机械设计课设--双级圆柱齿轮减速器(链传动说明书)解读.docxVIP

毕业设计（论文）

PAGE

1-

毕业设计（论文）报告

题目：

机械设计课设--双级圆柱齿轮减速器(链传动说明书)解读

学号：

姓名：

学院：

专业：

指导教师：

起止日期：

机械设计课设--双级圆柱齿轮减速器(链传动说明书)解读

摘要：本文针对双级圆柱齿轮减速器的设计与链传动系统进行了详细的研究。首先，对双级圆柱齿轮减速器的结构进行了分析，包括齿轮的设计、材料选择和强度校核。其次，对链传动系统的设计进行了讨论，包括链轮的选择、张紧力计算和链传动系统的效率分析。通过理论分析和实验验证，证明了所设计减速器在满足负载要求的同时，具有较高的传动效率和较小的噪声。本文的研究成果对机械设计领域具有实际应用价值。

随着工业自动化程度的不断提高，机械设备对传动系统的性能要求也越来越高。双级圆柱齿轮减速器因其结构紧凑、承载能力强、传动比大等优点，被广泛应用于各种机械设备中。链传动作为一种常见的传动方式，具有结构简单、维护方便、传动平稳等优点。本文通过对双级圆柱齿轮减速器和链传动系统的设计研究，旨在提高传动系统的性能，为机械设备的设计提供理论依据。

一、双级圆柱齿轮减速器设计

1.1齿轮设计

齿轮设计是双级圆柱齿轮减速器设计中的关键环节，其直接影响着减速器的性能和寿命。在设计过程中，需要综合考虑齿轮的几何参数、材料选择和加工工艺等因素。

首先，齿轮的几何参数设计是确保齿轮传动性能的基础。在设计齿轮时，需要确定齿轮的模数、齿数、压力角等参数。以某型号减速器为例，其输入齿轮的模数为3mm，齿数为20齿，压力角为20°。通过优化这些参数，可以确保齿轮具有良好的啮合性能和承载能力。此外，齿轮的齿形设计也是至关重要的，常见的齿形有正弦齿形、渐开线齿形等。以渐开线齿形为例，其具有较好的齿面接触强度和抗冲击性能，适用于高速、重载的传动场合。

其次，材料选择对齿轮的耐磨性、抗弯强度和疲劳寿命有着直接影响。常用的齿轮材料有钢、铸铁和塑料等。在高速、重载的工况下，通常采用合金钢制造齿轮，如45钢、20CrMnTi等。以某型号减速器为例，其输入齿轮采用20CrMnTi材料，经过调质处理，硬度达到HB220-250，有效提高了齿轮的耐磨性和抗弯强度。此外，齿轮的热处理工艺也是保证齿轮性能的关键，如渗碳淬火、氮化处理等，可以显著提高齿轮的表面硬度和耐磨性。

最后，齿轮的加工工艺对齿轮的精度和表面质量有着重要影响。常见的齿轮加工方法有车削、铣削、磨削等。以磨削加工为例，其可以保证齿轮的高精度和良好的表面质量，提高齿轮的传动效率和寿命。在实际生产中，某型号减速器的齿轮采用磨削加工，其精度达到IT6级，表面粗糙度达到Ra0.8μm，满足了高速、重载工况下的使用要求。通过以上设计方法，可以确保齿轮减速器在满足负载要求的同时，具有优异的传动性能和较长的使用寿命。

1.2材料选择与强度校核

(1)在选择齿轮材料时，需考虑齿轮的工作条件、传动效率和成本等因素。对于高速、重载的齿轮，通常选用优质合金钢，如20CrMnTi、40Cr等，这些材料经过适当的热处理，可以获得良好的综合性能。例如，20CrMnTi钢经过调质处理，其硬度可达HB220-250，能够满足高速齿轮的使用要求。

(2)强度校核是确保齿轮安全可靠运行的重要环节。在设计过程中，需要计算齿轮的齿面接触强度和齿根弯曲强度。齿面接触强度校核通常采用赫兹公式进行计算，需考虑齿轮的载荷、模数、齿数、材料硬度等因素。例如，某齿轮减速器在满载运行时，其齿面接触应力应小于材料屈服极限的60%，以确保齿轮的耐久性。

(3)齿根弯曲强度校核同样重要，通常采用齿根弯曲疲劳强度公式进行计算。校核时需考虑齿轮的齿数、模数、材料抗弯强度、载荷等因素。例如，某齿轮减速器在满载运行时，其齿根弯曲应力应小于材料抗弯强度的80%，以保证齿轮在长期运行中的可靠性。通过这些强度校核，可以确保齿轮在预期的使用条件下，具有足够的承载能力和寿命。

1.3齿轮副参数计算

(1)齿轮副参数计算是齿轮设计中的核心步骤，其中齿轮的几何参数计算尤为重要。以某型号减速器为例，设计时首先确定了齿轮的模数m为3mm，齿数z为20齿，齿轮的齿宽b为40mm。根据这些参数，计算出齿轮的分度圆直径D为d=2m*z=120mm，齿顶高ha为1.25m=3.75mm，齿根高hr为1m=3mm。这些参数将直接影响齿轮的强度和传动效率。

(2)齿轮副的传动比是设计中的重要参数，它决定了减速器的输出转速与输入转速的关系。计算传动比时，需要考虑两个齿轮的齿数。例如，某减速器第一级齿轮的齿数为20，第二级齿轮的齿数为40，则其传动比为i=z2/z1=40/20=2。这意味着输出轴的转速是输入轴转速的一半。

(