减速器的设计与总结（精选7篇）
篇1：减速器的设计与总结
课程设计总结
三周的课程设计结束了，紧张而又充实，有烦恼也有喜悦！这是我们的第一次独立设计，虽然和实际工作中的设计还有很大差距，但是对于我们的能力的提升仍然有很大的帮助，我们从中学到了不少知识，对于设计也有了更深一层的认识和体会。
对于这次设计，感触最深的就是我们缺少对设计的整体把握。由于我们本身对机器接触的比较少，对设计也是纸上谈兵，没有实际经验，很多实际中应注意的问题，我们都没有考虑到。比如在螺栓的装配，当时在画图时，画的螺栓是从下面往上面装，其实，螺栓的长度，已经大于下面留的安装空隙了，实际装配时根本装不上去，只有重新改为从上面向下面装了。其实老师也讲过这样的问题，但是在设计中，我们确实没考虑到位。刚开始设计的时候，我们没有清晰的设计思路，感觉无从下手，相信每个设计初学者都有这样的体会，但当设计一展开，一步一步做下去，到设计完成也是水到渠成了。
我们组是三个人，组员也都很卖力，前几天主要是计算，先是根据原始数据算出各个轴的转速、功率、扭矩，再来选择电动机，然后算设计计算齿轮、轴、轴承以及联轴器等。在设计中每个部分都是紧密联系的，组员一定要相互沟通。开始的时候我们也是比较顺利，电动机的选择我们一起努力计算，很快就完成了。接下来，我们三个人，每人算一根轴，每人算一对齿轮，效率也挺高的。我们组在分工合作方面做的非常好，每个人都有自己的事情做，大家做出的数据都放在一起，彼此交流自己的设计进程，遇到问题，一起讨论攻破难点，共同确定一些关键尺寸，使我们的设计实现最好的配合。有点麻烦的感觉就是箱体了，因为这个不能单单是算的，要边画边算，边算边改。其实轴在前期的设计中也不是很准确，在画图的过程中，也需要改，但是如果在前期的计算中和组员交流的比较好，轴的改动也不会很大。就是箱体，要根据整体布局来设计，螺钉长度和位置，有时候会发生干涉，很难发现。我们组的较大的轴承端盖螺钉位置和箱体螺栓位置就出现了问题，刚开始也没发现，也没有去注意这个问题，当画一个剖视图的时候，结果才发现这两个螺栓发生了干涉，只有叹口气，再去改了。还是考虑的太不周全了。
关于课本上老师讲过的东西还不错，像轴承端盖与罩杯，罩杯与机壁间的垫片，轴承端盖与轴承间的间隙，加工面与非加工面的区别等，也都注意到了。有的地方局部剖视做的还不是太好，有的不是很必要却画上了，有的必要则是没画，都是后来才补上，以后都得注意。刚开始的时候，最基本的沉槽都没注意，也都是后来补上的，以后也得提前考虑。
在设计中最令人头疼的就是画好的图突然发现了错误。当你看着你自己费了那么多心血画出的漂亮图纸，实在不忍心擦掉，哪怕只有一点，哪怕只有几根线条，尤其是加深过的，就更悲催了，好像一个美人脸上突然长了一道疤痕，大煞风景，让人很是无奈，以后一定得把草图搞好，什么都考虑周全了再加深。
在最后的尺寸标注上，也遇到一点问题。刚开始标准记得不是很清楚，一些细节没注意到，后来才又仔细查了标准才完善了尺寸标注。比如装配图的尺寸标注，主要有五条，一是配合尺寸，二是相对位置尺寸，三是安装尺寸，四是外形尺寸，五是其他重要尺寸，公差也是查了才标。零件图的尺寸标注就比较复杂一点，一些细节只有照着图册来标了。但是，我们最后还是漏掉了一个重要的尺寸，装配图上中心距的极限偏差，经老师的提醒才知道，这个是非常重要的尺寸，一定得标，到最后才又补上。
减速器算是比较简单的设计了，但是里面的知识点也不少，很多地方都有具体的规定，在任务指导书里面都有，开始我们也都看了任务指导书，但是在设计过程中，很多细节都忽略掉了，到设计收尾环节会出现很多漏洞，我感觉这是我们对减速器理解的还不够，如果我们做到对减速器每个零件，每个部位的功能和作用都能了解透彻，那么我们的设计将会轻松很多。
最后我们都按时完成了设计，看着亲手画出来的图纸，心中有一种兴奋和喜悦，设计中的烦恼一扫而空。这是我们第一次画零号图纸，以后估计机会也很少了，真有一种想把图纸永久收藏的冲动，要是不用交该多好啊！只能拍照留念了。
总之，经过这次设计，我们的收获是非常大的，有了设计的初步经验，也学到了很多知识，对课本上的知识在实践中加以应用，加深了对以前所学知识的理解和体会。
篇2：减速器的设计与总结
课程设计说明书
题目:基于Pro/E的单级圆柱齿轮减速器的设计与仿真
班级： 姓名： 学号： 指导老师：
I
广东石油化工学院
课程设计任务书
摘要
本次课程设计要求基于Pro/E的单级圆柱齿轮减速器的设计与仿真主要用于《机械设计基础》课程的教学过程中，使学生能够直观的看到减速器的外观和内部结构，并能观察传动过程。对于《机械设计基础》课程的教学资源库提供更好的资料，能够更好的实现项目化教学改革。要求学生根据所给定的参数，完成所有零件的尺寸设计和结构设计。用Pro/e完成三维建模，然后装配成减速器整体，并生成装配爆炸图，最后还要完成运动仿真。本次课程设计具体按排，第一周指导教师讲解设计题目、设计思路和说明书格式；学生查阅资料，根据条件计算单级圆柱齿轮减速器的各技术参数和主要零件尺寸；用Pro/E对减速器零件进行三维建模；第二周运动仿真，输出工程图；整理设计说明书，再进行答辩。
关键词：单级圆柱齿轮减速器PRO/E三维建模运动仿真
II
目录
摘要............................................................IⅠ 第一章 引言（绪论）............................................1
第二章 主要零件工程图与设计
