减速器设计

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减速器设计范文第1篇

【关键词】减速器；类型；材料

1.选择减速器的类型

减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩以满足各种工作机械的需要。在原动机和工作机之间用来提高转速的独立闭式传动装置成为增速器。减速器的种类很多，按照传动形式不同可分为齿轮减速器，蜗杆减速器和星星减速器；按照传动的级数可分为单级和多级减速器；按照传动的不知形式又可分为展开式，分流式和同轴式减速器。若按换东和结构特点来划分，这类减速器又下述6种：

（1）齿轮减速器。

（2）蜗杆减速器。

（3）蜗杆齿轮减速器及齿轮-蜗杆减速器。

（4）行星齿轮减速器。

（5）摆线针轮减速器。

（6）谐波齿轮减速器。

常见减速器的特点：

（1）齿轮减速器的特点是效率及可靠性高，工作寿命长，维护简便，因而应用广泛。

（2）蜗杆减速器的特点是在外廓尺寸不大的情况下，可以获得大的传动比，工作平稳，噪声较小，但效率较低。其中应用最广的式单级蜗杆减速器，两级蜗杆减速器应用较少。

（3）行星减速器其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大，但制造精度要求较高，结构复杂，且价格略贵。

2.齿轮轴的设计

2.1材料选择

轴是组成及其的主要零件之一。一切作回转运动的传动零件，都必须安装在轴上才能进行运动及动力传递。因此轴的主要功用是支撑回转零件及传递运动和动力。按照承受载荷的不同轴可分为转轴，心轴和传动轴三类。工作中只承受弯矩而不承受扭矩的轴成为心轴，既承受弯矩又承受扭矩的是转轴，只承受扭矩而不承受弯矩的是传动轴。

轴的材料主要是碳钢和合金钢。钢轴的毛坯多数用轧制圆钢和锻件，又的直接用圆钢。

综合考虑轧制机的设计使用要求，在确保经济性的前提下，我在设计中选择最常用的45号钢做为传动轴的材料，并进行调质处理。

因为碳素钢比合金钢价格低廉，对应力集中的敏感性较低，同时也可以用热处理或化学处理的办法提高其耐磨性和抗疲劳强度，所以采用碳素钢制造传动轴比较切合本次设计的实际。

2.2轴结构设计

轴结构设计时，需要考虑轴系中相配零件的尺寸以及轴上零件的固定方式，按比例绘制轴系结构草图。确定轴上零件的位置和固定方式：单级减速器中，可以将齿轮安排在箱体中央，轴承对称布置在齿轮两边。轴外伸端安装联轴器，齿轮靠油环和套筒实现轴向定位和固定，靠平键和过盈配合实现周向固定，两端轴承靠套筒实现轴向定位，靠过盈配合实现周向固定，轴通过两端轴承盖实现轴向定位，联轴器靠轴肩平键和过盈配合分别实现轴向定位和周向定位。

3.减速器的箱体

3.1箱体材料

箱体是减速器的重要组成部件，它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。

选择铸钢ZG200-400，该材料韧性及塑性好，但强度和硬度较低，低温冲击韧性大，脆性转变温度低，导磁、导电性能良好，焊接性能好，但铸造性能差。适用于负载不大、韧性较好的零件，如轴承盖、底板、箱体、机座等。

3.2减速器的和密封

3.2.1减速器的

的主要目的是减小摩擦与磨损。根据剂的不同，可分为：①流体。指使用的剂为流体，又包括气体和液体两种。②固体。指使用的剂为固体 ，如石墨、二硫化钼、氮化硼、尼龙、聚四氟乙烯、氟化石墨等。③半固体。指使用的剂为半固体，是由基础油和稠化剂组成的塑性脂，有时根据需要还加入各种添加剂。该减速器采用油，其主要方式为浸油，浸油深度不小于10mm。根据滑动速度大小，选择油牌号为L-CKC齿轮油。

3.2.2减速器的密封

密封是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质如灰尘与水分等侵入机器设备内部的零部件或措施。密封可分为静密封和动密封两大类。静密封主要有垫密封、密封胶密封和直接接触密封三大类。按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可分为接触式密封和非接触式密封；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。动密封中的离心密封和螺旋密封，是借助机器运转时给介质以动力得到密封，故有时称为动力密封。

（1）机体与机盖间的密封。

为了保证机盖与机座联接处的密封可靠，应使联接处凸缘有足够的宽度，联接表面应精刨，其表面粗糙度不低于Ra6.3。也可在机座凸缘上铣出回油沟，使渗接面的油重新流回箱底。本设计选择后一种方法。此外，凸缘联接螺栓之间的距离一般为150～200mm，且均匀布置，以保证剖分面的密封性。

（2）滚动轴承与机座间的密封。

根据的种类、工作环境、温度等，滚动轴承密封方法的选择为接触式密封。

4.主减速机的结构

减速机是由齿轮、箱体、轴、轴承、箱盖等主要零件组成。

齿轮做成人字齿，因为这种齿轮工作比较平稳，而且对轴承不产生轴向力。

齿轮的加工方法：滚齿刀（人字）（8级精度）。

在减速器中，只有底速轴采用轴向固定，其他的轴留有少量的轴向的游隙，使她可以自由的串动，以免卡主齿轮。轴向的游隙为0.8-1mm。

中心距小于或等于1000毫米的减速器，采用滚动轴承，减速器的材料为铸铁。

（1）中心距。查表的 a=1000mm。

（2）传动比。总的传动比由电动机轴的转速和轧辊的转数之比确定。i=16。

（3）齿宽系数φ。为齿轮的宽度和中心距之比。φ=，φ=0.4-0.6，取φ=0.5。

（4）模数和齿数。

模数降低，小齿轮齿数Z1齿数和Z2均应取较大的值。齿数增加使齿的磨损减小，同时增大重和的系数，有利于减低接触应力。

一对齿轮要求有较大的传动比时，Z1≥20，取一级小齿轮的齿数为22，大齿轮为84。

二级小齿的齿数为22，大齿轮为93。齿数和模数与中心距和齿倾角的关系为：=

模数按上式计算的6.5、9。

（5）齿顷角。

渐开线齿轮的齿顷角：对于人字型齿轮β=25°-30°取齿顷角为30° [科]

【参考文献】

[1]韩斌.2300轧钢机主减速器地脚螺栓断裂的分析与解决方法[J].装备维修技术，2004（03）.

