减速器实习报告

东华理工大学长江学院

课程设计报告

课程设计题目：二级圆柱 减 速 器 实 验 报 告

学生姓名：饶坤 班

级：11300103 学号：1130010316 指导教师：廖志良

2013年12 月 30 日

二级圆柱减 速 器 实 验 报 告

实验 减速器拆装实验 一，目的要求

1.通过拆装，了解齿轮减速器铸造箱体的结构以及轴和齿轮的结构；

2.了解减速器轴上零件的定位和固定、齿轮和轴承的润滑、密封以及各附属零件的作用、构造和安装位置；

3.熟悉减速器的拆装和调整的方法和过程；

4.培养对减速器主要零件尺寸目测和测量能力二． 二． 实验设备

（l）两级斜齿圆柱齿轮减速器。

（2）千分尺、游标卡尺、直尺等。

（3）装拆工具。

三、实验步骤 减速器的主体结构

减速器为二级减速装置。箱体采用剖分式，便于安装和加工。箱体和底座用螺栓连接成一体，每个轴承底座都有凸台的设计目的是增强轴承轴的刚性。

拆卸时发现小齿轮和轴为一体，大齿轮为组合式，轴的两端用轴承支持。

上箱体的外形用四个筋板和两个起吊孔分别起到增加箱体刚度的作用，箱体上有观察孔此孔可以观察到齿轮的啮合情况并可以通过此孔向箱体内加润滑油。在上面有通气孔，通气孔可调节由于高速运转生热膨胀造成内外压强差。

在底座前方有油面指示器，可方便的查看箱体内润滑油的高度。在油面指示器的下方有放油螺栓可以排放污油和清洗液。

在箱体和底座上成对角的方向有两个定位销，在装配是起到定位作用

1、拆卸 （（1）观察整个减速器外形。

（2）将减速器箱座与箱盖拆开，观察减速器的内部结构，各轴的轴上零件 位置， 画出各轴的装配结构草图。

（3）将轴上零

件逐步拆开，用直尺、游标卡尺、千分尺、测量齿轮、套筒、轴承、轴承挡圈、轴等外形几何尺寸，并将这些尺寸标注在草图的相应位置上。

（4）将拆下零件装配在相应轴上，并将减速器装配好。

2、装配

按原样将减速器装配好。装配时按先内部后外部的合理顺序进行；
装配轴套和滚动轴承时，应注意方向；
应注意滚动轴承的合理拆装方法。经指导教师检查后才能合上箱盖。装配上、下箱之间的连接螺栓前应先安装好定位销钉。

五、注意事项

1、实验前必须预习实习指导书，初步了解有关减速器装配图。

2、文明拆装、切忌盲目。拆卸前要仔细观察零部件的结构及位置，考虑好合理的拆装顺序，拆下的零部件要妥善安放好，避免丢失和损坏。禁止用铁器直接打击加工表面和配合表面。

3、注意安全，轻拿轻放。爱护工具和设备，操作要认真，特别要注意手脚安全。

RV减速器与谐波减速器的调研报告

当我们在无限憧憬机器人的时候，我们缺很少知道在机器人的所有零部件中，有两样东西一直是我们国人无法跨越过去的障碍，那就是伺服电机和精密减速器。随着自动化和电子电器理论的日趋成熟，国人在伺服电机方面已经出了坚实的一步，虽然在目前国内的伺服电机75%仍然靠进口，但对于中小功率的伺服电机，中国不少企业，如深圳的英威腾、汇川科技、大连的安迪的产品已经在性能上基本满足中国企业的需求。可是对于精密减速器，特别是机器人关节上需要使用的RV减速器和谐波减速器，目前国内研究仍然停留在论文和数据库当中，翻遍所有关于生产这两种减速器的国产厂家，我们仍然难以找出哪怕一家产品可以在性能上满足国内机器人产业的需求。

直到今天，中国仍然不具备设计和制造这两种减速器的能力，“十二五”时期，国家“863”计划将其列入重点攻克的技术瓶颈。国内顶尖大学和科研机构几年公关也只有论文，没有实物。那么，我们与国外在精密减速器方面的差距到底在哪里？为什么在专利技术早已公开的今天，我们仍让难以跨越这道已经成型了近半个世纪的鸿沟？

为什么机器人要用RV减速器和谐波减速器？

我们常用的减速大致有下面几类：摆线减速器、硬齿面圆柱齿轮减速器、行星齿轮减速器、软齿面减速器。三环减速器、起重减速器。蜗杆减速器。轴装式硬齿面减速器，无极变速器。而RV减速器和谐波减速器与上述减速器的区别在于，RV减速器是行星减速器和摆线减速器的组成一个二级减速器，谐波减速器则是一种靠波发生器使柔性齿轮产生可控弹性变形，并与刚性齿轮相啮合来传递运动和动力的齿轮传动。这两种减速器相对与其他减速器而言，具有以下优势：（1）传动速比大，（2）承载能力高，（3）传动精度高，（4）传动效率高、运动平稳,(5)结构简单。零件数少、安装方便，（6）体积小、重量轻。传统的齿轮减速器体积大。重量重。减速比小、传动效率低，特别是在无法消除多级减速后的雷击误差，对于机器人在控制末端精度要求甚高的工况下，目前只有RV和谐波减速器可以胜任。

RV减速器和谐波减速器的发展史

RV减速器的诞生

德国人劳伦兹·勃朗于1926年创造性地提出了一种少齿差行星传动机构，它是用外摆线作为齿廓曲线的，这就是最早期的针摆线行星传动，由于两个啮合齿轮其中之一采用了针轮的形式，这种传动也被称作摆线针轮行星齿轮传动。

RV传动是一种全新的传动方式，它是在传统针摆行星传动的基础上发展出来的，不仅克服了一般针摆传动的缺点，而且因为具有体积小、重量轻、传动比范围大、寿命长、精度保持稳定、效率高、传动平稳等一系列有点。

1、1925年德国人劳伦兹·勃朗创造性地提出RV减速器原理

2、1931年劳伦兹·勃朗在德国慕尼黑创建了“赛古乐”股份有限公司，最先开始了摆线减速器的制造和销售。 3、1939年，日本住友公司和“赛古乐”公司签订了技术合作协议，并生产销售；

4、1944年，日本人帝人精机成立，这个未来的RV减速机霸主，在飞机制造、纺织机械、机床等多个行业硕果累累；
5、1950年-1960年，摆线磨床的出现，解决了摆线齿形精度不高的难题，使摆线传动得到了进一步的发展；

6、1956年，日本纳博克公司发售 全球第一个自动门，在市场上崭露头角；

7、1980年左右，日本帝人精机提出RV传动理论，着手应用于机器人行业；

8、1986年，日本帝人精机RV减速器正式大规模生产，取得成功；

9、2003年，帝人精机和纳博克合并组成Nabtesco（纳博特斯克）公司，并取得快速发展，现在已成为RV减速机行业的领头羊，占据了60%以上的市场，特别在中/重符合机器人上，其RV减速器市场占有率高达90%.

谐波减速器的诞生

20世纪50年代中期，随着全球科学技术的发展，美国人马瑟在薄壳弹性变形理论基础上，应用金属的挠性和弹性力学原理发明出来一种新型谐波传动技术，谐波传动技术主要应用于航空航天、工业机器人、精密设备仪器、雷达通讯设备、印刷机械、纺织机械、半导体工业晶圆传送装置。印刷包装机械、医疗器械、金属成型机械、仪器仪表、光学制造仪器、核设施及空气动力实验研究等领域。

谐波传动这项新型技术的出现便引起了全国的重视，1970年引入日本，随之诞生了日本第一家整体运动的领军企业-日本HarmonicDriveSystemsInc.（简称HDSI）。日本HDSI公司生产的HarmonicDrive谐波减速器，具有轻量、小型、传动效率高、减速范围广、精度高等特点，被广泛应用于各种传动系统中，HDSI主要生产和销售各种精密减速装置，当之无愧为整体运动控制的领军企业。为了涵盖谐波减速器不能覆盖到的低减速比领域，HDSI产品还开发了精密行星齿轮减速器HarmonicPlanetary。独特的内齿图形变工艺，可使行星齿轮啮合得更紧、消除背隙，从而将传动误差控制在精密范围内。HDSI最初只是在其国内发展 ，与之有着长久合作关系的有安川电机、三菱电机及发那科等企业。

近年来，中国工业机器人产业进入新的历时机遇期，以ABB、KUKA、安川、发那科为代表的国际机器人企业纷纷大举进入中国，设立工厂，抢占市场份额。在中国，如手机制造、半导体、液晶生产机械等行业，对小型机器人的需求也是越来越旺盛，然而对于国内的工业机器人而言，特别是谐波减速器、伺服电机、控制系统等还需大量依赖进口，这就导致了其竞争力还与国外企业的差距，但是这些又是工业机器人的上游部件。关键部件。据国际机器人联盟（IFR）统计，2012年中国共进口工业机器人约2.2万台，中国将是全球增长最快的工业机器人市场。HDSI的谐波减速器是小型工业机器人（20kg以下）或者关节臂上不可取代的部件，这为其拓展中国大陆市场带来了新的契机。2011年1月，HDSI在华成立设立哈默纳科（上海）商贸有限公司，该公司为其在华投资设立的全资销售子公司，主要负责HDSI产品在中国大陆的销售、选型等技术支持及售后服务。

HDSI早期的产品主要是减速机等机械产品，时至今日，HDSI的主打产品又加上了众多的机电一体化产品。在减速机方面，HDSI主要有HarmonicDrive（谐波齿轮传动减速机）和HarmonicPlanetary（行星齿轮减速机）。其生产HarmonicDrive谐波减速机，基本上主导了主要国际市场，具有其他减速机也不具备的特点：高旋转精度/高定位精度、小型/轻量、传动效率高。高减速比、减速范围广、精度高。高转矩容量、无齿隙、高效率及安静运行等特点，被广泛应用于各种传动系统中。为了涵盖谐波减速机不能覆盖到的低减速比领域，HDSI产品还开发了精密行星齿轮减速机HarmonicPlanetary。独特的内齿圈形变工艺，可以使得行星齿轮啮合的更紧、消除背隙，从而将传动误差控制在精密范围内。

