(完整版)减速器设计

1 设计任务书1。

1设计数据及要求表1-1设计数据1.2传动装置简图图1—1 传动方案简图1.3设计需完成的工作量（1) 减速器装配图1张（A1）(2） 零件工作图1张（减速器箱盖、减速器箱座—A2）;2张(输出轴-A3;输出轴齿轮-A3） （3） 设计说明书1份（A4纸）2 传动方案的分析一个好的传动方案,除了首先应满足机器的功能要求外，还应当工作可靠、结构简单、尺寸紧凑、传动效率高、成本低廉以及使用维护方便。

要完全满足这些要求是困难的。

在拟定传动方案和对多种方案进行比较时，应根据机器的具体情况综合考虑，选择能保证主要要求的较合理的传动方案。

现以《课程设计》P3的图2-1所示带式输送机的四种传动方案为例进行分析。

方案a 制造成本低，但宽度尺寸大，带的寿命短，而且不宜在恶劣环境中工作。

方案b 结构紧凑，环境适应性好，但传动效率低,不适于连续长期工作,且制造成本高.方案c 工作可靠、传动效率高、维护方便、环境适应性好，但宽度较大。

方案d 具有方案c 的优点，而且尺寸较小，但制造成本较高。

上诉四种方案各有特点，应当根据带式输送机具体工作条件和要求选定。

若该设备是在一般环境中连续工作，对结构尺寸也无特别要求，则方案c a 、均为可选方案。

对于方案c 若将电动机布置在减速器另一侧，其宽度尺寸得以缩小。

故选c 方案，并将其电动机布置在减速器另一侧。

3 电动机的选择3.1电动机类型和结构型式工业上一般用三相交流电动机，无特殊要求一般选用三相交流异步电动机.最常用的电动机是Y 系列笼型三相异步交流电动机。

其效率高、工作可靠、结构简单、维护方便、价格低,适用于不易燃、不易爆，无腐蚀性气体和无特殊要求的场合.此处根据用途选用Y 系列三相异步电动机3.2选择电动机容量3.2.1工作机所需功率w P 卷筒3轴所需功率：1000Fv P W ==100082.01920⨯=574.1 kw 卷筒轴转速：min /13.5914.326582.0100060100060r D v n w =⨯⨯⨯=⨯=π3。

目录一、设计任务书-----------------------------------------2二、传动方案分析---------------------------------------3三、电动机的选择计算-----------------------------------3四、总传动比的确定和各级传动比的分配-------------------4五、运动和动力参数的计算-------------------------------4六、传动零件的设计-------------------------------------5七、轴的设计和计算------------------------------------13八、滚动轴承的选择和计算------------------------------27九、键连接的选择和计算--------------------------------28十、联轴器的选择和计算--------------------------------29十一、润滑和密封的说明--------------------------------30十二、减速箱体的附件的说明----------------------------30十三、设计小节----------------------------------------30十四、参考资料----------------------------------------31一、设计任务书课程设计的题目：减速器的设计（1）输送带的工作拉力kN F 7=输送带工作速度s m v /1.1= 滚筒直径mm D 400=工作情况：两班制，连续单向运转，载荷较平稳 使用折旧期：10年工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度35o C动力来源：电力，三相交流，电压380/220V检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产 二、传动方案分析 ①方案设计方案一：带传动+单级传动方案二： 齿轮传动+二级传动+带传动方案三： 带传动+链传动+单级传动②方案比较方案一：带传动具有结构简单、传动平稳、价格低廉和缓冲吸振等特点。

摘要传统的摆线针轮减速机精确度不够，不能应用于精密传动的场合，本课题旨在改进传统的行星针轮摆线减速机，提高精度和效率。

通过改进齿轮啮合副以及使用精度更高的等速输出机构来实现。

本设计通过对基本机构的分析来确定本设计机构的可能性，然后通过接触强度的计算进行摆线轮尺寸的确定，摆线齿轮的尺寸确定后就可以确定针轮的尺寸，通过摆线齿轮的尺寸来初步确定十字盘的尺寸，通过对十字盘的校核来验算尺寸是否合格，不合格继续修改参数，进行下一轮计算，直到算出合格的参数为止。