[2]徐宏涛.鼓形齿接轴的研制及应用[J].一重技术，2006（04）.

[3]刘淑珍，董春灵.高强度螺栓在大气中的应力腐蚀开裂[J].西南交通大学学报，1990（03）.

[4]张凤林，韩庆大，民.轧钢机轧制力矩监测模型的改进研究[J].中国设备工程，1998（03）.

减速器设计范文第2篇

1.1主动锥齿轮两圆锥滚子轴承间调整垫片选取此垫片为主动锥齿轮轴承的预紧垫片（图4）。该垫片控制主动锥齿轮上两个圆锥滚子轴承的轴向间距，确保在整车状态下主动锥齿轮上的圆锥滚子轴承正常运行。此垫片若选择超差，将直接导致主动锥齿轮起动力矩不满足要求，需要反复拆解主动锥齿轮轴承座总成进行垫片选配，延长了作业节拍、降低了生产效率。

1.2主动锥齿轮起动力矩控制在整车运行状态下，主动锥齿轮的圆锥滚子轴承正常运行充分发挥其功能，而当此参数不合格时，主动锥齿轮的圆锥滚子轴承会早期失效，导致车桥总成丧失驱动功能。主动锥齿轮的圆锥滚子轴承在一定轴向加载负荷下，转动主动锥齿轮时，其起动力矩（图5）必须满足产品的参数要求。此参数之前的工艺方法为人工手动检测，误差较大。在此次工艺开发中消除了人为因素，使用机械自动控制该预紧力，提升了产品质量的保障能力。

1.3主从动齿轮啮合印迹垫片选取正确选取主从动齿轮啮合印迹垫片（图6），是保证减速器中主动锥齿轮与从动锥齿轮正确啮合的必要条件。只有保证主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合印迹正确，才能充分发挥主从动锥齿轮的传动功能及效果，否则，将导致主从动锥齿轮早期失效（剥落、断齿等）。此垫片之前的工艺方法为人工手动检测后计算需要的垫片厚度值，其误差较大。若使用机械自动检测自动显示需要的垫片厚度值，则可保证主从动齿轮正确的安装位置，提升产品质量的保障能力和生产效率。

1.4深腔内多连接螺栓自动拧紧要求对深腔（深度＞400mm）狭小空间内成组多连接螺栓，设计机械化快速自动拧紧的作业图3减速器合件总成图4主动锥齿轮及轴承座总成中调整垫片位置图调整垫片图5主动锥齿轮起动力矩示意图起动力矩方案，保障螺栓预紧力、操作便捷同时满足生产节拍。

1.5在线检测需要在线检测主从动锥齿轮的啮合印迹、噪声、速比等。2.1.6作业劳动强度需要将作业劳动强度降低，应达到人均作业负荷下降20%的目标。

2装配线工艺方案

2.1工艺目标解决工艺设计要保证产品质量检测数据可追追溯；提高产出率/人•h；保证物流顺畅；设备操作安全可靠。

2.1.1年产目标年产目标为8.1万台。其中，年时基数为270天，两班生产时间为15h，设备开动率为85%，单台所需时间为2.5min。

2.1.2质量目标要求扭矩及起动力矩合格率均达100%，关键项具备自动防错能力，系统数据集成工艺参数可追溯。相关措施：a.轴承装配：采用静压工艺，带有位移控制和压力检测功能。b.螺纹联结件拧紧方式：采用电动拧紧。c.涂胶：复杂涂胶路径采用机器人涂胶。d.主被动轮接触印迹及齿侧间隙：采用线外加载试验方式检测，具有图像比对及处理功能，自动调整齿侧间隙。e.主从动齿轮印迹垫片选择：在线检测，自动显示。g.主动轮两圆锥滚子轴承间调整垫片选取：采用选垫机自动选垫。h.主动锥齿轮轴承预紧力：在线自动检测。i.螺纹件锁铆：采用在线机器锁铆。

2.1.3物流及工位器具整个生产线的零部件从上装配线到各工序进行装配以及减速器总成下线的全过程中，零部件不允许有反复流动现象。工位器具不仅要满足对零部件储运的基本要求，还要求具备取用便捷并有效地降低劳动强度、提升生产效率等功能。

2.2工艺方案

根据现有的工艺设计条件（场地面积等）以及装配线发展趋势，在充分利用场地空间的同时，须考虑物流顺畅，对主动锥齿轮及轴承座总成装配线、从动锥齿轮差速器总成装配线以及减速器合件总成装配线设计了多种工艺布局方案，从中优选了一种方案：主减速器线为“一”字形，主动锥齿轮主轴承座总成和从动锥齿按差速器总成装配线采用双环结构并且分别布置在主减速器线的两侧，采用空中输送线将主动锥齿轮从动锥齿轮差速器总成装配线输送到主动锥齿轮及轴承座总成装配线的作业工位，可在有限的场地空间内即可保证主被动轮的配对装配，又可保证减速器总成的自动输送，降低操作人员的劳动强度并提高了生产效率。该工艺方案优点：适合目前狭长的厂房特点；可保证充分利用了现有的场地条件，物流通畅；满足了设备在线布置的需求；可保证对每个减速器总成进行在线检测；可实现物料自动输送，降低工人劳动强度。其缺点：投资较大；采用的新技术较多，技术风险较大。商用车重型减速器装配线工艺方案布局情况见图7。

3减速器关键技术设备

3.1减速器装配线工艺流程安装主动锥齿轮及轴承座总成保证主动锥齿轮起动力矩安装从动锥齿轮差速器总成安装减速器合件总成检测主从动齿轮啮合印迹、运行噪声等减速器合件总成成品下线入库。

3.2关键技术设备

3.2.1自动选垫设备自动选择垫片的设备用于在线自动检测主动锥齿轮两圆锥滚子轴承之间的调整垫片。在主动锥齿轮两圆锥滚子轴承之间放置工艺垫片，对两圆锥滚子轴承预加轴向负荷，旋转主动锥齿轮，同时上下移动主动锥齿轮，通过相对位移差自动检测出主动锥齿轮轴承座总成两圆锥滚子轴承之间所需的垫片厚度值。自动选择垫片界面见图8。

