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1、精选优质文档-倾情为你奉上华东理工大学毕业设计（论文）开题报告题 目 同轴式二级齿轮减速器设计 学 院 继续教育学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机械122（业升） 学 号 姓 名 徐斌 导 师 杨刚 定稿日期： 2014年 09 月 15 日专心-专注-专业同轴式二级齿轮减速器设计机械122（）徐斌摘要：根据给定的已知条件，设计一台用于带式运输机上的同轴式两级圆柱齿轮减速器，满足工作环境等要求。减速器是机械行业中必不可少的传动部件。由齿轮样式可以分为，直齿、斜齿、涡轮蜗杆等减速器。使用者可以根据自己的实际生产状况，选择适合自己的减速器，以满足生产需要。同轴二级直齿轮瞬时传动比恒定
2、、工作平稳、传动准确可靠，径向尺寸小，结构紧凑，重量轻，节约材料等优点。通过已知条件，确定各传动比。查阅相关文献资料和机械设计手册，确定各传动部件的外形尺寸并进行校核强度。关键词：减速机，二级，齿轮，平稳1、研究背景1.1设计任务：设计一台用于带式运输机上的同轴式两级齿轮减速器（如图），工作平稳，单向运转，两班制工作。运输带容许速度误差为5%。减速器成批生产，使用期限10年。设计参数：运输工作扭矩T=725Nm，运输带工作速度v=0.85m/s，卷筒直径D=350。 1.2传动比确定：电动机输出功率选取电动机额定功率选用一般用途的Y132S-4系列三项异步电动机。4极的电流是12A，转速是14
3、40r/min总传动比V带传动比：减速器的传动比：按同轴式布置，则1.3设计目标 ：1. 减速器内各传动部件一份2. 减速器装配图一份。3. 设计说明书一份。4. 此设计主要以同轴减速器为主，故图纸只涉及减速器输入至输出两端内的传动部件。其余部件只进行强度校核计算，不再出图。2、文献综述2.1简介：在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，上海长城减速机蜗杆减速机和行星齿轮减速机；按照传动级数不同可分为单级和多级减速机厂轮形状可分为圆柱齿轮减速机、圆锥齿轮减速机和圆锥圆柱齿引轮减速机；按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和
4、同进轴式减速机。减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用作原动件与工作机之间的减速传动装置 。在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速机是国民经济诸多领域的机械传动装置，行业涉及的产品类别包括了各类齿轮减速机、及，也包括了各种专用传动装置，如增速装置、调速装置、以及包括柔性传动装置在内的各类复合传动装置等。产品服务领域涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、电力、工程机械及石化等行业。我国减速机行业发展历史已有近40年，在国民经济及国防工业的各个领域，减速机产品都有着广泛的应用。食品轻工、电力机械、
5、建筑机械、冶金机械、水泥机械、环保机械、电子电器、筑路机械、水利机械、化工机械、矿山机械、输送机械、建材机械、橡胶机械、石油机械等行业领域对减速机产品都有旺盛的需求。潜力巨大的市场催生了激烈的行业竞争，在残酷的市场争夺中，减速机行业企业必须加快淘汰落后产能，大力发展高效节能产品，充分利用国家节能产品惠民工程政策机遇，加大产品更新力度，调整产品结构，关注国家产业政策，以应对复杂多变的经济环境，保持良好发展势头。斜，是新颖减速传动装置。采用最优化，模块组合体系先进的设计理念，具有体积小、重量轻、传递大、起动平稳、传动比分级精细等性质，可根据用户要求进行任意连接和多种安装位置的选择。特点：1、节省空
