二级圆柱齿轮减速器下箱体的数控加工工艺设Word格式文档下载.docx
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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"
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。
型号功率（kw）减速比质量（kg）QI-450?
9531.5540NGW-9288.131.5577SEW（德国）?
10030400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，"
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：
ZL95227767.0?
?
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。
（1）电动推拉门用减速器，功率550W，传动比I=26，与电机连成一体。
（2）搅拌机用减速器，功率370W，传动比I=17。
（3）某军品用的两种减速器，一种功率370W，传动比I=23.5；
另一种功率370W，传动比I=103的二级传动减速器。
（4）钢厂大包回转台减速器，功率7.5kw，传动比I=64。
（5）钢厂辊道减速器，功率7.5kw，传动I=11。
在本专利的基础上，已研制出一种新型超大型减速器，功率可达1000kw，目前正在研制超小型（外型尺寸为毫米级）的微型减速器。
市场需求分析1.市场需求前景?
同平动齿轮减速器由于体积小，重量轻，传动效率高，将会节省可观的原料和能源。
因此，本减速器是一种节能型的机械传动装置，也是减速器的换代产品。
本减速器可广泛应用于机械，冶金、矿山、建筑、航空、军事等领域。
特别在需要较大减速比和较大功率的各种传动中有巨大的市场和应用价值。
2.社会经济效益?
现有的各类减速器多存在着消耗材料和能源较多，对于大传动比的减速器，该问题更为突出。
而本新型减速器具有独特的优点。
由于减速装置在各部门中使用广泛，因此，人们都十分重视研究这个基础部件。
不论在减小体积、减轻重量、提高效率、改善工艺、延长使用寿命和提高承载能力以及降低成本等等方面，有所改进的话，都将会促进资源（包括人力、材料和动力）的节省。
可以预见，本新型减速器在国内外市场中的潜力是很大的，特别是我国超大型减速器（如水泥生产行业，冶金，矿山行业都需要超大型减速器）大多依靠进口，而本减速器的一个巨大优势就是可以做超大型的减速器，完全可以填补国内市场的空白，并将具有较大的经济效益和社会效益。
重型及通用减速器行业涉及的产品类别包括了各类齿轮减速器、行星齿轮茜素其及蜗杆减速器，也包括了各种专用传动装置，如增速装置、条素装置、以及包括柔性传动装置在内的各类复合传动装置等。
产品服务领域涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、电力、工程机械及石化等行业。
重型及通用减速器行业的生产厂家也以多种形式并存，如外资企业、中外合资企业、国有企业、股份制企业和个体企业，规模有大到年产值数亿元以上，小到数百万元不等。
具有良好生活条件、产品质量控制体系健全的企业有100余个，2005年全行业销售额约为200亿元，这其中外资企业的销售额约占四分之一左右。
国内减速器行业重点骨干企业的产品品种、规格及参数覆盖范围近几年都在不断扩展，产品质量已达到国外先进工业国家同类产品水平，完全可承担起为国民经济各行业提供传动装置配套的重任，部分产品还出口至欧美及东南亚地区。
目前，国内各类通用减速器的标准系列已达数百个，基本可满足各行业对通用减速器的需求。
在第一代通用硬齿面齿轮减速器及圆弧圆柱蜗杆减速器系列产品的基础上，由西安重型机械研究落开发并完成标准化的新一代圆柱及圆锥——圆柱齿轮减速器及圆弧圆柱蜗杆减速器业已投方市场。
新一代减速器的突出特点为不仅在产品性能参数上进一步进行于优化，而且在系列设计上完全遵从模块化的设计原则，产品造型更加美观，更宜于组织批量生产，更适应现代工业不断发展而对基础件产品提出的愈来愈高的配套要求。
此外，南京高精齿轮股份有限公司也推动了PR系列的模块式齿轮减速器系列产品。
