1、 第一部份 机械设计课程设计指导书- 55 - 第7章 圆锥齿轮减速器装配草图设计要点与 圆 柱 齿 轮 减 速 器 比 较 ， 圆 锥 齿 轮 减 速 器 设 计 的 特 性 内 容 ， 主 要 是 小 圆 锥 齿 轮 轴 系 部 件 设 计 ；其 次 还 有 传 动 件 与 箱 壁 位 置 确 定 方 法 以 及 大 圆 锥 齿 轮 结 构 设 计 等 。 圆 锥 齿 轮 减 速 器 设 计 步 骤 与 圆柱 齿 轮 减 速 器 相 同 。 本 章 以 常 见 的 圆 锥 圆 柱 齿 轮 减 速 器 为 例 ， 按 设 计 步 骤 ， 并 着 重 介 绍 圆 锥 圆 柱齿 轮 减 速 器
2、设 计 的 特 性 内 容 。 因 此 ， 在 设 计 圆 锥 圆 柱 齿 轮 减 速 器 时 ， 除 学 习 本 章 内 容 外 ， 其 它共 性 问 题 须 仔 细 参 阅 第 5 章 、 第 6 章 的 有 关 内 容 。在 结 构 视 图 表 达 方 面 ， 圆 锥 圆 柱 齿 轮 减 速 器 要 以 最 能 反 映 轴 系 部 件 特 征 的 俯 视 图 为 主 ， 兼 顾其 它 视 图 。圆 锥 齿 轮 减 速 器 有 关 箱 体 结 构 尺 寸 见 图 4-3 和 表 4-1。减 速 器 结 构 设 计 涉 及 减 速 器 的 润 滑 方 式 。 开 始 画 装 配 图 前 ，
3、按 4.2 节 减 速 器 润 滑 所 述 内 容 ，先 确 定 出 传 动 件 及 轴 承 的 润 滑 方 式 。减 速 器 结 构 设 计 ， 包 括 轴 系 部 件 、 箱 体 和 附 件 等 结 构 设 计 。 轴 系 部 件 设 计 是 装 配 图 设 计 第 一阶 段 的 内 容 。 轴 系 部 件 包 括 轴 、 轴 承 组 合 和 传 动 件 。7.1 轴系部件设计装配图设计第一阶段7.1.1 确 定 传 动 件 及 箱 体 轴 承 座 位 置传 动 件 安 装 在 轴 上 ， 轴 通 过 轴 承 支 承 在 箱 体 轴 承 座 孔 中 。 设 计 轴 系 部 件 ， 首 先
4、要 确 定 传 动 件及 箱 体 轴 承 座 的 位 置 。1 确 定 传 动 件 中 心 线 位 置 参 照 参 考 图 例 ， 根 据 计 算 所 得 到 的 锥 距 和 中 心 距 数 值 ， 估 计 所设 计 减 速 器 的 长 、 宽 、 高 外 形 尺 寸 （ 见 第 5 章 图 5-3） ， 并 考 虑 标 题 栏 、 明 细 表 、 技 术 特 性 、技 术 要 求 以 及 编 号 、 尺 寸 标 注 等 所 占 幅 面 ， 确 定 出 三 个 视 图 的 位 置 ， 画 出 各 视 图 中 传 动 件 的 中 心线 。2 按 大 圆 锥 齿 轮 确 定 箱 体 两 侧 轴 承
5、 座 位 置 按 所 确 定 的 中 心 线 位 置 ， 首 先 画 出 圆 锥 齿 轮的 轮 廓 尺 寸 （ 图 7-1） 。 估 取 大 圆 锥 齿 轮 轮 毂 长 度 l=(1.1 1.2)b， b 为 圆 锥 齿 轮 齿 宽 。 当 轴 径 d确 定 后 ， 必 要 时 对 l 值 再 作 调 整 。 大 圆 锥 齿 轮 背 部 端 面 与 轮 毂 端 面 间 轴 向 距 离 较 大 ， 为 使 箱 体 宽度 方 向 结 构 紧 凑 ， 大 圆 锥 齿 轮 轮 毂 端 面 与 箱 体 轴 承 座 内 端 面 (常 为 箱 体 内 壁 )间 距 离 5 应 尽 量小 ， 其 值 与 轴
