(完整版)減速器的軸及軸上零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

1、減速器的軸及軸上零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減速器的軸及軸上零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)包括確定鋼的結(jié)構(gòu)形狀和尺寸。軸的結(jié)構(gòu)是由多方面的因素決定的，其中主要考慮軸的強(qiáng)度、剛度、軸上零件的安裝、定位、軸的支承結(jié)構(gòu)以及軸的工藝性等，其設(shè)計(jì)方法和結(jié)構(gòu)要素的確定，可參照教科書有關(guān)章節(jié)進(jìn)行。單級(jí)圓柱齒輪減速器的軸一般均為階梯軸， 確定階梯軸各段的直徑和長(zhǎng)度是階梯軸設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。下面通過(guò)圖1-2-17和表1-2-2、表1-2-3來(lái)說(shuō)明。1、階梯軸各段直徑的確定圖1-2-17中階梯軸各段的直徑可由表1-2-2確定。I-2-符號(hào)確定方法及說(shuō)明d1按許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力進(jìn)行估算。盡可能圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑，如果選用標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器

2、，d1應(yīng)符合聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)的孔徑。d2d2=d+2a,a為定位軸肩咼度。通常取a=3-10mmd2盡可能符合密封件標(biāo)準(zhǔn)孔徑的要求，以便采用標(biāo)準(zhǔn)密封圈。d3此段安裝軸承，故d3必須符合滾動(dòng)軸承的內(nèi)徑系列。為便于軸承安裝，此段軸徑與d2段形成自由軸肩，因此，d3=d2+15mm,然后圓整到軸承的內(nèi)徑系列。當(dāng)此軸段較長(zhǎng)時(shí)，可改設(shè)計(jì)為兩個(gè)階梯段，一段與軸承配合，精度較高，一段與套筒配d4d4=d3+15mm（自由軸肩），d4與齒輪孔相配，應(yīng)圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑。d5d5=d4+2a，a為定位軸環(huán)咼度，通?？扇=310mmd6=d3，因?yàn)橥惠S上的滾動(dòng)軸承最好選取同一型號(hào)。2、 階 梯 軸 各 段 長(zhǎng) 度 的

3、確 定 圖1 - 2 - 1 7中 各 階 梯 長(zhǎng) 度 可 由 表1 - 2 - 3確 定 。表1-2-3軸各段長(zhǎng)度的確定符號(hào)確定方法及說(shuō)明L1按軸上零件的輪轂寬度決定，一般比轂寬短23mm。也可按（1.21.5）d1取定。L2L2=I3+I4（I3為軸承端蓋及聯(lián)接螺栓頭的高度）L3L3=B+l2+/2+（23）B軸承寬度L4L4按齒輪寬度b決定，L4=b-（23）mmL5無(wú)擋油環(huán)時(shí)，L5=B有擋油環(huán)時(shí)，L5=B+擋油環(huán)的轂寬注：表中12、13、14、/2參見(jiàn)表1-2-4。由表中計(jì)算式可知，各段長(zhǎng)度的確定與箱外的旋轉(zhuǎn)零件至固定零件的距離14；軸承端蓋及聯(lián)接螺栓頭高度的總尺寸13;軸承端面至箱體

4、內(nèi)壁的距離12;轉(zhuǎn)動(dòng)零件端面至箱體內(nèi)壁的距離/2以及檔油環(huán)的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，這些尺寸又取決于軸承蓋的類型、密封型式以及各零件在裝配圖中的相關(guān)位置。因此，階梯軸各段的長(zhǎng)度應(yīng)通過(guò)裝配草圖設(shè)計(jì)過(guò)程中邊繪制邊計(jì)算確定。尤其值得注意的是：當(dāng)各零件相對(duì)位置確定以后，支承點(diǎn)的跨距即可確定，這時(shí)就可以計(jì)算支承反力，對(duì)軸的危險(xiǎn)截面進(jìn)行復(fù)合強(qiáng)度核核以及軸承壽命計(jì)算等，如果軸的強(qiáng)度不合格或者軸承壽命不符合要求，這時(shí)就要重新選擇軸承和調(diào)整結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，軸的各階梯段直徑和長(zhǎng)度也相應(yīng)發(fā)生變化。由上述可知，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該在裝配草圖設(shè)計(jì)過(guò)程中，以邊繪圖、邊計(jì)算、邊修改的方式逐步完成。表1-2-4為單級(jí)圓柱齒輪減速器的位置尺寸關(guān)

