目錄1緒論.11.1圓柱齒輪減速器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀.11.2實(shí)體造型軟件的選擇.21.3本文研究的主要內(nèi)容.42減速器的參數(shù)設(shè)計(jì).42.1傳動(dòng)簡(jiǎn)圖說明.42.2設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù).52.3機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比分配及電機(jī)的選擇.52.6滾動(dòng)軸承的選擇.112.7軸的尺寸設(shè)計(jì).112.7.1軸1的設(shè)計(jì).112.7.2軸2的設(shè)計(jì).112.7.3軸3的設(shè)計(jì).112.7.4各軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖.112.8連接鍵的選擇.122.8.1連接聯(lián)軸器2和軸1的鍵.122.8.2連接軸2和齒輪2的鍵的選擇.122.8.3連接軸2和齒輪3的鍵的選擇.122.8.4連接軸3和齒輪4的鍵的選擇.122.8.5連接聯(lián)軸器4與軸3的鍵的選擇.123構(gòu)件參數(shù)校核.123.1校核軸承的使用壽命.123.3校核鍵的強(qiáng)度.154潤(rùn)滑與密封.155減速器附件的選擇及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖.165.1窺視孔及窺視孔蓋.165.2放油孔及放油螺塞M18.175.3:油標(biāo)M16.175.4通氣孔M12.175.5起蓋用螺釘.185.6定位銷M10.185.7凸緣式軸承端蓋.185.8減速器裝配過程.196結(jié)束語(yǔ).19致謝.20參考文獻(xiàn).2011緒論1.1圓柱齒輪減速器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀50年代初期，減速器制造僅是按得到的樣機(jī)及資料仿制，品種少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，未形成系列。沈陽(yáng)變壓器廠在1953年翻譯了蘇聯(lián)圖紙，建立起仿蘇的產(chǎn)品系列并開始試制，并于1956年試制成功仿蘇220kY油浸絕緣電壓減速器，1958年試制成功仿蘇220kY油浸絕緣電流減速器。此，中國(guó)已可以制造05kV220kV各種規(guī)格的電流減速器和電壓減速器并形成了系列。958年后開始在仿制產(chǎn)品的基礎(chǔ)上自行設(shè)計(jì)。沈陽(yáng)變壓器廠、華通開關(guān)廠試制成功l0kV環(huán)氧樹脂澆注電流減速器，取代了仿蘇產(chǎn)品。同時(shí)對(duì)油浸絕緣減速器進(jìn)行了改型設(shè)計(jì)，形成了新的減速器系列。0年代后，沈陽(yáng)變壓器研究所先后組織了多次全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)，完成了05kV干式電流、電壓減速器，l0V澆注絕緣電流、電壓減速器，35kV油浸絕緣電流、電壓減速器，110kV油浸絕緣電流、電壓減速器新系列的設(shè)計(jì)、試制，提高了產(chǎn)品的技術(shù)性能，使產(chǎn)品更符合中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要。1970年后，我國(guó)減速器的整體技術(shù)水平有了更大的提高，品種日益增加。沈陽(yáng)變壓器廠先后又試制成功330kV和500kV油紙絕緣電流減速器。西安電力電容器廠也試制成功500kV電容式電壓減速器。各減速器制造廠也不斷對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)和完善，我國(guó)已具有當(dāng)時(shí)國(guó)際上減速器行業(yè)最高電壓等級(jí)的產(chǎn)品制造能力。減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在某些場(chǎng)合也用來增速，稱為增速器。選用減速器時(shí)應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的選用條件，技術(shù)參數(shù)，動(dòng)力機(jī)的性能，經(jīng)濟(jì)性等因素，比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸，傳動(dòng)效率，承載能力，質(zhì)量，價(jià)格等，選擇最適合的減速器。減速器的類別、品種、型式很多，目前已制定為行（國(guó)）標(biāo)的減速器有40余種。減速器的類別是根據(jù)所采用的齒輪齒形、齒廓曲線劃分；減速器的品種是根據(jù)使用的需要而設(shè)計(jì)的不同結(jié)構(gòu)的減速器；減速器的型式是在基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上根據(jù)齒面硬度、傳動(dòng)級(jí)數(shù)、出軸型式、裝配型式、安裝型式、聯(lián)接型式等因素而設(shè)計(jì)的不同特性的減速器。