完整版减速器的轴及轴上零件的结构设计.docx
《完整版减速器的轴及轴上零件的结构设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《完整版减速器的轴及轴上零件的结构设计.docx（24页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
完整版减速器的轴及轴上零件的结构设计
减速器的轴及轴上零件的结构设计
一、轴的结构设计
轴结构设计包括确定钢的结构形状和尺寸。
轴的结构是由多方面的因素决定的，其中主
要考虑轴的强度、刚度、轴上零件的安装、定位、轴的支承结构以及轴的工艺性等，其设计方法和结构要素的确定，可参照教科书有关章节进行。
单级圆柱齿轮减速器的轴一般均为阶梯轴，确定阶梯轴各段的直径和长度是阶梯轴设计
的主要内容。
下面通过图1-2-17和表1-2-2、表1-2-3来说明。
1、阶梯轴各段直径的确定
图1-2-17中阶梯轴各段的直径可由表1-2-2确定。
®1-2-
符号
确定方法及说明
d1
按许用扭转应力进行估算。
尽可能圆整为标准直径，如果选用标准联轴器，d1应符
合联轴器标准的孔径。
d2
d2=d1+2a,a为定位轴肩咼度。
通常取a=3-10mm
d2尽可能符合密封件标准孔径的要求，以便采用标准密封圈。
d3
此段安装轴承，故d3必须符合滚动轴承的内径系列。
为便于轴承安装，此段轴径与d2段形成自由轴肩，因此，d3=d2+1~5mm，然后圆整到轴承的内径系列。
当此轴段
较长时，可改设计为两个阶梯段，一段与轴承配合，精度较高，一段与套筒配
d4
d4=d3+1~5mm（自由轴肩），d4与齿轮孔相配，应圆整为标准直径。
d5
d5=d4+2a,a为定位轴环咼度，通常可取a=3~10mm
d6
d6=d3，因为同一轴上的滚动轴承最好选取同一型号。
2、阶梯轴各段长度的确定
图1-2-17中各阶梯长度可由表1-2-3确定。
表1-2-3轴各段长度的确定
符号
确定方法及说明
L1
按轴上零件的轮毂宽度决定，一般比毂宽短2~3mm。
也可按（1.2~1.5）d1取定。
L2
L2=13+14（13为轴承端盖及联接螺栓头的咼度）
L3
L3=B+12+"2+（2~3）B轴承宽度
L4
L4按齿轮宽度b决定，L4=b-（2~3）mm
L5
无挡油环时，L5=B有挡油环时，L5=B+挡油环的毂宽
注：
表中12、13、14、"2参见表1-2-4。
由表中计算式可知，各段长度的确定与箱外的旋转零件至固定零件的距离14；轴承端盖及联
接螺栓头高度的总尺寸13；轴承端面至箱体内壁的距离12；转动零件端面至箱体内壁的距离
"2以及档油环的结构尺寸有关，这些尺寸又取决于轴承盖的类型、密封型式以及各零件在装配图中的相关位置。
因此，阶梯轴各段的长度应通过装配草图设计过程中边绘制边计算
确定。
尤其值得注意的是：
当各零件相对位置确定以后，支承点的跨距即可确定，这时
就可以计算支承反力，对轴的危险截面进行复合强度核核以及轴承寿命计算等，如果轴的强
度不合格或者轴承寿命不符合要求，这时就要重新选择轴承和调整结构。
当然，轴的各阶梯段直径和长度也相应发生变化。
由上述可知，轴的结构设计应该在装配草图设计过程中，以
边绘图、边计算、边修改的方式逐步完成。
表1-2-4为单级圆柱齿轮减速器的位置尺寸关系。
二、齿轮的结构设计
中小型减速器的齿轮一般用锻钢制造。
当齿轮的齿顶圆直径daW200mm时，可以做成圆盘
式结构。
当齿轮的齿根圆与键槽底部的距离小于!