5、系。二、齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中小型減速器的齒輪一般用鍛鋼制造。當(dāng)齒輪的齒頂圓直徑 daW200mm時(shí)，可以做成圓盤式結(jié)構(gòu)。當(dāng)齒輪的齒根圓與鍵槽底部的距離小于!&（&為模數(shù)）時(shí)，則齒輪與軸應(yīng)做成一體的齒輪軸。當(dāng) da=200500 時(shí)，可以做成腹板式結(jié)構(gòu)。齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可參照教科書有關(guān)章節(jié)進(jìn)行。三、支承部件的結(jié)構(gòu)單級(jí)圓柱齒輪減速器軸的支承一般采用滾動(dòng)軸承，如圖1-2-18所示。滾動(dòng)軸承類型與尺寸選擇以及軸承組合設(shè)計(jì)可參照教材有關(guān)章節(jié)進(jìn)行。軸承組合中，除滾動(dòng)軸承外，還有軸承蓋、調(diào)整墊片、內(nèi)外密封裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。1、軸承蓋軸承蓋軸承蓋的作用是固定軸承的位置并承受軸向力和密封軸承座孔。軸承蓋的

6、材料一般為鑄鐵（HT150）。軸承蓋結(jié)構(gòu)型式分為凸緣式（用螺釘將蓋固定在箱體上）和嵌入式（用蓋的圓周凸緣嵌入軸承座孔的槽內(nèi)固定）。每種結(jié)構(gòu)又可分為悶蓋（中間無(wú)孔）和透蓋（中間有孔，用于軸外伸端的軸承座上）兩種型式，如圖1-2-19所示。表表1-2-4單級(jí)圓柱齒輪減速器的位置尺寸單級(jí)圓柱齒輪減速器的位置尺寸符號(hào)名稱尺寸（mm）轉(zhuǎn)動(dòng)零件端面至箱體內(nèi)壁的距離/2=1015,對(duì)于重型減速器應(yīng)取大些b小齒輪的寬度由齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定。B軸承寬度根據(jù)軸頸直徑可按中系列預(yù)選。糾齒頂圓與減速器內(nèi)壁之間的最小間隙/121.266箱座壁厚。l軸承支點(diǎn)的跨距由草圖設(shè)計(jì)決定Li#,箱外零件至軸承支點(diǎn)的計(jì)算距離#,L】=

7、B/2+l3+l4+l5/2L2軸承端面至箱體內(nèi)壁的距離軸承用油池內(nèi)油潤(rùn)滑時(shí)#L2=5-10,軸承用脂潤(rùn)滑且有擋油環(huán)時(shí)L2=10-15。L3軸承端蓋及聯(lián)接螺栓頭高度根據(jù)軸承端蓋結(jié)構(gòu)型式?jīng)Q定L4箱外轉(zhuǎn)動(dòng)零件至固定零件的距離#L4=1520L5*箱外零件與軸的配合長(zhǎng)度L5=（1.21.5）d,d-配合軸徑表 1-2-5 和表 1-2-6 分別列出凸緣式軸承蓋和嵌入式軸承蓋的結(jié)構(gòu)尺寸。P生1-2-5口級(jí)瓷翔章4S貳黏鞫用寸符號(hào)尺寸關(guān)系符號(hào)尺寸關(guān)系（D軸承外徑）306062100110130140230D,D0-(2.53)d3d3（螺釘直徑）6881010121216e1.2d3n（螺釘數(shù)）4466

