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摘要:文章主要分析常规减速机设计制造要点,通过分析减速机主要零件技术要求,阐述减速机设备零件的加工、配置,分析减速机齿轮的加工、轴与轴齿轮轴颈的加工等,通过具体分析,阐述减速机的装配工作要点。文章阐述的减速机是国内常见的常规减速机,该减速机在设计制造当中的要点分析,可以更好普及机械设备的知识。
关键词:常规;减速机;设计;制造
当前我国格外重视常规减速机的设计制造,因此针对内部结构设计进行了全方位优化设计,方便强化常规减速机的运用质量。在这种情况下设计人员必须掌握好常规减速机的设计要点、制造需求,从而不断提高设计水平,避免在使用过程中存在安全隐患。
1.常规减速机在设计过程中对技术零件的要求
①箱盖、箱体,在这两者的设计当中,技术要求可以大致分为几种:首先焊接工作完成之后需要消除结构当中的存在的应力避免后期出现问题,而在这个环节技术人员需要开展盛水实验,该实验的时间必须保持在120min之内;如果在该操作期间,没有发生任何泄露现象就证明焊接质量达标;其次,工作人员需要在箱盖与箱体之间喷丸,在这个过程中,整个环节需要消耗六个小时完成。技术人员在这个过程中必须严格按照标准进行,而且在箱盖、箱体上面涂抹油漆等待冷却;第三,当箱体与箱盖两者结合之后,在箱体的结合位置处进行打磨,同时在此基础上进行下一步的工作。这里需要注意如果不拔出螺钉,工作人员就应该运用塞尺测量计算,而测量位置不应该大于三分之一的削磨结合面。②齿轮设计,在齿轮的设计与加工当中,齿面、调质两者都需要进行预热处理,而齿轮的硬化深度应该尽量保持在2.5mm的范围内。工作人员在此基础上磨削两者,磨削一定要保证均匀有效合理。最后技术人员还需要使用专门的设备进行探伤检测,避免生产过程存在质量隐患。齿轮在检查的时候,精度必须达到六度以上[1]。
以齿轮设计为例:
(1)选择齿轮类型、精度、材料、齿数
首先根据情况选小齿轮材料,调质为40CR,硬度为260HBS,大齿轮材料调质为45钢,硬度为220HBS,两者之间存在的材料硬度差为40HBS,精度等级为7。选择最小的齿轮数量:Z1=20 ,大齿轮数量为Z2,Z2 =i2Z1 =4.88x20=97.6,通过计算得到Z2=98.
2 根据齿轮接触面强度进行计算,通过运用计算共识,计算得到试选荷载系数、小齿轮传递系数、弹性影响系数,根据齿面硬度计算,得到小齿轮的接触疲劳强度极限为600MPA,大齿轮接触疲劳强度极限为550MPA,通过运用共识计算得到接触疲劳系数,结算接触疲劳许用应力大小,分别得到552MPA、533。2MPA。
3 计算小齿轮的分度圆直径,计算圆周速度、通过计算得到齿宽、齿高。计算荷载系数,其中圆周速度V=3.25m/s,精度为7级。
2.减速机零件加工要点
在减速机的加工过程中存在诸多影响因素,其中大部分因素都会对制造精度造成影响,该影响主要分为四个方面,分别是减速机制造精度、减速机连接轴制造精度、减速机箱体制造精度、减速机组件装配精度。在具体的设计当中我们需要掌握这几点要素,从而达到控制精度的要求,对此我们可以选择如下方式来控制精度:
2.1 齿轮加工设计
减速机的运行需要齿轮作为支撑,齿轮加工精度非常重要。工作人员在完成粗滚、精滚之后,还需要适当的开展磨齿加工工作。在实际设计当中结合技术成本等方面的因素,在具体设计过程中建议使用德国的磨齿机,或者是德产的综合检测设备,能够强化齿轮的加工精度,保证精度可以达到五级以上。在齿轮加工当中为减少齿轮精度不符合带来的误差,在必要的时候磨齿可以和测量一起进行,在具体设计当中可以参照具体参数数据来调整[2]。