3.2.2压测机压测机功能：自动检测主动锥齿轮的起动力矩，进一步验证主动锥齿轮两圆锥滚子轴承之间调整垫片的合理性，该设备自动检测主动锥齿轮起动力矩的显示界面见图9。对两轴承预加设定的轴向载荷，自动检测主动锥齿轮的转动力矩是否符合设定的参数值，“是”则自动判断合格，“否”则判定不合格并进行声光报警。对于检测不合格的产品须更换垫片进行重新操作，以至完全合格。影响自动检测主动锥齿轮起动力矩一次性合格率的主要因素：轴承自身制造精度、轴承座质量及垫片质量。在进行垫片自动测选（4.2.1）工序中，轴承及轴承座已经包含在被检测零件系统中，因此垫片的质量是影响主动锥齿轮起动力矩检测准确性的首要因素。垫片厚度及其平面度超差，都会对主动锥齿轮起动力矩检测具有较大影响。

3.2.3啮合印迹垫片设备要正确选取主从动齿轮的啮合印迹垫片，垫片的安装位置见图10。必须对主动锥齿轮轴承座总成的安装高度值（图10中“选垫参数值1”）进行检测。同时要对减速器壳的安装高度值（图11中“选垫参数值2”）进行检测，根据检测数据计算所需啮合印迹垫片的厚度值，以此选用垫片。在此减速器装配线工艺设计中，采用2台设备分别对轴承座及轴承合件和减速器壳进行自动检测，自动提取主从动齿轮啮合印迹垫片的“选垫参数值1”和“选垫参数值2”数据，对此2台设备数据进行联机作业，将“选垫参数值1”的检测数据自动传输到减速器壳检测设备上与“选垫参数值2”进行逻辑运算，自动获得了主从动齿轮啮合印迹垫片的厚度值。啮合印迹垫片检测界面见图12。

3.2.4深腔壳体内多连接螺栓连续拧紧采用以不等分变位的4轴拧紧机实现对深腔连接螺栓的拧紧作业，有效地解决了布置在400mm深腔减速器壳体内的轴承座与壳体的8个连接螺栓可靠快速地拧紧装配，保证了螺栓扭矩，提高了作业效率。

3.2.5参数自动检测加载运转试验机实现了减速器总成在线加载运行的速比、扭矩和空载扭矩等参数的自动检测，可检验啮合印迹并对啮合印迹进行自动拍照，以保存备案（图13）。

3.2.6减速器装配线3条装配线均采用自动输送夹具托盘、作业工位自动准停、设备自动运行的方式进行自动化作业。其中主动锥齿轮及轴承座总成装配线和从动锥齿轮差速器总成装配线采用摩擦轮输送夹具托盘，减速器合件总成装配线采用精密滚子链输送夹具托盘，提高了作业效率，降低了劳动强度。4.2.7装配线管理减速器总成装配线采用MES数据管理系统，采集各线各工位作业数据（选垫值、扭矩值、主动锥齿轮起动力矩等）保存在数据库中，可实时进行作业数据追溯和进行远程作业管控，提高了生产现场的管控水平。

4工位器具及物流

现有的工位器具可以储运物料，但操作者取料困难并劳动强度大，物料磕碰严重。新减速器装配线工位器具在设计之初即对零部件进行分类（大、中、小）：减速器壳体、齿轮等列为大型件物料；突缘、轴承座等列为中型件物料；轴承、连接螺栓等列为小型件物料。大、中型物料采用专用料架进行转载储运；小型件物料采用设定的标准料盒装载并送至生产线现场滑移式货架上。大型件物料架周转周期为0.5～1h；中型件物料架周转周期为1.5～2h；小型件物料架周转周期为4h；根据作业需求确定工位器具结构，然后再确定零部件包装方式。通过对物料包装方式及物料上线方式的管控，实现了定时定量的物料配送，减少34%的物流车辆运行成本，装配现场的在制品数量降低62%。新减速器装配线工位器具在现场使用后，操作者取料步行数均在2步以内，可直立便捷取用物料，人均作业负荷≤20N•m，相比早期设计的减速器装配线作业负荷下降82%，降低了操作者劳动强度，提升了生产效率。

5结论

减速器设计范文第3篇

关键词：NGW型；行星减速器；参数化设计

NGW型行星减速器参数化设计的基本原理在于，通过程序控制与三维模型的结合，以已有的Pro/E 零件模型为基础，按照系统的实际运行需要，对完全控制模型的大小和形状进行参数化设计。NGW型行星减速器参数化设计有助于这一模型的参数化编程，进而实现参数设计的修改和检索功能，并依据全新的参数值建立新的模型[1]。

1. NGW型行星减速器参数化设计的主要内容

第一，主程序的编写。将零件模型中已经预先设计好的相关参数与减速器设计方案中的输入参数相互联系起来，实施数据通信，从而达到自动更新装配模型和减速器零件的目标，若现有的设计不符合设计规定，可以实施重新设计[2]。第二，建设SQL 数据库、装配体库及减速器零件库，为设计时调用做好相关数据准备。第三，编写Pro/E和VC的接口程序，并将减速器设计菜单项增加到Pro/E 主菜单栏中，从而实现参数化设计程序界面的启动功能。

2. NGW型行星减速器参数化设计的流程和结构

2.1. 设计流程

在开始运行程序前，程序设计人员应输入使用寿命、行星轮数目、减速器输出转速、额定转速和电动机额定功率等参数。按照系统设计输入相关数据，按照综合优化设计的基本原则，设计齿轮传动情况，同时，设计太阳轮轴、行星轮轴、行星架等减速器零件。根据模块参数化设计的计算结果，对现有三维零件模型进行系统更新，如果无需修改零件参数值，则可将零件模型直接保存，同时建立设计文档。模型更新完成后，系统可校核相应的刚度和强度，如果未达到设计条件，需要重新进行设计，并保证其满足系统运行需要[3]。

2.2 .系统结构

本文所进行的NGW型行星减速器参数化设计，指的是以VC集成开发环境为基础，通过Pro/E与MFC二次开发工具包Pro/TOOLKIT对NGW型行星减速器进行参数化设计与开发。这一设计有助于行星架等零部件参数化设计、齿轮强度校核以及齿轮机构优化设计等目标的实现，根据模块化设计的基本思路，该系统还涉及设计文档数据库、模型库、模型更新、零件强度校核与设计计算及用户参数输入等五大基本模块[4]。

