本发明涉及一种减速器的设计,具体涉及一种大功率硬齿面平行轴减速器设计,属于减速机元器件技术领域。
背景技术:
目前硬齿面减速器的形式多种多样,但最大作到90kw属于中小机型;从目前市场上来看,大机型的硬齿面减速器需求量不断增大,利润空问也很大;为了适应市场的需求,需要设计开发大机型硬齿面减速器;通过本发明的设计方法,设计一款大型硬齿而齿轮减速器,此齿轮减速器的外型尺寸1640x645x1000(长x宽x高),功率可达754kw,输出扭矩160kn·m。
技术实现要素:
为解决上述问题,本发明提出了一种大功率硬齿面平行轴减速器设计,以中心距分配与确定作为传动比分配的先决条件,传动比分配与确定作为齿轮传动设计的主线,以润滑方式选择作为轴和轴上零件结构设计的前提;以键的选择和轴承寿命作为轴的结构尺寸的设计依据;以减速器受力情况作为轴强度校核的原则,完成大功率硬齿面平行轴减速器设计。
本发明的大功率硬齿面平行轴减速器设计,包括以下步骤:
第一步,中心距的确定,已知2级传动总中心距800mm,根据减速机设计的原则,在满足工作需要的前提下,减速机设计应追求体积小、尺寸小、重量轻、成本低、润滑方便等优化的目标;
第二步,传动比的分配,已知总速比i=22.4,i=i1xi2作为分配传动比的依据,根据中心距及为避免发生齿根切,由于大齿轮决定了减速机的尺寸,还要考虑中心距、齿顶圆和轴径二者间满足无干涉的几何关系,第二级中心距大于第一级大齿轮齿顶圆半径与输出轴圆半径之和;经过优化,最终确定i1=4.937,i2=4.50,以上对中心距与传动比的分配,是相互关联的两个约束条件,必须进行优化设计选择最佳参数;
第三步,齿轮材料的选用,齿轮是减速器中的重要零件,担负着传递动力、改变运动速度及方向的重要任务;齿轮材料需满足以下要求:具有高的接触疲劳极限,具有高的抗弯曲强度,具有高的耐磨性,具有足够的冲击韧性;同时,考虑材料的加工工艺性、经济性以及材料的来源等因索;正确选用齿轮材料和进行合理的热处理,是满足齿轮设计要求、延长齿轮使用寿命及节约制造成本的主要途径;
第四步,齿轮几何参数计算及强度验算;
第五步,结构总体设计,由于斜齿轮传动将产生很大的轴向力,所有轴承采用能承受一定轴向力的圆锥滚子轴承;轴承的大小根据轴径大小、允许空问、工作转速、寿命要求以及安装与拆卸等条件选用,再进行当量动负荷和使用寿命计算;此外,为了不同的安装方式,箱体设计成方形;为了便于装配,箱体做成上下分箱;箱体内部在宽度上设计成两边对称,满足不同的输出结构形式(输入轴与输出轴的方向可任意调整);由于轴向力大,两边轴承采用压盖式定位;齿轮与轴装配采用过盈配合,以增加传递扭矩,防止键的剪切,装配时采用热装;密封采用内包骨架旋转唇形密封,并且是双唇;润滑采用中极压工业齿轮油200号,飞溅式润滑。
进一步地,所述第一步中,通过优化大量可行性设计方案,最终确定预留紧固螺钉位置:第一级中心距为a1=340mm,第二级中心距为a2=468mm。
进一步地,所述第二步中,斜齿轮的最少齿数为14~16。
本发明与现有技术相比较,本发明的大功率硬齿面平行轴减速器设计,以中心距分配与确定作为传动比分配的先决条件,传动比分配与确定作为齿轮传动设计的主线,以润滑方式选择作为轴和轴上零件结构设计的前提;以键的选择和轴承寿命作为轴的结构尺寸的设计依据;以减速器受力情况作为轴强度校核的原则,完成大功率硬齿面平行轴减速器设计,为将来开发市场前景好的大型减速机设计积累了经验。
具体实施方式
本发明的大功率硬齿面平行轴减速器设计,包括以下步骤:
第一步,中心距的确定,已知2级传动总中心距800mm,根据减速机设计的原则,在满足工作需要的前提下,减速机设计应追求体积小、尺寸小、重量轻、成本低、润滑方便等优化的目标;
第二步,传动比的分配,已知总速比i=22.4,i=i1xi2作为分配传动比的依据,根据中心距及为避免发生齿根切,由于大齿轮决定了减速机的尺寸,还要考虑中心距、齿顶圆和轴径二者间满足无干涉的几何关系,第二级中心距大于第一级大齿轮齿顶圆半径与输出轴圆半径之和;经过优化,最终确定i1=4.937,i2=4.50,以上对中心距与传动比的分配,是相互关联的两个约束条件,必须进行优化设计选择最佳参数;
第三步,齿轮材料的选用,齿轮是减速器中的重要零件,担负着传递动力、改变运动速度及方向的重要任务;齿轮材料需满足以下要求:具有高的接触疲劳极限,具有高的抗弯曲强度,具有高的耐磨性,具有足够的冲击韧性;同时,考虑材料的加工工艺性、经济性以及材料的来源等因索;正确选用齿轮材料和进行合理的热处理,是满足齿轮设计要求、延长齿轮使用寿命及节约制造成本的主要途径;
第四步,齿轮几何参数计算及强度验算;
第五步,结构总体设计,由于斜齿轮传动将产生很大的轴向力,所有轴承采用能承受一定轴向力的圆锥滚子轴承;轴承的大小根据轴径大小、允许空问、工作转速、寿命要求以及安装与拆卸等条件选用,再进行当量动负荷和使用寿命计算;此外,为了不同的安装方式,箱体设计成方形;为了便于装配,箱体做成上下分箱;箱体内部在宽度上设计成两边对称,满足不同的输出结构形式(输入轴与输出轴的方向可任意调整);由于轴向力大,两边轴承采用压盖式定位;齿轮与轴装配采用过盈配合,以增加传递扭矩,防止键的剪切,装配时采用热装;密封采用内包骨架旋转唇形密封,并且是双唇;润滑采用中极压工业齿轮油200号,飞溅式润滑。
所述第一步中,通过优化大量可行性设计方案,最终确定预留紧固螺钉位置:第一级中心距为a1=340mm,第二级中心距为a2=468mm。
所述第二步中,斜齿轮的最少齿数为14~16。
上述实施例,仅是本发明的较佳实施方式,故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰,均包括于本发明专利申请范围内。