二级圆柱齿轮减速器的设计
摘要：齿轮传动是广泛应用于现代机械的一种形式，由齿轮、轴、轴承及箱体组成减速装置，可匹配转速和
传递扭矩，实现原动机与工作机之间的协同工作。相较于其他传动方式，齿轮减速器具有效率高、寿命长、维护
方便等优点，在工业自动化领域受欢迎。随着科技进步，齿轮减速器不断创新改良，为各行业提供更高效安全的
服务。
本论文设计旨在探讨二级圆柱齿轮减速器这一传动装置的设计过程。首先进行了传动装置的设计（包括电机
的选择，分配传动比和运动和动力参数的确定），然后进行带传动的设计，齿轮和轴结构的设计、最后完成减速
器箱体的结构尺寸和 CAD 部分设计。采用多种优化方法提高效率和稳定性，适应各种工业自动化应用场景，为工
程领域提供实用价值。
关键词：齿轮啮合；轴传动；传动比；传动效率
第一章 绪论
1.1 选题背景
随着工业技术和生产方式的不断发展，减速器作为机械传动领域内的重要组成部
分，在不同领域中都有着广泛的应用。传统减速器是利用摩擦、齿轮等原理实现转速
变换，但随着市场需求不断提高，对减速器性能、精度、效率等方面提出了更高的要
求。
人们通过不断研究新型材料、结构和制造技术，引入了电子技术、自动化控制等
新领域的技术手段，开发出了各种先进的减速器产品。这些减速器具有更高的效率、
更低的噪声和振动等优良性能，并与自动化生产线、智能设备等紧密结合，实现了数
字化、智能化的生产。
在减速器选型过程中，需要考虑负载特性、工作环境、转速范围等因素，并根据
具体需求选择最适合的产品。同时，在使用过程中还需要注意维护保养和检修，以保
证减速器始终处于良好状态，发挥最大作用。
1.2 选题意义
研究减速器可帮助我们更深入地理解机器的运动，因为它能够降低转速和惯量。
随着我国现代化建设的快速发展，各行各业对于现代机械的需求越来越大，而减速器
已成为其中一个至关重要的部件。减速器作为机械传动领域内的重要组成部分，具有
广泛的应用范围，在实现机械设备运动变换、降低转速、增大扭矩等方面发挥着重要
作用。因此，减速器的选题具有以下意义：
(1)提高设备效率：减速器作为机械传动中的核心元件，能够将电机的高速、低扭矩
输出转化为低速、高扭矩输出，从而能够提高机械设备的效率和经济性。
(2)保障设备运行：选择合适的减速器能够保证整个机械系统运行平稳，缓解对设备
本身及零部件产生的损伤，延长设备寿命。(3)满足不同需求：不同类型的减速器可满足不同工况和应用需求。例如，摆线针轮
减速器适用于精密控制领域；蜗轮蜗杆减速器适用于大扭矩小转数工况等。
(4)提高生产效率：合理选择设计合理的减速箱可以使企业在生产过程中更节约能源，
并且加强其生产效率，提高质量，达到制造业转型与升级的目标。
因此，正确选取并应用合适的减速器对提高设备性能、保障设备正常运行、降低维护
成本、提高生产效率等方面都具有重要意义。
目录
第一章 绪论 ............................................................ 1
1.1 选题背景 ............................................................1
1.2 选题意义 ............................................................1
第二章 传动装置的设计 .................................................. 3
2.1 传动方案的分析与设计 ................................................3
2.2 电机的选择 ..........................................................5
2.2.1 求电机至工作机之间的传动装置的总效率 ..........................5
2.2.2 计算电机所需功率 ..............................................5
2.2.3 确定电动机的转速 ..............................................6
2.2.4 电动机的外形和安装尺寸 ........................................6
2.3 确定传动机总传动比和分配各级传动比 ..................................8
2.3.1 计算传动装置总传动比 ..........................................8
2.3.2 计算传动装置各级的分配传动比 ..................................8
2.4 计算传动装置的运动及动力参数 ........................................9
2.4.1 各轴的输入功率 ................................................9
2.4.2 各轴的转速 ....................................................9
2.4.3 各轴的输入转矩 ................................................9
第三章 带传动的设计 ................................................... 11
3.1 设计带轮的功率 .................................................11
3.2 确定带轮基准直径并验算带速 .....................................11
3.3 确定普通 V 带的基准长度和传动中心距 .............................12
3.4 验算小带轮上的包角ɑ1 ........................................... 12
3.5 计算 V 带的根数 Z ............................................... 13
3.6 计算初拉力 F0 .................................................. 13
3.7 计算作用在轴上的压力 FQ ........................................ 13
3.8 带轮结构设计与技术设计 .........................................14
第四章 齿轮传动设计 ................................................... 15
4.1.高速级齿轮传动设计 ............................................ 15
4.2.低速级齿轮传动设计 ............................................ 20
第五章 轴的设计和减速器箱体尺寸及结构 ................................. 26
5.1 中间轴的设计 ...................................................26
5.2 高速轴的设计 ...................................................33
5.3 低速轴的设计 ...................................................40
5.4 减速器箱体尺寸 .................................................47
5.5 三维模型结构展示 ...............................................48
第六章 结论 ........................................................... 49
参考文献 .............................................................. 51
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