2.1 单级圆柱齿轮减速器结构分析...........................3 2.2 固定箱体底座的设计...................................3 2.3 上箱体零件的造型设计.................................5 2.4 减速器内部轴的设计...................................6 2.5 齿轮的设计..........................................8 2.6 其他零件的设计......................................11 第三章 装配减速器
3.1分析减速器的模型....................................14 3.2减速器模型创建步骤..................................14 3.3减速器分解视图......................................17
第四章减速器运动仿真
4.1运动仿真概述........................................18 4.2元件连接............................................19 4.3机构仿真............................................19
第五章设计总结.................................................22 III IV
第一章 前言绪论
绪论
设计要求：单级圆柱齿轮减速器：输入功率2.169kw，输入转速480r/min，总传动比4，效率0.95，其他技术参数计算或者按照给定图纸；按计算结果和给定图纸进行减速器零件的三维建模，并装配，进行运动仿真检查零件间是否存在运动干涉；将主要零件（传动轴和齿轮）和装配体（标注关键尺寸）输出为工程图。要求螺栓、螺母等用简化画法，不用画出实际的螺纹。设计说明书的主体为Pro/E的操作（70%以上），参数计算占小部分（小于30%）
减速器的工作原理及其运用：减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所需要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中可以见到它的踪迹。从交通的船舶，汽车，机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等。其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速器的应用，且在工业应用上，减速器具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。在目前用于传递动力和运动的机构中，减速器的应用范围非常广泛。减速器的作用主要有：
（1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出成减速比，但要注意不能超出减速器的额定扭矩。
（2）减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。减速器一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机，内燃机或其他高速运转的动力通过减速器的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速器也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。它的种类繁多，型号各异，不同种类用不同的用途。减速器的种类繁多，按照传动类型可以分为齿轮减速器，蜗杆减速器和行星齿轮减速器；按照传动级数不同可以分为单级和多级减速器；按照齿轮形状可以分为圆柱齿轮减速器，圆锥齿轮减速器和圆锥一圆柱齿轮减速器；按照传动的布置又可以分为展开式，分流式和同轴式减速器
PRO/E在机械设计中的应用：经过漫长的发展岁月，产品设计手段在不断
生产制造等几个大的方面，分别提供了完整的产品设计解决方案。在这里我们将利用Pro/E的机械设计及模具设计的功能进行三维的建模。是建立在统一基层上的数据上，不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓的单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。3.全相关性
Pro/E的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体，设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。4.基于特征的参数化造型
Pro/E使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要求。5.数据管理
加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/E独特的全相关性功能，因而使之成为可能。
6.针对产品设计的不同阶段，Pro/E将产品分为工业设计，机械设计，功能模拟，生产制造等几个大的方面，分别提供了完整的产品设计解决方案。在这里我们将利用Pro/E的机械设计及模具设计的功能进行三维的建模。
