機(jī)械設(shè)計(jì)圓錐齒輪減速器課程設(shè)計(jì)

1、第7章 圓錐齒輪減速器裝配草圖設(shè)計(jì)要點(diǎn)與圓柱齒輪減速器比較，圓錐齒輪減速器設(shè)計(jì)的特性內(nèi)容，主要是小圓錐齒輪軸系部件設(shè)計(jì)；其次還有傳動(dòng)件與箱壁位置確定方法以及大圓錐齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等。圓錐齒輪減速器設(shè)計(jì)步驟與圓柱齒輪減速器相同。本章以常見(jiàn)的圓錐圓柱齒輪減速器為例，按設(shè)計(jì)步驟，并著重介紹圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)的特性內(nèi)容。因此，在設(shè)計(jì)圓錐圓柱齒輪減速器時(shí)，除學(xué)習(xí)本章內(nèi)容外，其它共性問(wèn)題須仔細(xì)參閱第5章、第6章的有關(guān)內(nèi)容。在結(jié)構(gòu)視圖表達(dá)方面，圓錐圓柱齒輪減速器要以最能反映軸系部件特征的俯視圖為主，兼顧其它視圖。圓錐齒輪減速器有關(guān)箱體結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)圖4-3和表4-1。減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)涉及減速器的潤(rùn)滑方式。開(kāi)始畫裝

2、配圖前，按4.2節(jié)減速器潤(rùn)滑所述內(nèi)容，先確定出傳動(dòng)件及軸承的潤(rùn)滑方式。減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，包括軸系部件、箱體和附件等結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。軸系部件設(shè)計(jì)是裝配圖設(shè)計(jì)第一階段的內(nèi)容。軸系部件包括軸、軸承組合和傳動(dòng)件。7.1 軸系部件設(shè)計(jì)裝配圖設(shè)計(jì)第一階段 確定傳動(dòng)件及箱體軸承座位置傳動(dòng)件安裝在軸上，軸通過(guò)軸承支承在箱體軸承座孔中。設(shè)計(jì)軸系部件，首先要確定傳動(dòng)件及箱體軸承座的位置。1確定傳動(dòng)件中心線位置參照參考圖例，根據(jù)計(jì)算所得到的錐距和中心距數(shù)值，估計(jì)所設(shè)計(jì)減速器的長(zhǎng)、寬、高外形尺寸（見(jiàn)第5章圖5-3），并考慮標(biāo)題欄、明細(xì)表、技術(shù)特性、技術(shù)要求以及編號(hào)、尺寸標(biāo)注等所占幅面，確定出三個(gè)視圖的位置，畫出各視圖中傳動(dòng)件

3、的中心線。2按大圓錐齒輪確定箱體兩側(cè)軸承座位置 按所確定的中心線位置，首先畫出圓錐齒輪的輪廓尺寸（圖7-1）。估取大圓錐齒輪輪轂長(zhǎng)度l=(1.11.2)b，b為圓錐齒輪齒寬。當(dāng)軸徑d確定后，必要時(shí)對(duì)l值再作調(diào)整。大圓錐齒輪背部端面與輪轂端面間軸向距離較大，為使箱體寬度方向結(jié)構(gòu)緊湊，大圓錐齒輪輪轂端面與箱體軸承座內(nèi)端面(常為箱體內(nèi)壁)間距離5應(yīng)盡量小，其值與軸承的潤(rùn)滑方式有關(guān)。當(dāng)軸承用脂潤(rùn)滑時(shí)，取5=23mm（圖7-2a）；用油潤(rùn)滑時(shí)，取5=(0.61.0)（圖7-2b）。靠近大圓錐齒輪一側(cè)的箱體軸承座內(nèi)端面確定后，在俯視圖中以小圓錐齒輪中心線作為箱體寬度方向的對(duì)稱線，便可確定箱體另一側(cè)軸承座內(nèi)

