反向齿轮设计.doc

引言1.1反向齿轮箱体发展情况1.1.1国内外反向齿轮箱技术状况通过传动齿轮系来传递功率的齿轮传递组件，称为齿轮箱，分为行星式和直尺式。齿轮箱在电机中的应用很广泛，在风力发电机组当中就经常用到，而且是一个重要的机械部件，直交齿轮箱其主要功用是将风轮在风力作用下所产生的动力传递给发电机并使其得到相应的转速。通常风轮的转速很低，远达不到发电机发电所要求的转速，必须通过齿轮箱齿轮副的增速作用来实现，故也将齿轮箱称之为增速箱。 其次齿轮箱还有如下的作用： 1、加速减速,就是常说的变速齿轮箱。 2、改变传动方向，例如我们用两个扇形齿轮可以将力垂直传递到另一个转动轴。 3、改变转动力矩。同等功率条件下，速度转的越快的齿轮,轴所受的力矩越小，反之越大。 4、离合功能：我们可以通过分开两个原本啮合的齿轮,达到把发动机与负载分开的目的。比如刹车离合器等。 5、分配动力。例如我们可以用一台发动机，通过齿轮箱主轴带动多个从轴，从而实现一台发动机带动多个负载的功能。 齿轮箱特点： 1. 齿轮箱采用通用设计方案，可按客户需求变型为行业专用的齿轮箱。 2.实现平行轴、直交轴、立式、卧式通用箱体，零部件种类减少，规格型号增加。 3.采用吸音箱体结构、较大的箱体表面积和大风扇、圆柱齿轮和螺旋锥齿轮均采用先进的磨齿工艺，使整机的温升、噪声降低、运转的可靠性得到提高，传递功率增大。 4.输入方式：电机联接法兰、轴输入。 5.输出方式：带平键的实心轴、带平键的空心轴、胀紧盘联结的空心轴、花键联结的空心轴、花键联结的实心轴和法兰联结的实心轴。 6.齿轮箱安装方式：卧式、立式、摆动底座式、扭力臂式。 7.齿轮箱系列产品有326型规格，减速传动级数有14级，速比1.25450;和R、K、S系列组合得到更大的速比。齿轮箱润滑方式：常用的齿轮箱润滑方式有齿轮油润滑，半流体润滑脂润滑，固体润滑剂润滑几种方式。对于密封比较好，转速较高，负荷大，封闭性能好的可以使用齿轮油润滑；对于密封性不好，转速较低的可以使用半流体润滑脂润滑；对于禁油场合或高温场合可以使用二硫化钼超微粉润滑。 齿轮箱用途： 1.加速减速,就是常说的变速齿轮箱. 2.改变传动方向,例如我们用两个扇形齿轮可以将力垂直传递到另一个转动轴. 3.改变转动力矩.同等功率条件下,速度转的越快的齿轮,轴所受的力矩越小,反之越大. 4.离合功能: 我们可以通过分开两个原本啮合的齿轮,达到把发动机与负载分开的目的.比如刹车离合器等. 5.分配动力.例如我们可以用一台发动机,通过齿轮箱主轴带动多个从轴,从而实现一台发动机带动多个负载的功能. 1.1.2反向齿轮箱的发展趋势 以市场为导向，按照市场规律形成了车辆齿轮与工业齿轮两大体系。车辆齿轮包括为汽车、摩托车、农用运输车、农机、工程机械配套的大批量生产的齿轮。其他为冶金、建筑、石油、化工、矿山、电力、轻工、纺织、铁路、航空、船舶等各工业成套装备配套的齿轮产品、统称工业齿轮。 轿车变速器是汽车齿轮技术水平的主要代表，上海汽车齿轮总厂在013变速器的基础上，自行研制开发了330型变速器，为上海大众桑塔纳2000GS1型（时代超人）轿车配套。330型变速器与时代超人轿车的2VQS发动机匹配，承载能力比013变速器增加10%，动力性能明显提高。开发商用车辆齿轮箱的特征是其主要部件不断进一步的发展以及新的变速箱概念的探讨。部件的开发包括努力降低噪音，增加齿轮和同步器的承载能力以及延长使用寿命和改善润滑剂的环境适应性。在手动齿轮箱中增加电子换挡系统在今后商用车辆齿轮箱概念将具有重要的作用。