02第2章减速器设计解析

第 2 章减速器设计综述

具体内容减速器结构；减速器零部件；电动机的选择；动力参数计算；课程设计内容及其设计步骤。重点减速器结构；减速器零部件；电动机的选择；动力参数计算。

2.1 减速器结构和形式

减速器是工作机和电动机之间的传动装置，其作用是把电动机的转速降到工作机所需转速；把电动机的动力传递给工作机。减速器的结构见图所示。

减速器的主要形式见教材 113 页表 5-2 。

2.2 减速器的零件

根据功能，减速器的零件可分为四大类：支撑零件、传动零件、连接零件、密封零件。

一、支撑零件支撑零件包括：减速器的箱体、轴承。

箱体就是减速器的外壳，它是传动零件的基座，其结构见图所示。箱体通常用灰铸铁制造，灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。

轴承是用来支撑、固定轴的零件。轴承安装在箱体的轴承座上或轴承孔内。轴承结构见图所示。

二、传动零件传动零件包括：轴、齿轮、蜗轮蜗杆、带轮和带、链轮和链。轴是用来固定齿轮、蜗轮蜗杆、带轮、链轮。轴的安

装见图所示。轴的结构形式见图所示。齿轮一般安装在减速器箱体内部，用于内传动，实现两个轴之间的传动。齿轮的结构形式见图所示。蜗轮蜗杆一般安装在减速器箱体内部，用于内传动，实现两个轴之间的传动。蜗轮蜗杆的结构形式见图所示。带轮和带安装在减速器箱体内外部，用于外传动，实现两个轴之间的传动。带传动结构形式见图所示。链轮和链安装在减速器箱体内外部，用于外传动，实现两个轴之间的传动。链传动结构形式见图所示。

三、连接零件连接零件包括：螺栓螺母、螺钉、键、销等。

四、密封零件密封零件包括：密封端盖、密封盘、密封环、油绳等。此外，减速器除了这四大类零件外，还有一些附属零件，如

油标尺（或油标镜）、视窗、旋塞等。

2.3 电动机的选择

一、电动机种类的选择电动机按所需电源不同，分为直流电机和交流电机。交流电机又分为异步和同步两种类型。各种电机的特点及应用见教材 221 页表 11-1 所示。

一般常选交流异步电机。

二、电动机结构形式的选择电动机的结构形式有四种：开启式、防护式、封闭式和防爆式。开启式电机机壳未全封闭，机身、前后端盖都留有散热孔，无散热风扇，自冷。简单的说就是电机的端盖有开口，从外部能看到内部的线包，电机转动时风扇的风能通过端盖的开口将线包的温度带走，叫开启式电机。适用于干燥、室内、外部环境条件好的地方。

防护式电机的外壳有通气孔，旋转部分与带电部分具有一般保护，能防止铁屑，沙石水滴等杂物从上面或 45 度角以内侵入，但不能防尘，防潮，由于他通风良好，又具有一定的防护能力，多用于灰尘不多，比较干燥的场所。

封闭式电机的定子，转子全封闭，潮气、灰埃都不能侵入电机内部，适用尘土飞扬的场所。防爆电机的外壳和接线端子全部封闭，能防止外部易燃气体侵入机内或机内因火花引起机外易燃气体起火爆炸，适用于石油，化工，重瓦斯煤矿等易燃或有爆炸性气体的地方。

三、电动机功率的选择

电动机功率的选择，首先是根据工作机输出的有效功率并考虑各个传动零件的传动效率，通过机械传动的动力计算，确定电动机的输出功率；然后按照电动机的标准选定其额定功率，所选电动机的额定功率应等于或略大于其输出功率。

四、电动机转速的选择对于功率相同的电动机，转速越高，体积越小，价格越低，效率越高，因此应尽量选用高转速的电动机。但电动机转速高，传动系统（如，减速箱）的传动比大，传动装置尺寸、质量都大，制造成本高。因此，选择电动机转速时，要根据工作机的要求，并同时考虑传动装置的选择。

