【正文】 改變液體流動方向、流量大小或改變液體壓力。這類箱體除有對前一類箱體的要求外，還要求能承受箱體內(nèi)液體的壓力。 (3)支架箱體，如機床的支座、立柱等箱體零件，要求有一定的強度、剛度和精度，這類箱體設(shè)計時要特別注意剛度和外觀 造型。 1． 2． 2 按箱體的制造方法分主要有： (1)鑄造箱體，常用的材料是鑄鐵，有時也用鑄鋼、鑄鋁合金和鑄銅等。山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 鑄鐵箱體的特點是結(jié)構(gòu)形狀可以較復(fù)雜，有較好的吸振性和機加工性能，常用于成批生產(chǎn)的中小型箱體。 (2)焊接箱體，由鋼板、型鋼或鑄鋼件焊接而成，結(jié)構(gòu)要求較簡單，生產(chǎn)周期較短。焊接箱體適用于單件小批量生產(chǎn)，尤其是大件箱體，采用焊接件可大大降低成本。 (3)其它箱體，如沖壓和注塑箱體，適用于大批量生產(chǎn)的小型、輕載和結(jié)構(gòu)形狀簡單的箱體。 20 世紀 70－ 80 年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù) 革命的發(fā)展緊密結(jié)合。 ．通用減速器的發(fā)展趨勢 高水平、高性能。圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒，承載能力提高 4倍以上，體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。 積木式組合設(shè)計?；緟?shù)采用優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊，零件通用性和互換性強，系列容易擴充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。 型式多樣化，變型設(shè)計多。擺脫了傳統(tǒng)的單一的底座安裝方式，增添了空心軸懸掛式、浮動支承底座、電動機與減速器一體式聯(lián)接，多方位安裝面等不同型式，擴大使用范圍。 促使減速器水平提高的主要因素有： 理論知識的日趨完善，更接近實際 （如齒輪強度計算方法、修形技術(shù)、變形計算、優(yōu)化設(shè)計方法、齒根圓滑過渡、新結(jié)構(gòu)等）。 采用好的材料，普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，材料和熱處理質(zhì)量控制水平提高。 結(jié)構(gòu)設(shè)計更合理。 軸承質(zhì)量和壽命提高。 潤滑油質(zhì)量提高。 山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 第 2章 減速器箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計及要求 減速器結(jié)構(gòu)概述 組成 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座，并存放潤滑油起到潤滑和密封箱體內(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。箱蓋與箱座通過一組螺栓聯(lián)接，并通過兩個定位銷釘確定其相對位置。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)的潤滑油滲出。為了拆卸時易于將箱蓋與箱座分開，可在箱蓋的凸緣的兩端各設(shè)置一個起蓋螺釘，擰入起蓋螺釘，可順利地頂開箱蓋。箱體內(nèi)可存放潤滑油，用來潤滑齒輪；如同時潤滑滾動軸承，在箱座的接合面上應(yīng)開出油溝，利用齒輪飛濺起來的油順著箱蓋的側(cè)壁流入油溝，再由油溝通過軸承蓋的缺口流入軸承。 減速器箱體上的軸承座孔與軸承蓋用來支承和固定軸承， 從而固定軸及軸上零件相對箱體的軸向位置。軸承蓋與箱體孔的端面間墊有調(diào)整墊片，以調(diào)整軸承的游動間隙，保證軸承正常工作。為防止?jié)櫥蜐B出，在軸的外伸端的軸承蓋的孔壁中裝有密封圈。 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滑油，在箱蓋頂部設(shè)有觀察孔，平時用蓋板封住。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，及時將箱體內(nèi)因溫度升高受熱膨脹的氣體排出，山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 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)部的潤滑油面的高度是通過安裝在箱座壁上的油標尺來觀測的。為了吊起箱蓋，一般裝有一到兩個吊環(huán)螺釘。