圓柱齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題。減速器制造方面，國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)廠家數(shù)目眾多，如對(duì)各種類型的圓柱齒輪機(jī)圓錐圓柱齒輪或者齒輪蝸桿減速機(jī)系列產(chǎn)品.在各類專用傳動(dòng)裝置的開發(fā)機(jī)制造方面，國(guó)內(nèi)近幾年取得的明顯的進(jìn)展，如重慶齒輪箱有限責(zé)任公司生產(chǎn)的MDH28型磨機(jī)邊緣驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置，其最大功率已達(dá)7000KW，傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)25000KN.m，總重46噸，生產(chǎn)的1700熱連軋主傳動(dòng)齒輪箱子的最大模數(shù)為30，重量達(dá)180噸。由杭州前進(jìn)齒輪箱有限公司生產(chǎn)的gwc70/76型1.2萬(wàn)噸及裝箱船用齒輪箱，傳動(dòng)功率已達(dá)6250KW。由南京高精齒輪股份有限公司及重慶齒輪箱有限公司生產(chǎn)的里磨系列齒輪箱最大功率已達(dá)3800KW，由西安重型機(jī)械研究所、洛陽(yáng)重重齒輪箱有限公司、荊州巨鯨傳動(dòng)機(jī)械有限公司等開發(fā)制造的重載行星齒輪箱系列產(chǎn)品在礦山、冶金、建材、煤炭及水電等行業(yè)也都得到了廣泛應(yīng)用，其中西安重型機(jī)械研究所開發(fā)的水泥行業(yè)輥壓機(jī)懸掛系列行星齒輪箱的輸入功率已達(dá)1250KW，用于鋁造軋機(jī)的行星齒輪箱有司責(zé)任公司、杭州前進(jìn)出論箱有限公司、西安重型機(jī)械研究所開發(fā)的風(fēng)力發(fā)電增速箱系列產(chǎn)品也逐步取代進(jìn)口產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)風(fēng)電行業(yè)。國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問題，也未解決好。最近報(bào)導(dǎo)，日本住友重工研制的FA型高精度減速器，美國(guó)Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器，在傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)上與本項(xiàng)目類似或相近，都為目前先進(jìn)的齒輪減速器。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，平動(dòng)齒輪傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。目前，超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機(jī)器人等領(lǐng)域中，微型發(fā)動(dòng)機(jī)已基本研制成功，美國(guó)和荷蘭近期研制的分子發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸在納米級(jí)范圍，如能輔以納米級(jí)的減速器，則應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。減速器業(yè)涉及的產(chǎn)品類別包括了各類齒輪減速機(jī)、行星齒輪減速機(jī)及蝸桿減速機(jī)，也包括了各種專用傳動(dòng)裝置，如增速裝置、條素裝置、以及包括柔性傳動(dòng)裝置在內(nèi)的各類復(fù)合傳動(dòng)裝置等，產(chǎn)品服務(wù)領(lǐng)域涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、電力、工程機(jī)械及石化等行業(yè)。其作為傳動(dòng)機(jī)械行業(yè)里的一個(gè)重要的分支，在機(jī)械制造領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色。近幾年，隨著中國(guó)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，減速器業(yè)在國(guó)內(nèi)也取得了日新月異的進(jìn)步。1.2實(shí)體造型軟件的選擇功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks的三大特點(diǎn)，使得SolidWorks成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來說，操作簡(jiǎn)單方3便、易學(xué)易用。在目前市場(chǎng)上所見到的三維CAD解決方案中，設(shè)計(jì)過程最簡(jiǎn)便、最方便的莫過于SolidWorks了。