油墊，以保證良好的密封。放油螺塞的結(jié)構及尺寸見下表。放油螺塞的結(jié)構及尺寸dM10×1M14×1.5M16×1.5M20×1.5D018222630L20222328l10121215a3334D12.719.619.625.4S11171722D1≈0.95Sd18.5151722H2本章目錄(8)起吊裝置

當減速器質(zhì)量超過25kg時，為便于搬運，在箱體上需設置起吊裝置。起吊裝置可采用吊環(huán)螺釘，也可直接在箱體上鑄出吊耳或吊鉤。箱蓋上的起吊裝置用于起吊箱蓋，箱座上的起吊裝置用于起吊箱座或整個減速器.

本章目錄14.3減速器的潤滑與密封設計一、減速器的潤滑

減速器的潤滑主要是為了減少各摩擦副的摩擦和磨損，同時也為了加強減速器的散熱能力。1.在中、低速減速器中，最方便常用的潤滑方法是浸油潤滑。2.在高速減速器中，常用的潤滑方法是噴油潤滑和循環(huán)供油系統(tǒng)。本章目錄1、浸油潤滑

采用浸油潤滑時，減速器的箱池就是油池，齒輪等傳動零件直接浸入油中。浸滑油潤滑適用于齒輪圓周速度小于12m/s，蝸桿圓周速度小于10m/s的場合。本章目錄1、浸油潤滑

單級齒輪減速器大齒輪的浸油深度不超過齒高。多級齒輪減速器中，高速級大齒輪的浸油深度不要超過齒高，齒頂圓到油池底面的距離不應小于30—50mm，低速級齒輪的浸入深度不大于6mm。本章目錄1、浸油潤滑

減速器所需油量，通常按照每傳遞1kw的功率需要0.35—0.75L計算，黏度較大的油取較大的值為保證減速器外殼的散熱，油池應用足夠的容積。油箱中油面的最低和最高位置，可利用油標尺或油標指標裝置測量。本章目錄2、噴油潤滑

噴油潤滑適用于齒輪圓周速度大于12m/s，蝸桿圓周速度大于10m/s的場合。噴油潤滑是利用噴嘴將油直接噴在齒輪的嚙合處。此時要采用一套供油系統(tǒng)裝置，包括冷卻、過濾、油壓調(diào)節(jié)等設備。本章目錄14.3減速器的潤滑與密封設計二、減速器的密封目的：是為了防止箱內(nèi)的潤滑油外泄，也為了防止外界的雜質(zhì)，灰塵等進入箱內(nèi)。密封位置：原則上所有可能發(fā)生泄露的地方都應該進行密封。箱蓋與箱座接合的密封主要靠精確加工，如有必要也可在裝配時涂密封膠。在檢查窗，放油孔，透氣帽等處的靜密封間應加放工業(yè)紙板成耐油橡膠墊片。（軸，軸承端蓋的密封參考軸承章節(jié)的內(nèi)容。）本章目錄名稱：帶式輸送機傳動裝置（二級圓柱齒輪減速器）。要求：有輕微沖擊,工作經(jīng)常滿載,原動機為電動機,齒輪單向傳動,單班制工作（每班8小時）,運輸帶速度誤差為±5%,減速器使用壽命5年,每年按300天計,小批量生產(chǎn),啟動載荷為名義載荷的1.5倍。原始數(shù)據(jù)方案12345678910運輸帶拉力F(N)1800180019001900200020002100210022002200運輸帶速度V(m/s)1.11.21.11.20.91.00.91.00.91.0卷筒直徑D(mm)30030030030030030030030030030014.4減速器設計的一般步驟一、傳動裝置的總體設計擬定傳動方案選定電動機型號計算總傳動比和分配各級傳動比計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)（各軸的功率，轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)矩）1、選擇電動機選擇電動機依據(jù)：功率P，轉(zhuǎn)速n

1）電動機功率計算P工作機功率：Pw=FV/1000（kw）其中已知：F——輸送帶拉力（N）

V___輸送帶速度（m/s）電動機需要功率：Pd=Pw

/η(kw)總效率

：η=η1.η2.η3……ηnη1_________卷筒軸承效率η2_________卷筒效率

η3_________低速級聯(lián)軸器效率η4_________III軸軸承效率

η5_________低速級齒輪嚙合效率η6__________II軸軸承效率

η7_________高速級齒輪嚙合效率η8__________I軸軸承效率

η9_________高速級聯(lián)軸器效率(效率值查設計手冊)2)電動機轉(zhuǎn)速計算n工作機轉(zhuǎn)速nw

：因：V=(πDn)/60*1000(m/s)

故：nw=(V*60*1000)/πD(rpm)其中：V——輸送機帶速(m/s)

D——卷筒直徑(mm)電動機轉(zhuǎn)速:nd=nwi總=(8~40)nw（rpm）其中：i總=8~40i總——減速器傳動比(總傳動比)3）選定電動機根據(jù)求出的P、n查手冊。轉(zhuǎn)速n：建議選用同步轉(zhuǎn)速為1500（rpm）功率P：為使傳動可靠，額定功率應大于計算功率即P額>Pd=PW/?總選定電動機：型號（Y系列）、同步轉(zhuǎn)速n、滿載轉(zhuǎn)速nm、額定功率P額、軸的中心高、電動機軸徑、起動轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩的比值。