RV减速器和谐波减速器的机械结构

RV减速器的机械结构

RV减速器可以分为两部分，第一部分分为正齿轮减速机构，输入轴的旋转从输入齿轮传递到直齿轮，按齿数比进行减速。。第二部分为差动齿轮减速机构，直齿轮与曲柄轴相联接，变位第二减速部分的输入。在曲柄轴的偏心部分，通过滚动轴承安装RV齿轮。另外，在外壳内侧仅比RV齿轮数多一个的针齿，以同等的齿距排列。如果固定外壳转动直齿轮，则RV齿轮由于曲柄轴的偏心运动也进行偏心运动，此时如果曲柄轴转动一周，则RV齿轮就会沿曲柄轴相反的方向转动一个齿。这个转动输出到第2减速部的轴，将轴固定时，外壳侧成为输出侧

谐波减速器的机械结构

谐波减速器主要由三个基本构件组成：

（1） 带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮），它相当于行星系中的中心轮；

（2） 带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮），它相当于行星齿轮；

（3） 波发生器H，它相当于行星架。

作为减速器使用，通常采用波发生器、钢轮固定、柔轮输出形式。

波发生器H是一个杆状部件，其两端装有滚动轴承构成滚轮，与柔轮1的内壁相互压紧，柔轮为可产生较大弹性变形的薄壁齿轮，其内孔直径略小于波发生器的总长。波发生器是使柔轮产生可控弹性变形的构件。当波发生器装入柔轮后，迫使柔轮的剖面由原先的圆形变成椭圆形，其长轴两端附近的齿与钢轮的齿完全啮合，而短轴两端附近的齿则与钢轮完全脱开。

周长上其他区段的齿处于啮合和脱离的过渡状态。当波发生器沿图示方向连续转动时，柔轮的变形不断改变，使柔轮与钢轮的啮合状态也不断改变，由啮入、啮合、啮出、脱开、在啮入„„,周而复始地进行，从而实现柔轮相对钢轮沿波发生器H相反方向的缓慢旋转，工作时，固定钢轮，由电机带动波发生器转动，柔轮作为从动轮，输出转动，带动负载运动，在传动过程中，波发生器转一周，柔轮上某点变形的循环次数称为波数，以n表示。常用的是双波和三波两种。双波传动的柔轮应力较小，结构比较简单，易于获得大的传动比，故为目前应用最广的一种。

（1） 钢轮固定，柔轮输出

波发生器主动，单级减速，结构简单，传动比范围较大，效率较高，应用极广，i=75-500.（2） 柔轮固定，钢轮输出

波发生器主动，单级减速，结构简单，传动比范围较大，效率较高，可用于中小型减速器，i=75-500 （3） 波发生器固定，钢轮输出

柔轮主动，单级微小减速，传动比准确，适用于高精度微调传动装置，i=1.002-1.015 RV减速器与谐波减速器的性能对比 RV减速器的性能

主要优点

（1） 传动比范围大；

（2） 扭转钢度大，输出机构即为两端支撑的行星架，用行星架左端的刚性大圆盘输出，大圆盘与工作机构用螺栓联接，其扭转钢度远大于一般摆线针轮行星减速器的输出机构，在额定转矩下，弹性回差小；

（3） 只要设计合理，制造装配精度保证，就可获得高精度和小间隙回差‘ （4） 传动效率高；

（5） 传递同样转矩与功率时的体积小（或者说单位体积的承载能力大），RV减速器由于第一级用了三个行星轮，特别是第二级，摆线针轮为硬齿面多齿啮合，这本身就决定了它可以用小的体积传递大的转矩，又加上结构设计中，让传动机构置于行星架的支撑主轴承内，使轴向尺寸大大缩小，所有上述因素使传动总体积大为 减小。

主要缺点

RV减速器的技术难点在于该部件需要保证传递很大的扭矩，承受很大的过载冲击，并保证预期的工作寿命，因而在设计上使用了过定位结构，这使得零件加工精度要求极高，加工十分困难。

应用范围

RV系列涡轮减速机可广泛应用于冶金、矿山、输送、水利、化工、食品、饮料、纺织、烟草、包装、环保等众多行业和领域工艺装备的机械减速装置，深受用户的好评，是目前现代工业装备实现大速比低噪音、高稳定机械减速传动控制装置的最佳选择。特别是对于工业机器人，机床加工台，焊接定位器，自动托盘，运输机械手，数控机床刀库，等需要精密定位又需要传递大扭矩的设备，RV减速器更是显现出来为可比拟的优势。

谐波减速器的性能

主要优点

（1） 传动速比大。单级谐波齿轮传动速比范围为70-320，在某些装置中可达到1000，多级传动速比可达30000以上。它不仅可用于减速，也可用于增速的场合。

（2） 承载能力高。这是因为谐波齿轮传动中同时啮合的齿数多，双波传动同时啮合的齿数可达总齿数的30%以上，而且柔轮采用了高强度材料，齿与齿之间是面接触。

（3） 传动精度高。这是因为谐波齿轮传动中同时啮合的齿数多，误差平均化，即多齿啮合对误差有相互补偿作用，故传动精度高，在齿轮精度等级相同的情况下，传动误差只有普通圆柱齿轮传动的1/4左右。同时可采用微量改变波发生器的半径来增加柔轮的变形使齿隙很小，甚至能做到无侧隙啮合，故谐波齿轮减速器传动，空程小，适用于反向转动。

（4） 传动效率高，运动平稳。由于柔轮齿在传动过程中作均匀的径向移动，因此，即使输入速度很高。轮齿的相对滑移速度仍是极低（故为普通渐开线齿轮传动的百分之一），所以，齿轮磨损小，效率高（可达69%-96%）又由于啮入和啮出时，齿轮的两侧都参加工作，因而无冲击现象，运动平稳。

（5） 机构简单、零件数少、安装方便。仅有三个基本构件，且输入与输出同轴线，所以结构简单，安装方便。

（6） 体积小、重量轻。与一般减速机比较，输出力矩相同时，谐波齿轮减速机的体积可减小2/3，重量可减轻1/2.（7） 可向密闭传递运动。利用柔轮的柔性特点，轮传动的这一可贵优点是现有其他传动无法比拟的 主要缺点

（1） 柔轮周期性地发生变形，因而产生交变应力，使之易于产生疲劳破坏。

（2） 转动惯量和起动力矩大，不宜用于小功率的跟踪传动。

（3） 不能用于传动速比小于35的场合。

（4） 采用滚子波发生器（自由变形波）的谐波传动，其瞬时传动比不是常数。

（5） 散热条件差

应用范围

谐波齿轮减速机在航空、航天、能源、航海、造船、仿生机械、常用军械。机床。仪表、电子设备、矿山冶金、交通运输、起重机械、石油化工机械、纺织机械、农业机械以及医疗器械等方面得到日益广泛的应用，特别是在高动态性能的伺服系统中，采用谐波齿轮传动更显示出其优越性能，它传递的功率从几十瓦到几十千瓦，但大功率的谐波齿轮传动多用于短期工作场合。

包头职业技术学院毕业设计

设计题目：减速器箱体机械加工工艺及卡具设计

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摘要

箱体零件是一种典型零件，其加工工艺规程和工装设计具有典型性。该箱体零件结构复杂，零件毛坯采用铸造成型，在加工过程中，零件毛坯采用先面后孔的加工路线，以保证工件的定位基准统

一、准确，为了消除切削力、夹紧力、切削热和因粗加工所造成的内应力对加工精度的影响，整个工艺过程分为粗，精两个阶段。通过对加工零件的分析完成了机械加工工艺的设计及各加工工序机动时间的计算。根据箱体零件的结构及其功能，运用定位夹紧的知识完成了卡具设计。

关键词 箱体 工艺 卡具

目录

摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

1绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1.1 课题背景„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1.2 制定工艺路线的意义与作用及其基本要求„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1.3 卡具设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2零件的分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2.1箱体零件的功用和结构特点„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2.2箱体零件图样分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2.3箱体零件工艺分„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2.4箱体零件的主要技术要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 2.5主要设计内容„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3工艺规程设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.1箱体的材料及毛坯„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.2减速器箱体加工的主要问题和加工工艺过程设计所应采取的措施„„„„„„„ 3.3减速器箱体加工定位基准的选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 3.4制定箱体的工艺路线„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

3.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定.确定切削用量及基本时间（机动时间）。时间定额计算及生产安排„„„„„„„„„„„„„„„„

4卡具设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4.1工件加工工艺分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4.2定位方案及定位元件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

4.3夹紧方案及夹紧元件设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4.4镗杆的直径与长度„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4.5卡具体的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4.6镗套的设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4.7切削力及夹紧力计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

绪论

1.1课题背景

毕业设计是我们在学校学习的最后一门课程也是对自己在大学中所学知识的一个全面的检验。

本课题是来自于实际的生产中，是一个典型箱体的加工工艺设计。要求对部分加工工序进行卡具设计。本课题的题目是：减速器箱体机械加工工艺及卡具设计。在毕业设计中要求我们要运用所学知识，勤动脑，培养独立思考能力，要有创新精神。

1.2制定工艺规程的意义与作用及其要求

机械加工工艺过程是机械生产过程的一部分，是直接生产过程。他使用金属切削刀具或者磨料工具加工零件，使零件达到的形状，尺寸要求和表面粗糙度。

因此机械制造加工工艺主要是用切的方法改变毛坯的形状、尺寸和材料的物理机械性质，成为具有所需的一定精度、粗糙度的零件。

对机械加工工艺规程的基本要求可以总结为质量、生产率和经济性三方面。这三者虽然有时候有矛盾，但是要把它们协调处理好，就成为一个整体。在编制工艺规程的时候要保证质量的前提下，尽量降低成本。因此，好的工艺规程应该是质量、生产率和经济性统一的表现。

