摘 要

本文对比分析ZQ、ZQA通用减速机系列设计方案，确定DZQ通用减速机系列设计方案和结构布置方案，通过封闭图计算点线啮合齿轮的基本参数。根据等强度原则完成DZQ250-8,9,10,11.2系列传动比分配。根据点线啮合齿轮的基本参数计算各个齿轮的几何尺寸并完成齿根弯曲疲劳强度、齿面接触疲劳强度和轮齿的过载能力计算。用Soliworks软件建立点线啮合齿轮三维仿真模型，用Ansys软件完成静态弯曲应力仿真分析并与手工计算结果进行对比分析。进行轴系力和力矩图分析，完成轴结构设计和强度校核。根据国家标准选用各轴轴承，完成轴承寿命计算。查手册选用键并完成键的强度计算。

关键词：点线啮合齿轮；通用减速机；系列设计；DZQ减速机

Abstract

In this paper, the design scheme of ZQ and ZQA universal reducer is compared and analyzed, and the design scheme and structure of DZQ universal reducer are determined. The basic parameters of point-line meshing gear are calculated by closed graph. According to the principle of equal strength DZQ250-8,9,10,11.2 series transmission ratios are determined. According to the basic parameters of the point-line meshing gear, the geometrical dimensions of each gear are calculated and the tooth bending fatigue strength, tooth contact fatigue strength and tooth load capacity are calculated. The three - dimensional simulation model of point - line meshing gear was established by Soliworks software. The static bending stress analysis was carried out with Ansys software and compared with the manual calculation results. Shaft force and moment diagram analysis, complete the shaft structure design and strength check. According to the national standard selection of the shaft bearings, bearing life calculation. Check the manual to select the key and complete the key strength calculation.

Key Words：point-line meshing gear；universal reducer；series design；DZQ reducer

目 录

第1章 绪论 1

1.1 DZQ通用减速机系列设计的意义 1

1.2 DZQ通用减速机的国内外研究现状 1

1.2.1 国内研究现状 1

1.2.2 国外研究现状 2

1.3 设计的主要内容 2

第2章 DZQ减速机系列结构布置及传动比分配 2

2.1 DZQ通用减速机系列结构布置方案 2

2.2 DZQ通用减速机系列的传动比分配 2

第3章 点线啮合齿轮的参数计算 4

第4章 点线啮合齿轮强度计算 18

4.1 点线啮合齿轮齿顶载荷计算 18

4.2 点线啮合齿轮齿面接触疲劳强度计算 19

4.3 点线啮合齿轮齿根弯曲疲劳强度计算 23

4.4点线啮合齿轮短时过载强度的计算 26

4.4.1 塑性变形计算 26

4.4.2 脆性折断计算 28

第5章 点线啮合齿轮三维建模和有限元分析 30

5.1 点线啮合齿轮齿廓曲线方程和坐标 30

5.2 点线啮合齿轮三维精确建模 31

5.3 点线啮合齿轮齿根弯曲应力的有限元分析 32

第6章 轴的设计计算 34

6.1 高速轴的结构设计及强度校核 34

6.2 中间轴的结构设计及强度校核 37

6.3 低速轴的结构设计及强度校核 40

6.4 轴承的寿命计算 43

6.5 键的选用及强度计算 45

第7 章 经济性与环境影响分析 47

7.1 经济性分析 47

7.2 环境影响分析 47

参考文献 48

致谢 49

第1章 绪论

1.1 DZQ通用减速机系列设计的意义

与国内外使用相同材料和相同尺寸规格的减速机相比，此次设计的DZQ250-8,9,10,11.2通用减速机系列采用了性能优异的点线啮合齿轮，使减速机的承载能力更强、功率更大、互换性更好、使用范围更广、成本更低，通过计算的数据来突出点线啮合齿轮独特的优势并推广点线啮合齿轮在生产制造等工业领域的应用。

1.2 DZQ通用减速机的国内外研究现状

1.2.1 国内研究现状

在减速机的市场竞争中，通用减速机领域的竞争往往最为激烈。激烈的市场竞争使得新技术取得不断地进步。与此同时，这些新技术的出现给通用减速机的发展壮大提供了大量的理论和实践基础，新型齿轮在减速机上的应用也不断推陈出新，其中，点线啮合齿轮的应用得到了非常普遍地推广。

目前，点线啮合齿轮在国内已广泛应用于起重、化工、冶金和矿山等行业的齿轮减速机中。此外，在一些制造厂生产的大型柴油机中，如YC6M系列柴油机中的定时齿轮也采用了点线啮合齿轮来达到降低噪声的目的。DZQ系列点线啮合齿轮通用减速机是指在中心距和安装尺寸等不变的情况下，将ZQ或JZQ系列齿轮减速机中的渐开线齿轮更换成点线啮合齿轮，其公称传动比就由原来的R10系列扩展到R20系列，使得选用范围变得更广。

DZQ系列减速机主要应用于国内的一些重型机械，也有少量机型出口到国外。上世纪80年代，减速机技术取得了巨大的突破，再加上与新材料的紧密结合，使得通用减速机的发展趋势呈现出许多新的特点:

高强度。齿轮普遍采用渗碳淬火等热处理工艺，承载能力平均提高4倍以上。

标准化、系列化。零件参数开始普遍采用优先数系，使得尺寸规格非常整齐，通用性和互换性也更好，有利于大批量生产并降低制造成本。

型式更加多样化、结构更加模块化。不仅摆脱了以往单一的底座安装式，新增了浮动支承底座和减速电机等多种型式，更扩大了使用范围。