五大模块的基本功能在于：第一，设计文档数据库。其主要作用在于存储减速器设计时，应用更新完成的零件尺寸设计数据，以及动载系数VK、使用系数AK等参数相关的图表，以备后续使用。第二，模型更新。利用强度校核、设计计算和修改参数，能够实现零件结构尺寸的更新，利用更新的模型，能够形成满足设计需要的新的零件模型，最终进行零件的参数化设计[5]。第三，模型库。因为类型相同的零件结构与减速器结构之间仅仅存在尺寸上的差别，所以，应建立相应的模型库，主要设计装配体库与零件库两个方面。在参数化设计过程中，仅仅需要更改现有的模型，从而实现了设计人员工作量的大大减少。第四，零件强度校核与设计计算。按照参数输入的不同，设计齿轮传动，同时，设计计算行星轮轴和行星架等零部件，以计算结果为依据，对轴和齿轮等部件进行强度校核，从而对设计的合理性进行初步检查。第五，参数输入。人机交互接口，用户需要将初始的设计参数输入，以此作为设计计算的基础。

3. 总结

本文对以Pro/Toolkit和MFC开发包为基础的Pro/E二次开发方法进行了分析，主要涉及Pro/E与VC的应用程序注册运行、编写资源文件、对话框技术、菜单技术、程序接口等。同时，建立了NGW 型行星减速器参数化设计系统，通过MFC建立了界面对话框，从而为显示设计结果与输入设计参数提供了方便。通过SQL Server2008 软件设计了零件数据库，并依据ODBC数据访问技术进行零件库的删除、添加和查询，对数据库交互技术进行了研究分析。通过Pro/E参数化模块设计了装配体库和零件库，同时涉及了相关的关系式与尺寸参数。创建了零件校核模块与设计计算方法。

参考文献：

[1]赵丽娟，张双，伍正军.基于MFC和Pro/TOOLKIT的NGW型行星减速器参数化设计[J].机械传动，2012，1（1）：58-60.

[2]李哲羽，王伟，高永顺.NGW型行星减速器可靠性优化设计[J].吉林工学院学报，1999，20（2）：58-59.

[3]江家伍，印松.NGW型行星减速器的模糊可靠性优化设计[J].合肥工业大学学报，2002，25（3）：472-474.

减速器设计范文第4篇

1 减速器的上盖壳体内外缘设计不合理

图 1

图2

图1所示的内外缘都设计为90°，这样的铸件在起模时铸型容易被破坏，而图2所示结构有了斜度有利于铸型的起模。

2 加强筋的设计不合理

图3

图4

为了增加箱体轴承座的强度，一般在箱体上设计加强筋，但图3的加强筋由于成直角，在铸件冷却时由于各部位的厚薄不同存在冷却速度差，导致铸件产生很大的内应力，这是铸件开裂的主要原因之一，而图4的结构设计时采取尺寸平缓过渡，使内应力减少，铸件不易开裂。

3 箱体上的孔位置结构不利于钻孔

图5

图6

图5上图虽然在图上标示出了孔的位置，但在加工时无法正确钻孔，而图5下图在壳体铸出一个平台之后就可以保证孔的位置和精度了。图6的上下两图的原理相同。

图7

图8

图7所示是在箱体外缘钻孔时，由于上图的外缘厚度不同，在钻孔时因为因钻头受力不平衡，而使孔的精度得不到保证。图8所示的上图因为孔壁厚薄不均，造成在钻孔是钻头走偏，影响孔的精度，而图8的下图的三种结构就能解决这个问题。

4 定位销的设计不合理

定位销是以限定正确的相关位置为目的的零件，故定位孔的位置不允许相互错位，因此，原则上要进行贯通加工。

图9

图10

图9所示由于定位销与箱盖与箱座间剖分面成一定角度，使在钻定位销孔时不易确定位置，而图10的定位销位置就比较合理。图11的定位销孔虽然孔的轴线与箱盖与箱座间剖分面垂直，但由于都是盲孔，无法进行贯通加工；而图12、图13的结构就比较合理。

图11

图12

图13

5 减速器应设通气孔

在减速器装配完毕后，在接合面、轴承等处都要采用良好的密封，这样在减速器工作时，由于齿轮的高速旋转使减速器内的压力升高，在这种情况下油容易从接缝处漏出，故图14的结构就不合理，而图15的结构加了通气孔就使减速器的密封室内的压力与大气相同。

图14

图 15

6 在结构设计时应考虑轴承拆装

图16

图17

滚动轴承与轴的配合方式一般采取内圈侧固定，外圈侧松弛，这样，在从箱体拔出装有滚动轴承的轴的时，通过转动体可容易拔出，但要从轴上拆下轴承就要把拔出时的力施加在内圈上，图16所示因轴肩过高，内圈无法拔出，会把轴承拆坏，而图17所示结构可以通过轴承拉拔器将轴承拔出。

7 应考虑油封的更换

轴承的油封是易耗件，常常要检查和更换，这样就要注意要有更换油封的空间，图18在结构设计时使轴承端盖与联轴器的距离过短，没有考虑到拆装空间，更换油封比较困难，而图19所示的结构就考虑了这个问题。

图18

图19

8 结构要便于嵌装件平滑装入

就嵌装件装在轴上时，如果嵌装的起点呈尖角或微小倒角(见图20)，在安装是往往很费事；为了使安装容易和平稳，安装起点的双方，或者至少是一方有充分的锥度(见图21)。

图20

图 21

9 健槽的位置选择要合理

在设计健槽位置是有人为了结构紧凑，使健槽切到了轴的阶梯部(见图22)，这样虽然轴的长度减少了，但因为阶梯部已经是轴的应力集中的地方，健槽也是应力集中的地方，两个应力集中条件重合就会造成轴的强度条件得不到满足，故要避免把健槽切到阶梯部(见图23)。

