减速器输出轴的设计及加工

减速器输出轴的设计及加工

1 绪论

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。90年代初期，国内出现的三环(齿轮)减速器，是一种外平动齿轮传动的减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大。它的体积和重量都比定轴齿轮减速器轻，结构简单，效率亦高。由于该减速器的三轴平行结构，故使功率/体积(或重量)比值仍小。且其输入轴与输出轴不在同一轴线上，这在使用上有许多不便。北京理工大学研制成功的"内平动齿轮减速器"不仅具有三环减速器的优点外，还有着大的功率/重量(或体积)比值，以及输入轴和输出轴在同一轴线上的优点，处于国内领先地位。

国内有少数高等学校和厂矿企业对平动齿轮传动中的某些原理做些研究工作，发表过一些研究论文，在利用摆线齿轮作平动减速器开展了一些工作。二、平动齿轮减速器工作原理简介,平动齿轮减速器是指一对齿轮传动中，一个齿轮在平动发生器的驱动下作平面平行运动，通过齿廓间的啮合，驱动另一个齿轮作定轴减速转动，实现减速传动的作用。平动发生器可采用平行四边形机构，或正弦机构或十字滑块机构。本成果采用平行四边形机构作为平动发生器。

平动发生器可以是虚拟的采用平行四边形机构，也可以是实体的采用平行四边形机构。有实用价值的平动齿轮机构为内啮合齿轮机构，因此又可以分为内齿轮作

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平动运动和外齿轮作平动运动两种情况。外平动齿轮减速机构，其内齿轮作平动运动，驱动外齿轮并作减速转动输出。该机构亦称三环(齿轮)减速器。

由于内齿轮作平动，两曲柄中心设置在内齿轮的齿圈外部，故其尺寸不紧凑，不能解决体积较大的问题。内平动齿轮减速，其外齿轮作平动运动，驱动内齿轮作减速转动输出。由于外齿轮作平动，两曲柄中心能设置在外齿轮的齿圈内部，大大减少了机构整体尺寸。由于内平动齿轮机构传动效率高、体积小、输入输出同轴线，故由广泛的应用前景。? 三、本项目的技术特点与关键技术? 1.本项目的技术特点,本新型的"内平动齿轮减速器"与国内外已有的齿轮减速器相比较，有如下特点:(1)传动比范围大，自I=10起，最大可达几千。若制作成大传动比的减速器，则更显示出本减速器的优点。(2)传递功率范围大:并可与电动机联成一体制造。(3)结构简单、体积小、重量轻。比现有的齿轮减速器减少1/3左右。(4)机械效率高。啮合效率大于95%，整机效率在85%以上，且减速器的效率将不随传动比的增大而降低，这是别的许多减速器所不及的。 (5)本减速器的输入轴和输出轴是在同一轴线上。本减速器与其它减速器的性能比较见表1。

因缺少数据，表中所列的各减速器的功率/重量比是最优越的。?表1?各类减速器比较型号功率(kw) 减速比质量(kg) 。注:NP-100为内平动齿轮减速器，SEW 减速器的质量含电机。2.本项目的关键技术?由图2可知，"内平动齿轮减速器"是由内齿轮Z2、外齿轮Z1和平行四边形机构组合而成的。它的传动原理是:电机输入旋转运动，外齿轮作平行移动，其圆心的运动轨迹是一个圆，与之啮合的内齿轮则作定轴转动。因为外齿轮作平行移动，所以称谓平动齿轮机构。齿轮的平行移动需要有辅助机构帮助实现的，可采用(6~12副)销轴、滚子作为虚拟辅助平动机构，也可以采用偏心轴作为实体辅助平动机构。内平动齿轮减速器的关键技术和关键工艺是组成平行四边形构件的尺寸计算及其要求的加工精度、轮齿主要参数的选择。这些因数都将影响传动的能力和传动的质量。总的说，组成本减速器的各零部件都要求有较高的精度，它们将决定着减速器的整体传动质量。3.本项目的概况本项目已获得中国实用新型专利，专利号:ZL95227767。本项目自1995年试制出第一台样机(功率2.5kW，传动比I=32)后，陆续与一些厂矿合作，设计了下面几种不同功率、不同传动比的减速器。

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2 输出轴的零件图和技术要求

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3 毛坯的选择

3.1 选择材料：

45钢。

生产类型：大批量生产。

生产条件：中等。

3.2选择毛坯：模锻。

毛坯尺寸：262×φ70。

选择理由：

（1）通过锻造生产的零件力学性能高，使用寿命长。

（2）通过锻造能得到所需要的零件形状且尺寸和形状精度高。

（3）生产效率高，操作过程简单，个人劳动强度低，技术要求低。

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4 输出轴的表面分析

4.1主要加工表面

（1）φ55 外圆面 Ra0.8 长20。

（2）φ55 外圆面 Ra0.8 长37。

（3）φ60 外圆面 Ra1.6 长58。

（4）φ42 外圆面 Ra1.6 长65。

（5）φ50外圆面 Ra1.6 长66。

（6）φ68右端面 Ra3.2。

（7）键槽18 Ra3.2 高53 Ra6.4。

（8）键槽12 Ra3.2 高37 Ra6.4。

（9）螺纹孔2-M6-6H。

4.2次要加工表面

（1）φ55 长20的左端面⑤全部圆角R1.5。

（2）φ42 右端面。

（3）φ68外圆面长12。

（4）全部倒角C1.5。

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