記下備用2、傳動比分配分配原則：各級傳動尺寸協(xié)調(diào)，承載能力接近，兩個大齒輪直徑接近以便潤滑。（浸油深度）i總=i減=i高*i低=nm/nwi減——減速器傳動比i高——減速器內(nèi)高速級傳動比i低——減速器內(nèi)低速級傳動比nm——電動機滿載轉(zhuǎn)速nw——工作機轉(zhuǎn)速i高=（1.2~1.3)i低i減=（1.2~1.3)i低23、計算各軸的n，P，T1）各軸轉(zhuǎn)速電動機軸:nm（滿載轉(zhuǎn)速）I軸:nI=nmII軸:nII=nI/i高

……2)各軸輸入功率電動機軸:Pd=Pw/?總

I軸:PI=Pd?（?聯(lián)軸器效率）

II軸:PII=PI*

?12?12——I軸至

II軸效率3)各軸扭矩T電動機軸：Td=9550*Pd/nm（Nm）I軸：TI=TdII軸：TII=TI*?12*I高

……計算出參數(shù)列表備用。軸號功率P扭矩T轉(zhuǎn)速n傳動比i電動機軸PdTdnmi=1

I軸PI入PI出TI入TI出nIII軸PII入PII出TII入TII出nII1減速器外部傳動零件的計算——帶傳動零件二、傳動零件的設計計算設計內(nèi)容：帶傳動的型號，長度，根數(shù)，中心距，安裝要求（初拉力）。帶輪直徑，材料，結(jié)構等。本章目錄1減速器外部傳動零件的計算——滾子鏈傳動二、傳動零件的設計計算設計內(nèi)容：鏈條的型號，排數(shù)，鏈節(jié)數(shù)；確定傳動中心距，鏈輪齒數(shù)、鏈輪材料和結(jié)構尺寸；潤滑方式、張緊裝置、維護要求等。本章目錄1減速器外部傳動零件的計算——開式齒輪傳動二、傳動零件的設計計算設計內(nèi)容：選擇齒輪材料及熱處理方式；確定齒輪傳動的參數(shù)（中心距、齒數(shù)、模數(shù)、齒寬）；設計齒輪的結(jié)構及其它幾何尺寸。本章目錄2減速器內(nèi)部傳動零件的計算二、傳動零件的設計計算圓柱齒輪傳動：設計內(nèi)容同開式齒輪傳動；錐齒輪傳動：設計內(nèi)容同開式齒輪傳動；蝸桿傳動：選擇蝸桿和蝸輪的材料及熱處理方式；確定蝸輪傳動的參數(shù)；設計蝸桿和蝸輪的結(jié)構及其它幾何尺寸。本章目錄齒輪傳動設計1）采用斜齒圓柱齒輪閉式軟齒面?zhèn)鲃樱?）選用中碳鋼，傳動用模數(shù)m≥1.5-2mm；3)強度計算中的功率用輸出功率；4)β角方向確定應使中間軸的軸向力有所抵消；5）β=8-15°，Z1=20-40，Z2=iZ1求出后圓整；6）因圓整Z2時i變化了故須驗算傳動比誤差：

Δi=[（i-Z2/Z1）/i]100%≤±5%7）為使圖面勻稱，中心距：a高≤

120，

a低≤

140，8）檢查浸油深度，當高速級大齒輪浸油1個齒高時，低速級大齒輪浸油深度小于其分度圓半徑的六分之一到三分之一，以降低攪油功耗。驗算傳動系統(tǒng)速度誤差輸送帶速實際Vw在求解過程中與理論V發(fā)生了變化，故應驗算系統(tǒng)誤差。

[（V-Vw）/V]100%<±5%若不滿足應重新計算。

計算軸類零件1）初估I、II、III軸徑，注意第I根軸是否設計成齒輪軸，對II軸進行彎扭合成強度驗算。2）軸承的選擇，同一根軸上的兩個軸承型號相同。對II軸上的軸承進行壽命計算。3）鍵的選擇，對II軸上的鍵進行強度校核。提示：力的結(jié)果取整數(shù)，齒輪幾何參數(shù)精確到小數(shù)點后兩位，傳動比精確到小數(shù)點后兩位，螺旋角精確到秒，設計公式要寫明來源出處。草圖設計1、準備工作（1）A0圖紙一張，比例1:1，用儀器畫（2）主要傳動件的參數(shù)計算完備（齒輪幾何尺寸、軸徑估算）2、要求（1）草圖設計正確，迅速，主要結(jié)構要表達清楚。各零件尺寸可隨時標注在圖紙上。（2）草圖不要求線型，同樣零件可只畫一個，其它簡畫。（3）所有零件尺寸隨手畫在草圖上，以免再次查找。3、任務（以設計手冊為參考資料）

