实验用减速器的设计
摘要：减速器是由封闭在刚性壳内所有齿轮的传动组成的一独立完整的机构。通过此次设计可以初步掌握一般简单机械的完整设计及了解构成减速器的通用零部件。
齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高（一般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%），传递功率范围广（可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动）速度范围广（齿轮的圆周速度可以从0.1m/s到200m/s或更高，转速可以从1r/min到20000r/min或更高），结构紧凑，维护方便等优点。因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用，本课题就是齿轮传动的一个典型应用。
因为齿轮传动能够满足减震器实验台对传动的高度要求，因此，本设计采用齿轮传动。
关键词：减速器 零部件 齿轮传动 机械传动
目 录
第一章 减速器概述……………………………………………………………………………1
1.1 减速器的主要型式及其特性……………………………………………………………1
1.2 减速器结构………………………………………………………………………………2
1.3 减速器润滑 ……………………………………………………………………………3
第二张 减速箱原始数据及传动方案的选择 …………………………………………………5
2.1原始数据 …………………………………………………………………………………5
2.2传动方案选择 ……………………………………………………………………………5
第三章 电动机的选择计算 ……………………………………………………………………8
3.1 电动机选择步骤 …………………………………………………………………………8
3.1.1 型号的选择 ………………………………………………………………………8
3.1.2 功率的选择 ………………………………………………………………………8
3.1.3 转速的选择 ………………………………………………………………………9
3.2 电动机型号的确定………………………………………………………………………9
第四章 轴的设计 ……………………………………………………………………………11
4.1 轴的分类 ………………………………………………………………………………11
4.2 轴的材料…………………………………………………………………………………11
4.3 轴的结构设计……………………………………………………………………………12
4.4 轴的设计计算……………………………………………………………………………13
4.4.1 按扭转强度计算…………………………………………………………………13
4.4.2 按弯扭合成强度计算……………………………………………………………14
4.4.3 轴的刚度计算概念………………………………………………………………14
4.4.4 轴的设计步骤……………………………………………………………………15
4.5 各轴的计算 ……………………………………………………………………………15
4.5.1高速轴计算………………………………………………………………………15
4.5.2中间轴设计………………………………………………………………………17
4.5.3低速轴设计………………………………………………………………………21
4.6 轴的设计与校核 ………………………………………………………………………23
4.6.1高速轴设计………………………………………………………………………23
4.6.2中间轴设计………………………………………………………………………24
4.6.3低速轴设计………………………………………………………………………24
4.6.4高速轴的校核……………………………………………………………………24
第五章 联轴器的选择…………………………………………………………………………26
5.1 联轴器的功用……………………………………………………………………………26
5.2 联轴器的类型特点………………………………………………………………………26
5.3 联轴器的选用……………………………………………………………………………26
5.4 联轴器材料………………………………………………………………………………27
第六章 圆柱齿轮传动设计……………………………………………………………………29
6.1 齿轮传动特点与分类……………………………………………………………………29
6.2 齿轮传动的主要参数与基本要求………………………………………………………29
6.2.1 主要参数…………………………………………………………………………29
6.2.2 精度等级的选择…………………………………………………………………30
6.2.3 齿轮传动的失效形式……………………………………………………………30
6.3 齿轮参数计算 …………………………………………………………………………31
第七章 轴承的设计及校核……………………………………………………………………40
7.1 轴承种类的选择…………………………………………………………………………40
7.2 深沟球轴承结构………………………………………………………………………40
7.3 轴承计算………………………………………………………………………………41
第八章 箱体设计 ……………………………………………………………………………43
第九章 设计结论 ……………………………………………………………………………44
第使章 设计小结 ……………………………………………………………………………45
第十一章. 参考文献 …………………………………………………………………………46
致谢 ………………………………………………………………………………………47
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。
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。
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％。
它用于输入轴和输出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圆柱齿轮传动组成，所以有时又称圆锥—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，常将圆锥面崧，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。
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。
