小模数齿轮减速器设计解读

精密课程设计
小模数齿轮减速器设计
学院
班级
姓名
学号
二〇一二年九月
目录
一、设计任务--------------------------------------------------------3
二、传动装置总设计-----------------------------------------------4
三、方案选择与分析-----------------------------------------------5
1、传动比的分配--------------------------------------------------- 5
2、计算传动装置的运动参数------------------------------------ 6
3、齿轮的设计-------------------------------------------------------7
3.1一级齿轮的设计----------------------------------------------- 7
3.2二级齿轮的设计----------------------------------------------- 9
3.3三级齿轮的设计-----------------------------------------------11
4、轴与轴承的设计------------------------------------------------13
4.1初估轴径--------------------------------------------------------13
4.2以轴III为例说明如何设计---------------------------------13
5、键的设计与校核------------------------------------------------14
6、联轴器设计------------------------------------------------------15
7、箱体结构设计---------------------------------------------------15
8、润滑与密封--------------------------------------------------------17
9、装配图设计--------------------------------------------------------17
四、心得与体会-----------------------------------------------------20
五、参考文献--------------------------------------------------------21
一、设计任务
精密机械课程设计题目：
小模数齿轮减速器设计
设计要求：
模数≤1mm
传动比 i=100
传动精度7级
给定微型电机：
额定功率 P＝90W
转速 n＝2800／min
d＝9
设计内容：
减速器装配图1张；
零件工作图2（传动零件、轴）；设计计算说明书1份。

二、传动装置总设计
计算项目过程及说明计算结果
传
动
方
案
分
析
1、蜗杆传动
蜗杆传动可以实现较大传动比，但效率较低，并且采用
锡青铜为材料，成本太高；
2、圆锥齿轮传动
圆锥齿轮加工困难，只有在需要改变轴的布置方向时采
用，并放在高速级，限制传动比；
3、链式传动
链式传动运转不均匀，有冲击，不适于高速传动
4、圆柱齿轮传动
圆柱齿轮制造简单，经济实用，广泛应用于实际制造中，
采用圆柱齿轮转动
减
速
器
形
式
选
择
2、分流式
分流式齿轮相对于轴承对称布置，载荷沿齿宽分布
均匀，受载情况较好
2、展开式
展开式齿轮相对于轴承非对称布置，承受载荷时
轴的弯曲变形会使载荷沿齿宽分布不均，但其结构
简单，应用普遍。

由本设计给定的相
关参数，知运动载
荷不大，不需着重
考虑变形，故采用
展开式更为理想
三、方案选择与分析
计算项
目
过程及说明计算结果
1、传动比的分
配总的传动比为i=100，
单级减速器的传动比常用范围是3～6
故初步定为三级展开式设计。

查阅相关手册得到最优传动比为i1=4，i2=5，i3=5。

i1=4，i2=5，i3=5
查表知
弹联轴器效率0.99~0.9
这里取99
.0
1=
η
滚动轴承效率为
0.98~0.99，这里取
0.98
=
2
η
油润滑7级精度圆柱齿
轮传动效率为
0.98
=
3
η
W
P
W
P
W
P
W
p
93
.
78
18
.
82
57
.
85
1.
89
4
3
2
1
=
=
=
=
W
P
W
P
W
P
p
35
.
77
'
54
.0
'
56
.
83
'
87.32W
'
IV
III
II
I
=
=
=
=
mm
N
T
mm
N
T
mm
N
T
mm
N
T
·
10
2.69
·
10
5.61
·
10
1.17
·
10
3.07
4
IV
3
III
3
II
2
I
⨯
=
⨯
=
⨯
=
⨯
=
2、计算传动装置的运动参数1.各轴转速
min
/
2800
1r
n
n m=
=
min
/
700
4
2800
1
1
2r
i
n
n=
=
=
min
/
140
5
700
2
2
3r
i
n
n=
=
=
min
/
28
5
140
3
3
3r
i
n
n=
=
=
2.各轴输入效率
W
p
p d89.1
=
0.99
⨯
90
=
⨯
=1η
1
W
p
p57
.
85
98
.0
98
.0
1
2=
⨯
⨯
90
=
⨯
⨯
=3
2η
η
W
p
p18
.
82
98
.0
98
.0
2
3=
⨯
⨯
85.57
=
⨯
⨯
=3
2η
η
W
p
p93
.
78
98
.0
98
.0
18
.
82
3
4=
⨯
⨯
=
⨯
⨯
=3
2η
η
3.各轴输出效率
87.32W
0.98
'I
I=
⨯
=p
p
W
P
P56
.
83
98
.0
'II
II=
⨯
=
W
P
P54
.
80
98
.0
'III
III=
⨯
=
W
P
P35
.
77
98
.0
'IV
IV=
⨯
=
4.各轴输入转矩
电动机输出转矩mm
N
n
p
T
m
d
d·
10
07
.3
10
55
.92
3⨯
=
⨯
⨯
=
各轴输入转矩mm
N
T
T d·
10
04
.3
99
.0
72
I
I⨯
=
⨯
3.0
=
⨯
=η
mm
N
i
T
T·
10
1.17
4
0.98
0.98
10
04
.33
2
I
III
II
I
II⨯
=
⨯
⨯
⨯
⨯
=
⨯
⨯
⨯
=η
η
mm
N
i
T
T·
10
5.61
5
0.98
0.98
10
1.173
3
II
III
II
II
III⨯
=
⨯
⨯
⨯
⨯
=
⨯
⨯
⨯
=η
η
mm
N
i
T
T·
10
2.69
5
0.98
0.98
10
5.614
3
III
III
II
III
IV⨯
=
⨯
⨯
⨯
⨯
=
⨯
⨯
⨯
=η
η
计算
项目
过程及说明计算结果
4、轴与轴承的计算1．选用轴的材料与热处理
选用45钢，调制处理
2．初估轴径
先初步估算轴的直径：
选取45号钢作为轴的材料，正火处理
根据公式3
n
p
⨯
≥c
d
45度钢的C值为118~107，这里取110
计算轴的最小直径，并加大10%以考虑键槽的影响。