6、间，可靠耐用，承受能力高，可达132KW;2、能耗低，性能优越，减速机效率高达95%以上；3、振动小，噪音低，节能高；4、选用优质锻钢材料，钢性铸铁箱体，齿轮表面经过；5、经过精密加工，确保轴平行度和定位轴承要求，形成斜齿轮传动总成的减速机配置了各种类，组合成机电一体化，完全保证了产品使用质量特性。分类及应用：一、R系列斜齿轮减速机R系列斜齿轮减速机，具有体积小、重量轻、承载能力高，效率高、使用寿命长，安装方便，所配电机功率范围广，传动比分级精细等特点。可广泛的应用于各行业需要减速的设备上。二、S系列斜齿轮蜗轮蜗杆减速电机斜齿轮蜗轮减速机采用电机直联形式，结构为一级斜齿轮加一级蜗轮蜗杆传动。输
7、出为轴装式，具有六种基本安装形式。可正反转运转，斜齿轮采用硬齿面，运转平稳，承载能力大，工作环境温度-1040，该产品与同类产品比具有速度变化范围大，结构紧凑，安装方便等特点。可广泛用于冶金、矿山、起重、轻工、化工、运输、建筑等各种机械设备的减速机构。三、K系列伞齿轮-斜齿轮减速电机伞齿轮-斜齿轮减速电机采用电机直联形式，结构为一级斜齿轮加一级蜗轮蜗杆传动。输出为轴装式，具有六种基本安装形式。可正反转运转，斜齿轮采用硬齿面，运转平稳，承载能力大，工作环境温度-1040，该产品与同类产品比具有速度变化范围大，结构紧凑，安装方便等特点。可广泛用于冶金、矿山、起重、轻工、化工、运输、建筑等各种机械设
8、备的减速机构。四.F系列平行轴减速电机F系列平行轴减速电机采用单元结构模块化设计原理，大大减少了零部件种类和库存量，也大大缩短了交货周期。产品广泛应用于轻工、食品、啤酒饮料、化工、自动扶梯、自动化仓储设备、建筑、机械、钢铁冶金、造纸、人造板机械、汽车制造、烟草机械、水利、印刷包装、制药、纺织、建材、物流、饲料机械、环境保护等领域。常见问题：发热和漏油为了提高效率，蜗轮减速机一般均采用有色金属做，蜗杆则采用较硬的钢材。由于是滑动摩擦传动，运行中会产生较多的热量，使减速机各零件和密封之间热膨胀产生差异，从而在各配合面形成间隙，润滑油液由于温度的升高变稀，易造成泄漏。造成这种情况的原因主要有四点，一
9、是材质的搭配不合理;二是啮合摩擦面表面的质量差;三是润滑油添加量的选择不正确;四是装配质量和使用环境差。蜗轮磨损蜗轮一般采用，配对的蜗杆材料用45钢淬硬至HRC4555，或40Cr淬硬HRC5055后经蜗杆磨床磨削至粗糙度Ra0.8m。减速机正常运行时磨损很慢，某些减速机可以使用10年以上。如果磨损速度较快，就要考虑选型是否正确，是否超负荷运行，以及蜗轮蜗杆的材质、装配质量或使用环境等原因。齿轮磨损一般发生在立式安装的减速机上，主要与润滑油的添加量和油品种有关。立式安装时，很容易造成润滑油量不足，减速机停止运转时，电机和减速机间传动齿轮油流失，齿轮得不到应有的润滑保护。减速机启动时，齿轮由于得
10、不到有效润滑导致机械磨损甚至损坏。蜗杆轴承损坏发生故障时，即使减速箱密封良好，还是经常发现减速机内的被乳化，轴承生锈、腐蚀、损坏。这是因为减速机在运行一段时间后，齿轮油温度升高又冷却后产生的凝结水与水混合。当然，也与轴承质量及装配工艺密切相关。故障排除保证装配质量可购买或自制一些专用工具，拆卸和安装减速机部件时，尽量避免用锤子等其他工具敲击;更换齿轮、蜗轮蜗杆时，尽量选用原厂配件和成对更换;装配输出轴时，要注意公差配合;要使用防粘剂或红丹油保护空心轴，防止磨损生锈或配合面积垢，维修时难拆卸。润滑油选用斜齿轮-蜗轮蜗杆减速机一般选用220#，对重负荷、启动频繁、使用环境较差的减速机，可选用一些添
11、加剂，使减速机在停止运转时齿轮油依然附着在齿轮表面，形成保护膜，防止重负荷、低速、高转矩和启动时金属间的直接接触。添加剂中含有密封圈调节剂和抗漏剂，使密封圈保持柔软和弹性，有效减少润滑油漏。安装位置选择位置允许的情况下，尽量不采用立式安装。立式安装时，润滑油的添加量要比水平安装多很多，易造成减速机发热和漏油。润滑维护可根据润滑工作“五定”原则对减速机进行维护，做到每一台减速机都有责任人定期检查，发现温升明显，超过40或油温超过80，油的质量下降或油中发现较多的铜粉以及产生不正常的噪声等现象时，要立即停止使用，及时检修，排除故障，更换润滑油。加油时，要注意油量，保证减速机得到正确的润滑。维修方法
