起重机减速器外观设计分析

1、 人文学院人文学院 工业设计专业工业设计专业课课 程程 设设 计计 报报 告告 课 程 设 计 内 容： 起重机减速器外观设计分析 班 级： 工业设计 092 班 姓 名 学 号： 周楷越 09409070121 姓 名 学 号： 张继业 09409070122 姓 名 学 号： 杨子楠 09409070123 姓 名 学 号： 王凤杰 09409070124 姓 名 学 号： 杨小强 09409070125 指 导 教 师： 姜超 定稿日期： 2012 年 6 月 7 日人人 文文 学学 院院工业设计课程设计成绩评定表工业设计课程设计成绩评定表报告题目 起重机减速器外观设计分析 专业 工业设

2、计 班级 工业设计 091 班 学号 09409070122 姓名 张继业 成绩 指导教师 姜超 职称 讲师 单位 人文学院 指导教师评语:指导教师签名 年 月 日起重机减速器外观设计分析摘 要：起重机减速广泛应用于码头、建筑业、钢铁厂、以及其他需要起吊重物的施工行业，其外观设计不仅涉及到审美与安全系数上的问题，还和工程技术有密切联系。本课题小组从结构和安全性能角度出发，利用计算机辅助设计软件的合理模拟，对减速器的外观进行系列的评析和改良，在一定的结构基础上合理优化外观造型，减小冲压，提高能源利用率，增加安全系数等多项拓展。总体上秉承外观符合结构，辅助结构的设计总思路，实现既能满足人的审美需求

3、，又能贴合工程机械特点的减速器外观。关键词： 能源利用率，安全系数，结构稳定性ABSTRACT:Keywords: 目目 录录凹凸起重机的减速器设计凹凸起重机的减速器设计.3 3摘摘 要要.3 3第一章第一章 背景背景.4 4第二章第二章 减速器减速器.5 5第三章第三章 减速器现状减速器现状.9 9第四章第四章 设计定位设计定位凹凸起重机进行其减速器的设计凹凸起重机进行其减速器的设计.1010第五章第五章 设计方案设计方案.1111参考文献参考文献.1515第一章 背景能源紧缺成为世界难题已是不争的事实，尤其在近几年，各国因为能源问题引发的纷争不断升级，这一严峻问题已经引起了广泛的关注。温家

4、宝总理在政府工作报告中提出，缓解我国能源资源和经济社会发展的矛盾必须立足国内，显著提高能源资源利用效率，这说明提高能源效率已经成为解决能源短缺与经济社会发展矛盾的重要手段。一般说来，一个传动系统中的机构越复杂，运动副越多，运动链越长，则各运动副中的摩擦损耗越大，传动效率必然较低。要提高传动效率、节约能源，一方面应尽量简化机械传动系统，使功率传递通过的运动副数目越少越好；另一方面应设法减少运动副中的摩擦，如用滚动摩擦代替滑动摩擦等。而现有的多数减速器都存在着消耗材料和能源较多的问题，对于大传动比的减速器，该问题更为突出。由于减速装置被许多企业广泛使用，因此不论在减小体积、减轻重量、提高效率、改善

5、工艺、延长使用寿命和提高承载能力以及降低成本等等方面，有所改进的话，都将会促进资源（包括人力、材料和穗能源）的节省。所以，设计出一个新型的减速器讲填补市场的空白点，并带来巨大的经济效益和社会效益。第二章 减速器 第一节 简介 减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。它是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素，比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载能力，质量，价格等，选择最适合的减速器。第二节 技术要求及安装工艺 起

6、重机减速器的安装对基础的要求根据驱动装置的结构及尺寸大小，减速器的安装分为两种方式：减速器与电动机一起装在同一底板上；如果减速器尺寸较大，则把减速器直接装在驱动装置的基础上。安装减速器之前，应检查驱动装置的基础质量，待符合如下几点要求后方可安装：1基础应坚固可靠，并保持水平，不得有下沉现象。2基础的外形、螺栓位置的配置及尺寸应符合机组的要求。3基础表面应干净、不得有油垢、泥土、垃圾等脏物。 安装工艺1减速器在基础上安装时，应使用水平仪校准，允许用金属垫片或垫块调整在同一位置上垫片不宜超过两片，垫块不宜超过 3 块 。2为避免箱体变形，以保持减速器齿轮副出厂时的啮合状态，垫块（或垫片）应在基础螺