为保证齿轮设计无误差,使用测量与磨齿加工的方式近现设计,根据设计参数来进行设计。齿轮粗磨齿轮,等见光之后,卸下齿轮,检测齿轮性能,得到具体参数,根据参数进行适当调整。在完成调整之后在齿轮机床上进行半加工精磨、找正,之后拿下机床来进行检测。在加工的时候可以反复重复上述步骤,直到设计满足要求为止。
2.2 轴齿轮、轴颈、轴的加工要点
在具体加工当中需要做好轴齿轮、轴颈、轴的加工工作,才可以保证减速机质量。在实际设计的过程中设计人员应该结合设计图纸当中的设计方案进行操作,比如表面粗糙度、精度要求在设计上存在一定误差,当对精度有要求的情况下,使用外圆磨削的方式进行设计,就可以达到设计要求。在实际发展过程中也需要根据实际需求进行,比如上述案例当中对齿轮的设计。其中需要注意的重点是多数轴颈无法第一次打磨完成,因此只有反复加工才可以实现,从而确保达到相关的标准。
2.3 箱体加工
箱体的制造、设计都可以与锻焊结构相联系。箱体是通过锻件结构组成轴孔,其余部件均由钢板焊接完成。在这个过程中镗轴孔是最主要的部分,也是设计人员在具体设计过程中重点设计的部分。轴孔的跨距不应该大于500MM,这是针对部分箱体而言,基本上都是凭借工作人员的工作经验找到对应的轴孔位置,同时利用设备与工作撞出轴孔,从而进行设计,保证箱体的质量。针对箱体找正之后,从一侧伸刀镗出两轴孔,但是该行为会导致另外一个轴孔变形,为控制变形现象的出现,则在镗孔的时候就进行中间检测,分别粗镗各个轴孔、两轴孔的参数是否合理对应,要求误差在设计图纸存在的范围内。如果超出范围之后,可以根据所测定的数值来调整机床刀具运行情况,比如进刀量、吃刀深度;调整之后在进行加工、检测,直到整个环节符合图纸要求之后,再次精加工镗轴孔,达到图纸设计要求。
2.4 减速机的装配
从实际发展情况来看减速機的装配质量会直接影响减速机的最终运用质量,这是设计工序当中的最后一道流程。零件加工一旦完毕,其中如果存在比较明显的误差累积,就会对机械设备的运行造成不良影响。当出现这种情况之后,很难找到合理的对策解决。因此装配减速机的时候需要及时消除存在的误差,对于尚未发现可能存在的误差,应该提前检验,避免出现质量问题。
3.检测与注意事项
首先做好准备工作的检查,在装配减速机之前需要做好各项准备工作,清理现场存在的杂物、油污、切削、锈斑等,倒钝锐边、尖边等;清除加工当中存在的焊点与焊快,清除其中存在的残留部分;同时检测零件配件的尺寸大小,从而满足对图纸的设计要求。
其次在压装环节,需要检查尺寸,进行圆滑、修正、导向。为方便轴压入,引入端应该提前具备好导向环节。如果在设计图纸当中没有具体的要求,则可以按照1:50的锥度进行制作。在压装之前配键,根据轴、齿轮来装配键槽,在事先准备好键。齿轮键槽的两侧应该按照均匀接触的原则,在保证外力较少的情况下保证串动即可。在正式压装之前,充分保证图纸设计良好,装配是按照设计图纸要求完成,齿轮尽可能接近基准面一侧,完成这些步骤之后就可以进行压装。压入轴与齿轮的时候齿轮断面会受力、但是齿轮缘不能受力,这是为了避免出现齿轮变形的情况。
最后,装配轴承,在确定轴承型号、商标之后,装配前必须技术监测径向游隙,再次监测轴孔、轴承的孔径情况,修磨轴的圆角、台肩。在装配的过程中,轴承座性能良好,轴承盖、轴承外圈等都满足设计要求。
压装工作中工作人员必须严格检查各个内部零件,对于存在瑕疵的构件,需要及时处理,比如可以选择圆滑、修正处理方便压入的构件,就应该及时进行。
结束语:
综上,常规减速机在具体设计当中应以满足行业规定、机械设备需求为标准。随着社会经济快速发展,当前各个领域运用减速机的范围越来越广,在这种情况下技术人员应该加强研究分析,确保其性能得到有效发挥。
参考文献
[1]李献超. 工业生产中减速机常见故障与影响承载因素分析[J]. 汽车世界, 2019, 000(023):P.1-1.