4、端面位置。箱體采用對(duì)稱結(jié)構(gòu)，可以使中間軸及低速軸調(diào)頭安裝，以便根據(jù)工作需要改變輸出軸位置。3按箱體內(nèi)壁面確定圓柱齒輪位置 取箱體內(nèi)壁面至小圓柱齒輪端面（靠近箱體內(nèi)壁）的距離為2，并使小圓柱齒輪寬度大于大圓柱齒輪寬度510mm，在俯視圖中畫出圓柱齒輪輪廓(圖7-1)。一般情況下，大圓柱齒輪與大圓錐齒輪之間仍有足夠的距離3。同時(shí)也在主視圖中畫出齒輪輪廓。4按小圓錐齒輪確定輸入端箱體軸承座內(nèi)端面位置 如圖7-1所示，取小圓錐齒輪背錐面距箱蓋內(nèi)壁的距離為1=，畫出箱蓋及箱座內(nèi)壁的位置。小圓錐齒輪軸承座外端面位置暫不考慮，待設(shè)計(jì)小圓錐輪軸系部件時(shí)確定。5確定箱體其余內(nèi)壁位置 在此之前，與軸系部件有關(guān)的箱

5、體軸承座位置已經(jīng)確定，從繪圖程序的連續(xù)和方便考慮，其余箱壁位置也可在此一并確定。取大圓柱齒輪頂圓至箱體內(nèi)壁的距離為1=，畫出大圓柱齒輪齒一側(cè)的箱體內(nèi)壁位置（圖7-1）。箱底位置由傳動(dòng)件潤(rùn)滑要求（見(jiàn)第四章第二節(jié)）確定，減速器中心高H應(yīng)當(dāng)圓整。圖7-1 傳動(dòng)件、軸承座端面及箱體內(nèi)壁面的位置圖7-2 軸承潤(rùn)滑方式與5值 圓錐齒輪結(jié)構(gòu)小圓錐齒輪直徑較小，一般可用鍛造毛坯或軋制圓鋼毛坯制成實(shí)心結(jié)構(gòu)。當(dāng)小圓錐齒輪齒根圓到鍵槽底面的距離x1.6m（m為大端模數(shù)）時(shí)，應(yīng)將齒輪和軸制成一體；當(dāng)x1.6m時(shí)，齒輪與軸分開(kāi)制造，見(jiàn)表19-2所示。x值除與齒輪尺寸有關(guān)外，也與軸的徑向尺寸有關(guān)，需與軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一起考慮

6、。大圓錐齒輪的直徑小于500mm時(shí)，用鍛造毛坯，一般用自由鍛毛坯經(jīng)車削加工和刨齒而成。在大量生產(chǎn)并具有模鍛設(shè)備的條件下，才用模鍛毛坯齒輪。圖7-3 小圓錐齒輪軸系支點(diǎn)跨距與懸壁長(zhǎng)度圖7-4 小圓錐齒輪懸壁長(zhǎng)度a）不正確 b）正確圓錐齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表19-2所示。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和滾動(dòng)軸承類型選擇1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圓錐齒輪減速器軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本與圓柱齒輪減速器相同，所不同的主要是小圓錐齒輪軸的軸向尺寸設(shè)計(jì)中支點(diǎn)跨距的確定。因受空間限制，小圓錐齒輪一般多采用懸臂結(jié)構(gòu)，為了保證軸系剛度，一般取軸承支點(diǎn)跨距LB1=2LCl（圖7-3）。在滿足LB1=2LCl的條件下，為使軸系部件軸向尺寸緊湊，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中

7、須力求使LCl達(dá)到最小。圖7-4a軸向結(jié)構(gòu)尺寸過(guò)大，圖7-4b軸向結(jié)構(gòu)尺寸緊湊。2滾動(dòng)軸承類型選擇滾動(dòng)軸承類型選擇與圓柱齒輪減速器的考慮基本相同（見(jiàn)5.4節(jié)）。但錐齒輪軸向力較大，載荷大時(shí)多采用圓錐滾子軸承。 確定支點(diǎn)及受力點(diǎn)，并校核軸、鍵、軸承支點(diǎn)及受力點(diǎn)的確定見(jiàn)圖7-5。軸、鍵、軸承校核計(jì)算與圓柱齒輪減速器相同（見(jiàn)5.3節(jié)）。圖7-5 圓錐圓柱齒輪減速器初步裝配草圖 小圓錐齒輪軸系部件的軸承組合設(shè)計(jì)1軸承布置方案的確定(1)兩端固定 由于軸的熱伸長(zhǎng)很小，常采用兩端固定式結(jié)構(gòu)。圖7-5中，小圓錐齒輪軸系為采用深溝球軸承兩端固定的結(jié)構(gòu)形式。用圓錐滾子軸承時(shí)，軸承有正裝與反裝兩種布置方案，圖7-