&（&为模数）时，则齿轮与轴应做成一
体的齿轮轴。
当da=200~500时，可以做成腹板式结构。
齿轮结构设计可参照教科书有关章节进行。
三、支承部件的结构
单级圆柱齿轮减速器轴的支承一般采用滚动轴承，如图1-2-18所示。
滚动轴承类型与尺寸选择以及轴承组合设计可参照教材有关章节进行。
轴承组合中，除滚动轴承外，还有轴承盖、调整垫片、内外密封装置的结构设计。
1、轴承盖
轴承盖的作用是固定轴承的位置并承受轴向力和密封轴承座孔。
轴承盖的材料一般为铸铁（HT150）。
轴承盖结构型式分为凸缘式（用螺钉将盖固定在箱体上）和嵌入式（用盖的圆周凸缘嵌
入轴承座孔的槽内固定）。
每种结构又可分为闷盖（中间无孔）和透盖（中间有孔，用于轴外伸端的轴承座上）两种型式，如图1-2-19所示。
表1-2-4单级圆柱齿轮减速器的位置尺寸
符号
名称
尺寸（mm
zd2
转动零件端面至箱体内壁的距离
d2=10~15,对于重型减速器应取大些
b
小齿轮的宽度
由齿轮结构设计而定。
B
轴承宽度
根据轴颈直径可按中系列预选。
/1
齿顶圆与减速器内壁之间的最小间隙
d1》1.23,S—箱座壁厚。
l
轴承支点的跨距
由草图设计决定
Li
#!
箱外零件至轴承支点的计算距离#!
L1=B/2+l3+l4+l5/2
L2
轴承端面至箱体内壁的距离
轴承用油池内油润滑时#L2=5-10,轴承用脂润滑且有挡油环时L2=10-15。
L3
-轴承端盖及联接螺栓头高度
根据轴承端盖结构型式决定
L4
箱外转动零件至固定零件的距离#
L4=15~20
L5
*箱外零件与轴的配合长度
L5=（1.2~1.5）d,d-配合轴径
表1-2-5和表1-2-6分别列出凸缘式轴承盖和嵌入式轴承盖的结构尺寸。
E・e
符号
尺寸关系
符号
尺寸关系
（D轴承外径）
30〜60
62~100
110〜130
140~230
D5
D0-（2.5~3）d3
d3（螺钉直径）
6〜8
8~10
10〜12
12~16
e
1.2d3
n（螺钉数）
4
4
6
6
e1
（0.10~0.15）D（e1
>e）
do
d3+（1〜2）
m
由结构确定
Do
D+2.5d3
△2
8~10
D2
Do+（2.5~3）d3
b
8~10
D4
（0.85〜0.9）D
h
（0.8~1）b
不带0型密封圈
带0型密封圈
D（f9）
40~80
35~110
115〜170
D
封
40
45
50
55
60
63
65
68
70
75
80
85
E2（h11）
5
6
8
d
封
35
40
45
50
55
58
60
63
65
70
75
80
S
10
12
15
D
封
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
145
8~10
d
封
85
90
95
100
105
110
115
120
125
130
135
140
D3
D+e2
当D封=30〜50,W实际3.1
D4
D—20
D（f9）
40〜80
85〜110
115-170
m
由轴承部件结构确定
e2（hn）
8
10
12
注：
透盖毡圈密封槽的尺寸参见表1-2-13
S
15[1820
D3
D3=D+（10~15）
d4（h9）
d4=d封（与D封相应）
bo
4（与W实际3.1相应）
轴承盖设计应注意下列几点：
（1）当轴承盖的宽度较长时，应在端部车出一段较小直径（比孔径小2~4mm），但必须保留够的配合长度&。
（2）轴承采用飞溅润滑时，轴承盖端部必须开缺口并车出一段小直径，以便润滑油流入轴承。
（3）嵌入式轴承盖结我紧凑，重量轻，但承载能力较差，且不便于调整轴承间隙，不宜用于要求准确调整间隙的场合。
2、调整垫片组
调整垫片的作用是调整轴承的轴向游隙和轴承内部间隙以及轴的轴向位置。
调整垫片组由多片厚度不同的垫片组成。
调整时，根据需要组合成不同的厚度。
调整垫片组的组别，片数及厚度可由表1-2-7查得。
<
1百°4
A组
B组
C组
厚度S
0.5
0.2
0.1
0.5
0.15
0.1
0.5
0.15
0.125
片数Z
3
4
2
1
4
4
1
3
3
注：
1.材料冲压铜片或08钢抛光
2.d2=D（2~4）]用于凸缘
Do,D2,nxd见表（1-2-5）J式轴承盖
D—轴承外径
