锥齿轮减速器——开式齿轮
锥齿轮的设计
（2）传动方案本次设计的山地割草机的传动部分主要是长轴带动锥齿轮转动，锥齿轮带动另一锥齿轮转动并且改变方向，最后传到到割刀转动，将苜蓿的根部草割断。
传动部分的设计主要是对齿轮的设计齿轮传动的类型齿轮传动就装置形式分：1）开式、半开式传动在农业机械、建筑机械以及简易的机械设备中，有一些齿轮传动没有防尘罩或机壳，齿轮完全暴露在外边，这叫开式齿轮传动。
这种传动不仅外界杂物极易侵入，而且润滑不良，因此工作条件不好，轮齿也容易磨损，故只宜用于低速传动。
齿轮传动装有简单的防护罩，有时还把大齿轮部分地浸入油池中，则称为半开式齿轮传动。
它工作条件虽有改善，但仍不能做到严密防止外界杂物侵入，润滑条件也不算最好。
2）闭式传动而汽车、机床、航空发动机等所用的齿轮传动，都是装在经过精确加工而且封闭严密的箱体（机匣）的，这称为闭式齿轮传动（齿轮箱）。
它与开式或半开式的相比，润滑及防护等条件最好，多用于重要的场合。
本次设计的推移式割草机割草总成部分尺寸比较小，传动齿轮尺寸和质量比较小，转速比较高，且没有防护罩，如果选用开式容易损坏其寿命，因此齿轮传动选用闭式传动。
齿轮的设计准则齿轮传动是靠齿与齿的啮合进行工作的，轮齿是齿轮直接参与工作的部分，所以齿轮的失效主要发生在轮齿上。
主要的失效形式有轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合以及塑性变形等。
齿轮传动的失效形式不大可能同时发生，但却是互相影响的。
例如齿面的点蚀会加剧齿面的磨损，而严重的磨损又会导致轮齿折断。
在一定条件下，由于上述第一、二种失效形式是主要的，因此设计齿轮传动时，应根据实际工作条件分析其可能发生的主要失效形式，以确定相应的设计准则。
齿轮传动的强度计算是根据齿轮可能出现的失效形式进行的。
对一般齿轮传动，目前广泛采用的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度两种计算方法足以确定其承载能力。
1）、闭式齿轮传动软齿面（HB W350）闭式齿轮传动：一般失效形式是点面点蚀，故通常先按接触疲劳强度设计几何尺寸，然后用弯曲疲劳强度验算其承载能力。
减速器特性
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足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’I：作机之问作为减速的传动装置；在少数场合‘卜．也用作增速的传动装嚣，这时就称为增速器。
减速器由jJ：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。
以下对几种减速器进行对比：1)圆柱齿轮减速器■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j：级(i=8-40) 和二级以上(》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丌式、分流式和同轴式等数种。
展开式最简单，但由于齿轮曲侧的轴承不足对称布置，冈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）轴的刚度宜取人些；2）转矩戍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）采用斜齿轮布黄，而且受载大酌低速级又正好位．．J：wj轴承中问，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川斜齿，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麻能作小量游动。
例轴式减速器输入轴和输出轴位jJ二同一轴线上，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心用最J“。
它传递功率的范围可从很小至40 000kW，吲周速度也可从很低至60m/s - 70m/s，共至高达150m／s。
传动功率很人的减速器最好采川双驱动式或中心驱动式。
这两种斫j置力‘式可由两对齿轮副分扪载荷，有利于改善受力状况和降低传动J弋寸。
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。