在工业齿轮产品方面，高速齿轮箱厂生产的最高转速达67 000r/min,最高轮齿轮速度168m/s,最大传递功率44 000kW，最高转速达67 000r/min,最高轮齿轮速度168m/s,最大传递功率44 000kW。重庆齿轮箱有限公司生产的大功率船用齿轮箱系列、管磨减速机JS系列可替代进口产品，并进入国际市场。中信重机公司减速机厂在低速大扭矩减速机新品开发方面近年成绩显著，如ZJ2240行星齿轮减速机（传递功率2 000kW），用于水品大坝工程的国内最大的45 000N升船机主传动SZJ3500减速机。压榨机主传动TD5减速机。冷拔管穿孔机主传动KF300减速机（传递扭矩3 000kNm）均为国内最大的低速重载齿轮减速机。1.2夹具的简介1.2.1夹具的定义 机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置称作夹具。机械制造过程中用来固定加工对象，使之占有正确的位置，以接受施工或检测的装置。又称卡具。从广义上说，在工艺过程中的任何工序，用来迅速、方便、安全地安装工件的装置，都可称为夹具。例如焊接夹具、检验夹具、装配夹具、机床夹具等。其中机床夹具最为常见，常简称为夹具 。在机床上加工工件时，为使工件的表面能达到图纸规定的尺寸、几何形状以及与其他表面的相互位置精度等技术要求 ，加工前必须将工件装好（定位）、夹牢（夹紧）。夹具通常由定位元件（确定工件在夹具中的正确位置）、夹紧装置 、对刀引导元件(确定刀具与工件的相对位置或导引刀具方向)、分度装置（使工件在一次安装中能完成数个工位的加工，有回转分度装置和直线移动分度装置两类）、连接元件以及夹具体（夹具底座）等组成。1.2.2夹具的分类 夹具种类按使用特点可分为：万能通用夹具。如机用虎钳、卡盘、吸盘、分度头和回转工作台等，有很大的通用性，能较好地适应加工工序和加工对象的变换，其结构已定型，尺寸、规格已系列化，其中大多数已成为机床的一种 标准附件。专用性夹具。为某种产品零件在某道工序上的装夹需要而专门设计制造，服务对象专一，针对性很强，一般由产品制造厂自行设计。常用的有车床夹具、铣床夹具、钻模(引导刀具在工件上钻孔或铰孔用的机床夹具)、镗模(引导镗刀杆在工件上镗孔用的机床夹具)和随行夹具（用于组合机床自动线上的移动式夹具）。可调夹具。可以更换或调整元件的专用夹具。组合夹具。由不同形状、规格和用途的标准化元件组成的夹具，适用于新产品试制和产品经常更换的单件、小批生产以及临时任务。除虎钳、卡盘、分度头和回转工作台之类，还有一个更普遍的叫刀柄，一般说来，刀具夹具这个词同时出现时，大多这个夹具指的就是刀柄！1.2.3设计注意事项大多数焊接工装是为某种焊接组合件的装配焊接工艺而专门设计的，属于非标准装置，往往需要根据产品机构特点、生产条件和你实际需要自行设计制造。焊接工装设计是生产准备工作的重要内容之一，也是焊接生产工艺设计的主要任务之一。对于汽车、摩托车和飞机等制造业，可以毫不夸张地说，没有焊接工装就没有产品。通过在工艺设计时，提出所需要的工装类型、结构草图和简要说明，在此基础上完成详细的结构和零件设计及全部图样。 工装设计的质量，对生产效率、加工成本、产品质量以及生产安全等有直接的影响，为此，设计焊接工装时必须考虑实用性、经济性、可靠性、艺术性等。 在机械设计和制造过程中，普遍存在尺寸链问题。在把零件组装成机器的过程中，也就是将零件上有关的尺寸进行组合和积累。由于零件尺寸存在制造误差，因此装配时也就会有误差的综合和积累。