1.3卡具设计

制造业中广泛应用的卡具，是产品制造工艺阶段中十分重要的工艺装备之一，生产中所使用卡具的质量、工作效率及卡具的使用的可能性，对产品加工质量及生产效率有决定性的影响。机床卡具一般都是有定位装置、卡紧装置及其它元件组一装在个基本原件（卡具体）上形成的。由于各类机床的加工工艺特点、卡具和机床的连接方式等不尽相同，因此每一类卡具在总体结构和所需元件等方面都有自己的特点，但设计的步骤和方法则基本相同。

2零件的分析

2.1箱体零件的功用和结构特点

箱体是机械的基础原件，它将机器和部件中的轴、齿轮等有关零件连成一个整体，并保持正确的相互位置，以传递转矩或改变转速来完成规定的运动。因此箱体的加工质量直接影响机器的工作精度、使用性能和寿命。

箱体的种类很多，器尺寸大小很结构形式随着机器的机构和箱体在机器中的功用不同有着较大的差异，但从工艺上分析他们又有许多的相同之处，其结构特点：a、外形基本上由六个或五个平面组成的封闭式多面体，又分成整体式和组合式两种。b、结构形状比较复杂，内部是空腔形，腔体壁薄且厚薄不均。c、箱体上通常布置有平行孔系或垂直孔系。d、箱体上的加工面，主要是平面，此外还有许多精度要求较高的轴承支撑孔和精度要求较低的紧固孔。

2.2箱体零件工艺分析

此零件为减速器箱体设计合理的加工方法，工序数量和顺序，应考虑一下的关系：

①零件成形的内在联系

本箱体的材料为HT200.所以采用铸造。机械加工中的安排原则与零件的材

料、种类、结构形状、尺寸大小、精度高低相关联。从图纸上可以看出此箱体的主要的加工面有：A-F面

②零件加工质量的内在联系

在加工过程中，粗、精加工阶段应该分开，其目的在于对主要表面能及时发现毛坯的气孔，缩孔、疏孔等缺陷，以避免后续工序的浪费。粗、精加工由于其加工目的不同，切削用量选取的原则各异，其切削力、切学热和且切削功率也不同。对加工中的主要表面和次要表面，为保证主要表面的加工精度和表面粗糙度不受加工过程的影响，也应划分加工阶段和工序。此箱体应该先加工R面，以及其上的6个孔。然后是铣三个支撑轴承的孔的端面，最后是精度要求不高的孔和断面的加工

③零件加工成本的内在联系

机械加工工艺过程中的设计应该考虑工厂的优势，尽量做到机械加工过程中投入最小，物力消耗最低。

④零件加工生产率的内在联系

机械加工工艺过程设计中采用工序集中还是工序分散原则；
各工序的工时定额是否符合生产节拍，是否合理的采用了高生产率的工艺方法等。

综上所述主要保证以下精度：
A．R面作为精基准的粗糙度 B．a-F面作为配合面的粗糙度 C．前后两孔的同轴度 D．R面到孔轴线的尺寸精度

2.3箱体零件的主要技术要求

箱体零件的精度要求较高，从零件图可归纳一下 几项精度要求。

⑴孔径精度

孔径的尺寸误差和几何误差会使轴承与孔配合不良。装轴承的孔不圆，也使轴承外环变形而引起主轴的径向跳动。主要孔的尺寸精度约为IT8级，可由镗保证。

⑵孔和平面的位置精度

一般都要规定主要孔和主轴箱安装基面的平行度要求，他们决定了主轴与床身轨道的相互位置关系。这项精度是在总装过程中通过刮研达到的。为减少刮研工作量，一般都要规定主轴轴线对安装基面的平行度公差。在垂直和水平两个方向上

只允许主轴前端向上和向前偏。

⑶主要平面的精度

R面是定位基准，要有一定的平面度和垂直度，公差等级为5级。

⑷表面粗糙度

重要孔和主要表面的表面粗糙会影响连接面的配合刚度，器具体要求用Ra值来评价主要孔为Ra1.6㎛，其它各纵向孔为Ra6.3㎛，定位基准面为Ra2.0㎛，其它面是Ra3.2㎛。

毛坯铸造时，应防止砂眼和气孔的产生。为减少毛坯的制造时产生残余应力，应使箱体壁尽量均匀，箱体铸造后安排退火或时效处理工序。

2.4主要设计内容

本课题的基本内容是减速器箱体的加工工艺过程与卡具设计，要研究的主要内容有：
⑴分析零件图

在设计开始时，应认真分析零件图，了解其箱体零件的结构特点和相关的技术要求，对箱体零件的每一个细节都应仔细分析，如箱体加工表面的平行度、粗糙度、垂直度，以及箱体各孔系自身的精度（同轴度、圆柱度‘粗糙度等）和它们的相互位置精度(轴线之间的平行度、垂直度以及轴线与平面之间的平行度、垂直度等要求)，箱体零件的尺寸是整个零件加工的关键，必须弄清楚箱体零件的每一个尺寸。我们采用AutoCAD软件绘制零件图，一方面增加对零件的了解和认识，另一方面增加对CAD软件的熟悉。

⑵工艺分析

在设计开始时,我们必须根据批量等严格地选择毛坯、拟定工艺路线（基准的选择、定位、夹紧等问题）、确定加工余量、计算工艺尺寸、计算工时定额和每一步的工时以及分析定位误差，为了与实际加工吻合，我们还必须对加工设备、切学用量、加工方法等进行选择和设计。

⑶设计专用卡具

在设计卡具过程中，主要考虑一下几点：

① 基准选择：在选择基准时侯，要注意区别粗基准与精基准以及要了解基准的选择原则，同时要知道基准的选择既要满足选择原则，同时还要方便定位和夹紧，避免引起不必要的加工误差，在基准选择完之后就要考虑用什么元件进行定位。

② 限制的自由度：在装夹的过程中，要注意自由度的限制，必须做到准确的定位，不能出现欠定位或过定位。

③ 夹紧机构：设计夹紧机构时必须计算夹紧力和切削力，不能出现夹紧力过小而使工件在切学过程中出现松动而影响精度，也不能出现因夹紧力过大而使工件变形影响工件质量。同时，要根据零件生产批量和生产率的考虑来选择夹紧方式（手动、气动或液压夹紧）。

④ 卡具的用途：为了工件定位准确和夹紧的快速，提高效率和降低工人的劳动强度，提高箱体零件的加工精度和安装赵正方便，我们要采用专用的铣床夹具和镗床夹具。同时，因为铣床卡具有T型槽、镗床夹具有镗模等特殊结构，因此还要考虑夹具与机床的匹配，即机床的工作台尺寸和结构能否满足夹具的安装。

在卡具的设计过程中，我们统一以R面为主要定位面进行加工。卡具的设计必须保证卡具的准确定位机构合理，考虑卡具的定位误差和安装误差。我们将通过对工件与卡具的认真分析，结合一些卡具的具体设计事例，查阅相关的卡具设计资料，联系工厂看见的一些箱体零件加工的卡具来解决这些问题。

3工艺规程设计

3.1箱体的材料及毛坯

箱体材料一般选用HT200-HT400的各种牌号的灰铸铁，最常见的为HT200,这是因为灰铸铁不仅成本低，而且具有较高的耐磨性、可铸性、可切削行和阻尼特性。此外，精度要求较高的坐标镗床主轴可选耐磨铸铁，负荷大的主轴箱也可采用钢件。

毛坯的加工余量与生产批量、毛坯尺寸、结构、精度和铸造方法等因素有关，有关数据可查阅有关资料及数据具体情况而定。如Ⅱ级精度灰铸铁铁件，在大批大量生产时，平面的总加工余量为4.5-3㎜，孔的半径余量为4.5㎜;成批生产时小于φ30㎜的孔和单件小批生产小于φ50㎜的孔不铸出。

① 毛坯的种类

常用毛坯种类有：铸件、锻件、焊件、冲压件以及各种型材和工程塑料件等。在确定毛坯时，一般要综合考虑一下几点: a依据零件的材料及机械性能要求确定毛坯。对于本箱体材料选为铸铁，选用铸造毛坯。

b依据零件的结构形状和外形尺寸确定毛坯，对于结构比较复杂的零件采用铸造比锻造合理; c依据生产类型确定毛坯。大批大量生产中，应选用制造精度与生产率都比较高的毛坯制造方法。例如模锻、压力铸造等。单件小批生产则采用设备简单甚至用手工的毛坯制造方法，例如手工木摸砂型铸造。

d确定毛坯时既要考虑毛坯车间现有生产能力又要充分注意采用新工艺、新技术、新材料的可能性。

本箱体生产纲领较大，属于大批量生产，材料为HT200用铸造成型。

② 毛坯的形状及尺寸确定

毛坯的尺寸等于零件的尺寸加上或减去加工余量。毛坯的形状尽可能与零件相适应。在确定毛坯的形状时，为了方便加工，有时还要考虑下面问题：

a为了装夹稳定，加工方便，零件的镗削可以考虑用专用夹具。

b为了提高机械加工的生产率，本零件可采用流水线和专用机床进行生产。

在考虑毛坯是，要考虑经济性。虽然毛坯的形状尺寸与零件接近，可以减少加工余量，提高材料的利用率，降低加工成本，但这样可能导致毛坯制造困难，需要采用昂贵的设备进行生产。因此，毛坯种类形状及尺寸的确定一定要考虑零件成本问题而且要保证零件的使用性。由于本箱体是大批量生产，所以应考虑提高生产效率为先，其次是节约成本的考虑。