但总体而言，国内同外减速器系列产品的开发及更新工作近几年进展缓慢，与国外同行在此方面的差距有拉大的趋势。
而且与市场的需求也很不适应，西安重型机械研究所及国内其他单位今年已着手开始这方面的开发级标准化工作。
在通用减速器的制造方面，国内目前生产厂家数目众多，如对各种类型的圆柱齿轮机圆锥——圆柱齿轮或者齿轮——蜗杆减速器系列产品，国内主要厂家有南京高精齿轮股份有限公司、宁波东力传动设备有限公司、江阴齿轮箱制造有限公司、江苏泰星减速器有限公司、江苏金象减速机有限公司、山西平遥减速机厂等。
对象蜗杆减速器，目前国内主要生产圆弧圆柱蜗杆减速器、锥面包络圆柱蜗杆减速器、平面二次包络环面蜗杆减速器等多种类型，主要生产厂家有江苏金象减速机有限公司、首钢机械制造公司、杭州减机厂、杭州万杰减速剂有限公司、天津万新减速机厂、上海浦江减速机有限公司等，对各种通用行星齿轮减速器、包括标准的NGW系列行星齿轮减速器，也包括各类回转行星减速器及封闭式行星齿轮检录其等，主要生产厂家有荆州巨鲸动机械有限公司、洛阳中重齿轮箱有限公司、西安重型机械研究所、石家庄科一重工有限公司、内蒙兴华机械厂等。
在各类专用传动装置的开发机制造方面，国内近几年取得的明显的进展，如重庆齿轮箱有限责任公司生产的MDH28型磨机边缘驱动传动装置，其最大功率已达7000KW，传动转矩达5000KN.m，总重46吨，生产的1700热连轧主传动齿轮箱子的最大模数为30，重量达180吨。
由杭州前进齿轮箱有限公司生产的gwc70/76型1.2万吨及装箱船用齿轮箱，传动功率已达6250KW。
由南京高精齿轮股份有限公司及重庆齿轮箱有限公司生产的里磨系列齿轮箱最大功率已达3800KW，由西安重型机械研究所、洛阳重重齿轮箱有限公司、荆州巨鲸传动机械有限公司等开发制造的重载行星齿轮箱系列产品在矿山、冶金、建材、煤炭及水电等行业也都得到了广泛应用，其中西安重型机械研究所开发的水泥行业辊压机悬挂系列行星齿轮箱的输入功率已达1250KW，用于铝造轧机的行星齿轮箱有司责任公司、杭州前进出论箱有限公司、西安重型机械研究所开发的风力发电增速箱系列产品也逐步取代进口产品，广泛应用于国内风电行业。
在大型齿圈的制造方面，国内目前最大直径为9.936米，净重达80吨的齿圈已由中信重机制造完成，并用于武钢集团年产500万吨氧化球生产线，至此用于大型烧结机、磨机、回转窑的大型驱动装置以及用于转炉及烧结设备的大型柔性传动装置国内均可圈套供货，而无需再行进口。
在其他类型新产品的开发方面，行业企业也取得了不少成果，如西安重型机械研究所开发的工程车辆变速箱和风机及泵用差动节能调速装置、洛阳中重齿轮箱有限公司的大型矿井提升机行星齿轮箱、江苏金象减速机公司的磨机驱动齿轮箱、北京太富力传动有限公司的大型三环传动齿轮箱及传动装置等，也都受到了市场的欢迎并得以广泛应用。
在行业企业的产能扩展及技术改造方面，近几年呈现出跨越式的发展，这一方面得益于近几年市场强劲需求的拉动，另一方面也是受企业扩大生产规模、提升加工制造水平、进而提升企业竞争力的主观愿望的驱动，国内主要产品厂家近二年购进的关键加工设备，如大型磨齿机、镗铣床、技工中心及热处理设备等，累计超过200余台（套），预计行业产能扩大一倍以上，技改工作的开展固然有提审行业企业规模和生产集中度及竞争力的客观效果，但由于仍存在行业企业数量多、规格小及水平参差不齐等实际问题，因之随着市场需求的回落和国外同行厂商大规模进入国内市场，行业竞争必将进一步加剧，这也必将促进行业企业间的购并、整合甚至转型。
在产品的销售机市场竞争方面，国外厂商近几年在中国的扩展势头愈来愈强，SEW公司继续在全国部署生产及销售基地，扩大市场份额。
FLEDER公司、邦飞公司、布雷维尼公司及FORK、住友等公司也都加大了在中国建立生产基地及销售中心的步伐，积极向各个行业渗透，国外厂商先进的管理、经营理念，丰富的市场实战及拓展经验和各具特色的产品系列将会对国内厂商产生强调的挑战和冲击，国内生产企业感受到的将会是愈来愈激烈的国内外同业者的竞争。
而在国内传动件产品的出扩方面，目前仍以多中、小功率中、小规格产品批量出口或随主机出口为主要形式，这一方面的社长份额仍比较小，努力提高产品的质量和可扩性，积极开拓国际市场，应是国内企业寻求市场机发展的一个重要出路。
纵观国内减速器行业的现状，为保持行业的健康可持续发展在充分肯定行业不断发展、进步的同时，更应看到存在的问题，并积极研究对策，采取措施，力争在较短时间内能有所进展。