6、承 的 润 滑 方 式 有 关 。 当 轴 承 用 脂 润 滑 时 ， 取 5=2 3mm（ 图 7-2a） ； 用 油 润 滑时 ， 取 5=(0.6 1.0)（ 图 7-2b） 。靠 近 大 圆 锥 齿 轮 一 侧 的 箱 体 轴 承 座 内 端 面 确 定 后 ， 在 俯 视 图 中 以 小 圆 锥 齿 轮 中 心 线 作 为 箱 体宽 度 方 向 的 对 称 线 ， 便 可 确 定 箱 体 另 一 侧 轴 承 座 内 端 面 位 置 。 箱 体 采 用 对 称 结 构 ， 可 以 使 中 间 轴及 低 速 轴 调 头 安 装 ， 以 便 根 据 工 作 需 要 改 变 输 出 轴 位
7、置 。3 按 箱 体 内 壁 面 确 定 圆 柱 齿 轮 位 置 取 箱 体 内 壁 面 至 小 圆 柱 齿 轮 端 面 （ 靠 近 箱 体 内 壁 ）机械设计课程设计- 56 -的 距 离 为 2， 并 使 小 圆 柱 齿 轮 宽 度 大 于 大 圆 柱 齿 轮 宽 度 5 10mm， 在 俯 视 图 中 画 出 圆 柱 齿轮 轮 廓 (图 7-1)。 一 般 情 况 下 ， 大 圆 柱 齿 轮 与 大 圆 锥 齿 轮 之 间 仍 有 足 够 的 距 离 3。 同 时 也 在主 视 图 中 画 出 齿 轮 轮 廓 。4 按 小 圆 锥 齿 轮 确 定 输 入 端 箱 体 轴 承 座 内 端
8、面 位 置 如 图 7-1 所 示 ， 取 小 圆 锥 齿 轮 背 锥面 距 箱 盖 内 壁 的 距 离 为 1=， 画 出 箱 盖 及 箱 座 内 壁 的 位 置 。 小 圆 锥 齿 轮 轴 承 座 外 端 面 位 置 暂 不考 虑 ， 待 设 计 小 圆 锥 轮 轴 系 部 件 时 确 定 。5 确 定 箱 体 其 余 内 壁 位 置 在 此 之 前 ， 与 轴 系 部 件 有 关 的 箱 体 轴 承 座 位 置 已 经 确 定 ， 从 绘图 程 序 的 连 续 和 方 便 考 虑 ， 其 余 箱 壁 位 置 也 可 在 此 一 并 确 定 。取 大 圆 柱 齿 轮 顶 圆 至 箱 体 内
9、 壁 的 距 离 为 1=， 画 出 大 圆 柱 齿 轮 齿 一 侧 的 箱 体 内 壁 位 置 （ 图7-1） 。箱 底 位 置 由 传 动 件 润 滑 要 求 （ 见 第 四 章 第 二 节 ） 确 定 ， 减 速 器 中 心 高 H 应 当 圆 整 。图 7-1 传 动 件 、 轴 承 座 端 面 及 箱 体 内 壁 面 的 位 置第一部份 机械设计课程设计指导书- 57 - 图 7-2 轴 承 润 滑 方 式 与 5 值7.1.2 圆锥齿轮结构小 圆 锥 齿 轮 直 径 较 小 ， 一 般 可 用 锻 造 毛 坯 或 轧 制 圆 钢 毛 坯 制 成 实 心 结 构 。 当 小 圆 锥
10、齿 轮 齿 根圆 到 键 槽 底 面 的 距 离 x1.6m（ m 为 大 端 模 数 ） 时 ， 应 将 齿 轮 和 轴 制 成 一 体 ； 当 x 1.6m 时 ，齿 轮 与 轴 分 开 制 造 ， 见 表 19-2 所 示 。 x 值 除 与 齿 轮 尺 寸 有 关 外 ， 也 与 轴 的 径 向 尺 寸 有 关 ， 需 与轴 的 结 构 设 计 一 起 考 虑 。大 圆 锥 齿 轮 的 直 径 小 于 500mm 时 ， 用 锻 造 毛 坯 ， 一 般 用 自 由 锻 毛 坯 经 车 削 加 工 和 刨 齿 而 成 。在 大 量 生 产 并 具 有 模 锻 设 备 的 条 件 下 ，
