減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及數(shù)控加工-文庫(kù)吧
2025-04-17 15:41 本頁(yè)面
【正文】 考標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)，也可自行設(shè)計(jì)非標(biāo) 準(zhǔn)的減速器。 2． 1． 2 組成 下圖所示分別為單級(jí)直齒圓柱齒輪減速器的軸測(cè)投影圖和結(jié)構(gòu)圖。 減速器一般由箱體、齒輪、軸、軸承和附件組成。 箱體由箱蓋與箱座組成。箱體是安置齒輪、軸及軸承等零件的機(jī)座，并存放潤(rùn)滑油起到潤(rùn)滑和密封箱體內(nèi)零件的作用。箱體常采用剖分式結(jié)構(gòu)（剖分面通過(guò)軸的中心線），這樣，軸及軸上的零件可預(yù)先在箱體外組裝好再裝入箱體，拆卸方便。箱蓋與箱座通過(guò)一組螺栓聯(lián)接，并通過(guò)兩個(gè)定位銷釘確定其相對(duì)位置。為保證座孔與軸承的配合要求，剖分面之間不允許放置墊片，但可以涂上一層密封膠或水玻璃，以防箱體內(nèi)的潤(rùn)滑油 滲出。為了拆卸時(shí)易于將箱蓋與箱座分開，可在箱蓋的凸緣的共 34 頁(yè) 第 7 頁(yè) 兩端各設(shè)置一個(gè)起蓋螺釘（參見圖 22），擰入起蓋螺釘，可順利地頂開箱蓋。箱體內(nèi)可存放潤(rùn)滑油，用來(lái)潤(rùn)滑齒輪；如同時(shí)潤(rùn)滑滾動(dòng)軸承，在箱座的接合面上應(yīng)開出油溝，利用齒輪飛濺起來(lái)的油順著箱蓋的側(cè)壁流入油溝，再由油溝通過(guò)軸承蓋的缺口流入軸承（參圖 21 和 22）。 圖 21 共 34 頁(yè) 第 8 頁(yè) 圖 22 減速器箱體上的軸承座孔與軸承蓋用來(lái)支承和固定軸承，從而固定軸及軸上零件相對(duì)箱體的軸向位置。軸承蓋與箱體孔的端面間墊有調(diào)整墊片，以調(diào)整軸承的游動(dòng)間隙，保證軸承正常工作。為防止?jié)?滑油滲出，在軸的外伸端的軸承蓋的孔壁中裝有密封圈（參見圖 22）。 減速器箱體上根據(jù)不同的需要裝置各種不同用途的附件。為了觀察箱體內(nèi)的齒輪嚙合情況和注入潤(rùn)滑油，在箱蓋頂部設(shè)有觀察孔，平時(shí)用蓋板封住。在觀察孔蓋板上常常安裝透氣塞（也可直接裝在箱蓋上），其作用是溝通減速器內(nèi)外的氣流，及時(shí)將箱體內(nèi)因溫度升高受熱膨脹的氣體排出，以防止高壓氣體破壞各接合面的密封，造成漏油。為了排除污油和清洗減速器的內(nèi)腔，在減速器箱座底部裝置放油螺塞。箱體內(nèi)部的潤(rùn)滑油面的高度是通過(guò)安裝在箱座壁上的油標(biāo)尺來(lái)觀測(cè)的。為了吊起箱蓋，一般裝有 一到兩個(gè)吊環(huán)螺釘。不應(yīng)用吊環(huán)螺釘?shù)踹\(yùn)整臺(tái)減速器，以免損壞共 34 頁(yè) 第 9 頁(yè) 箱蓋與箱座之間的聯(lián)接精度。吊運(yùn)整臺(tái)減速器可在箱座兩側(cè)設(shè)置吊鉤（參見圖 22）。 減速器的箱體是采用地腳螺栓固定在機(jī)架或地基上的。 2． 2 設(shè)計(jì)的主要問(wèn)題和設(shè)計(jì)要求 箱體設(shè)計(jì)首先要考慮箱體內(nèi)零件的布置及與箱體外部零件的關(guān)系，如車床按兩頂尖要求等高，確定箱體的形狀和尺寸，此外還應(yīng)考慮以下問(wèn)題： 。