3
1
1
1
n
p
⨯
≥c
d=3
2800
0.0891
110⨯=3.49mm
mm
c
d 5.46
700
0.0856
110
n
p
3
3
2
2
2=
⨯
=
⨯
≥
mm
c
d9.21
140
0.0822
110
n
p
3
3
3
3
3=
⨯
=
⨯
≥
mm
c
d15.54
28
0.0789
110
n
p
3
3
4
4
4=
⨯
=
⨯
≥
3．轴承的选择：
①选轴承628/9，内径9，外径17，宽度5；
②选轴承628/9，内径9，外径17，宽度5；
③选轴承6002，内径15，外径32，宽度9
④选轴承6005，内径25，外径47，宽度12
轴的结构设计，以轴3为例：
4．各个轴的直径确定：
根据初估轴径mm
c
d9.21
140
0.0822
110
n
p
3
3
3
3
3=
⨯
=
⨯
≥
取得轴承为6002，故该段直径可取15mm，
①选轴承628/9
②选轴承628/9
③选轴承6002
④选轴承6005
计算项目过程及说明计算结果（2）确定箱体的基本参数
名称代号尺寸/mm
第一级中心距a130
第二级中心距a248
第三极中心距a381.6
下箱座壁厚8
上箱座壁厚8
箱座上的肋厚m8
箱盖上的肋厚8
地脚螺栓直径d f M15
地脚螺栓通孔直
径
d f ’M15
地脚螺栓数量n 4
轴承旁连接螺栓
直径
d1M10
机座与机座连接螺栓直径d
2
M8
连接螺栓d
2
间距l 180
轴承盖螺钉直径d3M3、M6 窥视孔盖螺钉直
径
d4M3
定位销直径d M6
d f d
1
d
2
至外机壁距离
C116
d 1d
2
至凸缘距离C214
外机壁至轴承断
面距离
1l33
内机壁之轴承座断面距离
2
l41
大齿轮顶圆与内机壁距离
1
∆11
齿轮端面与内机壁距离
2
∆9
轴承端盖外径D230、60、84
轴承端盖凸缘厚度e 35
确定了箱体的可靠
性，便于画图
四、心得体会
关键词：累但充实，有困难更有成长
从刚刚拿到小组的题目开始，精密机械课程设计就如火如荼地展开了。

我们小组所参与的小模数齿轮设计，容易给人上手容易的感觉。

第一天就确定了传动比，开始了各级齿轮的计算。

看到纸张上的数字越积越多心里的成就感不言而喻。

下课之后，我们小组一起到工学部图书馆借书，每个人都抱着几大本厚厚的参考书，信心满满的回到了信息学部。

从实验室回到宿舍，就安装上了autocad2008应用软件。

准备着手画图了。

可没想到，真正的难题，才刚刚开始。

由于对软件的不熟悉，通过借来的输和从上网下载的教学视频学习，学会了简单的line、镜像、倒角等运用处理，可是真上手时，才发现图没有那么好画。

从刚开始习惯性地用矩形工具描述齿轮、轴的各个部分，到后来发现用镜像其实更快更好地画出图来，速度也渐渐提了上去。

可是真正开始画图才明白为什么老师告诉我们要边画变算。

初步的计算只是确定了传动比、齿轮模数等基本参数，却没有考虑是否和其他发生干涉。

画图的时候才发现第一级中心距确定的太小，轴承间螺栓放下去，于是又重新改了模数，增大了中心距。

还有箱体内壁、轴承套筒长度等等数据都是在画图中确定的。

第一周过后，我拿画完的俯视图给老师看，经过老师的指点，发现自己的图真是漏洞百出，才发现自己精密机械设计学的还是不扎实，回到宿舍又做了大量的修改，之后每次上课都拿给老师看一看，好及时发现错误，尽早改正。

经过三周的改动，装配图终于完成。

又在第三周周末完成了零件图和说明书。

本以为WORD已是得心应手，开始写说明书的时候才发现很多功能我还不知道，边学习边编写。

终于在第四周的时候全部完成了。

然而，当四周过去，电脑里出现已经成形的装配图、零件图、说明书的时候，才觉得这四个礼拜以来——和大家的讨论、向同学的讨教、熬夜画图的辛苦，都不值一提了。

身体虽累，可是心却充实。

当然在实际设计的时候碰到的困难还是需要解决，比如套筒设计太长、轴承的选择、螺母的查表，都是精密机械设计之路的拦路虎，还要继续完善自己的设计。

但是通过这次课程设计，我发现了自己很多的知识漏洞，也明白紧靠书本上的知识是远远不够的，我还需要更多的投入到实践中去，在实践中弥补自己的不足，才能真正做到学有所用。

希望以后能有更多的这类的课程，让我学到更多。

我相信，只有经历了这些，才能够提高在短时间内学习软件的能力，加强自己解决实际操作问题的能力，激发自己心中小宇宙的力量。

机密机械课程设计虽然即将结束，但这一个月的充实与成长，却会陪伴我前行！
五、参考文献
1.许贤泽《精密机械学基础》华中科技大学出版社
2.王连明宋宝玉《机械设计课程设计》哈尔滨工业大学出版社
3.詹友刚《（2008中文版）Autocad 机械设计实例精解》机械工业出版社
4.朱孝录《齿轮传动设计手册》化学工业出版社。