11、才 用 模 锻 毛 坯 齿 轮 。机械设计课程设计- 58 -圆 锥 齿 轮 的 结 构 尺 寸 见 表 19-2 所 示 。7.1.3 轴 的 结 构 设 计 和 滚 动 轴 承 类 型 选 择1 轴 的 结 构 设 计圆 锥 齿 轮 减 速 器 轴 的 结 构 设 计 基 本 与 圆 柱 齿 轮 减 速器 相 同 ， 所 不 同 的 主 要 是 小 圆 锥 齿 轮 轴 的 轴 向 尺 寸 设计 中 支 点 跨 距 的 确 定 。因 受 空 间 限 制 ， 小 圆 锥 齿 轮 一 般 多 采 用 悬 臂 结 构 ，为 了 保 证 轴 系 刚 度 ， 一 般 取 轴 承 支 点 跨 距LB1=
12、2LCl（ 图 7-3） 。 在 满 足 LB1=2LCl 的 条 件 下 ， 为 使轴 系 部 件 轴 向 尺 寸 紧 凑 ， 在 结 构 设 计 中 须 力 求 使 LCl达 到 最 小 。 图 7-4a 轴 向 结 构 尺 寸 过 大 ， 图 7-4b 轴 向结 构 尺 寸 紧 凑 。2 滚 动 轴 承 类 型 选 择滚 动 轴 承 类 型 选 择 与 圆 柱 齿 轮 减 速 器 的 考 虑 基 本 相同 （ 见 5.4 节 ） 。 但 锥 齿 轮 轴 向 力 较 大 ， 载 荷 大 时 多采 用 圆 锥 滚 子 轴 承 。7.1.4 确 定 支 点 及 受 力 点 ， 并 校 核 轴
13、、 键 、 轴 承支 点 及 受 力 点 的 确 定 见 图 7-5。 轴 、 键 、 轴 承 校 核计 算 与 圆 柱 齿 轮 减 速 器 相 同 （ 见 5.3 节 ） 。图 7-5 圆 锥 圆 柱 齿 轮 减 速 器 初 步 装 配 草 图7.1.5 小圆锥齿轮轴系部件的轴承组合设计1 轴 承 布 置 方 案 的 确 定图 7-3 小 圆 锥 齿 轮 轴 系 支 点跨 距 与 悬 壁 长 度图 7-4 小 圆 锥 齿 轮 悬 壁 长 度a） 不 正 确 b） 正 确第一部份 机械设计课程设计指导书- 59 - (1)两 端 固 定 由 于 轴 的 热 伸 长 很 小 ， 常 采 用 两
14、端 固 定 式 结 构 。 图 7-5 中 ， 小 圆 锥 齿 轮 轴系 为 采 用 深 沟 球 轴 承 两 端 固 定 的 结 构 形 式 。 用 圆 锥 滚 子 轴 承 时 ， 轴 承 有 正 装 与 反 装 两 种 布 置 方 案 ，图 7-6 为 正 装 结 构 ； 图 7-7 为 反 装 结 构 。 反 装 的 支 承 刚 度 较 正 装 的 要 大 。选 用 正 装 时 ， 图 7-6 a)为 齿 轮 与 轴 分 开 制 造 的 固 定 方 法 ， 即 轴 承 内 圈 双 向 固 定 ， 外 圈 单 向 固定 ， 此 方 式 使 轴 承 安 装 方 便 。 图 7-6 b)为 齿
15、轮 轴 的 固 定 方 法 ， 即 内 圈 双 固 定 ， 外 圈 单 向 定 ， 此方 式 适 用 于 小 圆 锥 齿 轮 外 径 小 于 套 杯 凸 肩 孔 径 的 场 合 。图 7-6 轴 承 的 正 装 结 构图 7-7 轴 承 的 反 正 装 结 构图 7-7 为 反 装 方 案 。 图 7-7 a)为 齿 轮 轴 结 构 ， 内 圈 靠 左 端 的 圆 螺 母 和 右 端 挡 油 盘 加 以 单 向 固机械设计课程设计- 60 -定 ， 外 圈 靠 套 杯 的 凸 肩 固 定 。 图 7-7 b)为 齿 轮 与 轴 分 开 结 构 ， 内 圈 靠 圆 螺 母 和 齿 轮 端 面 加