目前，同外减速器行业存在的比较突出的问题是，行业整体新产品开发能力弱、工艺创新及管理水平低，企业管理方式较为粗放，相当比例的产品仍为中低档次、缺乏有国际影响力的产品品牌、行业整体散、乱情况依然较为严重。
基于此，推进行业优势企业间的购并、整合，尽快形成有着一定的市场影响力的品牌、有较大规模的和实力、有较强产品研发和技术支持能力的这样若干个集团型企业，如此放能在与国外同行的竞争中保持一定的优势并不断得以发展。
1.2减速器的发展
一种应用于起重设备传输的行车专用套装型减速机近日在江苏研制成功，引起国内起重设备制造领域的广泛关注。
据介绍，这一新型传动设备的核心技术，在于其动力与传动部位的连接装置由传统的轴连接器传输，升格为引进消化国外技术特制的花键连接传输，其核心部件的同心度、平行度、精确度均达国际领先水平。
与国内同类设备相比，这一新型设备节约金属材料三分之一，体积缩小三分之一，噪音降低十分贝以上，使用效率提高60％以上，而造价仅国内同类设备的三分之一。
减速机是重大装备制造业应用广泛的传动与调速设备，在现代科研、国防、交通、冶金、化工以及基础设施建设等国民经济众多领域应用十分广泛。
长期以来，我国自主生产的减速传动设备多数属于通用性产品，人们往往把这一类设备定位于中低端产品。
随着经济全球化步伐的加快，德国、法国、日本等国家的传动设备制造巨头纷纷抢滩中国，占领我国减速机的中高端市场。
为提高国产装备的国内市场占有率，创造民族自主品牌，我国化工、医药等行业对传动设备的密封性能要求高，长期以来由于国产传动设备密封性能差，造成各种工业气体、液体、粉尘等有毒物质的严重污染。
近几年，国内大型减速机厂家还针对建筑工程机械设备配套所需，开发研制出压路机、打夯机、路面开凿机等设备配套的大功率、同轴式齿轮减速机；
适应矿山和井下作业运输需要的Y系列齿轮减速机；
适应高温高压应用设备所需的行星系列减速机；
适应工程变速范围大的转臂行星无级变速减速机等20多个大类，数百种规格的系列产品。
1.3减速器的类型、结构、功能及作用
1.31减速器的类型
减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。
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。
1、齿轮减速器
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。
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。
2、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。
3、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。
1.32减速器的构造
减速器主要由传动零件（齿轮或蜗杆等）、轴、轴承、箱体及其附件所组成。
图３－5为单级圆柱齿轮减速器的立体结构图，图3—6为其二维视图。
现结合这两个图简要介绍一下减速器的构造。
1．齿轮、轴及轴承组合
图３－6中小齿轮与高速轴制成一体，即采用齿轮轴结构。
这种结构用于齿轮直径和轴的直径相差不大的场合。
大齿轮装配在低速轴上，利用平键作周向固定。
轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖作轴向固定。
由于齿轮啮合时有轴向分力，故两轴均采用一对圆锥滚子轴承支承，承受径向载荷和轴向载荷的复合作用。
轴承采用润滑油润滑，为防止齿轮啮合的热油直接进入轴承，在轴承与小齿轮之间，位于轴承座孔的箱体内壁处设有档油环。
为防止在轴外伸段与轴承透盖接合处箱内润滑剂漏失以及外界灰尘、异物进入箱内，在轴承透盖中装有密封元件。
图中采用接触式唇形密封圈，适用于环境多尘的场合。
２．箱体
箱体是减速器的重要组成部件。
它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。
箱体通常用灰铸铁铸造，对于受冲击载荷的重型减速器也可采用铸钢箱体。
单件生产的减速器，为了简化工艺，降低成本，可采用钢板焊接箱体。
图３－6中箱体是由灰铸铁铸造的。
