减速器箱体的形状及尺寸设计方法

0引言

齿轮减速器课程设计是机械类专业学生的设计重要的入门教学内容,从笔者多年来从事机械类专业的教学的经验来看,减速器设计综合应用了《机械设计基础》《机械制图》《数学》《工程力学》《工程材料与热处理》《公差与配合》等相关知识,并通过实训教学教会学生机械的一般设计方法,起到巩固、深化、融会贯通及扩展有关机械设计方面知识的作用,使学生熟悉设计资料的使用,掌握经验估算等机械设计的基本技能,本文就齿轮减速器箱体的形状及尺寸设计问题进行探讨,以达到提高学生专业素质,丰富专业知识,增进学生技能的目的。

1箱体的功能与要求

箱体是减速器的主要零件,它是安装其它零件的基础,固定减速器的平台,并与其它零件组装成一个整体,使它们之间保持正确的相对位置,并按一定的传动关系协调地传递运动或动力[1]。

1.1箱体的具体功能

1)支承并包容各种传动零件,如齿轮、轴、轴承等,使它们能够保持正常的运动关系和运动精度。箱体还可以储存润滑剂,实现各种运动零件的润滑与散热。

2)安全保护和密封作用,便箱体内的零件不受外界环境的影响,又保护机器操作者的人身安全,并有一定的隔振、隔热、隔音和防潮、防污染等作用。

3)使机器各部分分别在独立的环境工作,各组成单元便于加工、装配、调整和修理。

4)改善机器造型,协调机器各部比例,使整机造型美观。

1.2箱体的具体要求

箱体的结构形状复杂,内部呈腔形,配合部位多,有较多的安装孔和沟槽。外形设计要尽量简单美观,不能太复杂[2]。箱体的结构形状由其功能与尺寸确定,合理的形状及与其它零件相配的尺寸才能满足箱体的功用。

1)上箱盖与下箱座体能牢固的装配成满足齿轮传动的空腔。

2)箱体能实现其它零件(轴承、密封盖、轴等)的准确定位与固定。

3)有足够的强度与刚度以支撑其它零件。

4)便于起吊运输和安装固定。

5)在工作状态下能自动润滑轴承。

6)能够从外面观察箱体内运动状况。

7)在不开箱的状态下能够测得润滑油的深度,取出润滑油样品。

8)方便更换润滑油及清洗箱体。

9)便于零件的装拆、维修方便。

10)造型美观,密封可靠等。

2箱体的结构

为了在箱体内能容纳其它零部件,且能最简单的实现装配,只有将箱体设计成——

—水平中分构。在结合面上设计出安装轴系零件的上下半圆结构,合起来形成完整的孔。上箱盖与下箱体用螺栓固定,箱体与密封盖用螺钉固定。具体结构如下:

2.1下箱座

1)内空腔:一般为矩形空腔。

2)半圆孔:根据传动零件的中心距和转动零件离箱壁的位置确定,其大小要经过运算选定出轴承后才能确定。

3)在箱内壁靠近轴承处设计———圈油沟,便于滑润油润滑轴承。

4)在箱座侧面靠下的位置,设计———凸台,用于安装油位计。

5)在箱底部的边上位置,设计———螺纹孔,用于安装油塞,以排放废油。

6)支撑板:在轴承位置的正下方,应设计出———支撑肋板,以增强箱体刚度,减少变形[3]。

7)在箱坐底部外侧,设计出安装孔,便于减速器的安装固定。

8)在箱坐两端应设计出两吊耳,用于整个减速器的搬运。

2.2上箱盖

1)内空腔:与下箱座的矩形空腔对应。

2)半圆孔:与下箱座的半圆相对应。

3)在箱盖上部位置设计出观察孔,使用透明的有机玻璃材料并用螺钉固定在上箱盖上,便于观察减速器内的工作状况。4)在与下箱座结合的盖板位置,要设计出联接螺栓孔、启盖螺纹孔,上下箱方便安装的定位销孔等。