12、针对减速机磨损和泄漏问题，传统解决办法是或后机加工修复，但两者均存在一定弊端：补焊高温产生的热应力无法完全消除，易造成材质损伤，导致部件出现弯曲或断裂；而电刷镀受涂层厚度限制，容易剥落，且以上两种方法都是用金属修复金属，无法改变“硬对硬”的配合关系，在各力综合作用下，仍会造成再次磨损。当代西方国家针对以上问题多使用的修复方法，其具有超强的粘着力，优异的抗压强度等综合性能，可免拆卸、免机加工进行现场修复。用高分子材料维修既无补焊热应力影响，修复厚度也不受限制，同时产品所具有的金属材料不具备的退让性，可吸收设备的冲击震动，避免再次磨损的可能，并大大延长设备部件的使用寿命，为企业节省大量的停机时间，
13、创造巨大的经济价值。漏油问题原因分析1、油箱内压力升高在封闭的减速机里，每一对齿轮相啮合发生摩擦便要发出热量，根据波义耳马略特定律，随着运转时间的加长，使减速机箱内温度逐渐升高，而减速机箱内体积不变，故箱内压力随之增加，箱体内润滑油经飞溅，洒在减速机箱内壁。由于油的渗透性比较强，在箱内压力下，哪一处密封不严，油便从哪里渗出。2、减速机结构设计不合理引起漏油如设计的减速机没有通风罩，减速机无法实现均压，造成箱内压力越来越高，出现漏油现象。3、加油量过多减速机在运转过程中，油池被搅动得很厉害，润滑油在机内到处飞溅，如果加油量过多，使大量润滑油积聚在轴封、结合面等处，导致泄漏。4、检修工艺不当在设备
14、检修时，由于结合面上污物清除不彻底，或密封胶选用不当、密封件方向装反、不及时更换密封件等也会引起漏油。处理方案采用高分子复合材料修复治理减速机渗漏油，高分子复合材料是以高分子聚合物、金属或陶瓷超细粉末、纤维等为基料，在固化剂、固化促进剂的作用下复合而成的材料。各种材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料。具备极强的粘接力、机械性能、和耐化学腐蚀等性能，因而广泛应用于金属设备的机械磨损、划伤、凹坑、裂缝、渗漏、铸造砂眼等的修复以及各种化学储罐、反应罐、管道的化学防腐保护及修复。对于减速机静密封点泄漏可采用美嘉华高分子复合材料和技术现场治理渗漏，不用拆卸，高分子复
15、合材料在外部治理渗漏，省时省力，效果立竿见影，其产品具备的优越的粘着力、耐油性及350%的拉伸度，克服减速机振动造成的影响，很好地为企业解决了多年无法解决的问题。如果减速机运转中静密封点漏油，可用表面工程技术的油面紧急修补剂粘堵，从而达到消除漏油的目的。蜗杆减速机是一种具有结构紧凑，传动比大，以及在一定条件下具有自锁功能的传动机械，是最常用的减速机之一。主要有圆柱蜗杆减速机，圆弧环面蜗杆减速机，锥蜗杆减速机和蜗杆齿轮减速机，其中以圆柱蜗杆减速机最为常用。有普通圆柱蜗杆的和圆弧齿圆柱蜗杆的两种。其中，中空轴式蜗齿减速机不仅具有以上的特点，而且安装方便，结构合理，越来越得到广泛应用。在蜗轮蜗杆减速
16、器输人端加装一个斜齿轮减速器，构成的多级减速器可获得非常低的输出速度，是斜齿轮级和蜗齿级的组合，比纯单级具有更高的效率。而且振动小、噪音低、能耗低。总之，中空轴式蜗杆减速机安装方便、结构合理、可靠耐用。当然，也要注意选择减速机的牌号，实力强大的公司会根据减速机的造型、散热筋的布置、热平衡的计算、油路的设计等设计要点，结合减速机实际使用和运转条件，采用良好的制造工艺，生产出质量上乘，可靠耐用的减速机。用户只要正确使用维护，就可以得到满意的效果。蜗杆减速机系列产品采用美国技术，具有坚固耐用、传动平稳、承载能力大、噪音低等特点；结构紧凑、传动比大、动力源广；可用于电机或其他动力驱动。1减速机发热和漏
17、油。蜗轮减速机为了提高效率，一般均采用有色金属做蜗轮，蜗杆则采用较硬的钢材，由于它是滑动磨擦传动，在运行过程中，就会产生较高的热量，使减速机各零件和密封之间热膨胀产生差异，从而在各配合面产生间隙，而油液由于温度的升高变稀，容易造成泄漏。主要原因有四点，一是材质的搭配是否合理，二是啮合磨擦面的表面质量，三是润滑油的选择，添加量是否正确，四是装配质量和使用环境。2蜗轮磨损。蜗轮一般采用锡青铜，配对的蜗杆材料一般用45钢淬硬至HRC45一55,还常用40C:淬硬HRC50一55，经蜗杆磨床磨削至粗糙度RaO. 8 fcm,减速机正常运行时，蜗杆就象一把淬硬的“锉刀”，不停地锉削蜗轮，使蜗轮产生磨损。