就像美國(guó)著名咨詢公司Daratech所評(píng)論的那樣：“在基于Windows平臺(tái)的三維CAD軟件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者?！痹跓o與倫比的設(shè)計(jì)功能和易學(xué)易用的操作，使用SolidWorks，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。強(qiáng)大的繪圖自動(dòng)化強(qiáng)化性能使得設(shè)計(jì)師能夠以前所未有的速度從大型裝配件創(chuàng)造產(chǎn)品級(jí)的工程圖。新的輕化制圖工具使得用戶無需加載每一個(gè)部件到內(nèi)存就能創(chuàng)建裝配圖。只需拖拽并釋放一個(gè)裝配件到工程圖中，用戶就能夠在10秒鐘左右生成包括10,000個(gè)組件的裝配件2D圖。許多系統(tǒng)不能創(chuàng)建這樣一個(gè)大型裝配視圖。SolidWorks2005還使得設(shè)計(jì)工程師第一次能夠?yàn)榱慵N類多、數(shù)量龐大和配置復(fù)雜的多個(gè)項(xiàng)目生成一個(gè)單一的材料清單，這是加速設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其他重要的新的制圖自動(dòng)化包括自動(dòng)序號(hào)標(biāo)注、孔匯總表和修訂跟蹤表。省時(shí)、提高生產(chǎn)力這樣的特性使得產(chǎn)品看起來更好，性能更佳，在市場(chǎng)上也更受歡迎。沒有任何其他軟件能夠與SolidWorks的性能相媲美，SolidWorks能夠比與之競(jìng)爭(zhēng)的2D產(chǎn)品快10倍地生成工程圖注釋也是吸引2D軟件用戶遷移到3D軟件的一個(gè)重要原因。SolidWorks可以動(dòng)態(tài)地查看裝配體的所有運(yùn)動(dòng)，并且可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測(cè)。用智能零件技術(shù)自動(dòng)完成重復(fù)設(shè)計(jì)。智能零件技術(shù)是一種嶄新的技術(shù)，用來完成諸如將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的螺栓裝入螺孔中，而同時(shí)按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。鏡像部件是SolidWorks技術(shù)的巨大突破。鏡像部件能產(chǎn)生基于已有零部件（包括具有派生關(guān)系或與其他零件具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的零件）的新的零部件。SolidWorks用捕捉配合的智能化裝配技術(shù)，來加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術(shù)能夠自動(dòng)地捕捉并定義裝配關(guān)系.olidWorks提供了生成完整的、車間認(rèn)可的詳細(xì)工程圖的工具。工程圖是全相關(guān)的，當(dāng)你修改圖紙時(shí)，三維模型、各個(gè)視圖、裝配體都會(huì)自動(dòng)更新。從三維模型中自動(dòng)產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標(biāo)注。增強(qiáng)了的詳圖操作和剖視圖，包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。使用RapidDraft技術(shù)，可以將工程圖與三維零件和裝配體脫離，進(jìn)行單獨(dú)操作，以加快工程圖的操作，但保持與三維零件和裝配體的全相關(guān)。用交替位置顯示視圖能夠方便地顯示零部件的不同的位置，以便了解運(yùn)動(dòng)的順序。交替位置顯示視圖是專門為具有運(yùn)動(dòng)關(guān)系的裝配體而設(shè)計(jì)的4獨(dú)特的工程圖功能。SolidWorks提供了無與倫比的、基于特征的實(shí)體建模功能。通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁特征、高級(jí)抽殼、特征陣列以及打孔等操作來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。通過對(duì)特征和草圖的動(dòng)態(tài)修改，用拖拽的方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的設(shè)計(jì)修改。三維草圖功能為掃描、放樣生成三維草圖路徑，或?yàn)楣艿?、電纜、線和管線生成路徑。通過帶控制線的掃描、放樣、填充以及拖動(dòng)可控制的相切操作產(chǎn)生復(fù)雜的曲面?？梢灾庇^地對(duì)曲面進(jìn)行修剪、延伸、倒角和縫合等曲面的操作。最新版本的SolidWorks2009提供了一種快速預(yù)覽三維輕量化模型的技術(shù)，使得大裝配模型的顯示速度進(jìn)一步提高。同時(shí)，支持在設(shè)計(jì)界面下的真三維顯示效果，達(dá)到了以往專門的三維渲染軟件的顯示效果。方便地編輯大裝配件?？