浅谈减速器箱体设计论文

1、浅谈减速器箱体设计摘要通过本课程设计将学过的基础理论知识进行综合应用,培养结构设 计，计算能力，熟悉一般的机械装置设计过程。减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的 回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传 递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机 械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机 车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备, 到日常生活中常见的家电，钟表等等其应用从大动力的传输工作， 到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用 上，减速机具有减速及增加转矩功能。减速器箱体在

2、整个减速器总成中的作用是起支撑和连接的作用的， 它把各个零件连接起来，支撑传动轴，保证各传动机构的正确安装。 变速器箱体的加工质量的优劣，将直接影响到轴和齿轮等零件位置的 准确性，也为将会影响减速器的寿命和性能。减速器箱体是典型的箱体类零件，其结构和形状复杂，壁薄，外 部为了增加其强度加有很多加强筋。有精度较高的多个平面、轴承孔, 螺孔等需要加工，因为刚度较差，切削中受热大，易产生震动和变形。一、箱体类零件的功用及结构特点箱体类是机器或部件的基础零件，它将机器或部件中的轴、 套、齿轮等有关零件组装成一个整体，使它们之间保持正确的相互位 置，并按照一定的传动关系协调地传递运动或动力。因此，箱体的

3、加 工质量将直接影响机器或部件的精度、性能和寿命。箱体零件结构特 点：多为铸造件，结构复杂，壁薄且不均匀，加工部位多，加工难度 大。箱体零的主要技术要求：轴颈支承孔孔径精度及相互之间的位置 精度，定位销孔的精度与孔距精度；主要平面的精度；表面粗糙度等。二、箱体的主要功能(1) 支承并包容各种传动零件，如齿轮、轴、轴承等，使它们能够 保持正常的运动关系和运动精度。箱体还可以储存润滑剂，实现各种 运动零件的润滑。(2) 安全保护和密封作用，使箱体内的零件不受外界环境的影响，又 保护机器操作者的人生安全，并有一定的隔振、隔热和隔音作用。(3) 使机器各部分分别由独立的箱体组成，各成单元，便于加工、装

4、 配、调整和修理。改善机器造型，协调机器各部分比例，使整机造型美观。三、箱体的分类按箱体的功能可分为：传动箱体，如减速器、汽车变速箱及机床主轴箱等的箱体，主要 功能是包容和支承各传动件及其支承零件，这类箱体要求有密封性、 强度和刚度。泵体和阀体，如齿轮泵的泵体，各种液压阀的阀体，主要功能是 改变液体流动方向、流量大小或改变液体压力。这类箱体除有对前一 类箱体的要求外，还要求能承受箱体内液体的压力。(3)支架箱体，如机床的支座、立柱等箱体零件，要求有一定的强度、 刚度和精度，这类箱体设计时要特别注意刚度和外观造型。四、箱体结构设计及数据箱体的形状和尺寸常由箱体内部零件及内部零件间的相互关系 来决

5、定，决定箱体结构尺寸和外观造型的这一设计方法称为"结构包 容法"，当然还应考虑外部有关零件对箱体形状和尺寸的要求。箱体主要结构尺寸和装配尺寸见下表：单位：mm名称符号结构尺寸计算或取值依据结果箱座壁厚80.025a + a = 0.025 xl80 + 3 = 7.58箱盖壁厚(0.8 0.850 =(0.8 0.85)x 8 = 6.4 6.8 < 88箱座凸缘厚度b1.5 = 1.5x8 = 1212箱盖凸缘厚度1.5 =1.5x8 = 1212底座凸缘厚度b22.5= 2.5x8 = 2()20箱座上的肋厚m> 0.85d> = 0.85 x8 =

6、6.87箱盖上的肋厚hl>0.85 =0.85x8 = 6.87轴承旁凸台高度h56hu2"a 2 )1严_20i 2丿2«55轴承旁凸台半径r,r）= c2 = 1616轴承座的外径d2d小 +（5 5.5）d3 = 72 + （5 5.5）x8 = 112-116 。中 +（5 5.5）d3 =80 + （5-5.5）x8 = 120-124d k +（5 5.5汕=130+（5 5.5）x8 = 170 174114122172地脚 螺 钉直径和数目dfna,+a2 =145 + 180 = 325<35016620通孔直径d；沉头座直径do45底座凸缘尺

7、寸cmin252min23连 接 螺 栓轴承旁连接螺栓直径d.0.75df =0.75x16 = 12轴承旁连接螺栓直径12通孔直径d'13.5沉头座直径d26凸缘尺寸clmin202min16箱座、箱盖连接螺d2（0.50.6汕=（0.5 0.6）xl6= 8-9.6轴承旁连接螺栓直径58栓直径通孔直径d9沉头座直径d18凸缘尺寸clmin152min12定位销直径d（0.7 （）.毗=（0-7 0.8）x8 = 5.6 -6.46轴承盖螺钉直径d3（0.4 0.5）df =（0.4 0.5）x 16 = 6.4 88视孔盖螺钉直径d4（0.3 0.4）df =（0.3 04）x16