然后通过选取联轴器来确定轴的最小尺寸，在根据轴上零件尺寸来确定各轴段尺寸，最后确定整个减速器的尺寸。

通过查阅公式进行了一系列计算后，各零部件的强度都符合要求，确定了本设计的改进方案在理论上的合理性和可行性。

关键词：行星传动摆线齿轮十字钢球等速输出机构变齿厚AbstractTraditional cycloidal reducer precision is not enough, can not be applied to precision transmission occasions, this subject aims to improve the traditional needle wheel planetary cycloid reducer, improve accuracy and efficiency. By improving the gear meshing pair and use higher precision constant output mechanism.This design through the analysis of basic mechanism to determine the possibility of the design organization, and then through the calculation of contact strength for determination of cycloid gear size, the size of the cycloidal gear is determined can determine the size of needle wheel, through the size of the cycloidal gear to preliminarily determine the dimensions of the cross plate, plate through the cross checking to check the size whether qualified, unqualified continue to modify parameters,calculation of the next round until work out qualified parameters. Then select coupling to determine the minimum size of shaft, in according to the size of shaft parts to determine the various shaft section size, finally determine the size of the whole reducer.By looking at in a series of calculation formula, the strength of the parts meet the requirements, determine the improvement scheme of the design in theory the rationality and feasibility.Keywords：Planetary-transmission; Cycloid ; Cross steel ball uniform output mechanism; Variable tooth thickness目录第1章绪论 (1)1.1 目的和意义 (1)1.2 摆线针轮与钢球等速输出机构的国内外研究概况 (1)1.2.1 摆线针轮减速器的国内外研究概况 (2)1.2.2 无隙钢球等速输出机构的研究现状 (3)1.3 主要研究内容 (4)第2章传动总体设计 (5)2.1 传动机构设计 (5)2.1.1 机构的改进方案 (5)2.2.1 总体的结构设计 (8)2.2 计算负载以及电机的选择 (9)第3章摆线齿轮的设计及校核 (10)3.1 摆线齿轮的受力分析 (10)3.2 摆线轮及针轮的校核计算 (13)3.2.1 齿面接触强度计算 (13)3.2.2 针齿抗弯曲强度计算及刚度计算 (14)3.3 摆线针轮的计算和校核过程 (14)3.4转臂轴承的选择 (19)第4章十字钢球等速输出机构的计算及校核 (20)4.1 结构组成及工作原理 (20)4.2 无回差特性分析 (21)4.3 力学性能分析 (23)4.3.1 钢球滚道槽啮合副的受力分析 (23)4.3.2 强度分析 (26)4.4 十字钢球等速输出机构的计算和校核 (27)第5章轴的设计计算及校核和键的校核 (30)5.1 轴的设计及校核过程 (30)5.1.1 输入轴的设计与校核 (30)5.1.2 输出轴的设计与校核 (35)5.2 键的校核 (41)结论 (41)致谢 (42)参考文献 (42)第1章绪论减速器是各种机械设备中最常见的部件,它的作用是将电动机转速减少或增加到机械设备所需要的转速,摆线针轮行星减速器由于具有减速比大、体积小、重量轻、效率高等优点，在许多情况下可代替二级、三级的普通齿轮减速器和涡轮减速器，所以使用越来越普及，为世界各国所重视。

减速器的轴及轴上零件的结构设计一、轴的结构设计轴结构设计包括确定钢的结构形状和尺寸。

轴的结构是由多方面的因素决定的，其中主要考虑轴的强度、刚度、轴上零件的安装、定位、轴的支承结构以及轴的工艺性等，其设计方法和结构要素的确定，可参照教科书有关章节进行。