2)创建底座上的孔
同样单击孔工具，接受默认项创建直孔，选取底座作为孔的放置平面，在孔的操作板上选取直孔，用草绘定义所钻孔的轮廓及剖面，注意在一些环节中要定义孔的中心轴，否则会出现草绘平面不成功，然后单击完成，用同样方法创作出其他的孔。3)创建轴承座上的孔
轴承座上孔的创作方法与其在凸缘上创建孔的方法基本相同，在此不作赘述。4)底板去除材料特征的创建
选取拉伸命令，选择底座作为草绘平面，然后绘制其剖面轮廓，然后在拉伸的操作板中选择去除材料选项，定义尺寸，然后单击完成。
倒圆角特征的创建:在工程工具栏中选取倒圆角命令，选取模型中需要倒圆角的边，在输入对应的值之后，单击完成。
创建辅助特征:下箱体的辅助特征包括放油尺凸台，创建该特征仅用到几个基本的特征命令，如拉伸，剪切，倒圆角等，创建过程不再详细介绍，完成所有的特征创建后的实体如下图所示：
图1减速器固定箱体
图2减速器上箱体
2.4 减速器内部轴的设计
1.新建零件
按照上一节建零件的方法建立一个新的零件，命名。a.创建齿轮轴的特征
单击旋转命令，在其操作板上选择放置，选取TOP平面作为草绘平面，打开草绘编辑器，绘制其剖截面，单击确定完成对草图的绘制，然后在旋转的操作板上输入要旋转的角度为360度，然后单击确定完成对轴的基本特征的创建如下图所示：
图4键槽
其中，另外一根轴的创建方法与其类似，在这里也不再做出详细的建模步骤。
2.5 齿轮的设计
齿轮的创建需要用到拉伸，剪切，倒角，镜像，阵列等，下面介绍一下齿轮的创建。
1.新建零件
按照第一节中的方法创建一个新的零件并命名。
2.创建齿轮基本圆
齿轮的基本圆尺寸是由齿轮的基本参数确定的，其创建过程分为以下三个步骤： a.创建任意尺寸的基本圆曲线。
单击基准工具栏栏中的创建草绘基准曲线对话框，在工作区中选择基准平面FRONT作为草绘平面，接受系统默认的其他放置参照，单击确定进入草绘编辑器，绘制四个任意尺寸的基本圆曲线，单击确定完成相应的草绘。b.添加齿轮参数
选择菜单工具中的参数选项，在弹出的参数对话框中，单击添加，将齿轮的各参数依次添加到参数列表中，并设置参数的类型数值以及指定的方式等，单击确定，完成对齿轮参数的添加。
4.创建齿轮的基本实体
创建齿顶圆的圆柱形实体特征和创建基本实体上的倒角特征。
5.创建齿轮的轮齿特征
创建齿轮的轮齿特征是依据实际加工齿轮的工艺原理，即在齿轮的基本实体上切出所有齿槽特征，同时生成齿轮的轮齿特征。其中生成的第一个齿槽特征如下图所示：
图6齿轮的轮齿特征
6.创建齿轮的辅助特征
齿轮的辅助特征包括辐板，齿轮轴孔等，齿轮孔的创建需要用到阵列，完成所有的齿轮的创建如下图所示：
其他零件包括端盖，滚动轴承螺钉，键等等，在这里不再作详细的叙述它们的创建步骤，其中端盖与轴承的创建如下图所示：
图9端盖
第三章 装配减速器
3.1分析减速器的模型
减速器中的零件包括上，下箱体，齿轮，齿轮轴，键，轴承，端盖，顶盖等主要零件和螺钉等辅助零件。在装配过程中为简便起见，可先将齿轮，齿轮轴，键，轴承装配成一个子组件，再将子组件与其他零件装配成整体模型。这样可以方便零件在整体模型中的定位，简化操作过程。而分解视图的目的是为了在不改变元件间实际设计距离的前提下，清楚的表示出零件模型元件之间的结构关系，生成组件后，还可以在组件中创建并修改多个分解状态来定义所有元件的分解位置等等。
3.2 减速器模型创建步骤
1.新建组件
打开新建对话框，选择组件，输入文件名字，单击使用默认模板复选框取消选中标志，单击确定，打开新文件选项对话框，选择mmns_asm_design模板，建立单位为公制的新文件。
2.新建子组件
单击工程特征工具栏中的创建选项，选择元件类型为子组件，类型为标准，输入名称，单击确定，进入组件创建环境，这时模型树中的子组件标识显示为激活状态，可以进行子组件的装配。
3.添加大轴和键两个元件到子组件
单击添加中的文件打开对话框，添加轴零件到工作区域，系统将添加到子组件的每一个元件放置到默认位置，即元件坐标系与子组件坐标系重合，不需要再对该元件进行定位约束。再添加键，过程如上，在元件放置对话框中设置元件的每一个约束类型为插入，根据提示选取正确的曲面作为两个放置参照，系统自动添加第二个约束，设置类型为插入，选择元件曲面作为参照，单击添加第三个约束，设置类型为匹配，选择正确的元件曲面作为放置参照，根据工作区域中显示的偏移方向输入偏移值为零，单击确定，完成对键的添加。
4.添加齿轮与滚动轴承到子组件
选择插入选项中的元件，在文件打开中选中齿轮文件，将齿轮元件放入到工作区域，在元件放置对话框中设置第一个约束类型为插入，选择元件曲面与组件曲面作为两个放置参照，设置第二个约束类型为匹配，选择元件曲面和组件曲面为放置参照，输入匹配值为零，添加第三个约束，设置类型为匹配，选择元件曲面和组件曲面作为放置参照，根据提示输入偏移值为零，单击确定完成对齿轮元件的添加。
滚动轴承的添加同上面所述，在此也不作多赘述。完成的子组件如下图所示：
图12小齿轮的子组件
1.添加元件底座和箱盖两个元件到组件
右击目录树的组件标识，在弹出的下拉菜单中，单击激活按钮将组建切换到激活状态，继续添加的元件将成为原组件中的元件，步骤如上面所述，添加辅助元件以后完整的装配体如下图所示：
图14减速器的分解视图
4.3 机构仿真
单击应用程序Mechanism，进入机械模式
1.定义齿轮从动连接结构