18、一般来说，这种磨损很慢，象某厂有些减速机可以使用10年以上。如果磨损速度较快，就要考虑减速机的选型是否正确，是否有超负荷运行，蜗轮蜗杆的材质，装配质量或使用环境等原因。3传动小斜齿轮磨损。一般发生在立式安装的减速机上，主要跟润滑油的添加量和润滑油的选择有关。立式安装时，很容易造成润滑油油量不足，当减速机停止运转时，电机和减速机间传动齿轮油流失，齿轮得不到应有的润滑保护，启动或运转过程中得不到有效的润滑导致机械磨损甚至损坏。4蜗杆轴承损坏。减速机发生故障时，即使减速箱密封良好，该厂还是经常发现减速机内的齿轮油已经被乳化，轴承已生锈、腐蚀、损坏，这是因为减速机在运停过程中，齿轮油由热变冷后产生的水
19、分凝聚造成;当然，也和轴承质量，装配工艺方法密切相关。 (1)保证装配质量。为了保证装配质量，该厂购买和自制了一些专用工具，拆卸和安装减速机蜗轮、蜗杆、轴承、齿轮等部件时，尽量避免用锤子等其他工具直接敲击;更换齿轮、蜗轮蜗杆时，尽量选用原厂配件和成对更换;装配输出轴时，要注意公差配合，D50mm，采用H7 /k6 , D 50mm，采用H7/m6，同时要使用防粘剂或红丹油，保护空心轴，防止磨损生锈，防止配合面积垢，维修时难拆卸。(2)润滑油和添加剂的选用。蜗齿减速机一般选用220 #齿轮油，对一些负荷较重，启动频繁，使用环境较差的减速机，该厂还选用了一些润滑油添加剂，减速机在停止运转时，齿轮油
20、依然附在齿轮表面，形成保护膜来防止重负荷，低速，高转矩和启动时金属和金属间的接触。添加剂中还含有密封圈调节剂和抗漏剂，让密封圈保持柔软和弹性，有效减少润滑油泄漏现象。(3)减速机安装位置的选择。位置允许的情况下，尽量不采用立式安装。立式安装时，润滑油的添加量要比水平安装多很多，容易造成减速机发热和漏油。该厂引进的40000瓶/时纯生啤酒生产线，有些是采用立式安装，经过一段时间运行后，传动小齿轮都有较大的磨损，甚至损坏，经过调整后，情况得到了很大改善。(4)建立相应的润滑维护制度。该厂根据润滑工作“五定”原则，对减速机进行维护，做到每一台减速机都有责任人定期检查，当工作中发现油温显著升高，温升超
21、过40或油温超过80，油的质量下降或在油中发现较多的铜粉以及产生不正常的噪音等现象时，要立即停止使用及时检修，排除故障，更换润滑油后再使用。加油时，要注意油量和安装位置要一致，保证减速机得到正确的润滑。在实际应用中，蜗杆减速机由于设计缺陷和不间断振动经常造成密封部位渗漏，同时在长期运行过程中受振动、磨损、压力、温度影响，以及密封箱门盖及其它部位的频繁拆卸经常导致紧固内螺纹松动，加上密封部位的腐蚀、老化，也造成了该部位的漏油现象。这些部位受环境的（温度、介质、震动等）制约，长期以来一直得不到有效的解决，给企业带来了诸多不便和损失。由于长时间渗油，容易产生缺油现象造成传动部件干磨损，加快部件的损坏
22、几率；同时外渗油脂是产生火灾的重大隐患；油脂的不断渗漏损耗，造成了油的大量浪费，增加了企业成本，影响了企业的整体形象，又影响企业的现场管理；渗漏现象也增加了工人维护保养的周期和频率。传统治理方法要拆卸并打开减速机后，更换密封垫片或涂抹密封胶，不仅费时费力，而且难以确保密封效果，在运行中可能还会再次出现泄漏。采用高分子复合材料25551，其具备的优越的粘着力、耐油性及200%的延伸率，为企业很好的解决了多年无法解决的问题。进行现场治理，不但可以满足设备震动的影响，而且可以保证长期的治理效果。避免停机拆卸治理带来的损失，确保安全连续生产。2.2发展现状：减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转
23、速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，两者的设计、制造和使用特点各不相同。20世纪7080年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。 选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素，比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载能力，质量，价格等，选择最适合的减速器。减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。20世纪7080年代，上减速器技术有
