减速器壳体机械加工工艺与工装设计

减速器壳体机械加工工艺与工装设计文献综述

1 前言

本课题是箱体加工及夹具设计，箱体零件加工属于典型零件，由于箱体零件结构比较复杂，加工工艺也相对复杂，通常都是采用铸铁材料，先铸造成毛坯，然后经过时效处理后，进行机加工，在机加工过程中，一般采用先面后孔的加工路线。

在科学技术飞速发展的今天，先进性加工工艺日新月异，主要由以下发展趋势：

1.采用模拟技术，优化工艺设计

2.成形精度向近无余量方向发展

3.成型质量向近无“缺陷”方向发展

4.机械加工向超精密、超高速方向发展

5.采用新型能源及复合加工。解决新型材料的加工和表面改性难题

6.采用自动化技术、实现工艺过程的优化控制

7.采用清洁能源及原材料、实现清洁生产

8.加工与设计之间的界线趋渐淡化，并趋向集成及一体化。

9.

10.工艺技术与信息技术、管理技术繁密结合，先进制造生产模式获得不断发展

2 主题部分

2.1

常用减速器的主要类型、特点和应用

减速器的种类很多。常用的齿轮及蜗杆减速器按其传动及结构特点，大致可分为三类：

(1)齿轮减速器主要有圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥—圆柱齿轮减速器三种。

(2)蜗杆减速器主要有圆柱蜗杆减速器、圆弧齿蜗杆减速器、锥蜗杆减速器和蜗杆—齿轮减速器等。

(3)行星减速器主要有渐开线行星齿轮减速器、摆线针轮减速器和谐波齿轮减速器等。

常用减速器的主要类型、特点和应用

1齿轮减速器

2单级圆柱齿轮减速器

3分流式双级圆柱齿轮减速器

4同轴式双级圆柱齿轮减速器

5圆锥减速器

6圆锥—圆柱齿轮减速器

7蜗杆减速器

齿轮减速器按减速齿轮的级数可分为单级、二级、三级和多级减速器几种；按轴在空间的相互配置方式可分为立式和卧式减速器两种；按运动简图的特点可分为展开式、同轴式和分流式减速器等。单级圆柱齿轮减速器的最大传动比一般为8——10，作此限制主要为避免外廓尺寸过大。若要求i>10时，就应采用二级圆柱齿轮减速器。

二级圆柱齿轮减速器应用于i：8—50及高、低速级的中心距总和为250—400mmm的情况下。图示三级圆柱齿轮减速器，用于要求传动比较大的场合。圆锥齿轮减速器和二级圆锥—圆柱齿轮减速器，用

于需要输入轴与输出轴成90~配置的传动中。因大尺寸的圆锥齿轮较难精确制造，所以圆锥—圆柱齿轮减速器的高速级总是采用圆锥齿轮传动以减小其尺寸，提高制造精度。齿轮减速器的特点是效率高、寿命长、维护简便，因而应用极为广泛。

蜗杆减速器

蜗杆减速器的特点是在外廓尺寸不大的情况下可以获得很大的传动比，同时工作平稳、噪

声较小，但缺点是传动效率较低。蜗杆减速器中应用最广的是单级蜗杆减速器。

单级蜗杆减速器根据蜗杆的位置可分为上置蜗杆、下置蜗杆及侧蜗杆三种，其传动比范围一般为i：10—70。设计时应尽可能选用下置蜗杆的结构，以便于解决润滑和冷却问题。

蜗杆—齿轮减速器

这种减速器通常将蜗杆传动作为高速级，因为高速时蜗杆的传动效率较高。它适用的传动比范围为50—130。减速器传动比的分配

由于单级齿轮减速器的传动比最大不超过10，当总传动比要求超过此值时，应采用二级

或多级减速器。此时就应考虑各级传动比的合理分配问题，否则将影响到减速器外形尺寸的大

小、承载能力能否充分发挥等。根据使用要求的不同，可按下列原则分配传动比：

(1)使各级传动的承载能力接近于相等；

(2)使减速器的外廓尺寸和质量最小；

(3)使传动具有最小的转动惯量；

(4)使各级传动中大齿轮的浸油深度大致相等。

减速器的结构

图示为单级直齿圆柱齿轮减速器的结构，它主要由齿轮(或蜗杆)、轴、轴承、箱体等组成。箱体必须有足够的刚度，为保证箱体的刚度及散热，常在箱体外壁上制有加强肋。为方便减速器的制造、装配及使用，还在减速器上设置一系列附件，如检查孔、透气孔、油标尺或油面指示器、吊钩及起盖螺钉等。

2.1减速器的研究状况

七十年代中期以来,随着冶金、矿山、化工、水泥等各行业的发展,对设备的性能要求越来越高,生产规模的进一步扩大和自动化程度的提高，同时要求环境噪声有所降低,对其传动系统提出了高承载能力、高寿命、低噪声等高要求，从而促使减速器的发展和更新。我国从七十年代末开始研究通用硬齿面齿轮减速器，于86年完成标准产品的设计，制订了以《圆柱齿轮减速器》（ZBJ19004－88）为代表的新一代减速器标准。

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器（500kw以上），多从国外（如丹麦、德国等）进口，花去不少的外汇。

20世纪70－80年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。其主要类型：齿轮减速器；蜗杆减速器；齿轮—蜗杆减速器；行星齿轮减速器。在机械传动基础件中，齿轮减速器占有非常重要的地位，其产品水平和质量对机械产品有着重大的影响。目前国内外齿轮减速器的发展趋向为，产品制造水平进一步精密化，

承载能力进一步得以提高，各种不同系列产品之间的模块化互换程度越来越高，这对系列产品的大批量生产提供了便利，也为产品的进一步扩展留下了空间。目前国际上几大典型的传动基础件公司均拥有独具特色的模块化产品组合体系和极其丰富的产品系列，产品销售网络遍布全球

2.2减速器的发展趋势

1、高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。

2、积木式组合设计。基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。

3、型式多样化，变型设计多。摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围。

2.3课题科学意义

减速器是一种由封闭在刚性克体内的齿轮传动蜗杆传动或齿轮蜗杆传动所组成的独立部件，常用在动力机与工作机之间作为减速的传动装置。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。减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，而且由于结构紧凑效率高、传递运动准确可靠、使用维护简单并可成批生产在现代机械中应用极为广泛。

3 总结

随着国内变速器市场的发育成长，变速器产品型谱逐步细化，产品的针对性越来越强，因此在保证现有变速器生产和改进的同时，要充分认识到加入WTO后良好的合作开发机遇，取长补短，同时更应认识到供方、买方、替代者、产品竞争者的巨大压力。要紧跟各行业向高档、高技术含量和智能化方向发展的趋势，要紧跟地板化、绿色环保化的发展方向，开发和生产具有自主知识产权、适合我国国情变速器，具有良好的发展前途。

《机械工程学报》ISTICEIPKU-2011年7期梁锡昌吕宏展LIANG XichangL(U) Hongzhan

《中国机械工程》ISTICPKU-2007年9期魏效玲张亚春张艳伟Wei XiaolingZhang Y achunZhang Y anwei 《煤矿机械》PKU-2008年1期谢方伟李炳文XIE Fang-weiLI Bing-wen

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