单击工具栏中的齿轮选项，弹出齿轮副对话框，单击新建按钮，弹出齿轮副定义，对话框，接受系统默认名称和默认的传动类型，选取大齿轮的连接轴，系统会自选取齿轮的主体和托架，在直径输入框中输入值，单击齿轮2选项卡，显示有关齿轮2的对话框，选取齿轮2的连接为连接轴，系统会自动选取齿轮的主体和托架，在直径输入栏中输入数值，接受属性中的齿轮比选项为节圆直径。单击确定在齿轮副对话框中显示齿轮副的名称，此时点击关闭按钮。此时在齿轮中就会显示出齿轮副连接的标识。
2.添加驱动器
单击工具栏中的伺服电动机对话框，单击新建，在显示的对话框中接受系统默认的从动实体类型，选取相应的连接为连接轴，单击轮廓选项卡，在位置旁边选取速度规范，接受当前轴的位置为零位置，接受系统默认的模为常数，输入A值，即确定传动轴的转速，单击确定，此时在工作区域上就会显示出驱动器的标识。
3.运动分析
在分析对话框中，单击新建按钮，显示伺服电动机定义对话框，接受系统默认的分析类型和开始时间。设置运动的结束时间与帧频，系统会自动计算帧数和最小间隔时间，接受系统默认的电动机driverl。单击运动可以查看齿轮的运行情况。在分析对话框中显示分析结果的名称，单击运行按钮，把运动结果存入结果集，单击关闭按钮关闭对话框。
4.结果回放
篇3：减速器的设计与总结
随着我国先进制造技术的发展,越来越多的企业将原本从国外进口的高精度复杂零件,改为自行加工。减速器箱体均属于多面多孔、高精度、高性能要求的复杂箱体类零件,空间尺寸多,机械加工难度较高[1,2,3,4,5],如何高效高质量地完成这类零件的加工,除了必须具备先进的数控加工设备之外,还必须确定优化的加工工艺方案。本文分析了减速器壳体零件的结构及尺寸特点,结合现有设备制定了壳体加工的工艺规程,并进行了相应的夹具设计。实践证明,该工艺设计使壳体加工质量明显提高,加工效率提高,加工成本降低,增强了企业的竞争力。
2 零件结构分析与工艺规程编制
减速器壳体如图1所示,该零件结构复杂,精度要求高,尤其空间尺寸多,采用普通设备难以保证精度,经过仔细分析研究,并通过实践验证,制定出一套完善的加工工艺流程,设计制作了一系列的工装夹具,利用数控设备有效的保证了所加工工件的技术要求。减速器壳体的加工工艺流程如表1所示。
3 工艺分析
(1)以2-Φ103外圆及Φ88.85毛坯孔定位加工基面N及2-Φ80+0.03定位销孔,可以保证以N面和2-Φ8销孔定位加工2-Φ76±0.023及Φ88.85±0.025孔时形成的管壁厚均匀。
(2)精铣P面与N面,应严格控制两平面的间距59.69,以保证2-Φ96.8±0.025孔的中心在轴承座与减速器壳的结合面上。
4 工装设计
(1)铣基面专用工装1如图2所示,有底板、立板、支座、固定套、滑套、弹簧、拉环螺栓及压板垫板等组成,两块立板上各制有一个“V”型槽,其工作面上固定有等高垫板,经过淬火处理以增加其耐磨性,固定套安装在支座上,中心与底板成的夹角为40°,内腔装配有滑套和弹簧,通过拉环螺栓保持它们与固定套不致脱离。滑套端部是圆锥角为20°的圆锥,圆锥与Φ88.85内圆的毛坯孔相配合。滑动圆锥定位套的设计有利于减少毛坯尺寸不一样造成的定位误差。安装工件时,先将2-Φ103的外圆毛坯置于立板的V型槽上,再调整工件在V型槽上的纵向距离,拉动拉环螺栓,将滑套插入Φ88.85毛坯孔内孔,然后用压板将其压紧即可。
(2)镗孔专用工装2如图3所示,由底板、筋板、斜板、定位销、定位键、压紧螺栓、支撑杆、压板等组成,工件的N面与斜板的工作面贴合,两定位销插入定位孔中,此时工件的2-Φ76的轴线、2-Φ88.85的轴线都处水平位置,有利于镗削加工。斜板上中部有一让位孔,用于让开两轴承座形成的凸起,同时该孔还便于2-Φ96.8±0.025孔在加工中的测量。
(3)钻孔专用工装3如图4所示,由底板、心轴、立板、定位销、定位螺钉、螺杆及压板等组成。心轴的长度为120mm,较大的尺寸,有利于减小Φ103端面过小造成的定位误差。同时为了避免心轴过长造成装卸工件困难,在心轴中部切有让位槽。定位销为菱形,并且可以前后滑动,方便销与孔的配合定位。同时为了防止定位销的转动,在它的滑动轴上加工出一个定位槽,用一个定位螺钉限制其转动。
5 结论
实践证明:有效利用各种数控设备和加工刀具,设定最佳切削用量,才能切实有效地保证加工质量、提高生产效率。实践证明:在加工复杂箱体类零件过程中,只有改进加工工艺方案,选择合适的定位装夹方案,可以提高壳体加工质量和加工效率,加工成本降低,增强企业的竞争力。
参考文献
[1]张明,刘庭辉,魏建芳,等.小型蜗轮减速器箱体加工工装的设计及应用[J].机械传动,2003(6):56-58.
[2]刁振华.薄壁铝合金箱体零件的数控加工[J].机械设计与制造,2008(12):168-170.
[3]薛东岭,王保铭,赵泽.精镗时提高箱体孔同轴度精度的途径[J].矿山机械,2004(8):121.
[4]樊琳.在车床上镗削变速箱孔系的三工位夹具[J].机械制造,2002(6):41-42.
篇4：减速器的设计与总结
关键字：双摆线；减速器；设计制造
科技的进步社会的发展，已经阻挡不了现代化的工业生产步伐，自动化的生产模式与水平渐渐的被提高，使得旧型的齿轮减速器逐渐的被某些更加高级更新新型的减速器所取代。就目前来说，在减速器研究方面，越来越重视减速器的体积、质量和其制造成本、使用成本，降低噪音污染等方面；在保证其正常工作和正常提供动力的基础之上，来增加减速器的效率，延缓减速器的使用期限。最近一段时间内，国内外的学者都对双摆线钢球减速器的研究很重视，发展也很快。本文就主要对双摆线钢球减速器的设计和制造做一些研究。
1.双摆线钢球减速器的构造