不應(yīng)用吊環(huán)螺釘?shù)踹\整臺減速器，以免損壞箱蓋與箱座之間的聯(lián)接精度。吊運整臺減速器可在箱座兩側(cè)設(shè)置吊鉤。 減速器的箱體是采用地腳螺栓固定在機架或地基上的。 設(shè)計的主要問題和設(shè)計要求 箱體設(shè)計首先要考慮箱體內(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)考慮以下問題： （ 1）滿足強度和剛度要求。對受力很大的箱體零件，滿足強度是一個重要問題 ；但對于大多數(shù)箱體，評定性能的主要指標是剛度，因為箱體的剛度不僅影響傳動零件的正常工作，而且還影響部件的工作精度。 （ 2）散熱性能和熱變形問題。箱體內(nèi)零件摩擦發(fā)熱使?jié)櫥驼扯茸兓?，影響其潤滑性能；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，對箱體的精度和強度有很大的影響。 （ 3）結(jié)構(gòu)設(shè)計合理。如支點的安排、筋的布置、開孔位置和連接結(jié)構(gòu)的設(shè)計等均要有利于提高箱體的強度和剛度。 （ 4）工藝性好。包括毛坯制造、機械加工及熱處理、裝配調(diào)整、安裝固定、吊裝運輸、維護修理等各方面的工藝性。 （ 5）造型好、質(zhì)量小。 設(shè)計不同的箱體對以上的要求可能有所側(cè)重。 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計 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)系來決山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 定，決定箱體結(jié)構(gòu)尺寸和外觀造型的這一設(shè)計方法稱為 結(jié)構(gòu)包容法 ，當(dāng)然還應(yīng)考慮外部有關(guān)零件對箱體形狀和尺寸的要求。 箱體壁厚的設(shè)計多采用類比法，對同類產(chǎn)品進行比較，參照設(shè)計者的經(jīng)驗或設(shè)計手冊等資料提供的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，確定壁厚、筋板和凸臺等的布置和結(jié)構(gòu)參數(shù)。對于重要的箱體，可用計算機的有限元法計算箱體的剛度和強度，或用模型和實物進行應(yīng)力或應(yīng)變的測定，直接取得數(shù)據(jù)或作 為計算結(jié)果的校核手段。 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，也容易獲得較好的結(jié)構(gòu)剛度。 本設(shè)計為蝸輪蝸桿減速器箱體設(shè)計，結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，故采用鑄造毛坯。 (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，動態(tài)剛性和機加工性能好，價格適度。加入合金元素還可以提高耐磨性。具體牌號查閱有關(guān)手冊。 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)可通過熱處理進行強化，有足夠的強度和較好的塑性。 鋼材鑄鋼有一定的強度，良好的塑性和韌性，較好的導(dǎo)熱性和焊接性，機加工性能也較好，但鑄造時容易氧化與熱裂。箱體也可用低碳鋼板和型鋼焊接而成。 山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 根據(jù)箱體的實際要求選用灰鑄鐵。 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，使原有剩余應(yīng)力松弛。 C)自然時效。自然時效和振動時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 箱體結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇如 表 21: 表 21 名 稱 選 用 要 求 選 用 尺 寸 /mm 蝸桿減速器箱體 底座壁厚 δ +(2～ 3)≥ 8 A 值對圓柱齒輪傳動為低速級中心距；對圓錐齒輪傳動為大小齒輪平均節(jié)距半徑之和；對蝸輪為中心距 δ =10mm 箱蓋壁厚 δ 1 蝸桿上置式： δ 1=δ 蝸桿下置式： （ ～ ） δ ≥ 8 本設(shè)計為蝸桿下置 式 ， 選 取δ 1=9mm 底座上孔凸緣厚度 h0 （ ～ ） δ h0=15mm 箱蓋凸緣厚度 h1 （ ～ ） δ h1=15mm 軸承座連接螺栓凸緣厚度 h5 (3～ 4)d2 根據(jù)結(jié)構(gòu)確定 e 選取為 55mm 底座加強筋厚度 e (～ 1) δ e=10mm 