齿轮减速器三维设计及运动仿真

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1、1绪论31.1减速器的主要型式及其特性31.2减速器结构41・3减速器润滑51.4设计的目的61.5已知条件72减速器结够分析82.1分析传动系统的工作情况83传动装置的总体设计93.1选择电动机94计算各轴的转速功率和转矩114.1转速114.2输出功率114.3输出转矩115齿轮的参数设计125.1选材125.2高速轴125.3齿根弯曲疲劳强度校核145.4高速轴165.5齿根弯曲疲劳强度校核176工作能力分析计算206.1校核齿轮强度（校核低速级大齿轮）207高速轴的设计207.1选材207.2初估育径217.3结构设计218高速轴

2、轴承219中间轴的设计229.1选材229.2初估育径229.3结构设计222中间轴轴承2311滚动轴承2712键联接的选择与计算2913箱体的主要尺寸计算3114基于PROE软件的设计说明33结论36致谢37参考文献381绪论1.1减速器的主要型式及其特性减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动或齿轮一蜗杆传动所组成的独立部件，常用在动力机与工作机Z间作为减速的传动装置；在少数场合下也用作增速的传动装置，这吋就称为增速器。减速器由于结构紧凑、效率较高、传递运动准确可靠、使用维护简单，并可成批生产，故在现代机械中应用很广。减速器

3、类型很多，按传动级数主要分为：单级、二级、多级；按传动件类型乂可分为：齿轮、蜗杆、齿轮■蜗杆、蜗杆■齿轮等。减速器系统框图以下对几种减速器进行对比：1)圆柱齿轮减速器当传动比在8以下吋，可采用单级圆柱齿轮减速器。人于8口寸，最好选用二级(i=8—40)和二级以±(i>40)的减速器。单级减速器的传动比如果过大，则其外廓尺寸将很大。二级和二级以上圆柱齿轮减速器的传动布置形式有展开式、分流式和同轴式等数种。展开式最简单，但由于齿轮两侧的轴承不是对称布置，因而将使载荷沿齿宽分布不均匀，且使两边的轴承受力不等。为此，在设计这种减速器时应注意：1)

4、轴的刚度宜取大些；2)转矩应从离齿轮远的轴端输入，以减轻载荷沿齿宽分布的不均匀；3)采用斜齿轮布置，而且受载大的低速级又正好位于两轴承中间，所以载荷沿齿宽的分布情况显然比展开好。这种减速器的高速级齿轮常采用斜齿，一侧为左旋，另一侧为右旋，轴向力能互相抵消。为了使左右两对斜齿轮能自动调整以便传递相等的载荷，其屮较轻的韶轮轴在轴向应能作小量游动。同轴式减速器输入轴和输出轴位于同一轴线上，故箱体长度较短。但这种减速器的轴向尺寸较大。圆柱齿轮减速器在所有减速器中应用最广。它传递功率的范围可从很小至40OOOkW,圆周速度也可从很低至60m/s一7

5、0m/s,甚至高达150m/s。传动功率很大的减速器最好采用双驱动式或中心驱动式。这两种布置方式可由两对齿轮副分担载荷，有利于改善受力状况和降低传动尺寸。设计双驱动式或屮心驱动式齿轮传动时，应设法采取自动平衡装置使各对齿轮副的载荷能得到均匀分配，例如采用滑动轴承和弹性支承。圆柱齿轮减速器有渐开线齿形和圆弧齿形两大类。除齿形不同外，减速器结构基本相同。传动功率和传动比相同时，圆弧齿轮减速器在长度方向的尺寸要比渐开线齿轮减速器约30%。2）圆锥齿轮减速器它用于输入轴和输岀轴位置布置成相交的场合。二级和二级以上的圆锥齿轮减速器常由圆锥齿轮传动和

6、圆柱齿轮传动组成，所以有时又称圆锥一圆柱齿轮减速器。因为圆锥齿轮常常是悬臂装在轴端的，为了使它受力小些，常将圆锥面松，作为，高速极：山手面锥齿轮的精加工比较困难，允许圆周速度又较低，因此圆锥齿轮减速器的应用不如圆柱齿轮减速器广。3）蜗杆减速器主要用于传动比较大（j>10）的场合。通常说蜗杆传动结构紧凑、轮廓尺寸小，这只是对传减速器的传动比较大的蜗杆减速器才是正确的，当传动比并不很大时，此优点并不显著。由于效率较低，蜗杆减速器不宜用在大功率传动的场合。蜗杆减速器主要有蜗杆在上和蜗杆在下两种不同形式。蜗杆圆周速度小于4m/s时最好采用蜗杆在下

7、式，这时，在啮合处能得到良好的润滑和冷却条件。但蜗杆圆周速度大于4m/s时，为避免搅油太甚、发热过多，最好采用蜗杆在上式。4）齿轮-蜗杆减速器它有齿轮传动在高速级和蜗杆传动在高速级两种布置形式。前者结构较紧凑，后者效率较高。通过比较，我们选定圆柱齿轮减速器。1.2减速器结构近年来，减速器的结构有些新的变化。为了和沿用已久、国内目前还在普遍使用的减速器有所区别，这里分列了两节，并称之为传统型减速器结构和新型减速器结构。1）传统型减速器结构绝大多数减速器的箱体是用屮等强度的铸铁铸成，重型减速器用高强度铸铁或铸钢。少量生产时也可以用焊接箱体。铸

8、造或焊接箱体都应进行吋效或退火处理。大量牛产小型减速器时有可能采用板材冲压箱体。减速器箱体的外形目前比较倾向于形状简单和表面平整。箱体应具有足够的刚度，以免受载后变形过人而影响传动质量。箱体通