1、 二级减速器设计 学 院：继续教育学院 专 业 班 级： 学 号： 学 生 姓 名： 指 导 教 师： 2016 年 10月 摘要 减速器具有传递效率较高，传动性能平稳，零件结构紧凑的良好特点，因此被广泛的应用于各种各样的机械设备上面，最为突出的就是在重载传动方面的贡献最为巨大。进入 21 世纪人们对于减速的各个方面提出了更多的要求，尤其是在重载，寿命，速度，噪音等方面。 减速器是国家的生产的和核心关键与用于许多的方面，尤其是在机械的传动方面，在这个行业的减速器有轮减速器、 行星齿轮减速器 及 蜗杆减速器 ，而且还包括了一些传动装置，如有增速装置的减速器、有调速装置的减速器、还有柔性传动装置的
2、减速器在内的复合的传动装置等。产品的运用的方面在冶金方面、有色金属方面、煤炭方面、建筑建材方面、船利船舶方面、水利水电方面、电力电工方面、工程机械及石化方面等行业。 我国的减速器发展已经发 展了将近 50 年了，在我国的各行各业都有所涉及，在我国的军工的方面也是比较多运用，食品安全方面、电力方面、建筑建材方面、冶金方面、水泥建筑方面、环保节能方面、电子电工方面、筑路修路方面、水利水电方面、化工放米娜、矿山方面、输送运输方面、橡胶树脂方面、石油石化方面等对于减速器的要求需求还是比较大的。 本文的研究对象是最基础也是最为广泛的二级减速器，主要针对的有带传动和齿轮的传动设计和计算，轴、键等相关零件的
3、最优选择，以便达到各个零件之间的相互配合，使整个减速装置达到最优的效果。 【关键词】 ：二级减速器、带传动、齿轮传动、轴、键 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 目录 摘要 . 1 目录 . 2 第一章 引言 . 1 1.1 减速器的介绍 . 1 1.2 减速器的世界发展趋势 . 1 1.3 国内的减速器 . 1 1.4 国外的减速器 . 2 第二章 电动机的选择 . 2 2.1 电动机类型的选择 . 3 2.2 电动机功率的选择 . 3 2.3 确定电动机的转速 . 5 第三章计算总传动比及分配各级的传动比 . 6 3.1 总传动比 . 6 3.2 分配各级传动比 . 6 第四章 计算传动装
4、置的传动和动力参数 . 7 4.1 电动机轴的计算 . 7 4.2轴的计算 (减速器高速轴 ) . 7 4.3轴的计算 (减速器中间轴 ) . 8 4.4轴的计算 (减速器低速轴 ) . 8 4.5轴的计算 (卷筒轴 ) . 8 第五章传动零件 V带的设计计算 . 9 5.1 确定计算功率 . 9 5.2 选择 V 带的型号 . 9 5.3 确定带轮的基准直径 dd1 dd2 . 9 5.4 验算 V 带的速度 . 10 5.5 确定 a（实际中心距）和 V（带的基准长度 Ld） . 10 5.7 确定 V 带根数 Z . 10 5.8 确定带的 F0（最小初拉力）及 FQ（带轮轴的压力） .
5、 11 5.9 在下表中记下传动带的设计计算结果。 . 11 第六章 二级减速器齿轮传动的设计计算 . 12 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 6.1 设计计算 高速级圆柱齿轮传动 . 12 6.1.1 材料及精度等级和齿数的最有选择 . 12 6.2.齿面接触强度设计计算 . 12 6.2.1 确定公式内的各计算数值 . 12 6.3 按齿根弯曲强度设计 . 15 6.4 几何尺寸计算 . 18 6.5 低速级减速齿轮设计 . 19 6.5.1 根据实际的要求齿轮类型、精度等级、材料及齿数 . 19 6.5.2 按齿面接触强度设计 . 20 6.5.4 按齿根弯曲强度设计 . 23 6.5
6、.5 设计计算 . 25 6.5.6 几何尺寸计算 . 26 6.6.1 选择材料、热处理方式和公差等级 . 27 6.6.2 按齿面接触强度设计 . 28 6.6.3 计算： . 29 6.6.4 按齿根弯曲强度计算 . 31 6.6.5 几何尺寸计算 . 36 第七章 轴的设计 . 38 7.1 初步估算轴的直径 . 38 7.2 根据实际的设计要求确定轴上零件的固定方式和位置 . 39 7.3 高速轴的设计 . 39 7.3.1选择轴的材料及热处理 . 39 7.3.2 按钮转强度估算直径 . 40 7.4 高速轴上轴承的选定计算 . 42 7.2.中间轴的设计 . 43 7.2.1 选
7、择轴的材料及热处理 . 43 7.2.2 按钮转强度估算直径 . 43 7.3 低速轴的设计 . 44 7.3.1 选择轴的材料及热处理 . 44 7.3.2 设计轴的直径及绘制草图 . 45 7.3.3 按弯扭合成强度校核轴径 . 45 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 7.4 减速轴的校核 . 49 7.4.1 减速轴上轴承选择计算 . 50 7.5 精确校核轴的疲劳强度 . 52 7.6 轴承的寿命计算 . 59 7.6.1 低速轴轴承寿命计算 . 59 第八章 滚动轴承的选择 . 61 第九章 键的选择 . 62 9.1 高速轴与联轴器键连接 . 62 9.2 中间轴上的键连接 .