对于零件上的小孔由于铸造困难，不宜铸造出，所以在铸造时只对尺寸尺寸较大的进行铸造。

③毛坯的热处理

经验证明，HT200铸造性能良好，焊接性能尚好，可切削性好，用于机架，连杆，箱体等。

毛坯的热处理的主要目的是消除因铸造引起的内应力。

毛坯铸造时不允许有沙眼、气孔、缩孔、非金属夹杂物等影响机械性能的缺陷。特别是主要加工面要求更高。毛坯还应该达到规定的化学成分和机械性能要求。

3.2减速器箱体加工的主要问题和加工工艺过程设计所采用的相应措施

箱体类零件的主要加工部分是平面和孔系。一般来说，保证平面的加工精度要求要比孔的加工精度要求容易，对于箱体而言，在加工过程中主要问题是保证孔的尺寸精度以及位置精度，处理好孔和平面之间的相互关系。

①平面和孔的加工顺序

箱体类零件的加工应遵循先面后孔的原则，即先加工箱体上的基准平面，再以基准平面定位加工其他平面，然后在加工孔系。因为面的面积较大，用面定位可以确保定位可靠，夹紧劳靠，因而可以保证孔的加工精度。其次先加工面可以切去铸件表面的凹凸不平，为提高孔的加工精度创造条件，便于对刀具的调整，也有利于保护刀具。

②孔系加工方案的选择

箱体孔系的加工方案应该选择能够满足孔系加工精度要求的加工方法及设备。除了从加工精度和加工效率两方面考虑外，也要适当考虑经济因素，在满足精度要求以及生产率的条件下，应该选用价格比较低的机床。

3.3减速器箱体加工定位基准的选择

⑴粗精准的选择

粗精准选择应当满足一下要求：保证各主要孔的加工余量均匀；
保证端面的加工余量均匀。

⑵精基准的选择

从保证箱体面与孔、孔与孔、面与面之间的位置度关系考虑，经济准的选择应该能保证箱体在整个加工过程中基本上能用统一基准定位。

综合在本零件图中先以以其 面为粗基准来加工 面，然后在以表面 为精基准来加工其上面的孔。。。。。。。。。。。。。

3.4制定箱体的工艺路线

对于大量生产的零件，一般是首先加工出统一的定位基准。后续工序安排应当遵循先粗后精、粗精分开和先面后孔的原则。先粗加工平面，再粗加工孔系。按上述原则亦先精加工平面再加工孔系。各螺纹孔的攻丝，由于切削力较小，可安排在粗、精加工阶段中分散进行。因此该零件的工艺流程如下；

1、铸造

2.时效

3.油漆

4、铣平面

粗铣半精铣R面

5.钻扩绞

钻扩绞R面上螺纹底孔倒角 6.铣A-F面 7.磨

磨R面

8.镗 粗镗 半精镗A –F孔 9.时效

10.镗 精镗A-F孔 11.铣 铣H面

12.钻扩攻

钻扩攻M18螺纹 13.铣

铣G面及u型槽 14.钻扩锪

钻扩锪φ12孔

15.钻扩绞攻

钻扩绞攻A-F面螺纹孔 16.攻 攻R面螺纹 17.去毛刺 清理

18.检验

由于在本方案加工中采用的是铸造毛坯，大批量生产，工序集中有利于保证各加工面间的相互位置精度要求，有利于采用高生产率机床，节省装夹工件时间，减少工件的搬动次数 3.5机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定。确定切削用量及基本功时（机动时间）。机动时间0.6min辅助时间0.3min单件时间1min。时间定额计算及生产安排

1、R面的加工余量

根据工序要求，顶面加工分粗、半精铣磨加工。各工步余量如下：

粗铣：参照《机械加工工艺手册第1卷》表3.2-23。其余量规定为 2.7-3.4mm，现取3.3mm半精铣0.9 磨余量0.3

2、R面上工艺孔及其他φ10孔

参照《机械加工工艺手册》表2.3-47，表2.3-48.确定工序尺寸及加

工余量为：
钻孔：φ8mm 扩孔：φ9m 铰孔：φ10mm

3.A-F面加工余量 A-F采用铣削 磨削加工方法 加工余量查《机械加工工艺手册》知 铣加工余量2.7mm 磨削加工余量0.3mm 4.H.G 面采用铣削加工 加工余量3mm 5.钻螺纹孔 采用钻扩绞攻加工方法 余量为钻φ8扩φ9mm绞 φ9.5 mm 6.H面螺纹孔采用钻扩攻方法 钻φ16mm17mm 7.φ12孔加工采用钻扩 余量为钻φ11mm扩φ12mm

工序尺寸

1、粗铣半精铣R面保证尺寸72.3-0.12 2在R面钻定位孔，铰定位孔及锪孔，保证

φ10K7 3.A-F面铣后保证余量0.3单面偏差-0.02mm

4.H.G 面铣削后保证尺寸保证与零件设计尺寸一样上 5螺纹孔工序尺寸按刀具实际尺寸

2.5确定切削用量及工时定额 工序4铣R面

1、机床：x52K 夹具：专用夹具

刀具：细齿锥柄立铣刀刀具尺寸φ22mm

量具：专用量具

2、铣刀每齿进给量为0.12

3、切削速度：粗铣12.43m/min半精铣13.8m/min

4、实际切削工时为5.6min 主轴转速：粗铣180r/min 精铣200r/min 5.机动时间=508mm/0.72mm/r/180r/min+508mm/0.6mm/r/200r/min=8.2 Min 辅助时间1.5min单件时间9.7*1.1=10.7min 工序5钻R面上螺纹低孔

1、机床：z518 夹具：专用夹具

刀具：钻头φ8扩刀φ9绞刀φ10mm

量具：卡尺 塞规

2、主轴转速：340r/min

3、切削速度：钻32.6m/min 扩23.0m/min 绞24.0m/min

4、进给量：0.2mm/r 5走刀次数：1 6.机动时间=1.5+1.05+1.05=3.6min 辅助时间=1.5min单件时间=5.1*1.1=5.6min

工序6铣A-F面

1、机床：X52k 夹具：专用夹具

刀具：高速钢套式面铣刀

量具：专用量具

2、切削速度78m/min

3、主轴转速：250r/min 4.机动时间=1.5min 辅助时间=0.3min单件时间=2min

工序7磨R面

1、机床：MM7112 夹具：专用夹具

刀具：磨具 H=20mm 量具：专用量具

2、主轴转速：800r/min

3、切削速度：5m/min

4、进给量：8mm/r

5、切削深度：0.3mm

6、走刀次数：1 7.机动时间0.5min 辅助时间0.2min 单件时间1min 工序8粗镗半精镗A-F孔 1.机床T68 夹具；
专用夹具 刀具;双刃浮动镗 量具；
专用量具

2.主轴转速粗镗700r/min 半精镗800r/min 3.切削速度粗镗130m/min半精镗140m/min 4.进给量粗镗0.1mm/r半精镗0.08mm/r 5.机动时间4.7min辅助时间4min单件时间9.6min 工序10精镗A-F孔 1.机床T68 夹具；
专用夹具 刀具;双刃浮动镗 量具；
专用量具 2主轴转速900r/min 3切削速度150m/min

4进给量0.06mm/r 5.机动时间3.33min辅助时间2.5min单件时间6.2min 工序11铣H面 1.机床X60w 夹具；
专用夹具 刀具;高速钢套式面铣刀 量具；
专用量具 2.主轴转速200r/min 3.切削速度78m/min 4.机动时间0.5min辅助时间0.2min单件时间0.77min 4.进给量4mm/r 工序12钻扩攻M18螺纹孔 1.机床x60W 夹具；
专用夹具 刀具;钻头 扩刀 丝锥 量具；
专用量具 2主轴转速340r/min 3切削速度钻32.6m/min 扩23.0m/min攻20m/min 4进给量钻0.2mm/r扩0.2mm/r攻0.5mm/r 5.机动时间1.05min辅助时间0.3min单件时间1.5min 工序13铣G面u型槽 1机床X60W 夹具；
专用夹具

刀具;高速钢套式面铣刀.立铣刀 量具；
专用量具 2主轴转速；
250r/min 3切削速度;铣G面78m/min 铣U型槽13.8m/min 4进给量;铣G面4mm/r铣U型槽0.6mm/r 5.机动时间2.2min辅助时间0.5min单件时间3min 工序14钻扩锪φ12孔 1.机床z516

夹具；
专用夹具 刀具;钻头 扩刀 锪钻 量具；
专用量具 2.主轴转速；
340r/min 3切削速度；
钻32.6m/min 扩23.0m/min 锪24.0m/min 4进给量；
0.2mm/r 5.机动时间2.5min辅助时间0.6min单件时间3.6min 工序15钻扩绞攻 1.机床Z516 夹具；
专用夹具

刀具;钻头 扩刀 绞刀 丝锥 量具；
专用量具 2主轴转速；
340r/min 3切削速度;钻32.6m/min扩23.0m/min绞24.0M/min攻20M/min 4进给量;0.2mm/r 攻0.15mm/r 5.机动时间4.62min辅助时间0.8min单件时间6min 工序16攻R面螺纹 1.机床z516 夹具；
专用夹具 刀具;丝锥 量具；
专用量具 2主轴转速340r/min 3切削速度;20m/min 4进给量;0.15mm/r 5.机动时间1.3min辅助时间0..2min单件时间1.7min 工序17磨A-F面 1.机床MM7112 夹具；
专用夹具 刀具;磨具 量具；
专用量具

2主轴转速;800r/min 3切削速度5m/min 4进给量;8mm/r 4卡具的设计

镗床卡具的设计

为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专用卡具。经过和老师的商量，决定设计第 道工序-——镗 孔的镗床卡具。本卡具将用于 镗床，刀具为硬质合金镗刀，对该孔进行加工。