5)在箱盖的两端,设计出两起吊箱盖的吊耳。

6)在轴承中心的正上方,设计出———支撑肋板,以增强箱体刚度,减少变形。

3箱体各部分的形状及尺寸确定

3.1箱体的形状和尺寸设计时应考虑问题

1)满足强度和刚度的要求。箱体厚度尺寸及加强肋板尤其要体现出这一要求,厚度大则用料增加,增加了成本,若厚度太小,则强度与刚度不够,影响机器运转精度。

2)散热性能和热变形要求。箱体内零件摩擦发热使润滑油粘度发生变化,影响其润滑性能,温度过高还会导致箱体变形大,对运转精度产生影响。设计时要考虑足够大的润滑油存储空间,一是为油污的沉积提供一定的空间,二是提供较在的散热空间,减少温升,并降低润滑油老化的速度,改善使用性能[4]。3)结构设计要合理。油沟的位置、联接螺栓的布置、销的布置、起吊装置等均要结构考虑合理性,轴承支点的安排、开孔位置和连接结构的设计均要有利于提高箱体的强度与刚度。4)要有较好的工艺性。包括毛坯的制造、机械加工及热处理、安装固定、装配调整、起吊运输、维护保养等方面。

5)良好的人机性能。整体结构造型要好,美观大方不蛮笨,易于操作。

3.2箱体尺寸的基础数据

3.2.1计算齿轮相关尺寸

在确定箱体的形状与尺寸前,先要确定出传动方案,并算出

减速器箱体的形状及尺寸设计方法

庞正刚

(重庆工贸职业技术学院,重庆408000)

摘要:本文分析了减速器的结构和功能,在满足制造和功用前提下,介绍了轴的尺寸初定方法,经过查阅手册后最终确定减速器箱体的各部分尺寸,在齿轮减速器课程设计中,具有较好的可操作性,仅供参考。

关键词:减速器箱体;形状尺寸;设计方法

中图分类号:U463.212文献标志码:A文章编号:1672-3872(2019)19-0137-02

作者简介:庞正刚(1965—),男,重庆南川人,本科,副教授,研究方向:

械设计与制造。

(上接第136页)因为这直接影响到了消费者的期望值,也就

是消费者对服务质量的满意度。

2.3建立服务补救系统

投诉处理小组的成员必须经过专门的培训,要有“顾客就是上帝”的理念,能够真正做到全心全意的为消费者服务。在处理投诉问题时,要对投诉问题进行深度分析、分类,并且要耐心听消费者的诉求,了解消费者投诉的原因,即使是消费者的过错也要心平气和的跟消费者解释,在尊重消费者合理需求的同时也要考虑到消费者自尊心的问题。在处理完问题之后需要对这些问题进行收集,并对这些数据进行深入分析,发现问题所在,然后进行改进,以防再次出现这种问题。

2.4提供个性化需求

不同的消费者对汽车4S店的服务有着不同的需求,然而一套标准化的服务流程只能够满足消费者的一些基本共性需求,而对于每个消费者的个性化需求并不能够完全满足,所以汽车4S店应该根据每位消费者的实际情况来进行服务,满足消费者的个性化需求,这样就能够向消费者展现出汽车4S店对消费者的人文关怀,也就使消费者的期望值得到了满足,从而提高了消费者对汽车4S店服务质量的满意度。

3结语

总之,汽车4S店应当善于及时自我反省,勇于面对自己的问题,并根据实际情况采取有效的应对策略,如此才能赢得消费者的信赖,提升自身的市场竞争力。

参考文献:

[1]吕肃沈.汽车4S店服务质量对顾客关系维系的影响研究[D].

沈阳:辽宁大学,2015.

[2]马韵涵.基于服务质量的汽车4S店顾客满意度评价研究[D].

吉林:吉林大学,2014.

[3]金述坤.JL汽车4S店售后服务质量研究[D].山东:山东理工大

学,2018.

[4]谢麒麟.汽车4S店服务质量对顾客满意度影响的实证研究

[D].天津:天津大学,2012.