累积后形成的总误差将会影响机器的工作性能和质量。这就形成了零件的尺寸误差和综合误差之间的相互影响关系。设计工装夹具也不例外。合理地确定零件的尺寸公差和形位公差显得很重要。 1.3 本课题主要设计工作和研究内容 近年来，反向齿轮箱在各种机械设备当中应用越来越广泛，不论是天上飞的还是地上跑的都会应用到反向齿轮箱这一重要传递组件，由于以前中国的齿轮企业在计划经济的体制下，长期被分散在原机械工业部（以下简称机械部）的七个工业局与其他八个工业部的相关部门中管理，被分散在大而全小侧全的机械工厂中生产。条块分割、部门所有阻碍了齿轮产品的标准化、专业化、市场化发展。现在择向标准化，智能化，精确化发展。随着数控机床、加工中心、柔性制造单元、柔性制造系统回顾等现代化加工设备的广泛应用，使传统的机械加工的制造方法发生了重大变革，人们对夹具的功能已经从过去的装夹、定位、引导刀具定位为装夹、定位。而数字化的设备加工功能的扩大化，已经将夹具的引导刀具的功能完全替代，给今后夹具的快速定位、快速装夹提出了更高的要求，目前国内外已经开始将夹具设计和数字化、现代化加工技术相结合，研究和推广KBV夹具，即基于知识的工程。KBV把知识、技术、经验、原理、规范等结合到三维CAD系统中，使得设计人员只要输入工程参数或应用要求。系统就能依据相关的知识，推理构造出符合特定要求的工程设计结果。本次设计的主要研究内容是对减速器箱体夹具进行研究设计。其中主要包括减速器箱体的加工工艺路线、加工工序及其夹具的设计。依次按照工艺规程部分、工序卡片部分、设计说明书份、夹具装配图部分开始研究。从而绘制各相关非标准零件的零件图。保证设计出的减速器的箱体具有较好的使用价值和可行性。2. 加工工艺规程设计 2.1. 反向齿轮箱的用途该反向齿轮箱用途非常广泛。常用于加速减速，就是常说的变速齿轮箱；改变传动方向，例如我们用两个扇形齿轮可以将力垂直传递到另一个转动轴；改变转动力矩，同等功率条件下，速度转的越快的齿轮，轴所受的力矩越小，反之越大；离合功能，我们可以通过分开两个原本啮合的齿轮，达到把发动机与负载分开的目的，比如刹车离合器等；分配动力，例如我们可以用一台发动机，通过齿轮箱主轴带动多个从轴，从而实现一台发动机带动多个负载的功能。2.2反向齿轮箱的技术要求按表1的形式将反向齿轮器的主要技术要求列于表1中。表2.1反向齿轮箱零件技术要求表加工表面尺寸及偏差mm表面粗糙度Raum形位公差mm上盖接合面2001.60.05后侧面1306.3上盖接合面12mm孔126.316mm沉头孔166.3吊耳上凸台面6.3左右端面6.347mm轴承孔47-0.008+0.018 1.60.01A-B35mm轴承孔35-0.008+0.0181.60.01A-B后侧面12mm孔120+0.0191.635mm吊耳孔350+0.0273.20.05C该反向齿轮箱形状复杂、结构简单，属于典型的箱体零件。为了实现改变方向、力矩等功能，其轴承孔与轴承有很高的配合要求，因此尺寸加工精度要求较高，而且要求较高的同轴度。上盖结合面作为设计基准和定位基准，要求较高的平面度。为了保证齿轮箱有较高的装配精度，上盖面采用销定位。吊耳孔虽然尺寸精度要求不高，但要求对上盖面有很好的平行度。综上所述，该反向齿轮箱的各项技术要求比较合理，符合零件在实际工作中的功用。2.3 审查反向齿轮箱的工艺性分析零件图可知，齿轮箱的上盖接合面和后侧面均要求铣削加工，上盖接合面的四角伸出端与左右端面相接，这样既减少了加工面积，又减少了材料的使用，同时还提高了