4.1工件加工工艺分析

加工内容：
镗减速器箱体上的 孔，为了保证其加工精度，在镗孔前所有的表面均已加工达到规定的尺寸和位置精度要求。

4.2定位方案及定位元件设计

结合零件图的设计图。采用一面两孔定位方案，一个大支撑板限制三个自由度，一个圆柱销限制两个自由度，一个菱形销限制一个旋转自由度。

4.3夹紧方案及夹紧元件设计

根据夹紧力应朝向主要定位基准面所以选取u型面为夹紧力施力点 。通过查阅相关书籍决定采用弓形压板装置。

4.4镗杆的直径与长度

镗杆的直径一般取孔径的0.7到0.8倍左右。采用前后双导向结构，镗杆的工件长度最好等于导向部分直径的10倍最大不超过20倍。镗杆装刀位置应该根据零件图确定，当在一根镗杆上安装几把镗刀时，其镗刀位置应对称分布，使刀杆径向分力平衡，以减少变形。

φ ：镗杆直径。取为33㎜ 此镗杆的大致长度可算得为550㎜ 4.5夹具体的设计

夹具体底座的长度根据工件的尺寸与镗套的长度尺寸来确定。镗模支架与孔端面之间的距离取为 80㎜，夹具体底座的尺寸为：
L= 546㎜ B=415㎜

至于夹具体的高度要根据箱体高度来确定。

4.6镗套的设计

镗套的结构形式和精度直接影响被加工孔的精度。常用的镗套有以下两类：
① 固定式镗套

固定式镗套与钻套相似，它固定在镗模打的导向支架上而不随镗杆一起转动。镗杆与镗套之间有相对移动和相对转动，使接触面之间产生摩擦和磨损。图中所示是固定镗套的两种结构，其中A型镗套无润滑装置，易于磨损，只适用于低速切削。B型镗套带有润滑油杯，镗套内孔上有油槽，可注油脂润滑，加工时可适当提高切削速度。

4.1 固定式镗套

②回转式镗套

回转式镗套带有可旋转部分。镗杆与镗套之间只有相对移动而无相对转动、使两者之间的摩擦大大降低。避免了高速镗孔时因发热而出现的“咬死”现象。因此，回转式镗套一般应用在高速锤孔或速因镗杆直径较大时线度超过20m/min的场合。

根据回转部分安装的位置不同，可分为内滚式回转镗套和外滚式回转镗套。如图4.2所示是在同一根镗杆上采用两种回转式镗套的结构。图中的后导向a采用的是内滚式镗套。前导向b采用的是外滚式镗套。

4.2回转式镗套

在钻床夹具中，钻套一般布置在被加工孔的前面，而镗模上镗套的位置则应按零件结构和加工要求确定。故参考文献【3】表8-69选择：B型固定式镗套（JB/T 8046.1-1995）,其镗套的长度可计算得：

φ 的镗套长度：L=(1.5∼2)d=（1.5∼2）x33=49.5∼66mm。取66mm 引导形式：

前后双支撑引导 4.7切削力及夹紧力计算 切削力：

根据文献【17】查表4-1得：
切削力公式：

FZ=9.81×CFZapxFZf Y fz(60v)nfzKFZ 式中 ap=0.3mm f=0.10mm/r 根据文献【17】查表4-1得：
Cfz=92 xfz=1.0 yFZ=0.75 NFZ=0 根据文献【17】查表4-3得：KFZ=(HB∕190)0.8=1.04 将以上数据带入式（3.3）得切削力如下：
即FZ=9.81×CFZapxFZf Y fz(60v)nfzKFZ=47.87N 在计算切削力时，必须把安全系数考虑在内。安全系数k=k1k2k3k4。

其中：k1为基本安全系数2.0 k2为加工性质系数1.1 k3为刀具钝化系数1.1 k4为动力源波动系数1.5 所以 F’=KFV=2×1.1×1.1×1.5×47.87=173.77N 夹紧力：

根据文献[7]查表1-2-35得：

MQ=WO·[rtgφ1+rztg(α+φ2)] 式中：

ηo——除螺旋外机构的效率，其值为0.85∼0.95，取为0.9. r——螺杆端部与工件的当量摩擦半径（mm），其值视螺杆端面的结构形式而定参见根据文献[7]表查1-2-20.取r =0

φ1——螺杆端部与工件间的摩擦角φ1=0 φ2——螺旋副的当量摩擦角（。），φ2=arctg

tg2，式中φ2为螺旋副的cos摩擦角，β为螺纹牙型半角，参见文献[7]查表1-2-22。β=0 φ2=8˚32’ 根据工件受力切削 找出在加工状态中对夹紧最不利的瞬间状态，按静力平衡原理计算出理论夹紧力。最后保证夹紧可靠，再乘以安全系数作为实际夹紧力的数值。

螺旋加紧产生的夹紧力按下式计算：

wa=QL

r1tg1r2tg(2)式中：wa——单个螺旋夹紧产生的夹紧力; Q——原始作用力 L——作用力力臂

α——螺纹升角由文献[7]查表1-2-21得：α=1˚22΄

r2——螺纹中经之半；
根据文献[7]查表1-2-21得；
r2=6.675 其余符号意义与以前形同

由以上数值可以算得夹紧力如下：

wa=

QL1088.16459.740.001= =429.43N

r1tg1r2tg(2)06.675tg954"则MQ=WO·[rtgφ1+rztg(α+φ2)]=468.8[0+6.675tg9˚54΄]=500.27N 采用次加紧机构能满足要求

4.8夹具精度分析计算

⑴定位误差计算

定位误差包括基准不重合误差和基准位移误差。基准不重合误差是定位基准与设计基准不重合所引起的误差。基准位移误差是定位基准位移误差。基准位移误差又可分为由于工件定位表面不准确所引起的和由于夹具定位元件不准确所引起的两部分。工件定位表面不准确所引起的基准位移误差，对一批零件来说，就有一个尺寸分布带，其中有系统误差和随机误差。而夹具定位元件不准确所引起的基准位移误差，对于一个夹具来说是系统误差，但如果有几个夹具同时使用，则随机误差在一起，出现多峰状尺寸分布曲线。

则：定位误差（ΔD）=基准不重合误差(ΔB)+基准位移误差（ΔY） 基准不重合误差(ΔB)：

在此夹具中定位基准与设计基准重合，所以基准不重合误差为0.因此只要计算

基准位移误差。

基准位移误差；

工件以平面定位时不考虑定位副的制造误差，即ΔY=0 ⑵夹具精度计算

夹具精度计算是一个非常重要的环节，它是检验夹具是否合乎零件加工要求。利用夹具在机床上加工工件时，机床、夹具、工件、刀具等形成一个封闭的加工系统，它们之间相互联系，最后形成工件和刀具之间正确的正确位置关系，从而保证工序尺寸的要求。这些联系环节中的任何误差，都将以加工误差的形式直接影响工件的加工精度，这些误差主要有：

① 因工件在夹具中定位不准确，使工件的原始基准偏离规定位置而产生工件定位误差。

② 因夹具在机床上安装不准确，使夹具的安装面偏离规定位置而产生夹具安装误差。

③ 因刀具相对夹具位置不准确，或刀具与导向。对刀元件之间的配合间隙引起的导向或对刀误差。

④ 因机床精度、刀具制造精度和磨损，加工调整、加工变形等因素引起的与加工方法有关的加工方法误差。

这里主要考虑夹具制造与装夹误差。因为镗套存在尺寸公差，所以镗杆会有一定的偏移。

e =(H/2+h+B)Δmax∕H 式中e——刀具引偏量；

H——小镗套高度；

h——中间距离；

B——大镗套高度；

Δmax——刀具与镗套之间的最大间隙。

本夹具中，镗杆与镗套的配合选用H6/g5.可确定Δmax=0.075mm。将H=150mm，B=180mm，h=380+30=410mm。代入上面公式，可求得e=0.252mm。

上述各项误差都是按最大值计算的。实际上各项误差都不可能出现最大值，而且各项误差方向也不可能都一样。即有：

Δ0=（0.05²+0.02²+0.029²+0.01²+0.252²）½≈0.067mm 式中Δ0为与夹具有关的加工误差总和。该值小于两孔的尺寸公差，故此夹具的制造与装夹误差满足要求。

结论

本文是对蜗杆减速器速器箱体加工工艺及钻夹具的设计，主要做了以下工作：调查研究设计的原始资料，明确加工应满足的要求，收集了国内外有关技术文献，现有壳体加工零件图的设计图纸及经验总结。差速器壳体加工工艺的设计为：首先进行五面粗车到精车, 根据零件的特点,在组合机床上用车削方法加工平面,只有使机床结构简单、刚性好、加工精度高,这样才能保证零件的精度。然后进行前后面、右面各孔的粗加工、精加工。大量的钻、镗工序都分开,没有集中在同一个主轴箱完成。这是因为,钻孔与镗孔直径往往相差很大,主轴转速也就相差很大,导致主轴箱的传动链复杂和设计困难。然后针对两面钻孔设计了一套钻床夹具。本夹具采用的是“一面两销”定位方法。它的特点是：可以简便的消除工件的六个自由度，使工件获得稳定可靠的定位，有同时加工零件五个表面的可能，既能高度集中工序，又有利于提高各面上孔的位置精度。另外本设计本设计还有许多欠缺的地方，例如夹具在加紧装置设计方面针对夹紧力选用的螺旋夹紧在个方面考虑不是很全面。

致谢

经过两个多月来的专心设计，在张海军.邢志刚老师耐心、细致和极其辛苦的辅导下，我们小组设计出了一套相对完整的箱体加工（尤其是铣加工）工艺流程，完成了专用组合机床概念设计和专用夹具设计。对于本次毕业设计我感触颇多，首先该课题的工作量大大超过以往的课程设计，难度也超过我的想象，由于设计早期阶段时间没有充分利用，导致在后期阶段工作量具增，进度缓慢，在这里再次感谢两位老师的理解，让我感觉到一位良师益友的帮助对于一个处于困难时期的人是多么的重要，完成设计后我有种脱胎换骨的感觉，让我更加坚信该毕业设计课题的实用性。由于本人能力有限，设计中难免会出现诸多譬如设计思想不成熟、设计不周到、不完善以及一些错误等不足之处，还请老师给予批评指正，在这里万分感谢！