[2]潘耀梅. 自动化机械设备研发设计及制造的要点分析[J]. 商品与质量, 2020, 000(007):100.
南京安纳德机电设备有限公司 南京 210000
关键词:常规;减速机;设计;制造
当前我国格外重视常规减速机的设计制造,因此针对内部结构设计进行了全方位优化设计,方便强化常规减速机的运用质量。在这种情况下设计人员必须掌握好常规减速机的设计要点、制造需求,从而不断提高设计水平,避免在使用过程中存在安全隐患。
1.常规减速机在设计过程中对技术零件的要求
①箱盖、箱体,在这两者的设计当中,技术要求可以大致分为几种:首先焊接工作完成之后需要消除结构当中的存在的应力避免后期出现问题,而在这个环节技术人员需要开展盛水实验,该实验的时间必须保持在120min之内;如果在该操作期间,没有发生任何泄露现象就证明焊接质量达标;其次,工作人员需要在箱盖与箱体之间喷丸,在这个过程中,整个环节需要消耗六个小时完成。技术人员在这个过程中必须严格按照标准进行,而且在箱盖、箱体上面涂抹油漆等待冷却;第三,当箱体与箱盖两者结合之后,在箱体的结合位置处进行打磨,同时在此基础上进行下一步的工作。这里需要注意如果不拔出螺钉,工作人员就应该运用塞尺测量计算,而测量位置不应该大于三分之一的削磨结合面。②齿轮设计,在齿轮的设计与加工当中,齿面、调质两者都需要进行预热处理,而齿轮的硬化深度应该尽量保持在2.5mm的范围内。工作人员在此基础上磨削两者,磨削一定要保证均匀有效合理。最后技术人员还需要使用专门的设备进行探伤检测,避免生产过程存在质量隐患。齿轮在检查的时候,精度必须达到六度以上[1]。
以齿轮设计为例:
(1)选择齿轮类型、精度、材料、齿数
首先根据情况选小齿轮材料,调质为40CR,硬度为260HBS,大齿轮材料调质为45钢,硬度为220HBS,两者之间存在的材料硬度差为40HBS,精度等级为7。选择最小的齿轮数量:Z1=20 ,大齿轮数量为Z2,Z2 =i2Z1 =4.88x20=97.6,通过计算得到Z2=98.
2 根据齿轮接触面强度进行计算,通过运用计算共识,计算得到试选荷载系数、小齿轮传递系数、弹性影响系数,根据齿面硬度计算,得到小齿轮的接触疲劳强度极限为600MPA,大齿轮接触疲劳强度极限为550MPA,通过运用共识计算得到接触疲劳系数,结算接触疲劳许用应力大小,分别得到552MPA、533。2MPA。
3 计算小齿轮的分度圆直径,计算圆周速度、通过计算得到齿宽、齿高。计算荷载系数,其中圆周速度V=3.25m/s,精度为7级。
2.减速机零件加工要点
在减速机的加工过程中存在诸多影响因素,其中大部分因素都会对制造精度造成影响,该影响主要分为四个方面,分别是减速机制造精度、减速机连接轴制造精度、减速机箱体制造精度、减速机组件装配精度。在具体的设计当中我们需要掌握这几点要素,从而达到控制精度的要求,对此我们可以选择如下方式来控制精度:
2.1 齿轮加工设计
减速机的运行需要齿轮作为支撑,齿轮加工精度非常重要。工作人员在完成粗滚、精滚之后,还需要适当的开展磨齿加工工作。在实际设计当中结合技术成本等方面的因素,在具体设计过程中建议使用德国的磨齿机,或者是德产的综合检测设备,能够强化齿轮的加工精度,保证精度可以达到五级以上。在齿轮加工当中为减少齿轮精度不符合带来的误差,在必要的时候磨齿可以和测量一起进行,在具体设计当中可以参照具体参数数据来调整[2]。
为保证齿轮设计无误差,使用测量与磨齿加工的方式近现设计,根据设计参数来进行设计。齿轮粗磨齿轮,等见光之后,卸下齿轮,检测齿轮性能,得到具体参数,根据参数进行适当调整。在完成调整之后在齿轮机床上进行半加工精磨、找正,之后拿下机床来进行检测。在加工的时候可以反复重复上述步骤,直到设计满足要求为止。