为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。
上箱盖和下箱座用普通螺栓联接成一整体。
轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。
为了保证箱体具有足够的刚度，在轴承座附近加有加强肋。
为了保证减速器安置在基座上的稳定性，并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底座一般不采用完整的平面，图中减速器下箱底座面是采用两块矩形加工基面。
３．减速器的附件
为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计应给予足够重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、拆装时上下箱体的精确定位、吊运等辅助零部件的合理选择和设计。
1）观察孔及其盖板
为了检查传动零件的啮合情况、接触斑点、侧隙，并向箱体内注入润滑油，应在箱体的上部适当位置设置观察孔。
图３－6中观察孔设在上箱顶盖能够直接观察到齿轮啮合部位的地方。
平时，观察孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。
图中检查孔为长方形，其大小应允许将手伸入箱内以便检查齿轮啮合情况。
2）通气器
减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大。
为使箱内受热膨胀的空气能自由地排出以保证箱体内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面和轴伸出段或其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装设通气器。
图３－6中采用的通气器是具有垂直、水平相通气孔的通气螺塞。
通气螺塞旋紧在检查孔盖板的螺孔中。
有的通气器结构装有过滤网，用于工作环境多尘的场合，防尘效果较好。
3）轴承盖和密封装置
为了固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖密封。
轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。
图３－6采用的是凸缘式轴承盖．利用六角螺钉固定在箱体上。
在轴伸处的轴承盖是透盖，透盖中装有密封装置。
凸缘式轴承盖的优点是拆装、调整轴承比较方便，但和嵌入式轴承盖相比，零件数目较多，尺寸较太，外观不够平整。
轴承稀油润滑时和干油润滑时挡油环的功能和结构都是不同的。
轴承稀油润滑时，挡油环只安装在高速齿轮轴上，其功能是防止齿轮齿侧喷出的热油进入轴承，影响轴承寿命。
当齿根圆直径大于轴承座孔径时，也可不必安装挡油环。
当轴承干油（润滑脂）润滑时，在每个轴承的靠近箱体内壁一侧都应安装挡油环，其作用是阻止箱体内的液体润滑油稀释轴承中的润滑脂。
5）定位销
为了精确地加工轴承座孔，并保证每次拆装后轴承座的上下半孔始终保持加工时的位置精度，应在精加工轴承座孔前，在上箱盖和下箱座的联接凸缘上配装定位销。
图３－6采用的两个定位圆锥销安置在箱体纵向两侧联结凸缘上，并呈非对称布置以加强定位效果。
6）启盖螺钉
为了加强密封效果，通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧而使分开困难。
为此常在箱盖联接凸缘的适当位置，加工出1～2个螺孔，旋入启盖用的圆柱端或平端的启盖螺钉，旋动启盖螺钉便可将上箱盖顶起。
7）油面指示器
为了检查减速器内油池油面的高度，以便经常保证油池内有适当的油量，一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油面指示器。
图３－6采用的油面指示器是油标尺。
8）放油螺塞
换油时，为了排出污油和清洗剂，应在箱体底部、油池的最低位置处开设放油孔。
平时放油孔用带有细牙螺纹的螺塞堵住。
放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈。
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