16、 以 单向 固 定 ， 外 圈 靠 套 杯 的 凸 肩 固 定 。 此 方 案 的 缺 点 是 ： 安 装 轴 承 不 方 便 ， 且 调 整 游 隙 也 麻 烦 ， 应 用不 多 。(2)一 端 固 定 和 一 端 游 动 对 于 小 圆 锥 齿 轮 轴 系 ， 采 用 一 端 固 定 和 一 端 游 动 的 结 构 形 式 （ 图7-8） ， 一 般 不 是 考 虑 轴 的 热 伸 长 影 响 ， 而 多 与 结 构 因 素 有 关 。 图 7-8a 左 端 用 短 套 杯 结 构 构 成固 定 支 点 ， 右 端 为 游 动 支 点 ， 套 杯 轴 向 尺 寸 小 ， 制 造 容 易 ，
17、 成 本 低 ， 而 且 装 拆 方 便 。 图 7-8b 左 端 密 封 装 置 直 接 装 在 套 杯 上 ， 不 另 设 轴 承 盖 ， 左 端 轴 承 的 双 向 固 定 结 构 简 单 ， 装 拆 方 便 。 但上 述 两 种 结 构 方 案 的 轴 承 间 隙 不 能 调 整 。a)b)图 7-8 小 圆 锥 齿 轮 轴 承 组 合 结 构 方 案(3)套 杯 套 杯 常 用 铸 铁 制 造 。 套 杯 的 结 构 尺 寸 根 据 轴 承 组 合 结 构 要 求 设 计 。 图 7-9 中 给出 的 结 构 尺 寸 可 供 设 计 参 考 。图 7-9 套 杯 的 结 构 和 尺
18、寸sls2s3 (0.08 0.1)D， D D 2s2 (2 2.5)d3， D2 D0 (2.5 3)d3D 轴 承 外 径 ， d3 轴 承 盖 螺 钉 直 径 ， Dl 由 轴 承 确 定 ， m 由 结 构 确 定2 轴 承 润 滑小 圆 锥 齿 轮 轴 系 部 件 中 轴 承 用 脂 润 滑 时 ， 如 图 7-10 所 示 ， 要 在 小 圆 锥 齿 轮 与 相 近 轴 承 之间 设 封 油 盘 ； 用 油 润 滑 时 ， 如 图 7-7 b） ， 需 在 箱 座 剖 分 面 上 制 出 输 油 沟 和 在 套 杯 上 制 出 数 个 进第一部份 机械设计课程设计指导书- 61
19、- 油 孔 ， 将 油 导 人 套 杯 内 润 滑 轴 承 。图 710 为 圆 锥 圆 柱 齿 轮 减 速 器 装 配 草 图 设 计 第 一 阶 段 完 成 的 内 容 。图 7-10 圆 锥 圆 柱 齿 轮 减 速 器 第 一 阶 段 装 配 草 图7.2 箱体及附件设计装配图设计第二阶段圆 锥 圆 柱 齿 轮 减 速 器 箱 体 及 附 件 结 构 设 计 与 圆 柱 齿 轮 减 速 器 基 本 相 同 (见 第 6 章 )。图 7-11 为 圆 锥 圆 柱 齿 轮 减 速 器 装 配 草 图 设 计 完 成 第 二 阶 段 后 的 内 容 。机械设计课程设计- 62 -图7-11圆锥圆柱齿轮减速器装配草图第一部份 机械设计课程设计指导书- 63 - 第 7 章 圆 锥 齿 轮 减 速 器 装 配 草 图 设 计 要 点7.1 轴 系 部 件 设 计 装 配 图 设 计 第 一 阶 段7.1.1 确 定 传 动 件 及 箱 体 轴 承 座 位 置7.1.2 圆 锥 齿 轮 结 构7.1.3 轴 的 结 构 设 计 和 滚 动 轴 承 类 型 选 择7.1.4 确 定 支 点 及 受 力 点 ， 并 校 核 轴 、 键 、 轴 承7.1.5 小 圆 锥 齿 轮 轴 系 部 件 的 轴 承 组 合 设 计7.2 箱 体 及 附 件 设 计 装 配 图 设 计 第 二 阶 段