1）通過草圖設計檢查傳動比分配是否合理，低速軸與高速大齒輪是否干涉，兩大齒輪浸油深度：高速大齒輪浸油深1個齒高時低速大輪浸油深度<半徑的1/3~1/6。

2）軸的結(jié)構設計和軸系零件設計（補充設計計算）定出支點距后對中間軸進行彎扭強度驗算。

3）軸承的組合設計確定軸承的型號和工作位置、潤滑方式和密封裝置，對中間軸上的軸承進行壽命計算。

4）確定箱體的結(jié)構及各部分尺寸。

5）減速器附件設計（吊鉤、吊耳、觀察窗、油標尺等）

6）確定聯(lián)接件結(jié)構尺寸及位置。

7）驗算設計計算中需要驗算的內(nèi)容1、各級齒輪傳動的強度驗算2、中間軸的彎扭合成強度驗算3、中間軸鍵的強度驗算（只驗算一處）4、中間軸上的滾動軸承壽命驗算5、兩級傳動大齒輪浸油深度驗算6、選擇減速器內(nèi)齒輪潤滑方式驗算V7、選擇滾動軸承的潤滑（劑）方式驗算dn

按中心距先畫軸心線，再畫軸及軸承，先畫箱內(nèi)，后畫箱外，先粗畫，后細畫，先畫俯視圖，再畫主視圖，最后畫側(cè)視圖。布圖上下左右要適當勻稱。（一）第一階段三、減速器裝配圖底圖的設計繪圖原則：先主后次、先粗后細、先里后外、先俯后他等原則。繪制步驟如下6步：箱內(nèi)傳動零件中心線及外形輪廓的確定箱體內(nèi)壁位置的確定

齒輪減速器，大齒輪齒頂圓與齒輪端面與內(nèi)壁之間要有一定距離；圓錐齒輪減速器，應先大圓錐齒輪的輪轂寬度，待軸徑定后再做調(diào)整；蝸桿減速器，蝸桿軸承座常伸到箱體外側(cè)，常將軸承座內(nèi)端面做斜面。

本章目錄8~12△1△2△2在主、俯視圖上畫出傳動件中心線、

輪廓線及其箱體內(nèi)壁線a1a2注意：箱體尺寸應取整。（一）第一階段三、減速器裝配圖底圖的設計3.軸的結(jié)構尺寸設計一般先從高速軸開始，然后再進行中間軸和低速軸設計。設計內(nèi)容包括徑向尺寸和軸向尺寸。4.聯(lián)軸器的選擇減速器輸入端與電機軸相連，可選用彈性套柱銷聯(lián)軸器端需要安裝聯(lián)軸器；輸出端與工作機軸相連，常選用無彈性元件的撓性聯(lián)軸器；聯(lián)軸器型號尺寸按計算轉(zhuǎn)矩來進行選擇。本章目錄（一）第一階段三、減速器裝配圖底圖的設計5.支撐組合結(jié)構的設計（1）軸承的選擇及位置的確定；（2）軸承的支撐形式及調(diào)整方式的確定。6.軸、軸承、鍵的校核計算（1）軸的校核計算；（2）軸承壽命的校核計算；（3）鍵連接的強度校核計算；本章目錄（二）第二階段三、減速器裝配圖底圖的設計1.傳動零件的結(jié)構設計2.軸承的潤滑和密封設計（1）軸承的潤滑；（2）軸承的密封。3.箱體的結(jié)構設計

按照先箱體后附件，先主體后局部，先輪廓后細節(jié)的原則進行設計本章目錄（二）第二階段三、減速器裝配圖底圖的設計3.箱體的結(jié)構設計（1）箱體結(jié)構要有足夠的剛度和良好的工藝性；（2）箱體結(jié)構尺寸確定（壁厚，凸緣，油面，螺栓凸臺，導油溝等）（3）附件設計（窺視孔，通氣器，起蓋螺釘，定位銷，油標，放油孔和螺栓，起吊裝置等）

本章目錄

名稱符號減速器形式、尺寸關系(mm)齒輪減速器箱座壁厚δ單級0.025a+1≥8兩級0.025a+3≥8箱蓋壁厚δ1單級0.02a+1≥8兩級0.025a+3≥8箱蓋凸緣厚度b11.5δ1箱座凸緣厚度b1.5δ1箱座底凸緣厚度b22.5δ1地腳螺栓直徑及數(shù)目df、n見表14.4.2軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d10.75df箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑d2(0.5~0.6)df聯(lián)接螺栓d2的間距l(xiāng)150~200軸承端蓋螺釘直徑、數(shù)目d3、Z(0.4~0.5)df②窺視孔螺釘直徑d4(0.3~0.4)df定位銷直徑d(0.7~0.8)d2df、d1

、d2至外箱壁距離C1見表14.4.1df、d2到凸緣邊緣距離C2見表14.4.1軸承旁凸緣臺半徑R

1C2表14.4.1減速器凸臺及凸緣螺栓的配置尺寸(mm)符