减速器的轴及轴上零件的结构设计

介绍

  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、轴的支承结构和轴的工艺性等，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。

  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l4；轴承端盖及联接螺栓头高度的总尺寸l3；轴承端面至箱体内壁的距离l2；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。尤其有必要注意一下的是：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标准要求，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明显的变化。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。

  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da≤200mm时，能做成圆盘式结构。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，能做成腹板式结构。

  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。

  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1-2-5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。

  (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e1。

  (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，但承载能力比较差，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。

  调整垫片组由多片厚度不同的垫片组成。调整时，根据自身的需求组合成不同的厚度。调整垫片组的组别，片数及厚度可由表1-2-7查得。

  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，为避免渗油，盖板应垫有纸质封油垫片。

  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1-2-22为用螺纹联接在盖板或箱盖上的透气塞。其结构尺寸见表1-2-9。

  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）。油标尺结构相对比较简单，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。

  (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45O，并能顺利地拔出箱体进行观察，如图# - % - %&所示。

  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。

  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。

  设计吊环螺钉时，其支承座孔一定要符合标准结构（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。

  直径d=(0.7~0.8)d2并符合规定标准。d2为箱盖与箱座结合面凸缘联接螺栓的直径。

  推销长度l略大于箱盖与箱座凸缘的总厚度（图1-2-30）。可取l=1.5(δ+δ1)+（3~5）mm

  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。