图22

图 23

在变速器结构工艺设计时应注意的问题很多，这里只是以常见的问题进行讨论，希望给大家在设计时有一定的参考。

参考文献

减速器设计范文第5篇

[关键词]参数化设计；虚拟样机技术；减速器开发；原理；方法

中图分类号：TH132.46 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）06-0382-01

引言

我们需要应用新型的方法来提高减速器开发应用的质量和水平，最终使其具有良好的经济效益和应用价值。其中，参数化设计与虚拟样机技术是两种有效的方法，可以使得传统减速器产品开发设计的周期缩短、设计的成本降低、传动的质量和水平获得提高。因此，我们需要对于减速器产品参数化设计的原理和实现方法、虚拟样机技术在减速器开发中应用的方法进行研究和分析，最终使得减速器开发应用的质量和功能得到有效保障。

一、减速器产品参数化设计的原理和实现方法

（一）设计框架

我们需要进行减速器产品参数化设计的总体规划，对于减速器产品参数化设计具体方式进行有效指导。比如：第一，我们需要有效的应用网络信息技术和计算机技术将减速器产品参数化设计原始数据进行输入，一步步完成减速器产品参数化设计工作。第二，我们需要有效应用此设计将多种技术在系统中进行有效融合，最终提升减速器产品参数化设计质量。比如：单元模块技术、可靠性设计技术、优化设计技术、专家系统技术、有限元技术等等。第三，进行该系统的运行，进行减速器工作状态动态仿真。第四，通过其总体设计系统，对于减速器立体图、装配图、零件图进行有效绘制。

（二）减速器产品参数化设计方案的模糊评价

1.建立起有效的评价模型

我们需要通过对于数据信息的有效收集和分析，建立起必要的目标集、权重系数集合、评价集、模糊评价矩阵。

2.评价模型的求解

我们主要是应用取大取小法、乘积-取大法、乘积-求和法、全面制约法、均衡平均法来进行有关数据的计算，然后应用多种方案对于这些数据结果进行充分的比较，最终做出科学决策，对其模型求解进行评价。

（三）SolidWorks中标准零件模型库的建立

我们需要应用以下的方式建立起SolidWorks中标准零件模型库。第一，将COM技术在国家标准件库中进行应用。第二，进行驱动模块模型的建立和科学配置。第三，应用有效方法进行标准件的分类。比如：我们可以将标准件库分为通用件、联接件、紧固件三种不同的类型。第四，标准件系统总体结构的科学设计。其主要的流程为：将COM接口与SolidWorks软件平台、VC++软件平台进行有效连接，然后将整个系统分为客户端和服务器端两个部分，然后COM接口-标准件查询-新增标准件-标准件库维护-SQL数据库-网络服务器-权限申请-预览零件图片进行科学连接。

（四）齿轮零件参数化设计模块

齿轮零件参数化模块设计的总体思想为：全面提高减速器产品设计开发应用的质量和水平，使其具有速度快，精度高，操作灵活、方便，功能齐全等多方面的优点，最终使得其具有良好的应用状态。具体来讲，第一，需要对于齿轮特征结构和页面进行科学的设计。第二，进行模块数据的有效处理。第三，我们需要对于SolidWorks软件齿轮轮廓线进行科学设计。比如：建立起渐开线齿轮轮廓的数学模型，建立起圆弧齿轮曲线的数学模型。第四，我们需要对于齿轮零件参数化进行设计实例的应用。其主要的应用流程为：开始--输入齿轮零件参数化模块参数--选择齿轮结构--绘制圆柱胚体--绘制孔板式胚体--绘制轮廓式胚体--依据轮廓离散点画出齿形曲线草图--切除齿槽并列阵--齿轮轴的有效设计--输入轴参数进行轴页面设计--生成齿轮或齿轮轴实体。第五，进行轴类零件的参数化设计。第六，进行箱体的参数化模块设计。第七，进行减速器的模拟装配，并且对于装配中应用的技术、装配信息等方面进行科学记录。第八，进行装配的有效检查，使其具有良好的应用状态[1]。

二、虚拟样机技术在减速器开发中应用的方法

（一）虚拟样机技术

虚拟样机技术是在20世纪80年代逐渐兴起的一项技术，是基于计算机技术的一项新概念技术。是指将一个机械开发时所使用的零件全部糅合到一起运用计算机进行模拟操作观察最终效果的一项技术。利用CAD技术进行3D建模从而观察机械内部构造所存在的问题，方便在进行实物装配的过程中能够进一步解决问题，为机械的制作提供了便利。在减速器的制作室，虚拟样机技术应用同样广泛，能够使减速器得到合理的配置，以便对减速器进行下一步的开发改进，减少了人力物力的使用。虚拟样机技术能够运用计算机技术达到将目标机械的构造，工作原理，使用情况和可能更会出现的问题加以分析，得出准确的改进方法和有效的实施方法，减轻了人员的负担，减少了机械的错误率。

（二）虚拟样机仿真的内容

虚拟样机仿真主要包括两大方面：动态特性的仿真分析和几何仿真的分析。动态特性的仿真分析包括了以下内容：运动学的仿真分析和动力学的仿真分析。主要研究多体系统动力学，多体系统动力学中又包括了多柔性体系统动力学和多刚性体系统动力学两大部分，虚拟样机都能够准确的将这些部分完美的表达出来。集合仿真的分析包括关于配装关系和几何特性的分析，通过虚拟的技术相使用者展示几个关系的配置，检测在配置中的缺陷，为实体制作扫清障碍[2]。

（三）减速器虚拟模型的建立

减速器虚拟模型模型的建立需要由以下几个方面来完成。第一，SolidWorks模型导入ADAMS软件中。其主要的流程如下：应用Parasolid格式将SolidWorks中的组件和零件进行有效的保存，并且在保存路径中没有中文字符的出现。然后将原有的x_t改为xmt_txt，在ADAMS软件中的improt进行文件类型的有效选择。第二，我们需要进行系统约束和载荷的施加。比如：仿真前提条件的确定、施加约束条件的确定和应用。

（四）减速器虚拟的运动学分析

我们需要有效的对于减速器虚拟样机技术进行科学的运动学分析。比如：对于减速器应用的虚拟样机技术传动比进行有效验证，应用专业化的公式进行科学计算。对于不同的输入转速对系统稳定性影响进行科学分析，进行齿轮呲合力的有效计算，对于输入轴和输出抽的角加速度与振动进行科学分析。

我们主要是有效的进行虚拟样机技术的仿真模拟、构建出虚拟样机技术在减速器开发应用中的环境，通过对于虚拟模型的建立、减速器虚拟的运动学分析方式来进行减速器虚拟各方面数据信息的分析和计算，最终明确虚拟样机技术在减速器开发中应用的价值[3]。

结论

对于参数化设计与虚拟样机技术在减速器开发中应用问题进行研究，有利于我们应用科学方式提高参数化设计与虚拟样机技术在减速器开发中应用质量和水平，使其减速器开发具有良好的应用性，充分实现应用价值。

参考文献

[1] 姚娟.基于虚拟样机技术的减速器动力学仿真研究[D].武汉理工大学，2008.