7、栓的两侧对称排列。3减速器在基础上安装校准后，即应均匀地拧紧螺栓，不准有松动，螺栓的松紧程度应一致。4减速器轴端与电动机卷筒或车轮联接部件的同轴度应满足选用联轴器的要求。第三节 减速器类型1 摆线减速机图 2-1 摆线减速机2 硬齿面圆柱齿轮减速器图 2-2 硬齿面圆柱齿轮减速器3 行星齿轮减速机图 2-3 行星齿轮减速机4 软齿面减速机图 2-4 软齿面减速机5 三环减速机图 2-5 三环减速机6 起重机减速机图 2-6 起重机减速机7 蜗杆减速机图 2-7 蜗杆减速机8 轴装式硬齿面减速机图 2-8 轴装式硬齿面减速机9 无级变速机图 2-9 无级变速机第三章 减速器现状第一节 技术方面1

8、 国外减速器现状齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。最近报导，日本住友重工研制的 FA 型高精度减速器，美国 Alan-Newton公司研制的 X-Y 式减速器，在传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，除了不断改

9、进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。2 国内减速器现状国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国内使用的大型减速

10、器（500kw 以上） ，多从国外（如丹麦、德国等）进口，花去不少的外汇。60 年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大，体积小、机械效率高等优点?但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率，功率一般都要小于 40kw。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。第二节 造型方面造型机械化，体积庞大，色彩偏机械冷色第四章 设计定位第一节 常规起重机外形尺寸参数 第二节 设计定位在尽量少（或几乎不）改动减速器内部结构的原则下，设计出结构简单、体积小、重量轻，色彩符合工业色调，

11、应用于常规起重机的起重机减速器，最大化地从节省材料和简化加工成型工艺两方面入手，对起重机壳体的螺帽、螺母、盖板进行合理的凹凸布局，和添加适量的有实际作用（或有一定功能意义）的机械化修饰。总体来说，本课题依然牢固立足减少能耗、提高效率、增加安全性能的设计核心，合理利用造型上的警示、暗示、指导等语义来提高起重机外观上与人的交互性能，更进一步地将材料与色彩相协调，功能与结构相统一，视觉与使用相共生。第五章 设计方案及解析第一节 草图方案 草图 1 草图 2 草图 3 草图 4草图 5第二节 方案方案一：周楷越方案方案一：周楷越方案该方案舍去了很多繁杂的结构，将减速箱表现的最原始、最简化，就是要将产品

12、的功能性传递到外观，你可以明显感觉到它带给人的一种机械感、工业质感，同时又不会太过于生硬。也许这就是荷兰“风格派”中纯粹几何造型的魅力所在。较为单一的外壳加上铁皮条的包裹，隐藏了产品的分模线，这也是该产品的特点所在，用凸显的铁皮条代替了分模线，同时突出的螺帽也十分凸显其个性，起到了点缀作用。内嵌的螺丝也与凸起的螺帽交相辉映，使这些零件不会显得那么生硬。在材质的选择上，我选择了金属加上鲜亮的烤漆，烤漆不仅能起到保护金属的作用，同时也美化了产品，红黑与黑黄的两种搭配又将机械的质感表现的淋漓尽致，黑色部分的不同灰度也能避免色彩的过于单调，白色作为点缀，是的整个产品富有层次，富有条例，分类明确。也符合