双摆线钢球减速器是目前的一种最新型的二齿差K-H-V行星传动设备，主要由以下部件组成：1 输入轴；2动摆线盘；3减速器的输入部分；4减速部分 动摆线盘、输出轴；5转臂轴承；6 预压螺母；7动摆线盘、定摆线盘；8用开调节各啮合副间的配合间隙。动、定摆线盘上面刻制的用于内外摆线的沟槽会形成一条全封闭的循环轨道，当转动输入轴的时候，上面的偏心部分就会用过转臂轴承带动动摆线盘旋转，循环轨道上排列的钢球就被用过滚动使用，致使动摆线盘自转，形成行星轨迹运动。位于动摆线盘上的另一个球窝与输出轴上的球窝的刻制原理都是按照平行四边形来制作的，并且他们和多个钢球组成W型机构，在通过动摆线将动力传送给输出轴，从而就完成了输出轴的低速旋转。
双摆线钢球减速器通过钢球这种中间介质来传递同轴之间的动力和运动，这样就实现了结构简单紧凑、运转方便、制造简易、造价低，寿命长的预想；以钢球的滚动代替了传动的滑动，使得金属不易磨损，传动动力效率高，误差小，精确度高，质量轻便、体积小巧、传动效果明显等优点；比较适合在以传动为主又要求体积小巧、传动率较高的场所使用。所以在一些精密仪器中就会常用到双摆线钢球减速器，比如说一些测量比较精密的仪器，航空航天部门，医疗部门的测量机械、机器人等等。这都是由于双摆线减速器有着非常好的可靠性、稳定性和优秀的设计理念。
1.1摆线槽的外形设计
在设计双摆线减速器的过程中，主要会考虑到摆线槽如何制造会更加的使其结构简单化、方便加工、磨损减少、高效率、承载能力、灵活度等方面。滚动装置可以考虑使用钢球，短圆柱等各种滚珠。而摆线槽就可以采用直槽、V形槽、单弧球形槽、双弧球形槽。通过比较可以得出：采用直形槽配短圆柱的时候，用线接触摆线槽和短圆柱，这样就加工起来比较方便，承载能力强，但是圆柱面和槽底的接触面就会有很大的摩擦，产生阻力；采用V形槽配双锥球形的时候，可以用线接触，也可以配钢球接触，这样的话就更加的简单，加工起来也很方便，但是对于加工时的精确度要求就很高；采用单弧球形槽配钢球的时候，可以形成面面接触。缺点就是加工摆线槽的时候容易受到切球刀的限制；采用双弧球形槽配钢球的时候，加工摆线槽的时候就不是很方便。
通过以上的分析比较，采用单弧形槽配钢球的话，底部就可以再打开一个小槽，便于储存润滑油。
1.2减速器的结构形成
为了在不同的场所使用不同的减速器，所以也就会设计成不同形状的减速器。采用卧式或者立式的形状，卧式的话就用在水平力方面的传递，立式则就用在垂直力方面的传递；采用带底座和不带底座的样子，带底座的话就用于和地基连接；也可以吧减速器和电器等连接在一起；增加风扇或者散热装置，利于减速器的散热。
1.3摆线槽的数控加工
作为一只新型的减速器，在他工作时，内部的齿轮曲线是内、外摆线之间的等距离的曲线，内外摆线自身的位置其实是加工刀具的中心点。所以，影响减速器的效果和工作性能的关键是加工精度。关于如何加工摆线齿轮，线阶段主要采用的是插齿、滚齿、铁齿法，并且都是在圆面上加工，不管是哪一种方法，都要设计一套用于加工摆线的模具。现在要在圆盘上面刻槽的话就会有很大的难度，所以我们将会采用数控的加工方法和技术，用于解决这一道难题。数控加工时一般都会采用编程的方法来进行。研究表明，利用CAXAEB制作的摆线图表，让CAXA工程师编写G代码程序，并通过DNC传输软件来传达电子信号，如此一来，利用数控加工出来的内外摆线的精确度就会相当的高。
2.双摆线钢球减速器的制造
2.1首先要先制造模具，或者说是模型。根据力学模型分析得到一下假设：环形槽接触钢球的时候，负载力于表面垂直，就可以认为接触的面不存在摩擦力或者阻力，就是比较光滑；相互接触的两个物体之间产生的变形力只有弹性变形的话，而且还要符合虎克定律；除了接触面，摆线盘出现的变形就忽略不计；钢球自身的陀螺力和形成的自旋不考虑在范围之内；每个传动部件相对轴线的位移不计算，加工时产生的误差也不计算。
2.2根据变形钢球减速器的输出装置的结构和传递动力的原理，可以知道行星摆线盘上面的环形槽所受到的力为空间中的超静定力，为了方便计算，可以将力在行星摆线盘上面进行投影，转化成平面的超定力系。最后就可以建立输出机构的模型。当行星摆线盘的转动处于逆时针方向时，输出盘就会对行星摆线盘强加一个顺时针方向的扭矩。
结束语
二级双摆线钢球减速器是一种目前很新型的减速器，其结构简单、便于制造、体积小巧、质量轻便，摩擦阻力弱，损耗低、高效率、可以用于微型器具的减速。目前常用在一些精确度要求较高的场所使用，而且现在研究人员也在不断的深化研究，进行系列化的生产和商业化的设计等创新。
参考文献：
[1]吴勤保.双摆线钢球减速器齿廓曲线参数的选择[J].机械设计，2007（07）.
[2]王勇，王文华，孙强，黄林杰，谢广敏.新型摆线活齿减速器的研究[J].矿山机械，2008（20） .
篇5：减速器的设计与总结
摘 要：
汽车传动系统中，变速器作为关键构件，直接影响整车性能。为了使电动汽车驱动电机的效率得到提升，对固定速比电动汽车进行改动，采用两挡传动比方案，促使驱动电机工作效率提高，进而使整车动力性能及经济性能得到提升。主要对纯电动汽车两挡自动变速器传动比优化及换挡品质进行研究。
1、整车基本参数
基于传统微型车对电动汽车进行研究，保留原车悬挂系统，动力电池采用锰酸锂电池，驱动电机采用永磁同步电机。
综合研究后，整车参数为：满载质量1 350 m/kg，机械传动效率0.9，轮胎滚动半径0.258 r/min，迎风面积1.868 A/m2，空气阻力系数0.31.根据国标GB/T 28382—2012标准及市场定位，整车动力性指标如下：30 min最高车速≥80 km/h，最大爬坡速度≥20%，4%坡度的爬坡车速≥60 km/h，12%坡度的爬坡车速≥30 km/h，工况法行驶里程≥100 km。