對(duì)受力很大的箱體零件，滿足強(qiáng)度是一個(gè)重要問(wèn)題；但對(duì)于大多數(shù)箱體，評(píng)定性能的主要指標(biāo)是剛度，因?yàn)橄潴w的剛度不僅影響傳動(dòng)零件的正常工作，而且還 影響部件的工作精度。 。箱體內(nèi)零件摩擦發(fā)熱使?jié)櫥驼扯茸兓?，影響其?rùn)滑性能；溫度升高使箱體產(chǎn)生熱變形，尤其是溫度不均勻分布的熱變形和熱應(yīng)力，對(duì)箱體的精度和強(qiáng)度有很大的影響。 。如支點(diǎn)的安排、筋的布置、開孔位置和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)等均要有利于提高箱體的強(qiáng)度和剛度。 。包括毛坯制造、機(jī)械加工及熱處理、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝運(yùn)輸、維護(hù)修理等各方面的工藝性。 、質(zhì)量小。 設(shè)計(jì)不同的箱體對(duì)以上的要求可能有所側(cè)重。 2． 3 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 箱體的形狀 和尺寸常由箱體內(nèi)部零件及內(nèi)部零件間的相互關(guān)系來(lái)決定，決定箱體結(jié)構(gòu)尺寸和外觀造型的這一設(shè)計(jì)方法稱為 結(jié)構(gòu)包容法 ，當(dāng)然還應(yīng)考慮外部有關(guān)零件對(duì)箱體形狀和尺寸的要求。 箱體壁厚的設(shè)計(jì)多采用類比法，對(duì)同類產(chǎn)品進(jìn)行比較，參照設(shè)計(jì)者的經(jīng)驗(yàn)或設(shè)共 34 頁(yè) 第 10 頁(yè) 計(jì)手冊(cè)等資料提供的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定壁厚、筋板和凸臺(tái)等的布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)。對(duì)于重要的箱體，可用計(jì)算機(jī)的有限元法計(jì)算箱體的剛度和強(qiáng)度，或用模型和實(shí)物進(jìn)行應(yīng)力或應(yīng)變的測(cè)定，直接取得數(shù)據(jù)或作為計(jì)算結(jié)果的校核手段。 2． 3． 1 箱體的毛坯、材料及熱處理 (1)箱體的毛坯：選用鑄造毛坯或焊 接毛坯，應(yīng)根據(jù)具體條件進(jìn)行全面分析決定。鑄造容易鑄造出結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體毛坯，焊接箱體允許有薄壁和大平面，而鑄造卻較困難實(shí)現(xiàn)薄壁和大平面。 (2)焊接箱體一般比鑄造箱體輕，鑄造箱體的熱影響變形小，吸振能力較強(qiáng)，也容易獲得較好的結(jié)構(gòu)剛度。 (3)箱體的材料和熱處理 箱體的常用材料有： 鑄鐵 多數(shù)箱體的材料為鑄鐵，鑄鐵流動(dòng)性好，收縮較小，容易獲得形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的箱體。鑄鐵的阻尼作用強(qiáng)，動(dòng)態(tài)剛性和機(jī)加工性能好，價(jià)格適度。加入合金元素還可以提高耐磨性。具體牌號(hào)查閱有關(guān)手冊(cè)。 鑄造鋁合金 用于要求減小質(zhì)量且載荷不 太大的箱體。