8、6為正裝結(jié)構(gòu)；圖7-7為反裝結(jié)構(gòu)。反裝的支承剛度較正裝的要大。選用正裝時(shí)，圖7-6 a)為齒輪與軸分開(kāi)制造的固定方法，即軸承內(nèi)圈雙向固定，外圈單向固定，此方式使軸承安裝方便。圖7-6 b)為齒輪軸的固定方法，即內(nèi)圈雙固定，外圈單向定，此方式適用于小圓錐齒輪外徑小于套杯凸肩孔徑的場(chǎng)合。圖7-6 軸承的正裝結(jié)構(gòu)圖7-7 軸承的反正裝結(jié)構(gòu)圖7-7為反裝方案。圖7-7 a)為齒輪軸結(jié)構(gòu)，內(nèi)圈靠左端的圓螺母和右端擋油盤加以單向固定，外圈靠套杯的凸肩固定。圖7-7 b)為齒輪與軸分開(kāi)結(jié)構(gòu)，內(nèi)圈靠圓螺母和齒輪端面加以單向固定，外圈靠套杯的凸肩固定。此方案的缺點(diǎn)是：安裝軸承不方便，且調(diào)整游隙也麻煩，應(yīng)用不多。

9、(2)一端固定和一端游動(dòng) 對(duì)于小圓錐齒輪軸系，采用一端固定和一端游動(dòng)的結(jié)構(gòu)形式（圖7-8），一般不是考慮軸的熱伸長(zhǎng)影響，而多與結(jié)構(gòu)因素有關(guān)。圖7-8a左端用短套杯結(jié)構(gòu)構(gòu)成固定支點(diǎn)，右端為游動(dòng)支點(diǎn)，套杯軸向尺寸小，制造容易，成本低，而且裝拆方便。圖7-8b左端密封裝置直接裝在套杯上，不另設(shè)軸承蓋，左端軸承的雙向固定結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，裝拆方便。但上述兩種結(jié)構(gòu)方案的軸承間隙不能調(diào)整。 a) b)圖7-8 小圓錐齒輪軸承組合結(jié)構(gòu)方案(3)套杯 套杯常用鑄鐵制造。套杯的結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)軸承組合結(jié)構(gòu)要求設(shè)計(jì)。圖7-9中給出的結(jié)構(gòu)尺寸可供設(shè)計(jì)參考。 圖7-9 套杯的結(jié)構(gòu)和尺寸sls2s3(0.080.1)D，DD2s2(22.5)d3，D2D0(2.53)d3 D軸承外徑，d3軸承蓋螺釘直徑，Dl由軸承確定，m由結(jié)構(gòu)確定2軸承潤(rùn)滑小圓錐齒輪軸系部件中軸承用脂潤(rùn)滑時(shí)，如圖7-10所示，要在小圓錐齒輪與相近軸承之間設(shè)封油盤；用油潤(rùn)滑時(shí)，如圖7-7 b），需在箱座剖分面上制出輸油溝和在套杯上制出數(shù)個(gè)進(jìn)油孔，將油導(dǎo)人套杯內(nèi)潤(rùn)滑軸承。圖710為圓錐圓柱齒輪減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第一階段完成的內(nèi)容。圖7-10 圓錐圓柱齒輪減速器第一階段裝配草圖7.2 箱體及附件設(shè)計(jì)裝配圖設(shè)計(jì)第二階段圓錐圓柱齒輪減速器箱體及附件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與圓柱齒輪減速器基本相同(見(jiàn)第6章)。圖7-11為圓錐圓柱齒輪減速器裝配草圖設(shè)計(jì)完成第二