13、了产品的整体外形。产品的简单结构决定了其功能，也降低了产品制造的成本，几何的形体能够发挥其理性的作用，不仅能广泛应用于各种环境，同时能承受各种压力，平稳运转。方案二：张继业方案方案二：张继业方案 方案名：Delta该方案的设计灵感源于工业化产品的多边形螺帽。将机壳的主体部分边缘采用斜切角的形式来贴合主题上的多边形翻盖。总体上以多边形和斜切角贯穿整体造型，着力表现工业化的机械感。机壳主体上下两部独立成型，上部分两角分别为 30、60切角，斜边处为 45斜切角，整体上呈现较为规整的机械角度，外机连接处相应地拓展以更好地包容内部结构和稳定外机。 细节上选用了内嵌和外凸两种螺帽，在壳体的斜边固定处的螺

14、孔采用内嵌形式保持表面的整齐，不破坏斜切角的整体性的同时起到点缀的作用。在各翻盖和外机衔接处的螺帽选用多边形的外凸螺帽，和整体的设计风格保持一致，同时增加一些粗犷的味道。 底部的安装孔进行了一些改良，正反面因为外机存在的因素选择了不同的安装孔设计。在外机一侧因为不必考虑与工程机械的切合度，选用了 45斜角的外凸式安装孔，以方便外机侧的固定。另一侧则选用了内孔，一方面能维护表面的平整感，另一方面能很好地保护螺帽因外部环境而发生一些意外。此外两侧的不同的安装孔的设置能更加广泛地应用于各类机械的多种形式的安装，增加了单一方式不具有的稳定性，提高了安全系数。方案三：杨子楠方案方案三：杨子楠方案 这款方

15、案采用了直线线条设计，造型显得硬朗简洁。上部盖子采用层降设计，使造型不会显得太生硬。本来一开始草图阶段运用了曲线和渐消面，但后来考虑到减速箱是工业产品，所以用直线代替了曲线。草图阶段顶部是倾斜设计，后来考虑到顶盖可能放一些螺钉之类的东西，所以改成了平面，底下的层降改成了倾斜的，使造型不会太呆板。减速箱侧面采用了锥状设计，较以往的减速箱有了改善，使造型显得统一性更强。方案四：王凤杰方案方案四：王凤杰方案 这款方案总体感觉简单大方，设计思路也很简单，就是尽可能突破原有的那种纯机械的感觉。将机壳的主体部分边缘采用斜切角的形式来贴合主题上的多边形翻盖。总体上以多边形和斜切角贯穿整体造型，着力表现工业化

16、的机械感。整体上呈现较为规整的机械角度，外机连接处相应地拓展以更好地包容内部结构和稳定外机。但是在一侧又加入了圆柱形的元素，使整体不失圆滑的因素，这样联系很是完整。 具体分析下，它两侧的斜度不同，一侧是垂直的，另一侧则是有点斜度，这也是为了配合机械上的装置而设计的。在各翻盖和外机衔接处的螺帽选用多边形的外凸螺帽，和整体的设计风格保持一致，同时增加一些粗犷的味道。底部的安装孔进行了一些改良，正反面因为外机存在的因素选择了不同的安装孔设计。另一侧则选用了内孔，一方面能维护表面的平整感，另一方面能很好地保护螺帽因外部环境而发生一些意外提高了安全系数。着重讲下装置的反面，它的左侧是一边是切角，为了配合

17、圆柱，右侧则是沿着圆弧切角，这样既打破了原有平整的感觉，又加入了圆弧和切角的元素，很是完美。方案五：杨小强方案方案五：杨小强方案 方案名：上校（1）造型考虑到机械设备无论是在造型上，还是色彩上都比较直硬，严肃严谨，冷漠的特点，这款减速器的设计主体格调就是直硬，严谨，冷漠。这样的特性与军人的气质十分相符，因此，在外形设计上，也采用了一些军服的元素。整体造型既符合机械设备刚硬直板的特点，也不失现代感。（2）色彩“上校”减速器在色彩选择时，为配合直硬，严谨，冷漠的格调，首先排除了活泼轻快的色彩。主体外壳选用黑色，黑色格调严谨冷漠，同时它又能包容所有颜色，采用黑色为主色很合适。但黑色会给人压抑的感觉，所以，加入红