2、驱动电机参数确定
对电机进行选择时，要确保电机最大限度地工作在高效区，同时也要考虑电池组的峰值放电倍率。
2.1 驱动电机功率在最高车速时计算
以最高车速在水平道路上行驶，对加速阻力忽略不计，设风速为0，那么电机的输出功率即为
P1为最高车速时驱动功率； ηt为机械传动效率； mg为整车满载质量； f（u）为滚动阻力系数； umax为最大车速； Cd为空气阻力系数； A为迎风面积。其中：
f（u）=1.2（0.009 8+0.002 5[u/（100 km/h）]+ 0.000 4[u/（100 km/h）]4）.按照实际需求及国际标准，选择100 km/h车速，根据式（2），计算结果为0.015 24，代入式（1），计算结果为P1=13.2 kW。如果车速符合国家标准规定的不低于85 km/h，那么电机的功率还可以选择更小的。
2.2 驱动电机功率在最大爬坡时计算
对爬坡行驶时所需要的功率进行计算，忽略空气阻力功率与加速阻力功率，那么电机输出功率可计算出f（u）=0.012 7，根据式（3）可计算出P2=26 kW。
P2为最大爬坡度行驶功率； i为爬坡度；
ua为爬坡时最低车速。
2.3 加速性能计算驱动电机峰值功率
假设风速为0，在水平道路上，电动汽车输出的最大功率位于整车加速过程的末时刻。
P3为匀加速末时刻所需的最大功率； ta为匀加速时间； ua为匀加速时末速度。
根据GB/T 28382—2012标准可知，ta取值为10 s，根据式（2）和式（4）可计算出P3=21.3 kW。
根据式（1）计算，确定电机额定功率为15 kW，由式（3）和式（4）可知，电机峰值功率选定为30 kW。
为了满足成本因素与实际需求，最终选择电机额定功率15 kW，峰值功率30 kW。3 传动系传统比确定
在行驶条件和电机特性不发生改变的情况下，对比以下几种传动比的变速器使用动力性能，实现对传动比的优化，使换挡品质得到提高。
3.1 单一传动比动力性能
为了兼顾最大爬坡度及最高车速，固定传动比选择为6.963，则其阻力与动力平衡，85 km/h为达到的最高车速，12%的坡度为最大坡度。为使爬坡性能得到满足，将电机峰值功率加大到45 kW，转速提高到9 000 r/min才能实现。这种工况下，存在的主要问题是需要提高电池放电功率，提高减速器齿轮润滑性，同时还会对倒挡时减速器输入轴反转带来一定的影响。
3.2 两挡传动比的动力性能如果电机的功率输入相同，两挡变速器的高挡传动比与低挡传动比分别为6.5和10，通过计算，可以得到阻力与动力平衡图。
km/h是能够达到的最高车速，而最大爬坡坡度达不到20%，只能接近。所以，需要驱动电机输出更高的功率才能实现更高的车速和爬坡度，这就要求电池的性能也要得到提升。
3.3 五挡变速器传动比的动力性能 采用15 kW的额定功率时，五挡变速器的最大传动比与最小传动比分别为3.538和0.78，主减速传动比3.765，倒挡速比3.454.在15 kW额定功率条件下，96 km/h为五挡变速器可以达到的最高车速，最大爬坡坡度达到20%以上，动力性能得到有效满足。
如果行车速度只需要满足85 km/h的最低标准车速，采用11 kW的额定功率电机，则五挡变速器的最大传动比与最小传动比分别为5.494和1.033，主减速传动比4.314，倒挡速比3.583.在11 kW额定功率条件下，车速最高可满足85 km/h的需求，并且最大爬坡度也能够达到20%。
两挡时，电池放电功率需求为30 kW，放电倍率为1.28；而采用五挡时，电池只需要提供15 kW的放电功率就可以满足动力性能，放电倍率为0.64.所以，使用五挡变速器时，对电池性能的要求大幅降低。
3.4 3类变速器对比
根据以上分析，电机如果选择15 kW额定功率，则3种变速器的最高车速及最大爬坡度如表1所示。
采用15 kW电机与五挡变速器配合，能够满足最高车速与最大爬坡度的需求。从能耗方面来看，同等工况条件下，五挡变速度输出功率最低为11 kW，两挡变速器最低需要输出15 kW，单挡变速器则需要输出45 kW。综合对比可见，五挡变速器的能耗最低。结论
通过本文研究可知，纯电动汽车两挡自动变速器传动比优于单挡传动比，但与五挡传动比相比稍差。
所以，对于两挡变速器的纯电动汽车而言，为了提高传统比，实现最大车速及最大爬坡度的提升，可对变速器进行改进，采用五挡变速器，能够实现汽车性能的提高。
现阶段，五挡变速器已经实现了产业化发展，而两挡变速器研发成果显然还不明显，所以，五挡变速器可以直接应用现有技术及成果，实现研发成本的降低，同时五挡变速器对电池、电机的要求都不高，是未来电动汽车发展的主要方向。
二、浅谈新能源电动汽车两档变速器设计与实现的分析
1、两档变速器设计理论基础
现有常用的电动汽车两档变速器有AMT结构和DCT结构。采用AMT结构时，需要使用同步器，此时换挡冲击较大。而采用DCT结构时，由于变速箱只有两个档位，此时双离合器结构会使成本增加很多。
AT自动变速器主要有两种类型，一种为辛普森式行星齿轮变速器，一种为拉维纳式行星齿轮变速器。
2、设计原理
为使变速器设计更加紧凑，所设计的两挡变速器采用行星齿轮式两挡变速原理，将差速器进行集成设计，取消了传统AT变速器上的液力变矩器和机械油泵，采用一个小型的电动油泵为系统提供液压动力，通过两个高速开关电磁阀分别控低速挡制动器B1和高速挡离合器C1。