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NMRV蜗轮蜗杆减速机：PC80减速机+RV110减速机+0.75KW刹车电机R系列减速机：同轴斜齿轮减速机F系列减速机：F37减速机+KW三相异步电机，也就是平行轴斜齿轮减速机。
K系列减速机：三环式伞齿轮减速机（也是锥齿轮减速机）S系列减速机：斜齿轮蜗轮蜗杆减速机（除了NMRV减速机之外，第二款带自锁功能的减速机）TKM双曲面减速机：TKM38-0.37KW三相异步电动机。
TRC硬齿面减速机：铝合金斜齿轮减速机，箱体材质全是铝合金，耐磨抗压HG直交轴减速机：也称为直角减速电机，是小型减速机，微型减速机。
齿轮减速电机：卧式齿轮减速机电机，和立式齿轮减速电机行星减速机：体积非常小，高精密，多数用在机器人上。
齿轮减速机1、齿轮减速机，结合国际技术要求制造，具有很高的科技含量。
2、节省空间，可靠耐用，承受过载能力高，功率可达90KW以上。
3、能耗低，性能优越，减速机效率高达95％以上。
4、振动小，噪音低，节能高，选用优质段钢材料，钢性铸铁箱体，齿轮表面经过高频热处理。
5、经过精密加工，确保轴平行度和定位的精度，这一切构成了齿轮传动总成的减速机配置了各类电机，形成了机电一体化，完全保证了产品使用质量特征。
摆线减速机行星摆线减速机是一种应用行星传动原理，采用摆线针轮啮合，设计先进、结构新颖的减速机构。
这种减速机在绝大多数情况下已替代两级、三级普通圆柱齿轮减速机及圆柱蜗杆减速机，在军工、航天、冶金、矿山、石油、化工、船舶、轻工、食品、纺织、印染、制药、橡胶、塑料、及起重运输等方面得到日益广泛的应用。
圆锥齿轮圆柱齿轮减速器内含装配图和零件图
目录.第1章选择电动机和计算运动参数51.1 电动机的选择51.2 计算传动比：61.3 计算各轴的转速：61.4 计算各轴的输入功率：71.5 各轴的输入转矩7第2章齿轮设计72.1 高速锥齿轮传动的设计72.2 低速级斜齿轮传动的设计17第3章设计轴的尺寸并校核。
253.1 轴材料选择和最小直径估算253.2 轴的结构设计263.3 轴的校核343.3.1 高速轴343.3.2 中间轴373.3.3 低速轴41第4章滚动轴承的选择及计算464.1.1 输入轴滚动轴承计算464.1.2 中间轴滚动轴承计算484.1.3 输出轴滚动轴承计算49第5章键联接的选择及校核计算515.1 输入轴键计算515.2 中间轴键计算525.3 输出轴键计算52第6章联轴器的选择及校核536.1 在轴的计算中已选定联轴器型号。
536.2 联轴器的校核53第7章润滑及密封54第8章设计主要尺寸及数据54第9章设计小结56第10章参考文献：57机械设计课程设计任务书设计题目：带式运输机圆锥—圆柱齿轮减速器 设计内容：（1）设计说明书（一份） （2）减速器装配图（1张） （3）减速器零件图（不低于3张系统简图：原始数据：运输带拉力 F=2400N ，运输带速度 s m 5.1=∨，滚筒直径 D=315mm,使用年限5年工作条件：连续单向运转，载荷较平稳，两班制。
环境最高温度350C ；允许运输带速度误差为±5%，小批量生产。
设计步骤：传动方案拟定由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，工作机为带型运输设备。
减速器为两级展开式圆锥—圆柱齿轮的二级传动，轴承初步选用圆锥滚子轴承。
联轴器2、8选用弹性柱销联轴器。
第1章 选择电动机和计算运动参数1.1 电动机的选择1. 计算带式运输机所需的功率：P w =1000ww V F =10005.12400⨯=3.6kw 2. 各机械传动效率的参数选择：1η=0.99（弹性联轴器），2η=0.98（圆锥滚子轴承），3η=0.96（圆锥齿轮传动），4η=0.97（圆柱齿轮传动），5η=0.96（卷筒）.所以总传动效率：∑η=21η42η3η4η5η=96.097.096.098.099.042⨯⨯⨯⨯ =0.808 3. 计算电动机的输出功率：d P =∑ηwP =808.06.3kw ≈4.4547kw 4. 确定电动机转速：查表选择二级圆锥圆柱齿轮减速器传动比合理范围 ∑'i =8~25（华南理工大学出版社《机械设计课程设计》第二版朱文坚 黄平主编），工作机卷筒的转速w n =31514.35.1100060d v 100060w ⨯⨯⨯=⨯π=90.95r/min ，所以电动机转速范围为min /r 75.2273~6.72795.9025~8n i n w d ）（）（’=⨯==∑。
减速机的型号选择及注意事项
