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齿轮减速器在原动机和工作机之间起传递扭矩和匹配转速的作用,是机械动力传输的重要装备之一。随着机械科学技术的进步与绿色制造业的发展,对工业减速器提出了高可靠性、轻量化、高速度、低消耗等高参数指标要求。准双曲面齿轮具有高承载能力和优良的动态性能,易于实现高齿数比的传动要求,目前正从车辆驱动领域逐渐发展到其他工业领域。研究开发准双曲面齿轮工业减速器具有重要的理论意义和应用价值。鉴于此,本文提出一种准双曲面-斜齿圆柱齿轮减速器(简称双曲面齿轮减速器),对其结构设计和传动性能进了研究。论文的主要研究内容如下: 1.根据煤矿运输机械减速器及搅拌机减速器的工况条件,确定了减速器传动系统设计方案,第 I级采用了双曲面齿轮传动,大小轮均采用胯式支承;第 II级采用斜齿圆柱齿轮传动。完成了双曲面齿轮减速器的结构设计。 2.根据减速器传动方案确定了齿轮初始几何参数,完成了双曲面齿轮和斜齿圆柱齿轮的几何结构与参数设计。根据减速器功率流对齿轮进了受力分析与强度校核。完成了准双曲面齿轮HFT法的加工参数计算,并进了TCA分析,对齿面接触区、传动误差曲线进了精细化设计,实现了对轮齿啮合性能的良好控制。 3.基于MASTA软件建立了减速器传动系统的三维模型,对斜圆柱齿轮进了双向精确修形设计。利用 MASTA软件对修形前后齿面的接触状况进了仿真分析,结果显示:修形后齿面接触区更加合理,接触面积约占齿面的80%,传动误差波动幅值由3.0613μm减小到0.4861μm,最大接触应力由1267 mPa降低到845 mPa。齿面接触性能明显改善。 4.完成了双曲面齿轮减速器样机的安装调试,装配完成后的齿轮接触区与TCA分析结果基本一致。对减速器样机进了空载与加载试验,获得了空载条件下减速器热平衡温度和噪声数据,减速器运转260min达到热平衡,热平衡温度58.16℃,噪声均值75.47dB;减速器加载试验,噪声均值77.2 dB。与通用型同功率减速器相比重量减轻14.65%,热平衡温度降低4.2℃,噪声均值减小2dB。 论文研究达到了预期目的,所开发的双曲面齿轮减速器实现了二级传动替代三级弧齿锥齿轮-圆柱齿轮传动类型,具有高参数轻量化的优势,在工业领域具有广泛的应用前景。