主要参考文献

[1]《 金属机械加工工艺人员手册》 上海科学技术出版社 金属机械加工工艺人员手册小组编

[2] 《金属切削机床夹具设计手册》 机械工业出版社 蒲林祥主编 [3] 《机械制造技术》 机械工业出版社 王茂元主编 [4]《机械制图》 机械工业出版社 金大鹰主编 [5] 《公差配合与测量技术基础》中国电力出版社 韩丽华主编

[6] 《机械工程材料及成型工艺基础》 机械工业出版社 张至丰主编

减速器拆装实训报告

一、实训目的 1.通过拆装，了解减速器铸造箱体的结构以及轴和齿轮的结构；

2.了解减速器轴上零件的定位和固定、轴承的类型、以及各附属零件的作用、构造和安装位置；

3.熟悉减速器的拆装和调整的方法和过程；

二、实验设备（减速器的类型） 一级蜗杆减速器或一级圆柱齿轮减速器

三、减速器主要零部件名称与作用

四、思考题

1、轴上零件是如何定位和固定的？

2、减速器中哪些零件需要润滑？如何选择润滑剂？

3、减速器中轴承的型号？

五、心得体会：
本课程以工作任务为 线索，整合相应的知识、技能，让学生在贴近生产 实际的具体情境中学习， 既符合职业教育的基本规

律，又有利于培养学生在 工作过程中分析问题和解 决问题的综合职业能力。

改变理论与实践 脱节的常规教学模式， 将理论教学体系和实 践教学体系同步展开， 两个教学过程相互穿 插、并列进行。

创建了集理论教学、实践教学、技能训练于一体的机械拆装实训室，内设常见简单机械（如缝纫机头、床头先箱等）。还有机构示教板以及实物陈列柜；
同时，充分利用校外众多企业的生产现场和校内各个实训基地作为现场教学的课堂。因此，这种教学环境为教师提供实物教学和理论联系实际的条件，为学生提供增强感性认识、增加工程意识和学用结合的环境。能在一定程度上使教学内容浅显易懂，有效地解决教师难教、学生难学的问题。

实践性教学环境篇2：减速器测绘实训总结

减速器测绘实训总结

班 级：

姓 名：

学 号：

指导教师：

二○一 二 年 六 月 十七 日

学院机电工程系

减速器测绘实习报告

一、测绘的目的及意义

1、使我们掌握零件测绘的方法和步骤；

2、了解徒手画草图的意义；

3、熟悉测绘所需工具的使用方法

4、进一步加强作图能力、提高作图速度，为今后的工作积累经验。

二、测绘基本内容和主要任务 测绘部件：减速器

1、根据装配体的复杂程度编制工作进度和计划，编组分工，准备好测绘工具及绘图用品等。

2、分组分别拆卸减速器的各组零件并做好记录

3、对拆卸下来的零件进行数据的测量

4、绘制零件草图并标注尺寸

5、重新装配

三、测绘实训的基本要求

1、爱护和保管好实习场所内的所有设备、测绘用的工具、装配体及其所有零件。

2、准确详细测量个零件的定形定位尺寸

四、零件测绘的方法和步骤

1、零件测绘，是对零件以目测的方法，徒手画出零件草图，按尺寸标注的基本要求注出所有尺寸的尺寸线、尺寸界线及箭头，然后使用量具及一定的方法进行相应尺寸的测量、在标注在零件草图中，然后对零件进行核查、修改和完善，最后完成零件工作图的绘制。

2、草图的绘制步骤：

（1）分析了解零件

（2）确定表达方案

（3）绘制零件草图

（4）对草图进行全面审核、补充、修改

五、实习心得总结

上个星期五接到李老师的通知，于是下午我们就开始了为期一周的测绘。刚开始时我先给他们分工，两个或三个人合作测量一组零件。并告诉他们一定要把所有可能出现的尺寸详细准确的测量记录出来。但是在画图的时候发现还是少一些数据，少了这些数据就没法继续画图了，于是我叫了一个组员星期一又去了一次南校测量减速器。这一次才基本上测齐了所需要的数据，在以后的学习工作中，我一定要做到做事严谨，考虑周全。

本来以为画图是一件很简单的事，每个人给他们分好工，只要他们做好自己的工作，几天我们就能画完。可事实并非如此，并不是所有的组员都能保质保量的完成任务的，所以在以后的生活中，我要根据他们自身的能力合理安排任务。还有一个致命的问题是我绘图速度太慢了，这是很致命的，所以在以后的绘图中，我必须在保证绘图质量的前提下，提高绘图速度。

通过这次测绘，我把书中的知识真正应用到实践中了，我真正的感到了“实践出真知”这句话的内涵，自己亲身实践的东西才是自己永生难忘的。我还体会到了团结互助是必不可少的，我们是一个团队，单靠一个人是无法在规定时间内保质保量的完成任务的。

篇3：主减速器实训报告单

北 京 广 播 电 视 大 学

主减速器实训报告 1 2 3篇4：减速器拆装实验报告(含练习题答案) 减 速 器 实 验 报 告

一．实验目的

1.通过拆装，了解齿轮减速器铸造箱体的结构以及轴和齿轮的结构；
2.了解减速器轴上零件的定位和固定、齿轮和轴承的润滑、密封以及各附属零件的作用、构造和安装位置；

3.熟悉减速器的拆装和调整的方法和过程；
4.培养对减速器主要零件尺寸目测和测量能力。

二．实验设备

1.二级展开式圆柱齿轮减速器 2.拆装及测量工具：扳手、游标卡尺、钢板尺、铅丝、涂料及百分表等。

三．实验记录及实验结果

四．思考题 1.轴上零件是如何定位和固定的? 答：
齿轮：中间的带键槽的是安装齿轮的，进行周向固定，通过轴肩和轴套径向固定；

轴承：轴承端盖用螺钉或箱体连接而使轴承外圈得到轴向定位；

联轴器：键槽固定，防止轴向滑动；
定位螺丝固定，定位位置。

2.滚动轴承在安装时为什么要留出轴向间隙？应如何调整？

答：
轴承一般是配对使用，安装方向相反，在轴上它有一个调节螺母，安装时留一点轴向间隙防止轴承工作时温度升高膨胀而卡死从而损坏设备。间隙的大小视负荷轻重即轴承大小而定。轴承使用一段时间后还应重新调整轴承间隙，不然会加速轴承的损坏。

3.滚动轴承的安装、调整、润滑与密封等问题

答：（1）、轴和安装轴承的外壳或轴承座，以及轴承装置中的其他受力零件必须足够的刚性，

因为这些零件的变形都要阻滞滚动体的滚动而使轴承提前破坏。

（2）、一般来说，一根轴需要两个支点，每个支点可由一个或一个以上的轴承组成，常

用的轴承配置方法有：双支点各单向固定、一支点双向固定，另一端支点游动、两端游动支承。

（3）、锥齿轮或蜗杆在装配时，通常需要进行轴向位置的调整。

（4）、轴承的配合是指内圈与轴颈及外圈与外壳孔的配合。

（5）、润滑对于滚动轴承具有重要意义，轴承中的润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，还可

以起着散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀等作用，常用的润滑方式有油

润滑及脂润滑两类。

（6）、轴承的密封装置是为了阻止灰尘、水、酸气和其他杂物进入轴承，并阻止润滑剂

流失而设置的，可分为接触式和非接触式两大类。

4.箱体的中心高度的确定应考虑哪些因素？

答：箱体中心高度决定于安装在它的内部或外部的零件和部件的尺寸和形状及其相互配

置、受力与运动情况。其次，还需达到需求刚度，满足力学性能和工艺要求。

5.减速器中哪些零件需要润滑？如何选择润滑剂？

答：
齿轮、轴承、传动轴等等。选用润滑剂时要考虑的几个主要因素：运动速度、载荷大

小、工作环境温度、摩擦副表面、周围环境、润滑装置。

6.如何选择减速器主要零件的配合与精度？如齿轮、联轴器与轴的配合，滚动轴承与轴及箱体孔的配合。

答：齿轮和联轴器与轴使用的是键连接的方式，有定心要求且是可拆连接，固采用有一定过

盈量的过渡配合，公差等级可均为it9。滚动轴承与轴需要有较高的相对转动，固采用基孔制间隙配合，轴的精度可为it8；
滚动轴承与箱体孔可采用基轴制有一定过盈量的过渡配合，孔的精度采用it9。篇5：减速器测绘实训总结

减速器测绘实训总结

班

级：

11级制造自动化与测控技术

姓

名：

赵

振 学 号：
201101704057 指导教师：
李 彩 霞

二○一 年 月 日

德州学院机电工程系

减速器测绘实习报告

一、测绘的目的及意义

1、通过测绘可以继续深入学习零件图和装配图的知识，对制图课程所学内容进行一次全面系统的复习、巩固和综合应用。

2、了解零部件的测绘程序，熟悉零部件的测绘方法，进一步培养学生的动手能力、绘图能力，以及独立分析问题和解决问题的能力。

3、能够正确贯彻执行国家标准的有关规定，运用所学的基本理论、基本技能和基本知识，绘制出符合“gb”要求的图样。

4、通过本次测绘，进一步提高徒手绘图的能力，进一步培养学生耐心、细致的工作作风和严肃认真的工作态度。

二、测绘基本内容和主要任务

测绘部件：减速器 1.绘制装配示意图一张。（每人1张） 2.绘制主要零件草图：绘制箱体、主动轴、主动齿轮、两种透盖和箱盖、从动轴、从动齿轮、两种闷盖等零件草图。（每两人一套，共10张，即每人5张） 3.绘制减速器装配图一张。（每人1张） 4.绘制主要零件工作图：绘制箱体、主动轴、主动齿轮、两种透盖和箱盖、从动轴、从动齿轮、两种闷盖等零件草图。（每两人一套，共10张，即每人5张） 5.测绘结束时，要写出机械零部件测绘实训总结，要求文字通顺，条理清楚简洁，书写工整（可用电脑打印），每人提交一份。