[2] 王川.减速器的参数化设计及仿真分析[D].华北电力大学，2011.

[3] 孙维.减速器设计中虚拟样机技术的应用探讨[J].山东工业技术，2015，07：157.

减速器设计范文第6篇

【关键词】减速器；拆装；多媒体

减速器是典型的机械基础部件，被广泛应用于各种机器中。因此减速器的结构、功能及设计一直是我校机械类专业的学生必须学习的内容。而清楚地学习和了解其内部结构及工作原理是进一步分析和设计减速器的关键[1]。减速器的安装、拆卸过程以及相关参数测量。旨在能使学生加深对所学内容的理解，提高学习兴趣，有利于激发学生学习的主动性和积极性。增强学生对过程实践的感性认识，增强学生综合解决实际问题的能力，提高教学质量和水平。

1.减速器拆装实验的教学现状与不足

“减速器拆装实验”的教学目的主要是：通过拆装掌握减速器的结构、零件功用、装配关系以及调整方法等。装拆实验用的减速器有单级圆柱齿轮减速器；单级圆锥齿轮减速器；圆锥圆柱齿轮减速器；展开式双级圆柱齿轮减速器；同轴式双级圆柱齿轮减速器；蜗杆蜗轮减速器等。在减速器拆装实验中，一般选用单级齿轮减速器或两级齿轮减速器。因为该类减速器较为典型，只要掌握了它的结构特点、功用及安装调整方法等，其他类型减速器就可以举一反三。达到事半功倍的效果。

传统的教学方法是通过实物，介绍减速器的主要零部件，有箱体、齿轮、轴、端盖、滚动轴承、键、销，螺栓、螺钉、垫片等。在教师讲解相关内容之后，学生拆解、装配减速器。让学生在实验中动手、动脑、动口、动眼、动笔，对学生出现问题比较多的地方有针对性地进行集中辅导答疑。整个过程中让学生互相交流，查找资料。在实验中学生分组轮换观察各种不同类型减速器，通过观察、比较、对每个零件的作用、结构进行一番分析。总结出它们的各自特点和作用。

实验中存在一些不尽人意之处，减速器拆装实验是一个综合实验。主要考察学生的知识点掌握情况、知识的综合运用，并且要求有较强的动手能力。部分学生做减速器拆装实验时，往往出现对减速器的结构不了解；对零部件知识认识不深，零件认识只介于书上，出现零件混淆，或者实物完全未接触过；零部件之间的关系不清楚，结构不了解；减速器拆完未能完全装好。如齿轮、轴承、轴套等零件实际上是拆不下来或是不允许拆解的；齿轮与轴装配的键和键槽等更是无法窥其全貌；很多零件笨重且有油污；测量的中心距等参数实际上只是粗测值。一般来讲，新鲜事物对学生往往都有很强的吸引力，而笨重，甚至是“脏兮兮”、“油乎乎”的减速器，会在一定程度上削减学生学习的动力与兴趣。基于上述原因，这样的教学就很难达到理想的教学效果。

2.实际操作与多媒体教学相结合

减速器拆装实验过程中教师在个别指导时是和学生面对面接触，教师的言传身教作用得到充分体现。但是，实验中由于学生多，指导教师少，工作量大，在解答学生的共性问题时。往往只有少数在教师附近的同学听得清、看得见，很多学生看不到实物的具体结构，搞不清楚教师解释的问题，影响了教学效果。当前，随着多媒体教学的普遍应用，在实验中利用多媒体对减速器进行虚拟装配，可提高教学质量。

教师在多媒体演示时可以进行动态教学，让学生在屏幕上观察零件复杂形体的外型与内腔、各个侧面和局部细节特征。将减速器的零件结构和装拆过程以虚拟动画的形式，形象、生动地展现在学生面前。例如，减速器的主要零部件有箱体、齿轮、轴、端盖、滚动轴承、键、销、螺栓、螺钉、垫片等，多媒体演示可以直观地显现整个零件的结构，装配体中零件之间的连接关系，使教学中的知识更加清晰、生动。虚拟装拆可以刺激学生的感官，动画部分更能抓住学生的眼球、带着好奇、兴趣，促使学生主动学习。利用多媒体介绍装配基准，演示如何进行传动件的周向和轴向固定；轴的支承、固定；轴承类型，轴承如何装配，间隙如何调整等。使学生对齿轮减速器的装配过程、轴系零部件之间的固定、定位方法、机械装置的类型和密封装置及其他减速器附件结构等有一个直观的了解，着重讲解减速器各组成部分的结构、相互之间的定位关系。在实验中教师在多媒体虚拟模型上指定某些加工表面，让学生在减速器实物上找到相应的地方并分析该零件的结构工艺性及加工要求，以利于后面课程设计的顺利开展。例如：与螺栓头部和螺母接触的支承面，应加工出沉头座坑，以减小螺栓的附加应力；安装窥视盖处应设有凸台，减小机械加工表面面积；放油孔处的机体外壁应凸起一块，以便于加工成为螺塞头部的支承面等等。这样，不仅在较短时间内能给学生提供正确的指导，培养学生的几何构思能力，同时介绍了有关结构工艺知识，培养了学生合理的设计思维。这样更有利于学生理解减速器的工作原理、装配关系、各零件的相对位置关系，以及各零件的结构特点，提高了学生的学习兴趣，增强了学生的分析、认识和记忆能力，活跃了课堂气氛。

但是虚拟装配无法取代学生亲自动手拆装操作，如果只使用虚拟拆装实验，学生印象不会那么深刻，难以建立拆装的总体的感性认识。减速器拆装实验通过与计算机虚拟拆装有机结合，才能充分发挥教师的主观能动性，提高了学生的空间想象力，使学生轻松掌握零件的结构，增加学生知识储备，为以后课程设计作了必要的准备，实现教学效果的最优化。在我们的教学中只有通过不断地研究新的教学方法，才能提高教学质量。