24、了很大的发展，且与新的发展紧密结合。通用减速器的发展趋势如下： 水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。积木式组合设计。基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。型式多样化，变型设计多。摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围。促使减速器水平提高的主要因素有：的日趋完善，更接近实际（如齿轮强度计算方法、修形技术、变形计算、优化设计方法、齿根圆滑过渡、新结构等）。采用好的材料，普遍采用各种
25、优质锻件，材料和质量控制水平提高。结构设计更合理。加工精度提高到ISO56级。质量和寿命提高。质量提高。自20世纪60年代以来，中国先后制订了JB113070等一批通用减速器的标准，除主机厂自制配套使用外，还形成了一批减速器专业生产厂。目前，中国生产减速器的企业有数百家，年产通用减速器25万台左右，对发展中国的机械产品作出了贡献。20世纪60年代的减速器大多是参照苏联20世纪4050年代的技术制造的，后来虽有所发展，但限于当时的设计、工艺水平及装备条件，其总体水平与国际水平有较大差距。以来，中国引进一批先进加工装备，通过引进、消化、吸收国外先进技术和科研攻关，逐步掌握了各种高速和低速重载齿轮装
26、置的设计制造技术。材料和热处理质量及齿轮加工精度均有较大提高，通用圆柱齿轮的制造精度可从JB17960的89级提高到GB1009588的6级，高速齿轮的制造精度可稳定在45级。部分减速器采用硬齿面后，体积和明显减小，承载能力、使用寿命、传动效率有了较大的提高，对节能和提高主机的总体水平起到很大的作用。 中国自行设计制造的高速齿轮减（增）速器的已达42000kW ，齿轮圆周速度达150m/s以上。但是，中国大多数减速器的技术水平还不高，老产品不可能立即被取代，新老产品并存过渡会经历一段较长的时间。3、技术路线3.1设计步骤：（一） 设计的原始资料和数据：1) 原动机的类型、规格、转速、功率（或转
27、矩）、启动特性、短时过载能力、转动惯量等。2) 工作机械的类型、规格、用途、转速、功率（或转矩）。工作制度：恒定载荷或变载荷，变载荷的载荷图。 3) 原动机作机与的联接方式，轴伸是否有力及轴向力。4) 传动比及其允许误差。5) 对尺寸及重量的要求。6) 对使用寿命、安全程度和可靠性的要求。上述前四条是必备条件，其他方面可按常规设计，例如设计寿命一般为10年。用于重要场合时，可靠性应较高等。 （二） 初定各项工艺方法及参数：选定性能水平，初定齿轮及主要机件的材料、工艺、精加工方法、润滑方式及润滑油品。（三） 初定几何参数。（四） 初算中心距（或节圆直径）、模数及其他几何参数。（五） 整体方案设计
28、。（六） 确定减速器的结构、轴的尺寸、跨距及轴承型号等。（七） 校核：校核齿轮、轴、键等负载件的强度，计算轴承寿命。（八） 润滑冷却计算。（九） 确定减速器的附件。（十） 绘制装配图：在设计中应贯彻国家和行业的有关标准。4、进度安排第一周 搜集、阅读参考资料、熟悉软件。第二周 提交开题报告。第三至四周 进行主要零部件设计计算。第五至八周 绘制总装图及零件图。第八至十周 编写设计说明书、对设计内容进行修改完善。第十一周 准备答辩。5、主要参考文献1 王昆，何小柏，汪信远主编.机械设计课程设计.高等教育出版社:1995年12月2 濮良贵，纪名刚主编.机械设计.（第七版）.高等教育出版社:2001年7月3 洪钟德主编.简明机械设计手册.同济大学出版社:2002年5月4 周明衡主编.减速器选用手册.化学工业出版社:2002年6月5 刘希平主编.工程机械构造图册.机械工业出版社:2005年2月6 刘朝儒，彭福荫，高治一编.机械制图.（第四版）.高等教育出版社:2001年8月7 廖念钊，古莹庵，莫雨松，李硕根，杨兴骏编.互换性与技术测量.（第四版）.中国计量出版社:2001年1月8 陈立德主编.机械设计基础课程设计指导书.（第二版）.高等教育出版社:2004年7月9 吴宗泽主编.机械零件.中央广播电视大学出版社:1996年3月