三、测绘实训的基本要求

1、通过对减速器的拆卸、组装、全面了解减速器的工作原理、用途、构造和各零件的主要结构、形状，弄清各零件之间的相对位置和装配连接关系。绘制图样（包括零件草图）应做到：视图选择合理、得当，内容表达完整、准确，尺寸标注清晰、齐全，字体工整，图面整洁。

2、零件图、装配图应该注写必要的技术要求。技术要求的选择要合理，可用。零件图与装配图的对应结构尺寸应一致。

四、零件测绘的方法和步骤

1、零件测绘，是对零件以目测的方法，徒手画出零件草图，按尺寸标注的基本要求注出所有尺寸的尺寸线、尺寸界线及箭头，然后使用量具及一定的方法进行相应尺寸的测量、在标注在零件草图中，然后对零件进行核查、修改和完善，最后完成零件工作图的绘制。

2、草图的绘制步骤：

（1）分析了解零件

（2）确定表达方案

（3）绘制零件草图

（4）对草图进行全面审核、补充、修改

五、实习心得总结

测绘实习是我们机械专业的一个重要实践环节。学校把实习作为一个重要的学习环节，其目的在于通过此次实习使我们获得基本的感性知识，理论联系实际，扩大知识面;同时实习又是锻炼和培养学生能力及素质的重要渠道，培养学生具有认真的精神，培养我们初步担任技术工作的能力，这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。

长达一周的机械制图测绘终于结束了，从初期的南校工程测试中心测量单级人字齿圆柱齿轮减速器所有尺寸数据，到绘制草图、标记数据，到最终的装配图绘制，我们经历了很多，期间有苦有累，有困难有快乐，但我们在这期间不断成长，以前觉得书本上很空洞的东西现在清楚明了了许多，我真正的感到了“实践出真知”这句话的内涵，自己亲身实践的东西是自己永生难忘的。

在为期一周的机械制图测绘中，我们一个小组的人员每天都早早起床去图书室绘图，一绘就是几个小时，每晚大约九点钟才回到寝室。几天下来我们都感觉很累，但我们仍乐在其中。

制图测绘期间我的出勤率为100%，测绘中自己做到了独立认真，仔细地绘图。在遇到问题时和同组同学互相讨论，或请教其他懂的同学。通过对齿轮轴的绘制使我掌握了零件绘制的基本方法和步骤，学会了一些常用工具的使用方法，能够 根据测量数据准确画出零件图形，使我进一步加深了对《机械制图》书中有关知识的认识，进一步提高了自己的机械制图文学素养，能够在图纸上更加正确合理地表达出零件图形。通过此次测绘更重要的是使自己所学的理论知识运用到了实践，使抽象的知识形象生动化。达到了学以致用的目的。

在绘图过程中自己主要存在以下几方面的问题：（1）、对于结构比较复杂的零件三视图难以准确绘出。（2）、有些零件的微小细节容易漏画。（3）、对一些零件数据的计算公式记得还不太熟练。通过此次测绘实习使我领悟到，在今后的学习中一定要打好基础知识根基，加强动手能力和实践能力。

机械设计大作业

轴系设计报告

02015732 曾祥

东南大学机械工程学院

指导老师：钱瑞明 2017.11.16

东南大学机械工程学院 曾祥

目录

减速器中间轴的设计 ............................................................................................................2

一、

二、

三、 轴系基本尺寸的设计计算 ...............................................................................2 减速器中间轴的绘制 .......................................................................................8 心得体会 .......................................................................................................18

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

减速器中间轴的设计

一、轴系基本尺寸的设计计算

1.选择轴的材料

由题意轴的材料为45调质钢,查表19.1,硬度为217~255 HBS,对称循环弯曲许用应力[σ-1]=180Mpa。

2.初步计算轴径

根据式（19.3），查表19.3，A取115，得

dminA3P20115346.6mm n300因为轴上开有两个键槽，直径增大10%~15%，轴的直径为52mm，为了更好的选取合适的轴承，轴的直径取55mm。

3.轴的机构设计

1) 拟定轴上齿轮、轴承、轴承盖等零件的装配方向、顺序和相互关系，轴上零件的布置方案如图一所示。

2) 轴上零件的定位和轴的主要尺寸的确定参见图一（第8页） a) 最小轴径为两端安放轴承的部位，初步选定30211圆锥滚子轴承面对面布置，其尺寸dDB为55mm100mm21mm，即两端与轴承配合的轴径为55mm。左端轴承采用端盖轴套轴向定位，配合轴段长度l125mm，右侧轴承采用轴套端盖轴向定位。

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

取齿轮2安装段直径dg158mm，配合选b)

H7，配合轴段长度应该比齿轮2略宽，取r6l298mm，为了便于安装，左侧端面采用锥面导向结构，齿轮2右侧和齿轮3左侧通过轴肩轴向定位固定，齿轮3安装段直径同样选dg258mm，配合选

H7，配合轴段r6长度应该比齿轮3略宽，取l3118mm，为了便于安装，左侧端面采用锥面导向结构，由题目要求轴肩宽20mm，轴肩高度hc)

0.07d，取h6mm，轴环直径dr67mm

齿轮2距箱体内壁20mm，，左侧轴承距箱体内壁5mm，则轴套1长25mm。齿轮3距箱体内壁15mm，右侧轴承距箱体内壁5mm，则轴套2长20mm。

d) 齿轮

2、3轴向定位采用平键，查GB/T 1095-2003，其尺寸分别为16mm10mm90mm、16mm10mm110mm

e) 3) 轴承盖总厚取42mm。

轴结构的工艺性

取轴端倒角为245,按规定确定各轴肩的圆角半径，键槽位于同一轴线。

4.按弯扭合成校检轴的强度

1) 中间轴转矩的计算

2) T2T39.55106P/n=9.5510620/300636666.67Nmm

画出轴空间受力简图（图2a）将轴上的力分解为垂直面（图b）和水平面受力（图c），集中力取齿轮的中点和圆锥滚子轴承中心垂线与轴的交点。

3) 轴上受力分析

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

Fr2Ft2Fa2l1l2Fa3Ft3Fr3l3

图 2a

Fr2Fa2FvaFa3Fr3Fvb

图 2b 70414.86Nmm64912.85Nmm3795.27Nmm93273.32Nmm

图2c

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

Ft2FhaFt3Fhb

图2d 15991.63Nmm430026.93Nmm

图2e 齿轮2的圆周力

Ft22T22T22636666.673001.22N d2z2mn2/cos2835/cos12齿轮2的径向力

tanntan20Fr2Ft23001.221116.76N cos2cos12齿轮的轴向力

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

Fa2Ft2tan23001.22tan12637.93N

齿轮3的圆周力

Ft32T22T22636666.678406.28N d3z3mn3/cos3256/cos8齿轮2的径向力

tanntan20Fr3Ft38406.283089.70N cos3cos8齿轮的轴向力

Fa3Ft3tan38406.28tan81181.43N

4) 计算作用于轴上的支反力 水平面支反力

FhbFt2l1Ft3(l1l2)5196.70Nmm l1l2l3FhaFt2Ft3Fhb208.36Nmm

垂直面反力

Fr2(l2l3)Fa2d2d3Fa3Fr3l322l1l2l3Fva845.77Nmm

FvbFr2Fr3Fva1127.17Nmm

5) 计算轴的弯矩，并画出弯矩图 齿轮2中心水平面处弯矩为

MHg2l1Fha76.75208.3615991.63Nmm

齿轮2中心垂直面处弯矩为（最大）

d2835】76.75845.77【637.93】22cos12

-64912.85Nmm【70414.86】Mvg2l1Fva【Fa2齿轮3中心水平面处弯矩为

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

MHg3l3Fhb82.755196.70430026.93Nmm

齿轮3中心垂直面处弯矩为（最大）

d3256】82.751127.17【1181.43】 22cos8-93273.32Nmm【3795.27】Mvg3l3Fvb【Fa36) 分别画出垂直面水平面的弯矩图（图c、e）；
求两处合成弯矩（两者方向遵循矢量叠加原理，在此只需要大小，方向不予计算给出）

Mg2Mvg22MHg2272207.93NmmMg3Mvg32MHg32440026.22Nmm

7) 8) 画扭矩图（图f） 校核轴的强度

只校核危险截面（承受最大弯矩和扭矩的截面）和轴径较小的截面。轴单向转动，转矩为脉动循环，取0.7，实心轴取0，考虑键槽影响，d乘以0.875，，则有

Mg32(T)2440026.222(0.7636666.67)2c47.91MPa0.1d30.1(0.87558)3

故轴安全。

9) 轴承寿命计算 圆锥滚子轴承

1Fr1Fva2Fha2871.06N Fr2Fvb2Fhb25317.54N

FAFa3Fa2543.5N查表17.7，e1.5tan

1.5tan150.402，查表17.5，Y1.49

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

Fs1Fr1292.30N 2YFr21784.41N2Y Fs2Fa1FAFs22327.91N Fa2Fs21784.41N

e1.5tan1.5tan150.402,Fa1X10.40,Y11.49;X21,Y20P1fp(X1Fr1Y1Fa1)1.1(0.40871.061.492327.91)4198.71NFr12.67e,Fa2Fr20.34e