3.结束语

教学需要创新精神。将板书、教具等传统的教学手段与现代化教学手段相结合。把减速器拆装实验与多媒体有机结合，使课堂教学形式由单调呆板变得丰富生动，使学生对常见的机械零件有直观的感性认识，使该课程的理论教学与实践训练得到了有机结合，有利于学生动手能力与创新意识的培养。大大的提高了教学质量，从而高质高效的完成了教学任务。

【参考文献】

减速器设计范文第7篇

【关键词】减速器；断轴；事故分析；使用；管理

刮板输送机是综采工作面的主要运输设备，其减速器为力矩传输机构，属多极齿轮传动。SGZ764/750运输机在工作面运行中减速器出现过顺轴伞齿轮点蚀掉块、断轴和花螺母脱扣等问题，浪费了大量的人力和财力去进行维护和更换，严重影响正常生产秩序和检修步骤。

1 疲劳点蚀、断轴原因

1.1 减速器主要参数

减速器型号：JS-400

传动比：33.6：1

冷却方式：水冷

方式：浸油、飞溅

水压：≤1.5Mpa

水口温度：30℃

1.2 点蚀原因

疲劳点蚀又称疲劳磨损。齿轮啮合时，

齿面上的压力是循环变动的，如果齿形误差和表面粗糙度较大，实际接触面面积就要减少，接触处应力变化幅度超过材料的疲劳极限时，齿面就会出现疲劳点蚀，进而脱皮、掉块，严重影响齿轮使用寿命。

轮齿齿面允许出现初期点蚀，但点蚀坑面积不得超过以下规定：

（1）模数6以下的齿轮，麻点的平均直径不得大于1mm；模数6以上的齿轮，麻点的平均直径不得大于2mm。

（2）出现以下情况必须更换：

①点蚀区高度为齿高的100%；；

②点蚀区高度为齿高的30%，长度为齿长的40%；

③点蚀区高度为齿高的70%，长度为齿长的10%。

分析点蚀主要原因有：

①高温影响：据试验，油温越高，油的粘度越小，越易产生点蚀。

②油脂差：油脂粘度达不到要求，油脂乳化变质或脏等都会影响齿面完好。

③载荷：载荷越大，越容易造成点蚀。因为货载增加、运行环境差、系统频繁停车造成重负荷启动等都会增加载荷。

1.3 断轴原因

运输机的驱动减速器在使用时会遇到某些减速器的输入轴断轴的情况，给正常生产造成一定的影响。在井下使用过程中，断轴时通常情况下只是使用过程中输入轴断，而输出轴很少出现断轴现象。严重时会连续发生输入轴断轴，而这种情况的减速器是同一个运输机的供货商，断轴后轴断裂处的茬口一般比较平齐，断面一般垂直于轴的长度方向（圆弧伞齿轮轴断图1）。

图1 圆弧伞齿轮轴断图

1.3.1 断轴外在原因

（1）运输机在运行过程中有卡拌，在减速器顺轴上出现猛然的冲击力使其断裂（如：链子掉链、漂链、框架封底板脱焊、大块的煤及矸石过采煤机时受阻等），底槽回煤堵塞增加运行阻力。

（2）选用运输机减速器的承载能力低，当减速器的实际使用功率超过减速器的承载能力后在一定时间里使减速器断轴。

（3）电机轴和减速器轴之间制动轮和液力偶合器的动平衡不好时，偏心严重时会使运输机运行时产生很大的振动。当振动载荷达到某种程度时会使减速器输入轴上的应力过大而造成输入轴断裂；

（4）减速器设计本身的缺陷导致输入轴断轴，如齿轮轴材质差、加工工艺等。

（5）花螺母在频繁起车后反向冲击造成涨销退。花螺母不质量，造成止退垫断。

1.3.2 断轴内在原因分析

（1）减速器设计时轴断裂处的应力过大。

（2）减速器一轴为伞齿轮轴，在伞齿轮支承轴承处和过渡轴肩处出现较为严重的应力集中而发生疲劳破坏。

（3）减速器外壳磨损变形尺寸变大，造成启动或运转中不同心。

（4）减速器为硬齿面减速器，减速器输入轴直径较细，虽然计算强度时通过，因为轴的本身很细，同样在轴直径变化处形成应力集中严重并发生疲劳破坏。

（5）输入轴的材质选用不当，输入轴的热处理工艺质量不合格。

2 避免和减少减速器轴断轴的方法和措施

（1）提高工程质量，保证运输机在使用过程中的平、直，合理搭接，以减小运输机的工作负荷。

2）、减速器的设计要科学合理，各种参数满足生产要求。

3）、运输机开车时严禁出现卡、绊现象，防止出现堵车和冲击载荷；链条松紧要适宜，避免频繁启车和重负荷启车对减速箱顺轴带来的冲击。

4）、减速器在装配时调整好各级齿轮间隙，尤其是一轴和二轴间隙保证在0.4～0.6mm，过大过小都会产生噪音。

5）、安装和维修时注意调整电动机和减速器的同心度，使其达到常规的要求，一般对轮间隙3～5mm为宜。更换一轴时同时更换二轴。

6）、及时清理设备卫生以确保散热，减速器油温达到100℃时，应停机冷却。合理加注油，及时更换变质油脂。

7）、减速箱顺轴花螺母每隔半月或一月应打开检查紧固一次，并同时检查顺轴轴承完好状况。

8）、减速箱上的冷却水管长度要适当，水压正常，出水量合适。

9）、花螺母使用10.5涨销，使用中就把销口砸一下变形后方便插入，这样就改变了尺寸。

3 结语

在使用和管理减速器时，应严格按照日检和周检内容对减速器进行详细检查，油量要合适，油脂使用要符合规定，发现漏油现象及时处理；当发现顺轴出现疲劳点蚀时在没有达到或接近疲劳极限时要及时更换，避免事故扩大；及时更换掉封底板的框架和磨损严重的刮板；防止大块的煤和矸石或其它物件卡在采煤机机身下。运行期间严禁重负荷启动，减少开倒车，开车时运输机底槽内的注水量要合适，机头与转载机搭接要符合规程要求，避免拉回煤。只要管理到位、正确使用、科学检修，减速器事故还是能够避免的。

参考文献：

[1]王荣祥，任效乾.矿山工程设备技术[M].北京：冶金工业出版社，2005.

