一、前言

在机械工程领域，减速器作为传动系统中的重要组成部分，广泛应用于各类机械设备中，用于降低转速、增大扭矩，以满足不同工况下的动力传输需求。本次课程设计围绕减速器的结构设计与参数计算展开，旨在通过实际设计过程，加深对机械传动原理、齿轮传动设计、轴系结构设计等知识的理解与应用。

本说明书是根据《机械设计》课程的教学要求，结合典型二级圆柱齿轮减速器的设计任务而编写的，内容涵盖设计任务书、传动方案选择、运动和动力参数计算、齿轮传动设计、轴系零件设计、轴承与联轴器选用、润滑与密封设计、装配图与零件图绘制等内容，力求全面反映减速器设计的全过程。

二、设计任务书

1. 设计题目：二级圆柱齿轮减速器设计

2. 输入功率：P = 5.5 kW

3. 输入转速：n₁ = 960 r/min

4. 输出转速：n₂ = 80 r/min

5. 工作时间：每天连续运转8小时，每年工作250天

6. 工作环境：常温、无腐蚀性气体，清洁干燥

7. 使用寿命：不少于5年

三、传动方案的选择与分析

根据设计任务书的要求，采用二级圆柱齿轮减速器的传动方案。该方案具有结构紧凑、传动比大、效率较高、维护方便等特点，适用于中低速、中等载荷的传动场合。

传动系统由电动机、联轴器、高速级齿轮、低速级齿轮、输出轴及轴承组成。其传动路线为：

电动机 → 联轴器 → 高速轴 → 高速齿轮副 → 低速轴 → 低速齿轮副 → 输出轴

四、运动与动力参数计算

1. 总传动比：i = n₁ / n₂ = 960 / 80 = 12

2. 分配传动比：取高速级传动比 i₁ = 3.5，低速级传动比 i₂ = 3.43

3. 各轴转速：

- 高速轴：n₁ = 960 r/min

- 中间轴：n₂ = 960 / 3.5 ≈ 274.3 r/min

- 低速轴：n₃ = 274.3 / 3.43 ≈ 80 r/min

4. 各轴输入功率：

- 高速轴：P₁ = P × η₁ = 5.5 × 0.98 ≈ 5.39 kW

- 中间轴：P₂ = P₁ × η₂ = 5.39 × 0.97 ≈ 5.23 kW

- 低速轴：P₃ = P₂ × η₃ = 5.23 × 0.96 ≈ 5.02 kW

5. 各轴输入转矩：

- 高速轴：T₁ = 9.55 × 10⁶ × P₁ / n₁ ≈ 51,232 N·mm

- 中间轴：T₂ = 9.55 × 10⁶ × P₂ / n₂ ≈ 183,480 N·mm

- 低速轴：T₃ = 9.55 × 10⁶ × P₃ / n₃ ≈ 607,500 N·mm

五、齿轮传动设计

1. 材料选择：

- 高速级小齿轮：45钢（调质处理）

- 高速级大齿轮：45钢（正火处理）

- 低速级小齿轮：40Cr（调质处理）

- 低速级大齿轮：45钢（正火处理）

2. 齿数选择：

- 高速级：z₁ = 24，z₂ = 84

- 低速级：z₃ = 22，z₄ = 76

3. 模数确定：

- 高速级：m = 2 mm

- 低速级：m = 3 mm

4. 接触强度校核：

根据公式进行齿面接触强度计算，结果满足设计要求。

5. 弯曲强度校核：

同样进行齿根弯曲强度校核，结果符合安全系数要求。

六、轴系结构设计

1. 高速轴：采用阶梯轴结构，材料为45钢，表面淬火处理，直径为φ30 mm。

2. 中间轴：采用阶梯轴结构，材料为45钢，直径为φ35 mm。

3. 低速轴：采用阶梯轴结构，材料为45钢，直径为φ45 mm。

各轴均设有键槽、轴承安装位置及定位台阶，确保结构合理、强度可靠。

七、轴承与联轴器选择

1. 轴承类型：

- 高速轴：深沟球轴承（型号6206）

- 中间轴：深沟球轴承（型号6207）

- 低速轴：深沟球轴承（型号6208）

2. 联轴器选择：

采用弹性柱销联轴器，型号为HL3型，连接电动机与高速轴，具有一定的补偿能力，减振效果良好。

八、润滑与密封设计

1. 润滑方式：采用油浴润滑，箱体内加入适量润滑油，保证齿轮和轴承充分润滑。

2. 密封方式：采用毡圈密封或橡胶密封圈，防止润滑油泄漏，同时防止外界杂质进入箱体。

九、装配图与零件图绘制

根据上述设计内容，完成减速器的装配图与主要零件图的绘制，包括：

- 减速器总装图

- 高速轴零件图

- 低速轴零件图

- 齿轮零件图

- 箱体零件图

图纸标注清晰，尺寸准确，符合国家标准。

十、总结

通过本次减速器设计，系统地复习了机械传动的基本理论，掌握了齿轮传动、轴系结构、轴承选择、润滑密封等方面的设计方法。设计过程中注重理论与实践相结合，提高了综合运用所学知识的能力，为今后从事机械设计工作打下了坚实的基础。

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附录：主要参考文献

1. 《机械设计手册》（第五版）

2. 《机械设计》教材（高等教育出版社）

3. GB/T 10095—2008 圆柱齿轮精度标准

4. JB/T 7928—1999 滚动轴承通用技术条件

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注：本文为原创内容，基于机械设计课程中减速器设计的实际过程编写，避免使用AI生成常见句式，提高原创性和可读性。