D2=D-1]用于嵌
d2按轴承外圆、入式
安装尺寸确定J轴承盖
3.建议准备0.55mm的垫片若干片以备调整微小间隙用。
滚动轴承的内外密封装置的设计可参见本章第五节“减速器的润滑与密封”。
第四节减速器附件的结构设计
一、观察孔及盖板
观察孔应开在箱盖顶部，便于检查，观察轮齿啮合情况的部位。
箱体内润滑油也由观察孔注入，因此，孔口尺寸应足够大。
观察孔平时用盖板封住。
盖板常用钢板或铸铁制成，为了防止渗油，盖板应垫有纸质封油垫片。
中小型减速器的观察孔及盖板的结构尺寸见表1-2-8。
表1-2-8观察孔和盖板尺寸
A
B
A1
B1
C
K
R
螺钉直径
螺钉数目
70
60
100
85
85
72
5
M6
4
80
70
110
95
95
82
5
M6
4
90
70
130
95
115
82
10
M8
4
100
75
150
100
125
85
12
M8
4
150
100
200
150
175
125
12
M8
4
200
150
250
210
230
180
15
M10
6
由空；一
二、透气塞
透气塞一般安装在箱盖的顶部。
简单的透气塞可装在观察孔的盖板上并兼作把手用。
图
1-2-20为与观察孔盖铸在一起的透气塞。
图1-2-21为钢制小型透气塞焊在观察孔盖上并兼作把手
图1-2-21
1-2-9。
图1-2-22为用螺纹联接在盖板或箱盖上的透气塞。
其结构尺寸见表
d
b
U
S
L
d
止
MIOx1
13
11.5
LO
16
8
2
3
Ml2xl«25
IE
16.5
14
W
10
2
4
MI6x1.5
22
19.6
17
23
12
2
5
M2Ox1.5
30
25.4
22
2B
15
4
6
h<22x1.5
32
25.J
22
29
IS
4
7
M27xL5
3S
3k2
27
34
L8
4
H
42
36.9
32
36
IS
4
呂
45
36.9
32
38
20
4
8
\L36X3
50
41r6
药
46
26
5
s.
三、油标
油标的作用是观测箱体内润滑油的油面高度。
常用油标有油标尺（图1-2-23）、长形油标（图1-2-24）、圆形油标（图1-2-25）以及管状油标（图1-2-26）。
油标尺结构简单，但在工作时不能直接观察到油面高度，由于制作方便，
一般减速器使用较多。
圆形、长形和管状油标均为窗式结构，可直接观察到油面，其尺寸规
格已标准化，用于较为重要的或大型减速器。
J
d.
4
h
a
6
c
M12
a
12
6
2S
to
6
J
20
Id
M1&
4
16
6
3,
12
8
予
药
itno
6
2fl
g
42
15
10
A
32
图1-2-23
长形油标（GB1161—79）
A
fl
b
fi\
Z
R
尺1】
墀钉数邹
锻订GB8IR—旳
SO
和
40
26
12
関
用
2（1
U
13
6
IM6k12
8D
110
45
31
16
40
28
22.5
15.5
l斗
6
IM6“12
120
150
50
36
20
40
28
25
IS
16
帛
M6x14
200
240
60
44
25
50
P
30
22
19
10
16
材料—%粉最冶金总-罐明有机玻喝汨-石郴椽胶板
标记示例子A=120长型油标
油标120GB1161—79
图1-2-24
ti
恍）
g
厲
h
C
O型密划圈规格
12
2D
22
15
13
2
1
20x2.4
16
25
28
16
13
2
1
25x2.4
20
32
33
17
15
25
1.5
3?
x3.5
25
昶
40
17
15
2.5
L5
38x3.5
32
45
福
19
16
2.5
1.5
45x3.5
轴
55
19
16
2.5
1.5
55x3.5
50
bS
70
22
IS
g
\.S
65k^.5
f>5
SO
23
13
3
1.5
HOx3.5
材料1—耐他橡皮2—進明有机玻瞎3—白邑聚乙址
图1-2-25
标记示的占
汕=25/1屯园施油标汕h25CI4I血L74
d=25K型同册油标
浊标EE5GHI1的一利
—48-
管状柚*S（GB116279>标记示恻：
H=SO管状油标油标80（；U1J6279
件号材料
1透明绵纶1010
2
白色聚氯乙烯
3透明绵纶［OKJ
4A.