梢员憬莸貜拇笱b配件中選取一部分零部件進(jìn)行顯示、編輯，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。強(qiáng)化了SWIFT技術(shù)。在SolidWorks2007已經(jīng)推出的SketchExpert、MateExpert和FeatureExpert的基礎(chǔ)上，又推出了CornerExpert（在復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中自動(dòng)生成合理的圓角）、ToleranceExpert（合理分配公差）和LargeAssemblyExpert（檢查大裝配是否正確），幫助客戶更加簡(jiǎn)便地生產(chǎn)零件和裝配結(jié)構(gòu)。最大限度地減少客戶的重復(fù)操作，使用戶在使用過程中，更加專注于設(shè)計(jì)本身。SolidWorks以往的版本中已經(jīng)加入了CosmosXpress，讓工程師在設(shè)計(jì)過程中可以體驗(yàn)仿真分析的效果。而SolidWorks2008中將提供CosmosMotionXpress（運(yùn)動(dòng)仿真分析）、CosmosFloXpress和DFMXpress（可制造性的分析）等模塊，使得工程師能夠更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證。為了更好地滿足設(shè)計(jì)要求，SolidWorks作為最先進(jìn)的實(shí)體造型軟件成為設(shè)計(jì)的首選軟件。1.3本文研究的主要內(nèi)容基于SolidWorks的雙級(jí)三軸線圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)就是根據(jù)原始的給定參數(shù)，如軸的轉(zhuǎn)速，工作載荷等，設(shè)計(jì)計(jì)算減速器各個(gè)結(jié)構(gòu)的尺寸。從而運(yùn)用實(shí)體造型軟件SolidWorks繪制出實(shí)體，檢查減速器設(shè)計(jì)尺寸的合理性，并進(jìn)行模擬運(yùn)動(dòng)仿真。2減速器的參數(shù)設(shè)計(jì)2.1傳動(dòng)簡(jiǎn)圖說明電機(jī)1通過聯(lián)軸器2將動(dòng)力傳入減速器3,減速器輸出軸通過聯(lián)軸器4與開式齒輪6連接把動(dòng)力傳遞到運(yùn)輸機(jī)的鼓輪7上,從而帶動(dòng)傳送帶5工作.(圖示輸送帶緊邊在上,向左前進(jìn))5圖11:電動(dòng)機(jī)2:聯(lián)軸器3:減速器4:聯(lián)軸器5:帶式運(yùn)輸機(jī)6:開式齒輪7:鼓輪2.2設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)1運(yùn)輸機(jī)鼓輪上的圓周力10000N2運(yùn)輸機(jī)輸送帶速度0.375m/s3運(yùn)輸機(jī)鼓輪直徑500m4運(yùn)輸帶速度允許偏差為5%5減速器的設(shè)計(jì)壽命為5年6工作情況:二班制,連續(xù)工作2.3機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比分配及電機(jī)的選擇設(shè)工作機(jī)構(gòu)所需輸入功率為w，已知卷筒的傳動(dòng)效率為0.96可知:Pw=F.V/1000.0.96=390625KW查表可知:聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率為0.99,軸承的傳動(dòng)效率為0.99,齒輪的傳動(dòng)效率為0.92,雙級(jí)齒輪減速器的傳動(dòng)效率為0.95,則:工作機(jī)構(gòu)的總效率=..95=0.8396卷筒的工作轉(zhuǎn)速=60.1000.V/3.14.DD=500mm,V=0.375m/s卷筒的工作轉(zhuǎn)速=143.3r/min查表可知雙級(jí)齒輪傳動(dòng)比i雙18,取i雙=16.單級(jí)齒輪傳動(dòng)比i單=35,因此合理的總傳動(dòng)比范圍i總=4880設(shè)可選電極的轉(zhuǎn)速nd,則6nd=i總.nw=(4880).143.3=667.81146.4r/min有同步轉(zhuǎn)速為750,1000的電機(jī)可選,考慮到電機(jī)的轉(zhuǎn)速越低電機(jī)價(jià)格越高,會(huì)增加制造成本,因此選擇同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的Y-132M-6型的電機(jī)二級(jí)圓柱齒輪減速器中ih=(1.31.4).il取ih=1.4il單級(jí)齒輪傳動(dòng)比i=35,取i=4i總=i.il.ih=i.il.il.1.4=66.9由上式可知il=3.456,ih=il.1.4=4.838設(shè)減速器中軸1的轉(zhuǎn)速為n1,軸2的轉(zhuǎn)速為nII,軸3的轉(zhuǎn)速為nIII,則:n1=960r/min,nII=n1/ih=198.43r/min,nIII=nII/nl=i57.42r/min各軸的輸入功率pI=pd=4.6525KWpII=pI.軸承的傳動(dòng)效率.齒輪嚙