2.2 轴齿轮、轴颈、轴的加工要点
在具体加工当中需要做好轴齿轮、轴颈、轴的加工工作,才可以保证减速机质量。在实际设计的过程中设计人员应该结合设计图纸当中的设计方案进行操作,比如表面粗糙度、精度要求在设计上存在一定误差,当对精度有要求的情况下,使用外圆磨削的方式进行设计,就可以达到设计要求。在实际发展过程中也需要根据实际需求进行,比如上述案例当中对齿轮的设计。其中需要注意的重点是多数轴颈无法第一次打磨完成,因此只有反复加工才可以实现,从而确保达到相关的标准。
2.3 箱体加工
箱体的制造、设计都可以与锻焊结构相联系。箱体是通过锻件结构组成轴孔,其余部件均由钢板焊接完成。在这个过程中镗轴孔是最主要的部分,也是设计人员在具体设计过程中重点设计的部分。轴孔的跨距不应该大于500MM,这是针对部分箱体而言,基本上都是凭借工作人员的工作经验找到对应的轴孔位置,同时利用设备与工作撞出轴孔,从而进行设计,保证箱体的质量。针对箱体找正之后,从一侧伸刀镗出两轴孔,但是该行为会导致另外一个轴孔变形,为控制变形现象的出现,则在镗孔的时候就进行中间检测,分别粗镗各个轴孔、两轴孔的参数是否合理对应,要求误差在设计图纸存在的范围内。如果超出范围之后,可以根据所测定的数值来调整机床刀具运行情况,比如进刀量、吃刀深度;调整之后在进行加工、检测,直到整个环节符合图纸要求之后,再次精加工镗轴孔,达到图纸设计要求。
2.4 减速机的装配
从实际发展情况来看减速機的装配质量会直接影响减速机的最终运用质量,这是设计工序当中的最后一道流程。零件加工一旦完毕,其中如果存在比较明显的误差累积,就会对机械设备的运行造成不良影响。当出现这种情况之后,很难找到合理的对策解决。因此装配减速机的时候需要及时消除存在的误差,对于尚未发现可能存在的误差,应该提前检验,避免出现质量问题。
3.检测与注意事项
首先做好准备工作的检查,在装配减速机之前需要做好各项准备工作,清理现场存在的杂物、油污、切削、锈斑等,倒钝锐边、尖边等;清除加工当中存在的焊点与焊快,清除其中存在的残留部分;同时检测零件配件的尺寸大小,从而满足对图纸的设计要求。
其次在压装环节,需要检查尺寸,进行圆滑、修正、导向。为方便轴压入,引入端应该提前具备好导向环节。如果在设计图纸当中没有具体的要求,则可以按照1:50的锥度进行制作。在压装之前配键,根据轴、齿轮来装配键槽,在事先准备好键。齿轮键槽的两侧应该按照均匀接触的原则,在保证外力较少的情况下保证串动即可。在正式压装之前,充分保证图纸设计良好,装配是按照设计图纸要求完成,齿轮尽可能接近基准面一侧,完成这些步骤之后就可以进行压装。压入轴与齿轮的时候齿轮断面会受力、但是齿轮缘不能受力,这是为了避免出现齿轮变形的情况。
最后,装配轴承,在确定轴承型号、商标之后,装配前必须技术监测径向游隙,再次监测轴孔、轴承的孔径情况,修磨轴的圆角、台肩。在装配的过程中,轴承座性能良好,轴承盖、轴承外圈等都满足设计要求。
压装工作中工作人员必须严格检查各个内部零件,对于存在瑕疵的构件,需要及时处理,比如可以选择圆滑、修正处理方便压入的构件,就应该及时进行。
结束语:
综上,常规减速机在具体设计当中应以满足行业规定、机械设备需求为标准。随着社会经济快速发展,当前各个领域运用减速机的范围越来越广,在这种情况下技术人员应该加强研究分析,确保其性能得到有效发挥。
参考文献
[1]李献超. 工业生产中减速机常见故障与影响承载因素分析[J]. 汽车世界, 2019, 000(023):P.1-1.
[2]潘耀梅. 自动化机械设备研发设计及制造的要点分析[J]. 商品与质量, 2020, 000(007):100.
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