减速机的型号选择及注意事项•时间：2011-5-4 15:22:56•尽量选用接近理想减速比：减速比=伺服马达转速/减速机出力轴转速扭力计算：对减速机的寿命而言,扭力计算非常重要,并且要注意加速度的最大转矩值(TP),是否超过减速机之最大负载扭力.适用功率通常为市面上的伺服机种的适用功率,减速机的适用性很高,工作系数都能维持在以上,但在选用上也可以以自己的需要来决定:要点有二:A.选用伺服电机的出力轴径不能大于表格上最大使用轴径.B.若经扭力计算工作,转速可以满足平常运转,但在伺服全额输出时,有不足现象时,我们可以在电机侧之驱动器,做限流控制,或在机械轴上做扭力保护,这是很必要的。
通用减速机的选型包括提出原始条件、选择类型、确定规格等步骤。
相比之下，类型选择比较简单，而准确提供减速器的工况条件，掌握减速器的设计、制造和使用特点是通用减速器正确合理选择规格的关键。
规格选择要满足强度、热平衡、轴伸部位承受径向载荷等条件。
按机械功率或转矩选择规格（强度校核）通用减速器和专用减速器设计选型方法的最大不同在于，前者适用于各个行业，但减速只能按一种特定的工况条件设计，故选用时用户需根据各自的要求考虑不同的修正系数，工厂应该按实际选用的电动机功率（不是减速器的额定功率）打铭牌；后者按用户的专用条件设计，该考虑的系数，设计时一般已作考虑，选用时只要满足使用功率小于等于减速器的额定功率即可，方法相对简单。
通用减速器的额定功率一般是按使用（工况）系数KA=1（电动机或汽轮机为原动机，工作机载荷平稳，每天工作3~10h，每小时启动次数≤5次，允许启动转矩为工作转矩的2倍），接触强度安全系数SH≈1、单对齿轮的失效概率≈1％,等条件计算确定的。
所选减速器的额定功率应满足PC=P2KAKSKR≤PN式中PC———计算功率（KW）；PN———减速器的额定功率（ KW）；P2———工作机功率（KW）；KA———使用系数，考虑使用工况的影响，见表1-1-6；KS———启动系数，考虑启动次数的影响，见表1-1-7；KR———可靠度系数，考虑不同可靠度要求，见表1-18。
《机械设计》第18章-减速器和变速器(正式)
第十八章 减速器和变速器
(1) 滚轮——平板式变速器 组成： 主动轮、从动盘、弹簧。
主动轮
单击动画
I
r1
潘存云教授研制
从动平盘
弹簧
r2
II
第十八章 减速器和变速器
工作原理：
调整主动轮的位置，就改变了r2 的大小，从而实现
无级变速。
接触点的速度：
v =ω2 r2 = r1 ω1 传动比： i12 =ω1 / ω2 =r2 / r1
分流式双级圆柱 齿轮减速器
两级锥齿轮— 圆柱齿轮减速器
第十八章 减速器和变速器
产品实例：
潘存云教授研制
展开式三级圆柱齿轮减速器
第十八章 减速器和变速器
二、蜗杆减速器
特点：结构紧凑、传动比大、工作平稳、噪声较小、
传动效率低。
类型：
S
S
S
f
下蜗杆式 f
潘存云教授研制
潘存云教授研制
侧蜗杆式
其中 S——低速级， f ——高速级
无级变速器的传动比在设计预定的范围内无级地 进行改变。
实现无级变 速的方法
机械无级变速 本章介绍的内容
电气无级变速
可控硅调速 变频调速
电气无级变速 ——压动机调速
第十八章 减速器和变速器
工作原理：
依靠摩擦传动，改变主动件和从动件的输出半径， 实现传动比的无变化。
类型：
滚轮——平板式变速器 类 钢球无级变速器 型 菱锥无级变速器
级进行变速，有级变速器的类型见下页。
第十八章 减速器和变速器
有级变速器 类型
I
潘存云教授研制
塔轮变速器
滑移齿轮变速器
I
圆锥圆柱齿轮减速器(CAD装配图和零件图)
课程设计目录第1章选择电动机和计算运动参数 (4)1.1 电动机的选择 (4)1.2 计算传动比： (5)1.3 计算各轴的转速： (5)1.4 计算各轴的输入功率： (6)1.5 各轴的输入转矩 (6)第2章齿轮设计 (6)2.1 高速锥齿轮传动的设计 (6)2.2 低速级斜齿轮传动的设计 (14)第3章设计轴的尺寸并校核。
(20)3.1 轴材料选择和最小直径估算 (20)3.2 轴的结构设计 (21)3.3 轴的校核 (26)3.3.1 高速轴 (26)3.3.2 中间轴 (28)3.3.3 低速轴 (30)第4章滚动轴承的选择及计算 (34)4.1.1 输入轴滚动轴承计算 (34)4.1.2 中间轴滚动轴承计算 (36)4.1.3 输出轴滚动轴承计算 (37)第5章键联接的选择及校核计算 (39)5.1 输入轴键计算 (39)5.2 中间轴键计算 (39)5.3 输出轴键计算 (40)第6章联轴器的选择及校核 (40)6.1 在轴的计算中已选定联轴器型号。
