圆柱齿轮减速器设计难点分析

１ 系统传动方 案的拟订
合理的传动方案 ，是在满足工作需求条件下 ， 尽可能做到效率高 、结构紧凑 、成本低等。因采用 不 同的机 械传动组合 ，可得 出不 同的传动方案 。 故 拟订 传 动方 案 ，应考 虑工 作 机工 作条 件 场合 、有 无 冲击 振 动 、承 受 载 荷 性 质 大小 、是 否 高 速 运 转 等 ，然后对各种传动方案进行分析 比较。
对 于同轴式双级圆柱 齿轮减速器 ，减速器横 向尺寸较小 ，轴 向尺寸较大 ，中间轴较长 ，刚度较 差 ，两个齿轮的浸油深度可以大致相等 。常用于 输入与输出轴 同轴线的场合 。
２ 传 动 比的分配
设计二级或多级减速器 ，传 动比是个重要参 数 。由电机满载转速与工作机转速之比可得总传 动比。总传动 比等于各级传动 比的乘积 ，而各级 传动 比等于各级齿轮齿数的反 比，因此总传动 比 直接 影 响到减 速 器 的外廓 尺寸 和重 量 。在分 配传 动 比时应 注意 以下几 点 ：
对 于多级减速传动，可按照“前小后大”（即由 高速级向低速级逐渐增大 ）的原则分配传动 比，且 相邻 两级 差值 不 要过 大 。这种 分配 方法 可使 各级 中 间轴 获 得 较 高转 速 和 较 小 的转 矩 ，从 而 减 少 了 轴及轴上零件 的尺寸和重量 ，使得结构较为紧凑 ； 而且 可减 小 因制 造精 度等 而 引起 的传 动链误 差 和 中间传 动件 误差 对末 端原 件 的影 响 。 因此 在 降速 传动链 中 ，越接 近末端 的传 动副 ，其降速 比应越 大 。如果 大 的降 速 比安排 在 高 速级 ，那 么其 误 差
１）每级传动 比应在推荐值范 围内，且各级传 动比应使传动装置尺寸协调 、结构匀称 、不发生干 涉现象 ，使减速器获得尽量小的外形尺寸和重量 ；
２）使各级传动 的承载能力 （一般指齿面接触 强度 ）接 近相等 ；
３）使各级传动 的大齿轮 浸入油 中的深 度大致 相 等 ，以避免低速级 大齿轮浸油过深而增加搅 油损失 。
在 设 计 展 开 式 双 级 圆柱 齿 轮 减 速器 时 ，考 虑 到各级齿轮传动的润滑合理性 ，应使两大齿轮直 径相近，推荐值取 ＝（１－３—１． 或 ｉ．＝、 『Ｔ ， 其 中 ： 、ｉ 分 别 为 高 速 级 和 低 速 级 齿 轮 的传 动 比 ，ｉ为减 速 器 的 总传 动 比 。对 于 同 轴 式 双 级 圆 柱齿 轮减 速器 ，一般 取 ｉ，＝ｉ，＝ １２］。
作者简介 ：李素娟（１９８４－），女 ，助教 ，硕士 ，研究方 向：机械制造及 自动化 、机 电一体化 。
第 ２期
李素娟 ：圆柱齿轮减 速器 设计难点 分析
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将影响后边每一级传动 ，传递到末端就会造成很 大 的影 响 。 ３ 计算 中难点分析
３．１ 齿 轮计 算
齿轮的设计计算 中，第一步要通过选择齿轮 材料及热处理方式来确定许用应力 。若传递功率 大且要求尺寸紧凑 ，应采用硬齿面组合 ，选用合金 钢或合金铸钢 ，并采用表面淬火 、渗碳或渗氮淬火 等 热 处 理 方 式 ，热 处 理 后 硬 度 可 达 ５６～６２ＨＲＣ。 第 二 步 考虑 硬齿 面齿 轮失 效 主要形 式 是齿 根发 生 弯曲疲劳折断，按轮齿 的弯曲强度进行设计 ，先计 算模数 ，再校核齿面接触 强度看是否满足要求 。 若齿轮工作条件等 为一般要求 ，则第一步可选用 碳 钢 、铸 钢 或 铸 铁 ，采 用 正 火 或 调 质 等 热 处 理 方 式 ，热 处 理后 硬 度 可 达 ２５０ＨＢＳ左 右 ，采用 软 齿 面 齿轮 的组合 ；而第二步则考虑软齿面齿轮失效 主 要形式是点蚀 ，按轮齿 的接触强度进行设计 ，先计 算 中心距 ，选择齿数 ，从而确定齿轮 的基本尺寸 ， 再校 核齿 根弯 曲疲 劳强 度看 是否 满足要 求 。
机 电技术

２０１６年 ４月
圆柱齿轮减速器设计难点分析
李素娟
（中北大学 信息商务学院 ，山西 榆次 ０３０６００） 摘 要 ：减 速器设计作为高校课程设计 的基础性题 目，在总结所学机械知识 、提高学生综合能力方面起重要作用。文 中重点分析 了学生在课程设计 过程 中遇到的难点 ，针对传 动比分配 、轴 的计算方法等作 了详 细分析说 明，同时介绍了在画 装配图过程 中常见错误及注意事项 。为学生做减速器课程设计提供依据 和参考 ，从而有效减少设计 错误 。 关键词 ：减速器 ；方案拟定 ；传动 比；轴 的设计 ；错误分析 中图分类号 ：ＴＨ１３ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１６７２—４８０１（２０１６）０２—０２６—０３
减 速器 设计 是 高校 机械 设 计课 程设 计 的传 统 题 目 ，是 对 学 生 所 学机 械 知 识 的综合 检 验 。而 减 速器设计是个复杂 的综合 系统设计 ，包括传动方 案 设计 、电动 机 选 型 、传 动 比分 配 、各 个 零 件 的选 择计算 校核 、箱体结构设计 、需用 的标准件选 型 、 润 滑等 方 面 内容 。本 文 主要对 齿 轮减 速器 设计 中 的重 点 与难 点 进 行 分 析 总 结 ，旨在 使学 生做 课 程 设计思路清晰 ，避免不必要 的错误。
对 于 分 流 式 双 级 圆柱 齿 轮 减 速 器 ，分 流 是 指 两 对二 级齿 轮 在两 边 ，一级 在 中 间 ，齿 轮与 轴 承对 称 布置 ，因此 载荷 沿齿 宽分 布均 匀 ，轴 承受 载也 平 均分配 ，中间轴危险截 面上 的扭矩相当于轴所传 递 扭 矩 之半 ，载 荷 沿 齿 宽分 布 比展 开式 好 。常 用 于结构复杂 ，大功率 、变载荷的场合 。
对 于 展 开 式 双级 圆柱 齿 轮 减 速 器 ，高速 级 由 于要求传 动平衡通常采用斜齿轮 ，齿轮相对轴承 布置不对称 ，要求轴 刚度较大 ，并使转矩输入 、输 出 端 远 离齿 轮 ，以减少 因轴 的弯 曲变形 引起 载 荷 沿 齿宽 分布 不均 匀 。此种 结构 简单 ，应 用广 泛 。