[2]李帮建，郑庆新.刮板输送机在使用中存在的问题与对策[J].煤矿机械，1999（8）.

[3]机械手册设计编委会.机械设计手册[M].北京：机械工业出版社，2004.

[4]李启明，煤矿机械检修工艺学[M].北京：煤炭工业出版社，1995.

[5]张春芝，孟国营.刮板输送机链传动系统动力学建模与仿真分析[J].煤矿机械，2011（9）.

减速器设计范文第8篇

关键词：虚拟装配；虚拟制造；参数化设计；齿轮减速器

中图分类号：TH132.46 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2013）03-0084-02

虚拟制造技术是产品制造的重要环节，对产品的成本、质量以及制造周期有着重大影响。本文研究圆柱齿轮减速器的虚拟装配技术，对虚拟制造技术具有极其广泛的应用推广价值。

1 虚拟装配的一般方法和步骤

本文以齿轮减速器为基本模型，讨论虚拟装配的有关技术方法，包括箱体类零件的创建方法、齿轮的参数化设计方法、轴承的装配方法、大型组件的装配方法、装配时各个元件间的体积干涉检验方法等，基本涵盖了机械产品设计的全过程。

1.1 减速器零部件实体建模

图1和图2表示出了箱座、箱盖、轴系、端盖等的配合关系，图1中箱座、箱盖部分采用半透明化处理，图2隐藏箱盖、轴承座孔连接螺栓、箱体连接螺栓，这两种方法都能够表达清楚内部结构。模拟装配的第一步是进行零件的实体建模，或者利用已有的实体零件库，本文从零件的实体建模开始讨论，减速器零件的三维实体建模首先进行箱体、箱盖、两对齿轮传动副、三根传动轴和三对轴承设计。

1.2 减速器零部件实体建模

箱盖和箱座是减速器装配的两个大部件，在这两部分的实体造型完成后，可以先进行一次装配，检查是否有不合理或者是漏创建的部分。减速器箱座和箱座三维模型分别如图3和图4所示。

高速轴为齿轮轴，齿轮的建模过程包括绘制草图、拉伸、旋转、切除、挖槽、倒角，考虑到小齿轮尺寸与该轴段尺寸相差不多，所以将小齿轮与轴制成一体，成型后的高速轴见图5。

低速轴部分：由于是回转体，未切键槽时是轴对称图形，在草图绘制平面上绘制对称图形的一半，标注尺寸（添加约束）通过旋转即可生成模型。至于键槽部分：通过建立两个参考平面，在参考平面上绘制键槽孔草图，再拉伸切除即可。草图旋转体平面开槽腔倒棱边倒角，成型后的高速轴见图6。

中间轴同高速轴的造型方法相同，也是齿轮轴，创建过程同高速轴。齿轮是一种参数化的零件，一个齿轮的形状，可以由它的模数、齿数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数以及齿宽完全确定，只要修改这些参数的数值，就可以改变齿轮的形状。根据斜齿轮特征，建立模型的关键在于确定螺旋线、渐开线、齿根过渡曲线和齿厚。

1.3 轴承实体的参数化设计

本研究中参数化设计选择标准件类型为圆锥滚子轴承30 000，公称直径30 208，（30 210同30 208只是参数不同）。按照所需的轴承代号，选择好类型及参数，点击确定按钮后，即可得到减速器所需的轴承型号的三维模型，添加到装配模型中，如图7所示。

2 减速器的虚拟装配

作为虚拟制造技术的重要部分，虚拟装配是在计算机上的产品仿真过程。用户根据需要能进行下述工作：装配工艺的规划与设计；在屏幕上实现零件到产品的预装配；装配过程的碰撞、干涉检查：可装配性评估；装配过程的优化分析：装配经济指标评价；装配可靠性评估。

齿轮轴、齿轮、键装配完成后的实体模型，如图8和9所示。

三根齿轮轴、齿轮等主要零部件完成虚拟装配后的三维图如图10所示：装配是对几何体的集合进行管理，而不是生成新几何体。如果组成装配的零件发生改变，装配中会自动更新。利用虚拟装配技术，在计算机上完成零部件的实体造型、装配、检查。为新产品研制提供了一种新的设计方法和实施途径。

3 零部件参数化设计

参数化设计是指在构造产品模型时，模型结构在保持模型拓扑关系不变的前提下，可随尺寸参数或改成参数的具体数值变化而自动改变，形成新的产品模型。参数化设计师使用约束来实现设计与修改产品的一种方法，约束可以理解为若干个对象之间的相互关系，即限制一个或多个对象满足一定得关系、条件。

减速器参数化设计系统由常用件设计、附件设计、标准件库、减速器设计、系统帮助五大模块组成。减速器零件很多，下面就以减速器的代表性零件轴承为例，演示一下系统中常用的标准件调用过程。通过参数化设计减速器各个零部件，最后参数化生成圆柱齿轮减速器三维实体模型，从而大大提高了减速器的设计效率。

系统中标准件的调用过程：选择标准件类型为圆锥滚子轴承30 000，公称直径30 208，（30 210同30 208只是参数不同）。按照所需的轴承代号，选择好类型及参数，点击确定按钮后，即可得到减速器所需的轴承型号的三维模型，添加到装配模型中。单从对轴承的调用，足以见得参数化设计的便捷优势，用户不仅可以享受到个性化的界面，还可以抛开厚厚的手册，将建模由几个小时缩短了几秒钟，设计的过程简化了，设计的效率也大大提高了。

4 结 语

本文对虚拟装配系统的若干理论和关键技术进行了研究和探讨，先运用CATIA对每个零部件进行三维实体造型，再利用CATIA的装配模块，完成减速器的虚拟装配。通过齿轮减速器零件的参数化设计和虚拟装配完成了减速器总成的快速虚拟制造过程，虚拟装配过程发现的问题，在设计阶段就及时发现并进行了修改，大大缩短了产品的研发周期。

参考文献：

[1] 孙桓，陈作模.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2002.