(40)6.2 联轴器的校核 (41)第7章润滑与密封 (41)第8章设计主要尺寸及数据 (41)第9章设计小结 (43)第10章参考文献： (43)机械设计课程设计任务书设计题目：带式运输机圆锥—圆柱齿轮减速器 设计容：（1）设计说明书（一份） （2）减速器装配图（1） （3）减速器零件图（不低于3系统简图：原始数据：运输带拉力 F=2400N ，运输带速度 s m 5.1=∨，滚筒直径 D=315mm,使用年限5年工作条件：连续单向运转，载荷较平稳，两班制。
环境最高温度350C ；允许运输带速度误差为±5%，小批量生产。
设计步骤：传动方案拟定由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，工作机为带型运输设备。
减速器为两级展开式圆锥—圆柱齿轮的二级传动，轴承初步选用圆锥滚子轴承。
联轴器2、8选用弹性柱销联轴器。
第1章 选择电动机和计算运动参数1.1 电动机的选择1. 计算带式运输机所需的功率：P w =1000w w V F =10005.12400⨯=3.6kw 2. 各机械传动效率的参数选择：1η=0.99（弹性联轴器）， 2η=0.98（圆锥滚子轴承），3η=0.96（圆锥齿轮传动），4η=0.97（圆柱齿轮传动），5η=0.96（卷筒）.所以总传动效率：∑η=21η42η3η4η5η=96.097.096.098.099.042⨯⨯⨯⨯ =0.8083. 计算电动机的输出功率：d P =∑ηwP =808.06.3kw ≈4.4547kw 4. 确定电动机转速：查表选择二级圆锥圆柱齿轮减速器传动比合理围∑'i =8~25（华南理工大学《机械设计课程设计》第二版朱文坚 黄平主编），工作机卷筒的转速w n =31514.35.1100060d v 100060w ⨯⨯⨯=⨯π=90.95r/min ，所以电动机转速围为min /r 75.2273~6.72795.9025~8n i n w d ）（）（’=⨯==∑。
24个齿轮传动设计方案
按照一定的步骤将齿轮安装到传动系统中，确保齿轮的正确安装和运转。
调试技巧
根据实际运行情况对齿轮进行调试，调整齿轮的间隙和位置，确保传动的稳定性和精度。
齿轮的维护保养
定期检查
定期对齿轮进行检查，发现磨损或故障及时进行处理。
润滑维护
根据实际情况选择合适的润滑剂，定期对齿轮进行润滑， 延长齿轮的使用寿命。
3
实例
汽车变速箱的传动链通常采用闭式齿轮传动系统 。
05
齿轮的制造、安装与维护
齿轮的制造工艺
锻造工艺
通过锻造生产齿轮的基本形状，满足齿轮的强度和硬度要求。
切削加工
利用数控机床对齿轮进行精确切削，确保齿轮的精度和尺寸的准确 性。
热处理工艺
通过加热、冷却等工艺改善齿轮的硬度和耐磨性。
齿轮的安装调试
热处理工艺
采用适当的热处理技术， 如高频淬火、渗碳淬火等 ，以提高齿轮表面的硬度 和抗胶合性能。
润滑剂选择
使用具有抗胶合性能的润 滑剂，以防止齿面胶合失 效。
润滑与冷却
润滑系统设计
设计合适的润滑系统，包括润滑剂的选择、润滑剂的供应和润滑剂的排放等。
冷却系统设计
设计冷却系统，包括冷却剂的选择、冷却剂的供应和冷却剂的排放等，以降低齿轮温度和防止过热失 效。
THANK YOU
不锈齿轮钢
具有良好的耐腐蚀性和高温性能，适用于特殊环 境下的齿轮传动。
铸铁
灰铸铁
具有良好的铸造性能和耐磨性， 适用于制造齿坯和齿轮。
球墨铸铁
强度和韧性较高，适用于制造高 承载能力的齿轮。
青铜
锡青铜
具有良好的减摩性和抗腐蚀性，适用 于制造齿坯和齿轮。
铝青铜
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锥齿轮减速器——开式齿轮机械课程设计
说明书
设计题目:单级锥齿轮减速器
专业班级:09热能与动力工程
林学生姓名:赵仲
学生学号:2 0 0 9 0 8 7 9
指导教师:雒晓兵
2011-6-30
兰州交通大学博文学院
(1)引言……………………………………………………………………………………
(2)设计题目………………………………………………………………………………
(3)电动机的选择…………………………………………………………………………
(4)传动零件的设计和计算……………………………………………………………
(5)减速箱结构的设计…………………………………………………………………
(6)轴的计算与校核………………………………………………………………………