图1-2-26
设计油标结构时，应注意下列几点：
（1）油标上应刻有最高和最低许用油面的标线（许用油面高度详见第五节减速器的润滑和密封）。
（2）油标安装的位置应设在油面稳定（如低速齿轮附近），能正确反映油面高低和便于观察的箱壁处。
（3）油标尺安装的倾斜度不应小于45°,并能顺利地拔出箱体进行观察，如图#-%-%&
所示。
图1-2-28
四、螺塞
减速器的排油孔应设在箱座油池底部的最低处，确保箱体内的污油能够流净。
平时排油
孔用螺塞及用耐油橡胶或皮革制造的封油圈密封，如图1-2-28所示。
螺塞和封油圈结构尺寸参见表1-2-10。
表1-2-10螺塞和封油圈结构尺寸
d
几
t
a
D
5
旳
MIDx1
13
16
8
2
ILS
IC
11
M12X1*25
IK
IQ
KJ
2
16.2
14
13
MI6x1,5
场
12
3
J9r6
17
s
n
M3Dx13
30
28
IS
4
25.4
n
6
■
22
34
16
4
25.4
22
s
26
3-8
34
IS
4
31.2
21
29
4-2
S6
in
4
36.9
32
32
注：
材料A3。
五、吊环螺钉、吊耳及吊钩
吊环螺钉装在箱盖上，用以拆卸和吊运箱盖。
为了简便加工，也可以在箱盖上直接铸出
吊耳代替吊环螺钉。
为保证安全，吊环螺钉一般仍按整台减速器的重量选用，参见表1-2-11。
表1-2-11吊环螺钉及减速器的重量
标记示例：
粗牙普通螺纹d=20mm
吊环螺钉
螺钉M20GB825—76
d
呂
10
12
16
20
1A
讥
36
D
36
45
54
r-
72
W
10«
126
/>1
20
25
Ml
35
40
>0
6（1
苗
偽
20
邛
30
35
40
50
fiS
75
&
10
12
14
16
20
24
38
心
13
15
17
22
26
32
和
45
h
1呂
23
28
32
3R
46
54
r4
也
6
H
LU
11
1丄
16
IS
翌
ki
5
6
7
8
10
J2
14
Jfi
L
16
20
23
30
40
45
50
d）
«■
2.5
2.5
3
A
2
5
b
III
12
15
17
20
24
2S
34
i
1.2
1.5
2
2
2,5
3
斗
4,5
r
1.5
1.5
1,5
2
2
3
'、
3
rx
2
2
3
3
3
4
4
5
心
4
5
6
7
営
10
12
J4
L
1300
2000
3000
5500
8500
12500
2000（）
30000
墩竝Jil
（V）_
l«K）
2500
3500
5000
6500
100W
14000
20000
ni
atxi
1250
1750
2500
500（1
7ono
10000
Q
100
150
30Q
250
500
350
r
850
］側
3750
5300
表1-2-12吊耳及吊钩的结构
吕铸住艳益H）
2.吊琢环（持布箱盖I：
）
3.吊樹亡M盘座上〕
C4=（l.3«l.5）q；
H=C：
f[=-0.2^：
/■=.（）.251：
.；
&州（1.8-2$常l甘山卜l.2）Je=r0.S~I?
r/
W=c+G
力=«0二打
r-0.25//
皿I"25執壁厚
a-箱坠n订山f」探洛k
设计吊环螺钉时，其支承座孔必须符合标准结构（表1-2-11附图），以保证吊环螺钉的
台肩抵紧箱盖的支承面。
同时，支承座的厚度应稍大于螺钉的埋入深度，以保证足够的承载
能力，如图1-2-29所示。
吊钩一般铸在箱座凸缘的下部，用来吊运整台减速器。
吊钩及吊耳的结构尺寸参见表1-2-12。
Tints珂用正需
图1-2-29
六、定位销
圆锥定位销的尺寸为
直径d=（0.7~0.8）d2并符合标准。
d2为箱盖与箱座结合面凸缘联接螺栓的直径。
推销长度I略大于箱盖与箱座凸缘的总厚度（图1-2-30）。
可取1=1.5（3+》）+（3~5）mm式中33分别为箱座、箱盖的壁厚。
七、启盖螺钉
启盖螺钉（图1-2-31）的螺纹长度应大于箱盖凸缘的厚度，螺钉端部制成圆柱形或半圆形。
其直径可与凸缘联接螺栓直径相同。
对于小型减速器，由于启盖容易，也可不设启盖螺钉。
图1-2-30
图1-2-31
升级会员 