单级圆柱齿轮减速器的轴一般均为阶梯轴，确定阶梯轴各段的直径和长度是阶梯轴设计的主要内容。

下面通过图1-2-17和表1-2-2、表1-2-3来说明。

1、阶梯轴各段直径的确定图1-2-17中阶梯轴各段的直径可由表1-2-2确定。

符号确定方法及说明d1按许用扭转应力进行估算。

尽可能圆整为标准直径，如果选用标准联轴器，d1应符合联轴器标准的孔径。

d2d2= d1+2a，a为定位轴肩高度。

通常取a=3-10mmd2尽可能符合密封件标准孔径的要求，以便采用标准密封圈。

d3此段安装轴承，故d3必须符合滚动轴承的内径系列。

为便于轴承安装，此段轴径与d2段形成自由轴肩，因此，d3= d2+1~5mm，然后圆整到轴承的内径系列。

当此轴段较长时，可改设计为两个阶梯段，一段与轴承配合，精度较高，一段与套筒配d4d4= d3+1~5mm（自由轴肩），d4与齿轮孔相配，应圆整为标准直径。

d5d5= d4+2a，a为定位轴环高度，通常可取a=3~10mmd6d6= d3，因为同一轴上的滚动轴承最好选取同一型号。

图1-2-17中各阶梯长度可由表1-2-3确定。

符号确定方法及说明L1按轴上零件的轮毂宽度决定，一般比毂宽短2~3mm。

也可按（1.2~1.5）d1取定。

L2L2=l3+l4(l3为轴承端盖及联接螺栓头的高度)L3L3=B+l2+⊿2+(2~3) B轴承宽度L4L4按齿轮宽度b决定，L4=b-(2~3)mmL5 无挡油环时，L5=B 有挡油环时，L5=B+挡油环的毂宽注：表中l2、l3、l4、⊿2参见表1-2-4。

由表中计算式可知，各段长度的确定与箱外的旋转零件至固定零件的距离l4；轴承端盖及联接螺栓头高度的总尺寸l3；轴承端面至箱体内壁的距离l2；转动零件端面至箱体内壁的距离⊿2以及档油环的结构尺寸有关，这些尺寸又取决于轴承盖的类型、密封型式以及各零件在装配图中的相关位置。

目录第一章传动装置的总体设计一、电动机选择1.选择电动机的类型2.选择电动机的功率3.选择电动机的转速4.选择电动机的型号二、计算总传动比和分配各级传动比三、计算传动装置的运动和动力参数1.各轴转速2.各轴功率3.各轴转矩4.运动和动力参数列表第二章传动零件的设计一、减速器箱体外传动零件设计1.带传动设计二、减速器箱体内传动零件设计1.高速级齿轮传动设计2.低速级齿轮传动设计三、选择联轴器类型和型号1.选择联轴器类型2.选择联轴器型号第三章装配图设计一、装配图设计的第一阶段1.装配图的设计准备2.减速器的结构尺寸3.减速器装配草图设计第一阶段二、装配图设计的第二阶段1.中间轴的设计2.高速轴的设计3.低速轴的设计三、装配图设计的第三阶段1.传动零件的结构设计2.滚动轴承的润滑与密封四、装配图设计的第四阶段1.箱体的结构设计2.减速器附件的设计3.画正式装配图第四章零件工作图设计一、零件工作图的内容二、轴零件工作图设计三、齿轮零件工作图设计第五章注意事项一、设计时注意事项二、使用时注意事项第六章设计计算说明书编写第一章 传动装置总体设计一、电动机选择1.选择电动机的类型电动机有直流电动机和交流电动机。

直流电动机需要直流电源，结构复杂，价格较高；当交流电动机能满足工作要求时，一般不采用直流电动机，工程上大都采用三相交流电源，如无特殊要求应采用三相交流电动机。

交流电动机又分为异步电动机和同步电动机，异步电动机又分为笼型和绕线型，一般常用的是Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机，它具有防止灰尘、铁屑或其他杂物侵入电动机内部的特点，适用于没有特殊要求的机械上，如机床、运输机、搅拌机等。

所以选择Y 系列三相异步电动机。

2.选择电动机的功率电动机的功率用额定功率P ed 表示，所选电动机的额定功率应等于或稍大于工作机所需的电动机输出功率P d 。

功率小于工作要求则不能保证工作机正常工作，或使电动机长期过载，发热大而过早损坏；功率过大，则增加成本，且由于电动机不能满载运行，功率因素和效率较低，能量不能充分利用而造成浪费。

第一章减速器概述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—蜗杆传动所组成的独立部件，常用在动力机与工作机之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，这时就称为增速器。

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；按传动件类型又可分为：齿轮、蜗杆、齿轮-蜗杆、蜗杆-齿轮等。

电动机联轴器高速轴中间轴低速轴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以下时，可采用单级圆柱齿轮减速器。

大于8时，最好选用二级(i=8—40)和二级以上(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)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，其中较轻的龆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40 000kW，圆周速度也可从很低至60m/s一70m／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。

设计双驱动式或中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。