山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 箱蓋加強筋厚度 e1 (～ ) δ e1=10mm 地腳螺栓直徑 d (～ 2) δ 或按 表 22 選取 d=22mm 地腳螺栓數(shù)目 n 按 表 22選取 n=4 軸承座連接螺栓直徑 d2 d2=22mm 底座與箱蓋連接螺栓直徑 d3 (～ ) d d3=12mm 軸承蓋固定螺栓直徑 d4 按表 23選取 d4=10mm 視孔蓋固定螺栓直徑 d5 (～ ) d d5=7mm 軸承蓋螺栓分布圓直徑D1 D+ d4 或按表 23 選取 D1=110mm 軸承座凸緣端面直徑 D2 D1+ d4 或按表 23選取 D2=140mm 箱體內(nèi)壁和齒頂端面的間隙 Δ ≥ Δ =12mm 箱體內(nèi)壁與齒輪端面的間隙 Δ 1 最小值一般可取 10～ 15 Δ 1=12mm 底座深度 H +(30～ 50)( da 為齒頂圓直徑 ) H=185mm 底座高度 H1 H1≈ a,多級減速器 H1≈ amax H1=200mm 箱蓋高度 H2 ≥ da2/2+Δ +δ 2(da2 為渦輪最大直徑 ) H2=150mm 軸承蓋固定螺栓孔深度l l3 查表 5146 25mm 軸承座連接螺栓間的距離 L1 L1=D 100mm 其他圓角 R0、 r r2 3～ 5mm 注： 。 ，其參數(shù)可參考本表，但壁厚可減少 30%～ 40%。 。 表 22 地腳螺栓尺寸 mm 單 級 中心距 a 螺栓直徑 d 螺栓數(shù)目 n 100 M16 4 150 M16 6 山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 200 M16 6 250 M20 6 300 M24 6 350 M24 6 400 M30 6 450 M30 6 500 M36 6 600 M36 6 700 M42 6 800 M42 6 900 M48 6 1000 M48 6 按表 23選取 軸承座凸緣端面尺寸 mm 代號 尺 寸 D 52 62 72 80 90 100 110 120 125 D1 72 85 95 105 110 115 125 140 150 D2 90 105 115 125 130 135 145 165 175 d4 M8 M8 M10 M10 M10 M10 M10 M12 M12 d4 數(shù)目 n1 4 4 4 4 6 6 6 6 6 2． 3． 3 減速器附件 (1) 透氣塞 減速器工作時溫度升高，使箱內(nèi)空氣膨脹，為防止箱體內(nèi)的剖分面和軸的密封處漏油，必須使箱內(nèi)熱空氣能從透氣塞或通氣罩排出箱外，相反 也可使冷空氣進入箱內(nèi)。透氣塞一般適用于小尺寸及發(fā)熱較小的減速器，山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 并且環(huán)境比較干凈 本設(shè)計 根據(jù)表 24選取 d =M20 的一組。 表 24 透氣塞 d D L l d1 a S M10 1 13 16 8 3 2 14 M12 16 19 10 4 2 17 M16 22 23 12 5 2 22 M20 30 28 15 6 4 22 M22 32 29 15 7 4 22 圖 21 透氣塞 圖 22 渦輪蝸桿減速器箱體機座 減速器箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計三維實體圖形 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計三維實體圖形 —— 渦輪蝸桿減速器箱體機座 減速器的箱體用于放置齒輪、 軸承等零件，同時，它還是整個減速器的基礎(chǔ)，設(shè)計完成的減速器如圖 22 所示。 下面具體介紹箱體的創(chuàng)建步驟。 （ 1）創(chuàng)建新文件 單擊“文件”工具欄中的 按鈕，或者單擊【文件】→【新建】，系 山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 統(tǒng)彈出“新建”對話框，輸入所需要的文件名“ jz”，取消“使用缺省模板”選擇框后，單擊【確定】，系統(tǒng)自動彈出“新文件選項”對話框，在“模板”列表中選擇“ mmns_part_solid”選項，單擊【確定】，系統(tǒng)自動進入零件環(huán)境。 （ 2）以 FRONT 面為草繪平面，以 RIGHT 面為參照平面進行草繪，再進行拉伸，生成如圖 23所示圖形： 圖 23 圖 24 （ 3）以箱體結(jié)合面?zhèn)让鏋榛鶞拭胬?32mm,并通過 DTM1 面鏡像，生成如圖 24 所示圖形； （ 4）以箱體兩側(cè)面為基準面拉伸蝸桿孔 15mm,并通過 FRONT 面鏡像，如圖 25 所示圖形； 山東科技大學(xué)泰山科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 11 圖 25