P2fp(X2Fr2Y2Fa2)1.1(0.405317.5401784.41)2339.72N

查GB/T 297-1994， 30211的Cr=90.8kN,则

16670C10L10h()31.57106h

nP

1二、减速器中间轴的绘制

中间轴2D、3D图绘制如下

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

图3

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

图 1

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

图4 轴3D俯视图

图5轴3D左视图

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

图 6 轴3D正视图

图7

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

轴3D装配图

图8

轴装配3D主视图

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

图9

轴装配3D左视图

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

图10

轴装配3D俯视图

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

图11

轴装配3D轴测图

减速器中间轴设计

东南大学机械工程学院 曾祥

三、心得体会

经过一个多月的设计绘图，我终于把减速器中间轴画好。其中碰到很多困难，比如solidworks不会用，轴上零件定位固定装置的选用问题。设计环节遇到问题时，我通过参考教材p406例题以及参考资料一步步地解决。技术上遇到问题，通过借阅相关书籍熟练掌握了solidworks的基本用法。

轴的设计是综合性很强的一个项目，不仅仅要考虑轴的长度，还要考虑轴上零件定位固定、轴的强度、轴承的选用及寿命。运算量最大的部分就是通过弯扭合成检验轴的强度，弯矩图、扭矩图、强度理论这些都是材料力学的重要知识，在计算遇到困难时我会查询材料力学相关资料来完成扭矩图弯矩图的绘制，最后完成轴强度的校验。在参考课本上例题计算弯矩时，发现了例题上一个不太精确的取值。P406例题19.1选用7211C滚动轴承，属于角接触轴承，接触角为15，但是在计算轴承跨距时忽略了接触角的影响，直接把滚子中心坐垂线与轴线交点作为受力中心，精度不高的情况下可以这样做，但是为了提高计算精度，我选用圆柱滚子轴承30211，采用面对面布置并且考虑接触角的影响，减小了误差。

这次设计任务提高了我对轴承代号、选用和寿命的计算的能力，熟悉了轴的设计和强度校核，同时学会了solidworks的简单应用，不仅为期末考试减少了复习任务，还提高了机械设计的能力。

减速器中间轴设计

减速器拆装实验指导书

1.实验目的

（1）了解减速器的整体结构及工作要求

（2）了解减速器的箱体零件、轴、齿轮等主要零件的结构及加工工艺

（3）了解减速器主要部件及整机的装配工艺

（4）了解齿轮、轴承的润滑、冷却及密封

（5）通过自己动手拆装，了解轴承及轴上零件的调整、固定方法、及消除和防止零件间发生干涉的方法

2.实验要求

实验前必须预习实验指导书及课程设计指导书，初步了解减速器的基本结构。多提出实际问题，以便在实验中加以解决。

3.实验设备及工具

（1）Ⅰ级,Ⅱ级圆柱齿轮减速器

（2）活动扳手、螺丝刀、木锤、钢板尺等工具

4.实验方法

首先由指导老师对减速器现场进行结构分析、介绍，并对主要零,部件的结构及加工工艺过程进行分析、讲解及介绍；
再由学生们分组进行拆装。指导老师解答学生们提出的各种问题。在拆装过程中学生们进一步观察了解减速器的各零、部件的结构、相互间配合的性质；
零件的精度要求、定位尺寸、装配关系及齿轮、轴承润滑、冷却的方式及润滑系统的结构和布置；
输出、输入轴与箱体间的密封装置及轴承工作间隙调整方法及结构等。

5.减速器拆装步骤

（1）观察外形及外部结构

（2）拆卸箱盖

（3）观察减速器内部各零部件的结构和布置

（4）从箱体中取出各传动轴部件

（5）装配

（6）清点好工具，擦净后交还指导老师验收

6.撰写实验报告

2013.11.26

课程设计开题报告

题目：二级圆柱齿轮减速器设计

姓名：
学号：
专业年级：

指导教师：

二○一四年十月七日

一、选题的依据及意义：

随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们对产品的需求是多样化的，这就决定了未来的生产方式趋向多品种、小批量。在各行各业中十分广泛地使用着齿轮减速器，它是一种不可缺少的机械传动装置.它是机械设备的重要组成部分和核心部件。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。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，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，推动了中国装配制造业发展。

圆柱齿轮减速器是一种使用非常广泛的机械传动装置。减速器是用于原动机与工作机之间的独立的传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要。在现代机械中应用极为广泛，具有品种多、批量小、更新换代快的特点。目前生产的各种类型的减速器还存在着体积大、重量重、承载能力低、成本高和使用寿命短等问题，与国外先进产品相比还有较大的差距。对减速器进行优化设计，选择最佳参数是提高承载能力、减轻重量和降低成本等各项指标的一种重要途径。

目的：
通过设计熟悉机器的具体操作，增强感性认识和社会适应能力，进一步巩固、深化已学过的理论知识，提高综合运用所学知识发现问题、解决问题的能力。学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。对所学技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。学会利用多种手段(工具)解决问题，如：在本设计中可选择CAD等制图工具。了解减速器内部齿轮间的传动关系。

意义：
通过设计，培养学生理论联系实际的工作作风，提高分析问题、解决问题的独立工作能力；
通过实习，加深学生对专业的理解和认识，为进一步开拓专业知识创造条件，锻炼动手动脑能力，通过实践运用巩固了所学知识，加深了解其基本原理

二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）：

1、国外减速器技术发展简况

齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。

国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。最近报导，日本住友重工研制的FA型高精度减速器，美国Alan-Newton公司研制的X-Y式减速器，在传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。

目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。

2、国内减速器技术发展简况

国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。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"内平动齿轮减速器"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

三、研究内容及实验方案：

研究内容：

1.采用复合形法，以体积最小为目标进行减速器优化设计；

2.与常规设计结果进行比较分析；

3.绘制减速器装配图及主要零件图。

实验方案：

1.收集有关资料写开题报告

2.以减速器体积最小为目标函数建立优化设计的数学模型

3．采用复合型法编写优化设计程序、计算

4.计算减速器各项尺寸，并进行结果分析

5.运用OUT-CAD绘制减速器装配图及主要零件图

6.撰写设计总结

四、目标、主要特色及工作进度

目标：本课题以减速器体积最小为目标函数，设计减速器的最优参数， 绘制减速器装配图及主要零件图。

主要特色：减速器体积小，重量轻，承载能力提高，降低成本 工作安排：

1.收集资料、开题报告、外文翻译

2.建立优化设计的数学模型

3．编写优化设计程序、计算

4.减速器常规设计计算、结果分析

5.绘制减速器装配图及主要零件图

6.撰写设计总结

7.答辩准备及论文答辩

五、预期结果

1、一份减速器设计任务书；

2、一减速器设计说明说；

3、一张减速器装配图；

六、参考文献

【1】璞良贵，纪名刚主编.机械设计.第八版.北京：高等教育出版社

【2】唐增宝 常建娥主编.机械设计课程设计.第4版武汉：华中科技大学出版社 【3】孙靖民主编.机械优化设计.第三版.北京：机械工业出版社 【4】王昆等主编.机械设计课程设计手册.北京：机械工业出版社 【5】杨黎明主编.机械零件设计手册.北京：国防工业出版社

一,实验目的

了解和熟悉各种减速器的结构,分析减速器中各零件的作用及装配关系.测定减速器

的主要参数和精度,培养和提高机械结构的设计能力.

二,实验设备与原理

实验设备主要包括单级圆柱齿轮减速器,二级展开式圆锥-圆柱齿轮减速器,一级蜗杆

蜗轮减速器等实物模型.

拆装和测量的工具主要有扳手,钢板尺,木棰,起子,内外卡钳,卡尺等.

三,实验要求

1,按照正确的顺序拆开减速器和轴系,分析减速器中各个零件的功用; 2熟练掌握减

速器的拆装方法 。四,实验步骤

1,仔细观察减速器外面各部分的结构,分析思考以下问题:判断传动方式,级数,输入,

输出轴;了解铸造箱体结构,如何才能保证箱体支撑具有足够的刚度;轴承座两侧的

上下箱体联接螺栓应如何布置,支撑该螺栓的凸台高度应该如何确定 。

2,用扳手拆下观察孔的盖板,观察观察孔的位置是否恰当,大小是否合适.

3,拧下箱盖和箱座联接螺栓以及轴承端盖螺钉,拔出定位销,借助起盖螺钉打开箱盖.

4,分析轴系结构:测量各段尺寸,了解轴的各部分结构作用;了解轴承的组合结构以及

轴承的拆装,固定和轴向间隙的调整,了解轴承的润滑方式和密封装置.分析轴承是如

何进行润滑的；

在什么条件下滚动轴承的内圈要用挡油环；

其作用原理,构造和

安装位置如何 ；
如果箱座结合面上有油沟,则箱盖应该采取什么样的结构才能使箱

盖上的油进入油沟 ；
为了使润滑油经油沟后能进入轴承,则轴承盖的结构应该如何

设计。

5,测定减速器的主要参数。

6,测量箱座上、下凸缘的宽度和厚度、箱壁厚度.

7,测量齿轮端面与箱体内壁的距离;大齿轮的顶圆与箱体内壁之间的距离;轴承内端

面到箱体内壁之间的距离.

8,将减速器还原.按照先内部后外部的合理顺序进行;装配轴套和滚动轴承时应该注

意方向等.五、注意事项：正确的安装，使用和维护减速器，是保证机械设备正常运行的重要环节。

因此，

在安装减速器时，要严格按照下面的安装使用相关事项，认真地装配和使用。

第一步是安装前确认电机和减速器是否完好无损，并且严格检查电机与减速器相

连接的各部位尺寸是否匹配，这里是电机的定位凸台、输入轴与减速器凹槽等尺

寸及配合公差。

第二步是旋下减速器法兰外侧防尘孔上的螺钉，调整夹紧环使其侧孔与防尘孔对

齐，插入内六角旋紧。之后，取走电机轴键。

第三步是将电机与减速器自然连接。连接时必须保证减速器输出轴与电机输入轴

同心度一致，且二者外侧法兰平行。如同心度不一致，会导致电机轴折断或减速

机齿轮磨损。

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