2022年两级同轴式圆柱齿轮减速器的方案设计书.docx

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1、精品学习资源名称举荐传动特点及应用比范畴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，有时也采纳焊接结构或铸钢件两级圆柱齿轮减速器i=860两级绽开式圆柱 齿轮减速机 的结构简洁，但齿轮相对轴承的位置不对称，因此轴应设计得有较大绽开式的刚度；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，讨论减速器设计及过程中需要留意的问题；由于减速器应用广泛，与生活息息相关，因此讨论减速器的设计

2、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：打算传动装置的总体设计方案；挑选电动机；运算传动装置的运动和动力参数；传动零件、轴的设计运算；轴承、连接键、润滑密封和联轴器的挑选及运算等；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许多，设计减速器前必需要先对减速器有一些基本的明白， 明白减速器的一般资料有助于我们更好的发觉其优点和缺点，只有这样我们才能设计出有用的减速器，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、型式及其应用范畴减速器的类型许多，不同类型的减速器有不同的特点，设计减速器时，第一应当依据各类减速器

3、的特点挑选一种进行设计；各类减速器的形式、特点及应用见表欢迎下载精品学习资源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；高速级齿同轮的承载才能难以充分利用；中间轴较长，刚性轴式差，载荷沿齿轮分布不匀称；仅有一个输入输出轴端，限制了传动布置的敏捷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纳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，否就加工困难i=1080蜗杆减速机 蜗杆布置在蜗轮的下边，结合处的冷蜗杆却和润滑都较好，

4、同时蜗杆轴承的润滑液较方下蜗置便；但当蜗杆圆周速度太大时，油的搅动缺失较杆式减大，一般用于蜗杆圆周速度 v10m/s 的情形速机蜗i=1080蜗杆布置在蜗轮的上边，装拆便利，蜗杆的圆周上杆速度答应高一些，但蜗杆轴承的润滑不太便利，式置需实行特别的结构措施本次论文设计我挑选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，而轴就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

5、和调整轴承的零件，其详细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举荐尺寸确定；（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；设有地脚螺欢迎下载精品学习资源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）减速机主要零件的协作减速器主要零件的协作见表 3-1表 3-1 减速器主要零件协作协作代号应用举例装配和拆卸条件欢迎下载精品学习资源H7/s6 重载荷并有冲击载荷时的齿轮与轴的协作，轴向力较大并且无帮助固定H7/r6蜗轮轮

6、缘与轮体的协作，齿轮和齿式联轴器与轴的协作，中等的轴向力但无帮助固定装置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；承担轴向力时必需有帮助固定H7/m6 常常拆卸的圆锥齿轮（为了削减协作处的磨损）压力机装配和拆卸压力机压力机、拆卸器、木锤压力机、拆卸器、木锤欢迎下载精品学习资源H7/h7滚动轴承外圈与减速器箱体的协作徒手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形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

7、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；欢迎下载精品学习资源通气孔：减速机工作时箱体内温度上升，气体膨胀，箱内气压增大；为了防止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看、油面较稳固的部位；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，

8、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：铸造箱体必需经过时效处理；欢迎下载精品学习资源底座与箱盖合盖后，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便利使轴承零件的装拆，减速机的机体采纳剖分式结构；该减速器发

9、热小，轴不长，故轴承采纳两端固定方式；然后，可按轴 上零件的安装次序，从最细处开头设计；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=4560m，m结合带轮结构 L 带轮=5776mm，取带轮轮毂的宽度为 L 带轮=60mm，就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=

10、2.13m；m轴段的轴径d2=d1+2（ 2.13 ） mm=34.136m，m其最终由密欢迎下载精品学习资源封圈确定；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, 就 d2 =35mm；轴承与轴段和轴段的设计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=80m，m 宽度 B=18mm， T=19.75mm，内圈定位直径 Da=69m，m 对轴的力作用点与外圈大端面的距离a3 =16.9mm，故 d

11、3 =40mm；该减速器齿轮的圆周速度小于 2m/s，故轴承采纳脂润滑，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，就d6 =40mm，同轴式减速器该处轴承座完全处于箱体 内部，该处轴承采纳油润滑，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=18m；m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，采纳实心式，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 L

