三级渐开线圆柱齿轮减速器结构数字化设计

申会鹏，吴星辰，张海博，张昭

（河南工业大学 机电工程学院，郑州 450001）

0 引言

减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动、齿轮-蜗杆传动所组成的一种独立部件，其在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛，如今这一领域仍是世界各国科学家的重点研究对象[1-3]。

本文设计了一款重载低速减速器，设计思路为：首先进行减速器传动结构的布局设计，然后进行齿轮传动系统的参数化设计，再通过有限元分析的方法对减速器箱体结构进行拓扑优化设计，最后提出一款专业的齿轮传动系统参数化机械设计的APP，并通过实际操作以证明其可行性。

1 三级齿轮减速器传动结构布局设计

1.1 多级齿轮减速器传动结构布局简述

对三级齿轮传动系统的结构布局的研究就是对多对齿轮传动机构之间的空间相对位置的研究[4-6]，首先设定首级齿轮传动系统的输入轴与输出轴所在的平面为参考系，次级齿轮传动系统的轴线平面相对首级参考齿轮传动系统轴线平面的位置设定成共面或是正交关系，因此三级齿轮减速器的布局有4种典型的结构布局，如图1所示。

图1 三级减速器轴空间排列简图

1.2 三级齿轮减速器传动结构布局方案

设计的减速器是起重机用重载减速器，选择异侧水平结构布局[7]。齿轮副结构选用斜齿渐开线齿轮传动，其具有速度均匀、平衡性好等优点，适用于高速重载工况。……