8、e1(0.100.15)D(e1三e)dod3+(l2)m由結(jié)構(gòu)確定DoD+2.5d?4810D,D0+(2.53)d3b810D4(0.850.9)Dh(0.81)b不帶0型密圭寸圈帶0型密封圈D(fJ408035110115170D封404550556063656870758085E2(h11)568d封354045505558606365707580S101215D封9095100105110115120125130135140145810d封859095100105110115120125130135140D3D+e2當(dāng)D封=3050,W實(shí)際3.1D4D20Df408085110115

9、-170m由軸承部件結(jié)構(gòu)確定e2(h11)81012注：透蓋氈圈密封槽的尺寸參見(jiàn)表1-2-13S151820D3D3=D+(1015)d4(h9)d4d封（與D封相應(yīng)）bo4（與W實(shí)際3.1相應(yīng)）軸承蓋設(shè)計(jì)應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：（1）當(dāng)軸承蓋的寬度較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在端部車出一段較小直徑（比孔徑小24mm），但必須保留夠的配合長(zhǎng)度e。（2）軸承采用飛濺潤(rùn)滑時(shí)，軸承蓋端部必須開(kāi)缺口并車出一段小直徑，以便潤(rùn)滑油流入軸承。（3）嵌入式軸承蓋結(jié)我緊湊，重量輕，但承載能力較差，且不便于調(diào)整軸承間隙，不宜用于要求準(zhǔn)確調(diào)整間隙的場(chǎng)合。2、調(diào)整墊片組調(diào)整墊片組調(diào)整墊片的作用是調(diào)整軸承的軸向游隙和軸承內(nèi)部間隙以及軸的軸向位置

10、。調(diào)整墊片組由多片厚度不同的墊片組成。調(diào)整時(shí)，根據(jù)需要組合成不同的厚度。調(diào)整墊片組的組別，片數(shù)及厚度可由表1-2-7查得。2.d2=D（24）用于凸緣D0,D2,nXd見(jiàn)表（1-2-5）式軸承蓋D軸承外徑D2=D-1用于嵌d2按軸承外圓沢入式安裝尺寸確定J軸承蓋3建議準(zhǔn)備0.55mm的墊片若干片以備調(diào)整微小間隙用。滾動(dòng)軸承的內(nèi)外密封裝置的設(shè)計(jì)可參見(jiàn)本章第五節(jié)“減速器的潤(rùn)滑與密封”。第四節(jié)減速器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、觀察孔及蓋板觀察孔應(yīng)開(kāi)在箱蓋頂部，便于檢查，觀察輪齒嚙合情況的部位。箱體內(nèi)潤(rùn)滑油也由觀察孔注入，因此，孔口尺寸應(yīng)足夠大。觀察孔平時(shí)用蓋板封住。蓋板常用鋼板或鑄鐵制成，為了防止?jié)B油，蓋板應(yīng)墊

11、有紙質(zhì)封油墊片。中小型減速器的觀察孔及蓋板的結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表 1-2-8。表表1-2-8觀察孔和蓋板尺寸觀察孔和蓋板尺寸A組B組C組厚度50.50.20.10.50.150.10.50.150.125片數(shù)Z342144133注：1.材料沖壓銅片或08鋼拋光透氣塞一般安裝在箱蓋的頂部。簡(jiǎn)單的透氣塞可裝在觀察孔的蓋板上并兼作把手用。圖1-2-20為與觀察孔蓋鑄在一起的透氣塞。m圖1-2-21為鋼制小型透氣塞焊在觀察孔蓋上并兼作把手占砧圖1-2-21圖1-2-22為用螺紋聯(lián)接在蓋板或箱蓋上的透氣塞。其結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表1-2-9。圖1-2-22表1-2-9透氣塞結(jié)構(gòu)尺寸（圖1-2-22）mmtiD3SLIaM

12、IOx11311.5If)lf8231.25此16.5丨丄191024M16k1.52219.617丄12251.53025.4222815J-標(biāo)記示例：/=80管狀油標(biāo)fltl80GB1162-79件號(hào)材料選忖；綿綸10102I色聚氯乙烯3選供綿綸1010圖1-2-26設(shè)計(jì)油標(biāo)結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)注意下列幾點(diǎn)：d備）臨）HE仏hc仃衛(wèi)密封圈規(guī)協(xié)122J02215132120 x2.4lfi28lfi137125x2.420323517152.51.532x3.525彌4017152.51.538x3.532454S19161.51.545x3.544)55581916251.555x3.5506670