当B1接合、C1松开时，可以得到一个比较大减速比：当B1松开、C1接合时，则整个行星架输出速比为1：当B1，Cl均分离时，则可以实现空挡运行。
3、两档变速器传动速比设计
一档在常用低速段电机要高效率的运行以及要满足汽车爬坡功能的要求，二档在满足常用高速运行段时电机要保持在高效运行区，尽量降低此时的能源浪费，这是两档变速器速比选择的基本条件。档位切换过程中的平顺性控制问题也是速比选择过程中的不容忽视的重要一环，过小的2档速比以及过大的1档速比可能造成输出总功率不平衡，影响平顺性。
4、电机参数选择
驱动电机作为纯电动汽车动力源，直接决定整车的性能。相对于其他传统电驱动系统，纯电动汽车驱动电机应当有如下特点。
(1)高功率密度、高转矩密度：
(2)低速高转矩和高速恒功率的宽调速范围：
(3)较高的驱动效率、低噪声、低成本：
(4)在恶劣环境下可靠工作：
(5)能频繁起动、停车、加减速，对转矩控制的动态要求比较高。己知参数：
①传动比i=6.5(单级变速器传动比)，机械传动效率ɳ=0.95，驱动轮半径r =0.283m。
②滚动阻力系数f=0.014。
③空气阻力系数GD =0.32。④车辆迎风面积A=1.91。
⑤整车质量为1500kg。
⑥设定爬坡速度25km/h，爬坡度25%，角度十四度。
⑦设定高速匀速行驶的速度为110km/h。
通过计算，车辆爬坡时电机的峰值输出功率能达到30kW，峰值转矩能达到176N·m即可。
电机爬坡时效率按75%计算。需要的电机输入功率为P/0.75。车辆以最高速行驶时电机输出的功率为15kW，转矩为24N·m，转速为6000r/min，以上参数为无风理想状况下的计算参数。
根据无刷直流电机的过载特性和加速要求特性，要预留有部分后备功率，选额定输出功率为25kW的无刷直流电机，可满足高速情况下的功率输出，爬坡时电机过载到38kW的峰值功率，因此，选用额定功率25kW。峰值功率38kW。最高转速6000r/min，峰值转矩180N·m电机。
5、换挡设计
为了在换挡过程中保持变速器的输出转矩平顺变化，必须精确控制驱动电机的转矩和离合器的滑摩。控制策略包括在转矩相应用线性前馈控制器控制驱动电机和离合器，而在惯性相应用PID控制器控制驱动电机，使离介器卞从动盘的角速度差跟随期望的曲线。
根据转矩相和惯性相传动系的动力平衡方程和保持变速器的输出转矩平顺变化，以及无动力中断的击求，推导出转矩相和惯性相时变速器输出转矩的公式，从而确定了转矩相和惯性相的控制策略。
以车速和油门开度为换挡参数。采用与传统汽车自动变速换挡规律获取相同的方法，当汽车挂1挡运行在某一油门开度下时，取该油门开度两挡效率曲线的交点对应的车速为升挡车速，如果没有交点则取1挡效率曲线的末端车速为升挡车速；当汽车在2挡运行时，为了防止循环换挡，降挡车速则是在升挡车速的基础上进行一定的换挡延迟。
通过试验验证，带二档变速功能电动汽车与传统电动的汽车相比最高车速及最大爬坡度都有了明显的提高。最高车速提高了22.56km/h，而在经济性上，采用两档变速器使整车的能耗降低了6%，续驶里程延长了7%。
篇6：减速器的设计与总结
1 行星轮系的齿数设计
为了设计出中等冲击下满足输入功率P=100k W、输入转速n1=1 470 r/min、输出转速n2=47.25r/min、每天连续工作14 h等使用条件的NGW型减速器, 首先需要关注其配齿设计和干涉问题, 使产品更加科学合理。
1) 分配速比。设计行星齿轮传动时, 应按给定的速比i分配各齿轮的齿数, 并满足同心条件、邻接条件、安装条件等装配要求[1,2]。按参考文献[3]中表3.3, 取速比代号为8, 总速比i0=31.5, 分配为i10×i20=6.3×5。
2) 配齿结果。配齿要遵循较多要求, 其中主要是装配条件与同心条件。
装配条件:NGW行星齿轮传动常用3个或3个以上的行星轮实现功率分流。为使整个行星轮c能沿圆周方向获得均布即满足装配条件, 中心轮a与内齿轮b的齿数和 (Za+Zb) 必须为行星轮个数 (np) 的整倍数, 即
式中:Za为中心轮齿数;Zb为内齿轮齿数。
同心条件:由于行星轮c要与内齿轮b及中心轮a同时接触, 外啮合a、c传动的中心距应等于内啮合b、c传动的中心距, 方能保证行星轮系正确啮合, 即有:
式中:Zc为行星轮齿数。
配齿结果:高速级:Za=14, Zb=76, Zc=30, 速比i1=6.43;低速级Za=16, Zb=65, Zc=24, 速比i1=5.06。
2 减速器的三维建模
减速器的齿数设计完成之后, 通常需要利用软件高效快速地检查零部件之间的干涉情况, 采用UG软件建立减速器的三维模型, 第102页图1为经装配检测修正后无干涉的传动部件装配图。
3 减速器的运动仿真
笔者采用Pro/E软件中的step文件接口, 导入UG软件中的三维模型进行运动仿真, 并修正干涉部位, 得出最终正确设计结果。
图2为传动机构中齿轮副的列表, 图4是减速工作过程中运动干涉和修正干涉后的检查结果。对比图3中的深色部分为运动干涉部分, 可见笔者的设计方法可以迅速找出干涉部分, 并能做出相应的检查与修正, 大大提高了设计效率。
4 结束语
笔者所述NGW型减速器的设计路线, 在其配齿设计后还融入了软件的装配干涉和运动干涉检查技术, 大大提高了设计效率, 为优化产品提供了技术基础。
参考文献
[1]饶振纲.行星齿轮传动设计[M].南京:化学工业出版社, 2003.
[2]渐开线齿轮行星传动制造与设计委员会.渐开线齿轮行星传动设计与制造[M].北京:机械工业出版社, 2002.