12、4 =83mm；轴段的设计齿轮右侧采纳轴肩定位；定位轴肩的高度h=（0.070.1 ）d4=（ 0.070.1 ）42mm=2.944.2m，m 取 h=3mm，就轴肩直径 d5=48mm，取 L5=1=10mm；该轴段也可供应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的距离均取1，就箱体内壁与高速轴右侧轴承座端面的距离 Bx1=21 +b1=2 10+85mm=105m；m轴段和轴段的长度轴段的长度除与轴上零件有关外，仍与轴承座 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=0.02

13、5 165mm+3mm=7.125mm8，mm取 =8mm， a=165mm300m，m取轴承旁连接螺栓为M12，就 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， 就 有 轴 承 端 盖 连 接 螺 钉 为 0.4d=0.4 16mm=6.4m，m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 5781M8 25；为在不拆卸带轮的条件下，欢迎下载精品学习资源可以装拆轴承端盖连接螺钉，取带轮凸缘

14、端面距轴承端盖表面距离K=30mm，带轮采纳轮辐式，螺钉的拆装有足够的空间；就有：欢迎下载精品学习资源L2=L+Bd+K+t +B带轮L 带轮2- -B欢迎下载精品学习资源6560= （50+10+30+2+2-12-18 ） mm=64.5mm欢迎下载精品学习资源轴段的长度为 L3 = +B+1+2mm（=（4） ）键连接12+18+10+2） mm=42mm欢迎下载精品学习资源带轮与轴段间采纳A 型一般平键连接，查表选其型号为键8 45GB/T 10961990，齿轮与轴段间采纳 A 型一般平键连接，查表选其型号为键1280GB/T 10961990（5） ）校核轴的强度轴的抗弯截面系数为

15、 ：3W=37227.0mm抗扭截面系数为3Wt=80301.5mm弯曲应力为欢迎下载精品学习资源Ma b=W= 451373.837227 .0MPa=12.1MPa欢迎下载精品学习资源扭剪应力为= T 3 =1342830 Mpa=16.7 MPaWt80301 .5按弯扭合成强度进行校核运算，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 ，就其当量应力为 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（

16、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，故轴承采纳两端固定方式；然后，可按轴上零件的安装次序，从最细处开头设计；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挑选同步进行；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, 就运算转矩为： Tc=KAT3=1.5 1342830 Nmm=2021245 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 ，轴孔范畴为 4075mm；考虑 d57.88mm,联轴器毂孔直径

17、为 60mm，轴孔长度 107mm，J 型轴孔， A 型键，联轴器主动端代号为 LX4 60 107GB/T50142003，相应轴段的直径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=4.26m；m轴段的轴径d2=d1+2（ 4.26 ） mm=68.472m，m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, 就 d2 =70mm；轴承与轴段和轴段的设计考虑齿轮轴向力较大，

18、并且有较大的圆周欢迎下载精品学习资源力和径向力作用，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=115m，m 对轴的力作用点与外圈大端面的距离a3 =27.4mm，故 d3=75mm；该减速器齿轮的圆周速度小于2m/s，故轴承采纳脂润滑，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，就d6 =75mm，同轴式减速

19、器该处轴承座完全处于箱体内部，该处轴承采纳油润滑，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=25m，m 该处高速轴右端轴承公用一个轴承座，两轴承相临端面间距离取为6.5mm，满意安放拆卸轴承工具的空间要求；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=76mm；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 =88mm，轴段的设计齿轮左侧采纳轴肩定位，定位轴肩的高度h=（0.070.1 ） d4=（0.070.1 ） 76mm=5.327.6m，m 取 h=5.5mm，就轴肩直径d5=8

20、7mm，齿轮左端面与轮毂右端面距箱体内壁距离均取1=10mm；就箱体内壁与低速轴左侧轴 承座端面的距离 Bx2=2 1+L4=2 10+91.5mm=111.5mm，取 L5=10mm；轴段和轴段的长度轴段的长度除与轴上零件有关外，仍与轴承座宽度及轴承端盖等零件有关；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=35mm，带轮采纳轮辐式，螺钉的拆装有足够的空间；就有欢迎下载精品学习资源L2=L+Bd+K+ t+B带轮L带轮2- -B欢迎下载精品学习资源=（ 50+10+35+2-12-25）mm=60mm轴段的长度为 L3 = +B+1+l 4-L 4=