的塑造,精确性不高。如果应付角色动画, Maya的NURBSA工具绰绰有余;如果从事专业的工业设计,最好选择Rhinoceros等软件[4]。

3结束语

Rhinoceros是一款简单、易学、快速精确的三维建模软件。即使是初学者,在学习个别案例后就可以自行通过众多的产品特征,利用各种构造方法并对特征加上所希望的约束来生成形状复杂的曲面或产品实体,通过多个参数的调节以及对控制点的把握建立起具真实美感的工业产品模型。犀牛不仅仅可以在PC端建立模型,并且可以运用到实际的产品生产过程中去。不仅是中低端的产品,在Rhinoceros的主页中,可以看到大多数是高端产品制造商的选择。犀牛能成为众多设计师首选的软件,与其高效便捷的特点是密不可分的。

参考文献:

[1]张渭涛.20世纪椅子设计史与人机关系的发展[J].西安工程科

技学院学报,2002(3):272-275.

[2]张鉴隆,邝芸,郭武,等.浅谈3D技术在个性化产品定制中的

应用[J].装备制造技术,2014(12):152-154.

[3]张廷霞.Rhino3D软件的NURBS建模在日用陶瓷造型设计

中的应用[D].景德镇:景德镇陶瓷学院,2010.

[4]高冬萌.基于Maya和Mental Ray技术的3D动画在电影中的

应用[D].长春:吉林艺术学院,2010.

各齿轮的相关尺寸(中心距、外径、齿轮厚度等),这是确定箱体内空尺寸的依据。

3.2.2计算轴的载荷袁并确定轴的尺寸

按照齿轮传动的受力计算,确定出齿轮的载荷,在经过强度与刚度计算的基础上,确定轴的最小直径,按照轴系零件的结构要求,确定出轴各段的长度与直径。

3.2.3选定轴承型号

按照轴的受力分析计算与载荷类型,在设计手册中选定相应的轴承,得到轴承的内外尺寸。

3.2.4确定压盖尺寸

按照轴的尺寸、轴承尺寸,参考同类减速器的密封类型,在设计手册中选定压盖,得到压盖对应各部分的尺寸[5]。

3.3确定箱体各部分的形状与尺寸

3.3.1内腔尺寸的确定

按照手册中的尺寸要求,留足齿轮与箱壁的空隙。再根据手册中箱壁厚的要求,确定出箱体外壁尺寸。

3.3.2轴承座的尺寸确定

按照轴承的安装要求、轴承压盖的尺寸,再按照手册的尺寸要求,确定出轴承座的径向尺寸与轴向尺寸。

3.3.3凸缘与联接相关尺寸

在考虑螺栓联接装拆方便的前提下,按照螺栓尺寸查阅手册得出凸缘相关尺寸,螺栓的布置一定要合理,要便于操作,避免零件间发生干涉。

3.3.4箱体底部高度的确定

箱底离大齿轮轮齿应留有足够的高度,主要是为了避免搅油时将底部的脏油带起,一般大齿轮齿顶到油池底面的距离保持在30~50mm。

3.3.5辅助结构的尺寸确定

辅助结构一般有:支撑肋板(若要箱体美观,可以采用内肋板,这样也不会降低箱体刚度)、观察窗口、透气孔、油位计凸台、放油口、起吊装置、启盖螺钉孔、底部凸台等,这些结构都是长期运用的,技术含量不高,按照手册取胜即可,也可以参照其它类似机构的形状与尺寸。

齿轮箱的尺寸确定需要反复推敲,并要考虑材料、工作环境、使用要求、先进制造方法的运用、场地安装要求等,不可能一步到位,并注意与其它零部件的协调关系,以实现结构与尺寸的优化。

参考文献:

[1]陈立德.机械设计基础课程设计指导书[M].北京:高等教育出

版社,2007.

[2]xb866885.箱体结构设计[EB/OL].https:/// view/21d17466a45177232e60a20c.html

[3]xb866885.箱体类零件的功用及结构特点[EB/OL].https:// /view/a216c3445727a5e9856a61d3.html [4]施玉奇.平面静压微摩擦技术研究及应用[D].吉林:吉林大学, 2018.

[5]李勇,陈涛,付小莉.基于参数化的减速机箱体特征造型设计

[J].轻工科技,2014,30(11):43-44+59.

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