篇7：减速器的设计与总结
关键词：差速器；虚拟样机；动力学分析；仿真
中图分类号：S223.99 文献标识码：A 文章编号：1674-1161（2014）07-0018-04
汽車行驶时，左右车轮在同一时间内所滚过的路程通常不等，如果驱动桥的左右车轮刚性连接，则行驶时驱动轮在路面上会不可避免地滑移或滑转，不仅会加剧轮胎磨损与功率、燃料的消耗，而且可能导致转向和操作性能恶化。为防止这些现象发生，汽车左右轮间都装有轮间差速器。但是当汽车越野行驶或在泥泞、冰雪路面上行驶，一侧驱动车轮与地面的附着系数很小时，尽管另一侧车轮与地面有良好的附着，其驱动转矩也会随之减小，无法发挥潜在的牵引力，进而使汽车停驶。为保证汽车行驶，越野汽车通常装设差速锁和防滑差速器，这些结构通常比较复杂，不适用于农业机械。
农业机械的驱动系统通常不安装差速器，所以转向比较困难。轮距窄的开沟机、田园管理机等转向时，利用人力强行扭转机械使机具的左右轮在地面相对滑动。轮距相对较宽的移栽机、插秧机等，靠人力扭转机械基本不能转向。所以通常在驱动系统中采用牙嵌式转向离合器，转向时通过分离该侧的牙嵌式离合器，切断动力传递，另外一侧因动力没有被切断而继续行驶，实现大轮距农业机械转向。牙嵌式离合器转向虽然可以满足上述要求，但操作复杂、转向灵活性差、牙嵌齿轮有冲击。为此，设计一种滑动齿轮式差速器，差速时保证至少有一只动力输出轴运动，能够可靠的传递驱动力矩，且结构简单、使用方便、实用性强。
1 滑动齿轮差速器的总体结构
滑动齿轮差速器（见图1）主要由滑动齿轮、滚轮、滚轮轴、滚轮架、弹簧、滚轮轴卡箍、支撑轴、输出轴等组成。其中支撑轴通过动力输出轴内端的圆孔定位和支撑，滑动齿轮安装在支撑轴上，滚轮通过滚轮轴安装在滚轮架上组成滚轮传动组件，滚轮传动组件相对滑动齿轮对称布置；滑动齿轮两端圆周方向均布凸台，滚轮安装在凸台凹槽一半处，当动力输出轴两端阻力矩相同时，滑动齿轮位于两滚轮架中间，动力输出轴同向等速旋转，当动力输出轴两端助力矩不同时，滑动齿轮向力矩小的一端移动，小力矩端驱动转速加快，大力矩断转速降低；当两端助力矩相差在一定程度时，大力矩端动力中断，小力矩端保持动力传递，实现差速。该差速器能产生一定的差速锁紧扭矩，特别适合低速车辆和农业机械动力传递使用。
2 滑动齿轮差速器的工作原理
滑动齿轮式差速器工作时，滑动齿轮在一定范围内左右移动，实现对两侧驱动轮的差速驱动。
2.1 直线行驶运动分析
滑动齿轮差速器的核心工作部件是滑动齿轮。在滑动齿轮的两侧端面分别对称设置凸台。凸台（见图2）由两侧斜面、底端面、顶端面、内台面、外台面组成。
初始状态时，在弹簧弹力的作用下，滑动齿轮凸台底端面与滚轮体相距半个滚轮体半径位置，滚轮体与滑动齿轮凸台斜面接触。在直线行驶时，两侧滚轮对应的驱动力矩相等，滑动齿轮处于正中心位置，等速驱动两侧车辆。直线行驶示意图如图3所示。
2.2 转向行驶运动分析
以水平公路左转向为例，如驾驶员小扭矩扭转机械，相当于在滑动齿轮中心作用一个扭矩M1（见图4）。由于扭矩M1的作用，左侧滚轮作用在凸台斜面的轴向分力大于右侧滚轮作用在凸台斜面的轴向分力，设此分力为F1。当F1的分力小于右侧弹簧在x/2位置变相的胡克力F2时，在F1的作用下，滑动齿轮开始向左侧滑动一个小于x/2的位置t，同时左侧滚轮向后移动一段距离b，右侧滚轮向前移动一段相同距离b，从而两轮走过的路程出现差别，实现小幅度转向差速。驾驶员大扭矩扭转机械时，扭矩M1增大，分力F1增加。当分力F1大于右侧弹簧在x/2位置变相的胡克力F2时，滑动齿轮滑动到右侧极限位置，使左侧滚轮向后移动距离b1，到凸台顶面并向下继续移动至下一个凸台斜面，左侧滚轮向后移动，左侧驱动力在此位置打滑，直至分力F1小于右侧弹簧在x/2位置变相的胡克力F2，停止打滑。同时右侧滚轮向前移动距离b2，右侧滚轮继续保持直线行驶，两侧动力轮走过的路程差加大，实现大幅度转向差速或原地掉头，F2即为该差速器的锁紧力。同理可实现向右转向。
3 Adams运动仿真分析
在Adams中建立复杂三维模型的难度较大，为此先在UG软件中建立模型，再导入ADAMS中进行约束和运动幅等相关参数设置和分析。建立的Adams模型如图5所示。
3.1 等速行驶（两轮阻力相同）运动仿真
对于两轮所受地面给其阻力相同的情况，可看成直线行驶，即齿轮中间位置带动两个半轴同速转动。分别给两半轴和中心轴之间添加一个固定幅，定义构建方式类型为两体一点定位。测量两轮的输出力矩，如图6所示。
3.2 差速行驶（两轮阻力不同）运动仿真
对于差速转向行驶的情况，以右转弯为例，右轮受到的阻力大于左轮受到的阻力，根据该差速器原理，中间齿轮受到右边弹簧的力大于左边弹簧的力，齿轮被压到与左边半轴啮合的更多一些，从而带动左轮更快速转动，实现差速。在软件环境中，给右轮加载一个额外的阻力矩，而左轮受力情况不变，其差速仿真结果如图7所示。测量左右轮的速度、加速度、位移等情况，如图8所示。
仿真结果表明，左轮基本保持测试形态，而右侧车轮的速度、加速度发生了大幅变化，位移不断增大，右轮位移先保持一段距离，然后后移。当转向力消除后继续前进，表明差速效果明显，将上述图形集成后如图9所示。
4 结论
仿真分析结果表明，该差速器符合低速农业机械差速转向要求。仿真结果与机构的运动原理相符合，说明UG建立的实体模型与Adams建立的数据模型真实可靠。
参考文献
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