8、62 9.3 与联轴器配合的键连接 . 63 第十章 联轴器的选择 . 65 第十一章 减速器附件的选择 . 65 11.1 箱体设计 . 65 11.2 附件 . 68 11.2.1 高速轴的附件 . 68 11.2.2 中速轴的附件 . 69 11.2.3 低速轴的附件 . 72 第十二章 齿轮的润滑 . 76 第十三章 滚动轴承的润滑 . 77 第十四章 润滑油的选择 . 78 第十五章 密封方法的选取 . 79 结 论 . 79 设计的优缺点 . 80 致 谢 . 81 参考文献 . 82 1 第一章 引言 1.1 减速器的介绍 减速器是将匹配转速和传递转矩在原动机和执行机构之间进行作
9、用的，减速器是以增加转矩和降低转速为目的一种相对精密的机械设备。减速器的分类有许多，可以按照传动级数分类，可以按照齿轮形状分类，也可以按照传动的布置形式进行分类，其中可以分成单级和多级减速器，圆柱齿轮减速器，圆锥减速器，和圆柱圆锥减速器，展开式，风流式和同轴式减速器。减速器是一种 在原动件和工作机之间减速由齿轮蜗杆传动、齿轮传动、蜗杆传动所组成封闭的传动装置 。其中运用最为广泛的就是原动件和执行机构之间的传递转矩作用。 1.2 减速器的世界发展趋势 目前的机械发展在向小型化、高速化、低噪化、高效化、可靠化靠拢，主要反涨的国家又存在三足鼎立的态势，美国、日本、以及前苏联时期解散下来的各个国家。这
10、些国家在机械方面，尤其是在重型机械的发展上，明显的领先于世界的各个国家的机械发站，中国在近现代一直钻研于减速器的发展但是还是有不小的差距，在重型机械中减速器占有不可动摇的地位，减速器的只来能够直接 关系到这个国家的机械的兴衰，并且在高尖端科技上有重要的作用。 1.3 国内的减速器 2001 年哈尔滨铁路局机务段用“摩圣”对普通的内燃机进行处理。在处理之前，齿轮的表面有明显的磨损和拉伤的痕迹，其中齿轮表面的拉伤程度为 0.2 毫米，但是经过“摩圣”处理以后齿轮的表面非常的光滑，表面的粗糙度早以前的相比变得小了许多，磨损的地方和拉伤的地方也变得非常光滑，降低了噪音，延长寿命。 2012 年南通振康
11、公司经过四个月的艰苦研究，成功将“ RV精密减速机”研究出来，已经开始在我国开始投入生产，并已经使用市场的价值会不断地上升 。在其后的研究中获得了国家发明专利 4 项，而且与世界上的相同项目上的数据相比还有不小的超越。 2014 年武汉市精华减速机制造有限公司自主研究一种精密的减速器获得通过，意味着我国的减速器在世界的舞台上会有展露头脚的地步。该公司的产品主要有： X/B 系列摆线针轮减速机（机架）、 WB 系列微型摆线针轮减速沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 2 机、 RV系列蜗轮蜗杆减速机、 WC/WS/WX 系列蜗轮减速机、 R/F/K/S 系列硬齿面齿轮减速机、 ZDY/ZLY/ZS
12、Y 系列硬齿面圆柱齿轮减速机、 DBY/DCY 系列圆锥圆柱硬齿面齿轮减速机、 ZD/ZQ/ZL 圆柱齿轮减速 机、 QSC 系列垂直式三合一减速机、 T系列螺旋锥齿轮减速机、 HB 系列大功率工业齿轮箱、 NGW/P 系列行星齿轮减速机、 MB 系列无级变速机、调速电机以及各种非标减速机。 1.4 国外的减速器 2000 年 7月乌克兰克利沃伊罗格矿山工业公司用“摩圣”对 K -1-500减速机实施处理，减速器在最为开始的状态是：共轭齿轮传动减速器的齿轮的表面的磨损率达到了 20%-70%，而且齿轮表面的麻点为 70%-80%。又出齿轮的表面没有特殊的处理，没有坚固的材料覆盖，用普通的锉刀很