多數(shù)可通過(guò)熱處理進(jìn)行強(qiáng)化，有足夠的強(qiáng)度和較好的塑性。 鋼材 鑄鋼有一定的強(qiáng)度，良好的塑性和韌性，較好的導(dǎo)熱性和焊接性，機(jī)加工性能也較好，但鑄造時(shí)容易氧化與熱裂。箱體也可用低碳鋼板和型鋼焊接而成。 箱體的熱處理： 鑄造或箱體毛坯中的剩余應(yīng)力使箱體產(chǎn)生變形，為了保證箱體加工后精度的穩(wěn)定性，對(duì)箱體毛坯或粗加工后要用熱處理方法消除剩余應(yīng)力，減少變形。常用的熱處理措施有以下三類： A)熱時(shí)效。鑄件在 500～ 600176。C 下退火，可以大幅度地降低或消除鑄造箱體中的剩余應(yīng)力。 B)熱沖擊時(shí)效。將鑄件快速加 熱，利用其產(chǎn)生的熱應(yīng)力與鑄造剩余應(yīng)力疊加，共 34 頁(yè) 第 11 頁(yè) 使原有剩余應(yīng)力松弛。 C)自然時(shí)效。自然時(shí)效和振動(dòng)時(shí)效可以提高鑄件的松弛剛性，使鑄件的尺寸精度穩(wěn)定。 2． 3． 2 箱體結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇 (1) 壁厚 儀器儀表鑄造外殼的最小壁厚參考表 21 選取。 (2) 鑄鐵、鑄鋼和其它材料箱體的壁厚可以從表 22中選取，表中 N 用下式計(jì)算： N=（ 2L+B+H） /3000 （ mm） 式中 L鑄件長(zhǎng)度（ mm）， L、 B、 H中， L為最大值； B鑄件寬度（ mm）； H鑄件高度（ mm）； 表 21 當(dāng)量尺寸 N 箱體材料 灰鑄鐵 鑄鋼 鑄鋁合金 鑄鋼 6 10 4 6 8 1015 5 8 10 1520 6 12 2025 8 16 2530 10 20 3035 12 24 3540 注： 1. 此表為砂型鑄造數(shù)據(jù) 2. 球墨鑄鐵、可鍛鑄鐵壁厚減小 20% 表 22 合金種類 鑄造方法 合金種類 鑄造方法 合金種類 鑄造方法 共 34 頁(yè) 第 12 頁(yè) 砂型 砂型 砂型 鋁合金 3 鋁合金 3 鋁合金 3 鎂合金 3 鎂合金 3 鎂合金 3 銅合金 3 銅合金 3 銅合金 3 鋅合金 鋅合金 鋅合金 (3) 加強(qiáng)筋 為改善箱體的剛度，尤其是箱體壁厚的剛度，常在箱壁上增設(shè)加強(qiáng)筋，若箱體中有中間短軸或中間支承時(shí)，常設(shè)置橫向筋板。筋板的高度 H 不應(yīng)超過(guò)壁厚 t 的（ 34）倍，超過(guò)此值對(duì)提高剛度無(wú)明顯效果。加強(qiáng)筋的尺寸見表 23： 表 23 外表面筋厚 內(nèi)腔筋厚 筋的高度 （ － ） t 5t (4) 孔和凸臺(tái) 箱體內(nèi)壁和外壁上位于同一軸線上的孔，從機(jī)加工角度要求，單件 小批量生產(chǎn)時(shí)，應(yīng)盡可能使孔的質(zhì)量相等；成批大量生產(chǎn)時(shí)，外壁上的孔應(yīng)大于內(nèi)壁上的孔徑，這有利于刀具的進(jìn)入和退出。箱體壁上的開孔會(huì)降低箱體的剛度，實(shí)驗(yàn)證明，剛度的降低程度與孔的面積大小成正比。 在箱壁上與孔中心線垂直的端面處附加凸臺(tái)，可以增加箱體局部的剛度；同時(shí)可以減少加工面。當(dāng)凸臺(tái)直徑 D 與孔徑 d的比值 D/d≤2 和
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