21、（12+25+10+91.5-88） mm=50.5mm（4） ）键连接联轴器与轴段间采纳A 型一般平键连接，查表选其型号为键18 100GB/T 1096 1990，齿轮与轴段间采纳A 型一般平键连接，查表选其型号为键 2080GB/T 10961990欢迎下载精品学习资源（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弯曲应力为欢迎下载精品学习资源 b= MaW= 451373.837227 .0MPa=12.1Mpa欢迎下载精品学习资源扭剪应力为= T 3 =1342830 Mpa=16.7 MPaWt80301 .5按弯扭合成强度

22、进行校核运算，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 ，就其当量应力为： 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 MPa60 MPa,所以强度满意要求；（三）中间轴的设计运算已知条件低速轴传递的功率P3=6.33kW，转速 n2=157.81r/min ，齿轮分度圆直径d2=259.605mm，d3=70.935mm，齿轮宽度 b2=80mm， b3=95mm（1） ）挑选轴的材料因传递的功率不大，对重量及结构尺寸没有要求，故由表选用常用的材料45 钢，调质处理；（2） ）初算轴径

23、查表得 C=106135，考虑轴端不承担转矩，只承担少量的弯距，故取较小值 C=110，就欢迎下载精品学习资源d min=C3p2 =110 36.33mm=37.65mmn2157.81欢迎下载精品学习资源（3） ）结构设计轴承部件的结构设计轴不长，故轴承采纳两端固定方式；然后，可按轴上零件的安装次序，从最细处开头设计；欢迎下载精品学习资源轴承与轴段和轴段的设计该轴段上安装轴承，其设计应与轴承的设计同步进行；考虑齿轮有轴向力存在，并且圆周力与径向力均较大，选用选 用圆锥滚子轴承；轴段和上安装轴承，其直径应即便于轴承安装，又应符合轴承内径系列，现暂取轴承为30208，经过验算，轴承 30208

24、 的寿命不满意减速器的预期寿命要求，转变直径系列，选30210 进行设计运算，由表得轴承内径 d=50mm，外径 D=90m，m内圈宽度 B=20mm，轴承总宽度 T=21.75mm，内圈定位轴径 da=57mm，外圈定位直径 Da=80mm，轴承内圈对轴的力作用点与外圈大端 面的距离 a3=20mm，故 d1=50mm，通常一根轴上的两根轴承取相同的型号，故 d5=50mm；齿轮轴段和轴段的设计轴段上安装齿轮2，轴段上安装齿轮 3；为便于齿轮的安装， d2 和 d4 应分别大于 d1 和 d5，可初定 d2=d4=55mm；查表知该键处截面尺寸为 16mm10mm，轮毂键槽深度 t 1=4.

25、3mm，齿轮 3 上齿根与键槽顶面的距离 e=0.42mm2.5mnm，齿轮 3 设计成齿轮轴， d4=df3 ，L4=95mm，材料为 40Cr 调质处理；齿轮 2 右端采纳轴肩定位，左端采纳套筒固定，齿轮2 轮毂的宽度范畴为（ 1.21.5 ） d2 =6682.5mm，取其轮毂宽度与齿轮宽度相等；为使套筒端面能够 顶到齿轮端面，轴段的长度应比相应齿轮的轮毂略短，因b2=80mm，故取 L2=78mm；轴段 设计该 齿 轮 为齿 轮 2供应 定位 ， 其 轴 肩高 度范 围为（ 0.070.1 ）d2=3.855.5mm，取其高度为 h=4mm，故 d3 =63mm；齿轮 3 右端面距离箱体内壁距离取为1，齿轮 2 的左端面距离箱体内壁的距离为 2=1+（b1-b2 ）/2=10mm+（85-80 ）/2mm=12.5mm高速轴右侧的轴承与低速轴左侧的轴承共用一个轴承座，其宽度为l 5