13、容易就会在齿轮表面留下影响齿轮工作效率的划痕。经过不断 地处理，在 450 个小时以后，共轭齿轮减速器的齿轮表面上的变得给您改为光滑了，表面的粗糙度也变小了不少，原来表面上的麻点也没有了，当再用锉刀进行处理的时候，会发现表面形成了一层坚固的不收利器影响的陶瓷层，只是在齿轮的表面由原来的最初的齿轮尺寸增加了 0.3 毫米 -1.01 毫米，只要在制造的时候考虑到这些问题就可以避免的，减速机实施降幅达 13.7%，对于减速器的性能有了比较大的提高。 日本 Harmonic Drive Systems Inc.（简称 HDSI）所生产的 Harmonic Drive组合型谐波减速器，具有 了世界先进
14、水平的技术，有小型轻量，高转矩容量，齿轮间没有侧隙等高性能的特点，被广泛的运用于精密的光学仪器，而且这家公司是整体运动控制减速器的领军企业。 日本的纳博特斯克是世界上最大的精密摆线针轮减速机制造商，并生产高性能减速机、中空轴减速机以及单轴伺服执行器和控制器。生产的产品精度比较高，并且其高精度的减速器具有比较强的扭矩，刚性，强度，抗冲击载荷的同时，还兼顾的有比较好的低回程间隙。 第二章 电动机的选择 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 3 2.1 电动机类型的选择 考虑实际的工作条件和根据现在国家的要求，一般选用的是 Y 型封闭笼型三相异步电机。 2.2 电动机功率的选择 Pd=PW/ w=Fv
15、/(1000 w) （ 其中： pd为电动机功率， pw为负载功率，w 总功率（电动机和工作机之间） w= 1 23 32 4 5 6 1 为 V带的效率 , 2 为滚动轴承效率 94.00.983 3对轴承。卷筒的效率中包含的有滚筒动轴承效率 ) 3 为闭式齿轮传动效率 0.9410.972 4 为联轴器的效率 0.99 , 5 卷筒效率 =0.96(支承轴承效率的损失也在其中，没有被抵消掉 ) 则 w=0.960.9930.9720.970.980.96 =0.82 Pd=Fv/(1000 w)=25001.7 10000.82 =5.2kw 沈阳工业大学本科生毕业设计（论文） 4 因为电
16、动机在工作的时候在和比较稳定， Pd只要稍微小于电动机的额电功率 PW 就可以了，选用额定功率的电机为 7.5（按下表 2-1 Y 系列的电机数据） 型号 功率 电流（ A） 电压（ V） 转速（ r/min） 效率（ %） 功率因数 堵转转矩/ 额定转矩 堵转电流/ 额定电流 最大转矩/ 额定转矩 HP KW Y160M1-2 15 11 21.8 380 2930 87.2 0.88 2 7 2.2 Y160M2-2 20 15 29.4 380 2930 88.2 0.88 2 7 2.2 Y160 25 18.5 35.5 380 2930 89 0.89 2 7 2.2 沈阳工业大学
17、本科生毕业设计（论文） 5 L-2 Y160M-4 15 11 22.6 380 1460 88 0.84 2.2 7 2.2 Y160L-4 20 15 30.3 380 1460 88.5 0.85 2.2 7 2.2 Y160M-6 10 7.5 17 380 970 86 0.78 2 6.5 2 Y160L-6 15 11 24.6 380 970 87 0.78 2 6.5 2 Y160M-2 30 22 42.2 380 2940 89 0.89 2 7 2.2 表 2-1 2.3 确定电动机的转速 卷筒轴的工作转速为 w =601000V D =6010001.7 300 =108.28r min 取 V 带传动比 i 1=2 4。 齿轮传动比 i2=840。则总传动比为 i总 =16160故电动机转速的可选范围 nd=i 总 nW = 16160 108.28r min = 173217325 r min 符合这一范围的同步转速有 3000 r min，再根据计算出的容量，由参考文献【 1】 查得 Y132s1-2 符合条件 型号 额定功率 同步转速 满载转速 Y132s1-2 5.5kw 3000r/min 2900r/min 表 2-2
