機械設(shè)計圓錐齒輪減速器課程設(shè)計

1、第7章 圓錐齒輪減速器裝配草圖設(shè)計要點與圓柱齒輪減速器比較，圓錐齒輪減速器設(shè)計的特性內(nèi)容，主要是小圓錐齒輪軸系部件設(shè)計；其次還有傳動件與箱壁位置確定方法以及大圓錐齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計等。圓錐齒輪減速器設(shè)計步驟與圓柱齒輪減速器相同。本章以常見的圓錐圓柱齒輪減速器為例，按設(shè)計步驟，并著重介紹圓錐圓柱齒輪減速器設(shè)計的特性內(nèi)容。因此，在設(shè)計圓錐圓柱齒輪減速器時，除學習本章內(nèi)容外，其它共性問題須仔細參閱第5章、第6章的有關(guān)內(nèi)容。在結(jié)構(gòu)視圖表達方面，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)尺寸見圖4-3和表4-1。減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計涉及減速器的潤滑方式。開始畫裝

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

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度l=(1.11.2)b，b為圓錐齒輪齒寬。當軸徑d確定后，必要時對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應盡量小，其值與軸承的潤滑方式有關(guān)。當軸承用脂潤滑時，取5=23mm（圖7-2a）；用油潤滑時，取5=(0.61.0)（圖7-2b）?？拷髨A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)計小圓錐輪軸系部件時確定。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）。箱底位置由傳動件潤滑要求（見第四章第二節(jié)）確定，減速器中心高H應當圓整。圖7-1 傳動件、軸承座端面及箱體內(nèi)壁面的位置圖7-2 軸承潤滑方式與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心結(jié)構(gòu)。當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，應將齒輪和軸制成一體；當x1.6m時，齒輪與軸分開制造，見表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)計一起考慮

6、。大圓錐齒輪的直徑小于500mm時，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跨距與懸壁長度圖7-4 小圓錐齒輪懸壁長度a）不正確 b）正確圓錐齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸見表19-2所示。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計和滾動軸承類型選擇1軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計圓錐齒輪減速器軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計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)計中支點跨距的確定。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)計中

7、須力求使LCl達到最小。圖7-4a軸向結(jié)構(gòu)尺寸過大，圖7-4b軸向結(jié)構(gòu)尺寸緊湊。2滾動軸承類型選擇滾動軸承類型選擇與圓柱齒輪減速器的考慮基本相同（見5.4節(jié)）。但錐齒輪軸向力較大，載荷大時多采用圓錐滾子軸承。 確定支點及受力點，并校核軸、鍵、軸承支點及受力點的確定見圖7-5。軸、鍵、軸承校核計算與圓柱齒輪減速器相同（見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1軸承布置方案的確定(1)兩端固定 由于軸的熱伸長很小，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，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，圖7-6 a)為齒輪與軸分開制造的固定方法，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。此方案的缺點是：安裝軸承不方便，且調(diào)整游隙也麻煩，應用不多。

9、(2)一端固定和一端游動 對于小圓錐齒輪軸系，采用一端固定和一端游動的結(jié)構(gòu)形式（圖7-8），一般不是考慮軸的熱伸長影響，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，右端為游動支點，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。圖7-9中給出的結(jié)構(gòu)尺寸可供設(shè)計參考。 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軸承潤滑小圓錐齒輪軸系部件中軸承用脂潤滑時，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；用油潤滑時，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)個進油孔，將油導人套杯內(nèi)潤滑軸承。圖710為圓錐圓柱齒輪減速器裝配草圖設(shè)計第一階段完成的內(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)計裝配圖設(shè)計第二階段圓錐圓柱齒輪減速器箱體及附件結(jié)構(gòu)設(shè)計與圓柱齒輪減速器基本相同(見第6章)。圖7-11為圓錐圓柱齒輪減速器裝配草圖設(shè)計完成第二