异步电机的同步转速有四种形式： 750r/min 、 1000 r/min 、 1500 r/min 、 3000 r/min 。

2.4 机械传动方案的选择

一、常用的机械传动形式

常用的机械传动形式及其基本特性见教材 222 页表 11-2 。常用机械传动的单级传动比及效率见教材222 页

表 11-3 。

二、拟定机械传动方案时应注意的问题

1.尽量简化和缩短机械传动系统机械传动系统越短，传动零件越少，制造费用低，效率高，运行精度高。如单级圆柱闭式齿轮传动，需要一对齿轮和两个轴，效率在 96%以上；而二级圆柱闭式齿轮传动，需要两对齿轮和三个轴，效率在95%以下。

2.合理安排传动和机构的位置顺序

机械传动中，一般将带传动设置在传动系统的高速级，使之与电动机相连，齿轮或其他传动装置设置在带传动之后。这样可减小传动装置的外形尺寸，又具有过载保护作用，而且能减少振动和噪声。

传动系统中若有链传动，一般应将其设置在传动系统的低速级，使之与工作机相连，齿轮或其他传动装置设置在链传动之前。这样可减小振动和噪声。

3.使传动效率尽可能高

机械传动的总效率等于传动系统中各个传动零件传动效率的乘积。所以，为提高机械传动的总效率：①尽可能缩短传动系统，使传动级数少、传动机构数少、传动系统简单；②采用传动效率高的传动形式和传动零件。

4.其他此外，还要考虑传动系统的外形尺寸、质量、制造成本及维护维修成本等因素。

2.5 动力参数的计算

一、轮系

轮系是由一系列轮子组成的传动系统。这些轮子通常是齿轮，也可以是带轮和链轮等。按轮系中各齿轮的几何轴线是否固定可分为定轴轮系和周转轮系（也称行星轴系）。

定轴轮系传动工作时，每个齿轮的几何轴线位置固定不动，见图所示。

周转轮系传动工作时，部分齿轮的几何轴线做圆周运动，见图所示。

二、机械传动的运动计算

机械传动的运动计算就是确定传动比和转速。传动比是指传动系统中主动轴和从动轴，即运动的输入轴和输出轴转速比。

见教材227页图11-6（a）所示的带式输送机。令，电机转速为n0、丨轴转速为m、II轴转速为n2、III轴

转速为压、IV轴转速为帀、V轴转速为压；带传动传动比为i i、齿轮3和4的传动比为i2、齿轮5和6比为i3。

（ 1 ）各轴传动比

设计时，各轴间传动比可根据其传动形式而确定。一般，带传动的传动比为2~4；链传动的传动比为 2~4；

齿轮传动的传动比为 3~5。具体分配传动比时应注意以下几个问题。

①各级传动比最好在推荐范围内选取，对减速传动尽可能不超过其允许的最大值。

②应使各传动的结构尺寸协调、匀称及利于安装，绝不能造成相互干涉。V带-单级齿轮减速器的传动中，

若带传动的传动比过大，大带轮半径可能大于减速器插入轴的中心高，造成安装不方便；齿轮-齿轮传动，高速

级传动比过大，会造成高速级大齿轮与低速轴干涉碰撞，一般高速级传动比为低速级的 1.1倍左右。

③卧式多级齿轮减速器，常设计各级大齿轮直径相近，可使大齿轮浸油深度大致相等，便于齿轮浸油润滑由

于。低速级齿轮的圆周速度较低，一般其大齿轮直径可大一些，亦即浸油深度可深一些。

④总传动比分配应考虑载荷性质。对于平稳载荷，各级传动比可取简单的整数，对周期性变动载荷，为防止局部损坏，各级传动比通常取质数。

⑤对传动链较长、传动功率较大的减速传动，一般按“前小后大”的原则分配传动比，即自电动机向低速的

工作轴各级传动比依次增大较为有利，这样可使各级中间轴有较高的转速及较小的转矩，从而可以减小中间级传

动机构及其轴的尺寸和重量。

（2）各轴转速

电动机轴（I轴）n=n0

减速箱高速轴（II轴）：n2=巴