13、23IS21.56S3-505閒&523Ifl31.530 x3.5材絕丨-耐消椽皮2-透明右機(jī)玻礙2丨色聚厶煒圓怡圓怡|1 康康： G*IL 紳紳一一 7事事麻記示懷麻記示懷d=25A.1處標(biāo)處標(biāo) fllr|.；25Ct?l16074d=25B 蹙惻蹙惻形汕標(biāo)形汕標(biāo)池池標(biāo)標(biāo)EE5（；lillW79（1）油標(biāo)上應(yīng)刻有最高和最低許用油面的標(biāo)線（許用油面高度詳見(jiàn)第五節(jié)減速器的潤(rùn)滑和密封）。（2）油標(biāo)安裝的位置應(yīng)設(shè)在油面穩(wěn)定（如低速齒輪附近），能正確反映油面高低和便于觀察的箱壁處。（3） 油標(biāo)尺安裝的傾斜度不應(yīng)小于450,并能順利地拔出箱體進(jìn)行觀察， 如圖#-%-%&所示。圖1-2-

14、28四、螺塞減速器的排油孔應(yīng)設(shè)在箱座油池底部的最低處，確保箱體內(nèi)的污油能夠流凈。平時(shí)排油孔用螺塞及用耐油橡膠或皮革制造的封油圈密封，如圖1-2-28所示。螺塞和封油圈結(jié)構(gòu)尺寸參見(jiàn)表1-2-10。表1-2-10螺塞和封油圈結(jié)構(gòu)尺寸已1口打呂6右MLOx113168211.510111.25IS19KJ216.21413.1】喚 I.S26I；12馬19.6175g17M20 xI.S2B15425.4226221124x234匸1就425.4129&261127x23-R.M431.22729VI30 x24丄3618436.93232注：材料 A3。五、吊環(huán)螺釘、吊耳及吊鉤吊環(huán)螺釘裝在

15、箱蓋上，用以拆卸和吊運(yùn)箱蓋。為了簡(jiǎn)便加工，也可以在箱蓋上直接鑄出吊耳代替吊環(huán)螺釘。為保證安全，吊環(huán)螺釘一般仍按整臺(tái)減速器的重量選用，參見(jiàn)表1-2-11。表表1-2-11吊環(huán)螺釘及減速器的重量吊環(huán)螺釘及減速器的重量d8LO121620243036D3ft4554537290隔丨丄白202S30站405070202530354050品758LC12丨丄L620242813151722.263.1剪45182323323S4654646S10II141622567g101丄1丄16L1右2025304045506022.52.5344.556b10121517202428斗C1二1.5222.534

16、4.5r1.51.51.522333223334-L54567b101214I1200200030005500R500125002000030000160025003500500065001000014000200008001250175025003000盤000700010000標(biāo)記示例：粗牙普通螺紋d=20mm吊環(huán)螺釘螺釘M20GB82576K 向向級(jí)圓柱齒輪減速器重量W（N）（a中心距）a150200250300350uS5015503750表1-2-12吊耳及吊鉤的結(jié)構(gòu)C：=弓5 竭：:=(.1.1.5A*=I：.:r：=：0.2匕：匕：Nm0251tI.r=：l|.（鑄祚緡溢丨：）2一呂11.環(huán) 禱在箱蓋l-J設(shè)計(jì)吊環(huán)螺釘時(shí)，其支承座孔必須符合標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)（表1-2-11附圖），以保證吊環(huán)螺釘?shù)呐_(tái)肩抵緊箱蓋的支承面。同時(shí)，支承座的厚度應(yīng)稍大于螺釘?shù)穆袢肷疃?，以保證足夠的承載能力，如圖1-2-29所示。吊鉤一般鑄