(7)键连接的选择和计算………………………………………………………………
(8)联轴器的选择………………………………………………………………………
(9)设计小结……………………………………………………………………………
(10)参考文献……………………………………………………………………………
2
一、引言
课程设计是考察学生全面在掌握基本理论知识的主要环节。
本次是设计一个锥齿
轮减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。
课程设计
内容包括:设计题目，电机选择，运动学动力学计算，传动零件的设计及计算，
减速器结构设计，轴的设计计算与校核。
锥齿轮减速器的计算机辅助机械设计，计算机辅助设计及计算机辅助制造
(CAM/CAD)技术是当今设计以及制造领域广泛采用的先进技术，通过本课题的研究，将进一步深入的对这一技术进行深入的了解和学习。
3
重要数据: 设计题目:锥齿轮减速器——开式齿轮
1. 传动方案
编号:b
方案:锥齿轮减速器——开式齿轮 2. 带式运输机的工作原理
如图
3. 工作情况 1)工作条件:两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有粉尘，环境最高温度35度; 2)使用折旧期:8年; 3)检修间隔期:四年一次大
修，两年一次中修，半年一次小修; 4)动力来源:电力，三相流，电压380、
220V; ,5)运输带速度允许误差:5%;
6)制造条件及生产批量:一般机械厂制造，小批量生产。
4.设计数据
4
运输带工作拉力F/N 4000 运输带工作速度V/(m/s) 1.6 F,4000N卷筒直径
D/mm 400 V,1.6m/s5 设计内容 1)按照给定的原始数据(8)和传动方案(b)设计减速器装 D,400mm置; 2)完成减速器装配图1张(A); 0 3)零件工作图1-3张(A); 3 4)编写设计计算说明书一份。
三、电动机的选择:
(一)、电动机的选择
1、选择电动机的类型:
按工作要求和条件，选用三机笼型电动机，封闭式结构，电压380V，Y型。
2、选择电动机容量 :
pw p,kw电动机所需的功率为: d,a
,app(其中:为电动机功率，为负载功率，为总效率。
) dw Pw,6.4kw
FvFvp,,而KW, 所以KW pdw 10001000,a 传动效率分别为: 联轴器效
率 ,,,,0.99 15 ,,,,,,,,0.99滚动轴承的效率 2468
,,0.96锥齿轮传动效率 3
,,0.95开式齿轮传动效率 7
,,0.96卷筒传动效率 9,a传动装置的总效率应为组成传动装置的各部分运动副效率之乘积,即: 62,,,,,,,,,,,,0.99，0.96，0.95,0.824a123456789 Fv4000，1.6,a,0.824 p,,,7.8kw所以 d,10001000，0.824a
5
3、确定电动机转速卷筒轴工作转速为 60，1000v60，1000，1.6
n,,,87.31rmin ,,D，350
Pd,7.8kw
'查表可得:一级圆锥齿轮减速器传动比，一i,2~3 1
' 级开式齿轮传动比，则总传动比合理范围为i,3~72 '，故电动机转速的可选范围为 i,6~21n,87.31r/min a
'' n,i,n,(6~21)，87.31,523.86~1833.51rminda 符合这一范围的同步转速有750,1000和1500 rmin
根据这个查表可以选择的电动机有以下几种:
表1
综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、价格和减速器的传动比可见第1个方案比较合适因此选定电动机
电动机转速额定方r/min 电动机型功率电动机重量 '案
n523d,.86~1833.51r/min号 P Kg 同步满载转 KW 转速速
Y160M– 4 1 11 1500 1460 123
Y160L – 2 11 1000 970 147 6
Y180L– 8 3 11 750 730 184 型号为Y160M– 4，其主要性能如下表2:
6
额
满载时定型功转速电效号率功率流率 r/miK因数 n A % W
Y 16 011 970 2.0 2.0
L
–6
表2
电动机主要外形和安装尺寸列于下表:
,366 ,,10C1016200,,,,L,,,,h,, 60，nP60，3201572.78,,2,, ,56916h,32000h
7
8。