8、 = 4.8 6.46箱体外壁至轴承座端面的距离1.c+c?+（5 8）=20 +16 + （5 8） = 41 4442大齿轮 顶圆与箱体内 壁的距离>1.2（5 = 1.2x8 = 9.610齿轮端面与箱体内壁的距离in j = 8（或 nio主动齿轮端面距箱体内壁距离11.5从动齿轮端面距箱体内壁距离14油面高度齿轮浸入油中至少一个齿高，且 不得小于10mm,这样确定最低油面。 考虑油的损耗，中小型减速器至少还 有高出5 10mm o58箱座高度/a2+（3o5o）+j +（35）2=279,1 +（30-50）+8 +（3-5）二 180.55 203.55190（表 1 1 ）

9、五、箱体的材料和热处理箱体的常用材料有：铸铁多数箱体的材料为铸铁，铸铁流动性好，收缩较小，容易获得 形状和结构复杂的箱体。铸铁的阻尼作用强，动态刚性和机加工性能 好，价格适度。加入合金元素还可以提高耐磨性。具体牌号查阅有关 手册。铸造铝合金 用于要求减小质量且载荷不太大的箱体。多数可通过热 处理进行强化，有足够的强度和较好的塑性。钢材铸钢有一定的强度，良好的塑性和韧性，较好的导热性和焊接 性，机加工性能也较好，但铸造时容易氧化与热裂。箱体也可用低碳 钢板和型钢焊接而成。箱体的热处理：应防止砂和孔的产生。为了减少毛坯制造时产生残 余应力，应使箱体壁厚尽量均匀,箱体浇铸后应安排时效或退火工序。 毛

10、胚铸造时：铸造或箱体毛坯中的剩余应力使箱体产生变形，为了保证箱体加工后 精度的稳定性，对箱体毛坯或粗加工后要用热处理方法消除剩余应 力，减少变形。毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度 和铸造方法等因素有关。有关数据可查有关资料及根据具体情况决 定。常用的热处理措施有以下三类：a）热时效。铸件在500 - 600° c下退火，可以大幅度地降低或消除铸 造箱体中的剩余应力。b）热冲击时效。将铸件快速加热，利用其产生的热应力与铸造剩余应 力叠加，使原有剩余应力松弛。0自然时效。自然时效和振动时效可以提高铸件的松弛刚性，使铸件 的尺寸精度稳定。（二）、孔的尺寸精度、几何形状精度和表

11、面粗糙度1、箱体上的轴承支承孔本身的尺寸精度、形状精度和表面粗糙 度都要求较高，否则，将影响轴承与箱体孔的配合精度，使轴的回转 精度下降，也易使传动件（如齿轮）产生振动和噪声。一般机床主轴 箱的主轴支承孔的尺寸精度为it6,圆度、圆柱度公差不超过孔径公 差的一半，表面粗糙度值为心0630. 32 ynu其余支承孔尺寸精度 为it7it6,表面粗糙度值为心2.50.63“仏2. 主要孔和平面相互位置精度同一轴线的孔应有一定的同轴度要求，各支承孔之间也应有一定 的孔距尺寸精度及平行度要求，否则，不仅装配有困难，而且使轴的 运转情况恶化，温度升高，轴承磨损加剧，齿轮啮合精度下降，引起 振动和噪声，影

12、响齿轮寿命。支承孔之间的孔距公差为0. 120. 05/77 刃，平行度公差应小于孔距公差，一般在全长取01 0. 04切。同一轴 线上孔的同轴度公差一般为0. 040. 01m 支承孔与主要平面的平 行度公差为0. 1_0. 05加。主要平面间及主要平面对支承孔之间垂直 度公差为0. 1 0. 04加7。六、箱体结构参数的选择1）壁厚铸铁、铸钢和其它材料箱体的壁厚可以从表21-2中选取，表中n用下式计算：n= ( 2l+b+h) /3000 (mm)当量尺寸n箱体材料灰铸铁铸钢铸铝合金铸钢0, 361d460,7581d15581, 001d152d61,5012202582, dd1625

13、3d103. 002d3035>124, 00243540注：1 .此表为砂型铸造数据。2.球墨铸铁、可锻祷铁壁厚减小20氐2）加强筋为改善箱体的刚度，尤其是箱体壁厚的刚度，常在箱壁上增设加强筋, 若箱体中有中间短轴或中间支承时，常设置横向筋板。筋板的高度h 不应超过壁厚t的（3-4）倍，超过此值对提高刚度无明显效果。加 强筋的尺寸见表21-4。表21.4铸造箱体加強筋尺寸外表面筋厚內腔筋厚筋的高度03(0, 6-0, 7) cw51l筋所在壁厚孔和凸台箱体内壁和外壁上位于同一轴线上的孔，从机加工角度要求，单件小 批量生产时，应尽可能使孔的质量相等；成批大量生产时，外壁上的 孔应大于内壁上的孔径，这有利于刀具的进入和退出。箱体壁上的开 孔会降低箱体的刚度，实验证明，刚度的降低程度与孔的面积大小成 正比。在箱壁上与孔中心线垂直的端面处附加凸台，可以增加箱体局部的刚 度；同时可以减少加工面。当凸台直径d与孔径d的比值d/d<2和 凸台高度h与壁厚t的比值t/h < 2时，刚度增加较大；