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1、第 1 页（共 31 页）前 言近年来，减速器的主要结构 在生产实际中，标准减速器不可能完全满足机械设备的各种功能要求，故常需要自行设计非标准减速器。非标准减速器有通用减速器和专用减速器两种。课程设计中所设计减速器为非标准通用减速器。一级蜗杆传动减速器的结构，它主要由齿轮（或蜗杆）、轴、轴承、箱体等组成。数控机床及相关技术得到了飞速发展，在柔性、精确性、可靠性、集成性和宜人性各方面功能越来越完善，已成为现代先进制造业的基础。数控加工是机械制造中的先进加工技术，是一种高效率、高精度与高柔性特点的自动化加工方法。数控加工技术可有效解决复杂、精密、小批多变零件的加工问题，充分适应了现代化生产的需要。
2、 目前，减速器是机械传动的重要组成部分，应用范围涉及国民经济的各个领域，是品种多、量大面广的通用基础部件之一。减速器在我国基本实现专业化生产，标准化的程度也较高，目前已有数十种减速器制定为行业标准，少数制定为国家标准，为用户选用和专业化生产提供了良好的条件。速器标准不断修订、更新，在现有的设计手册中有关减速器的内容有一定局限，不少内容已陈旧过时，难以解决生产、选用减速器的全面需要。为了弥补这方面的不足，编撰本书旨在提供给读者以最新、最全面的已标准化的减速器选用技术资料。蜗杆传动通常用于减速装置。本文重点编写了各个加工部分的切削用量的计算，各个工序的划分，这有便于加工工艺的编写。在本文最后一章编
3、写工艺卡片中，运用上一章的参数计算，进一步明细了工序及加工工艺流程。也作为本课题加工工艺部分的结束。随着机器功率的提高，近年来出现了多种新型的蜗杆传动,效率低的缺点正在逐步改善。 第 2 页（共 31 页）1 设计的新知识11 减速器在国内外的状况1. 国内减速器生产状况简介（1）技术上：起步晚，60年代生产、设计技术采用的是前苏联3040年代的技术， “七五”期间，国家投入大量财力、物力研制新型减速器，要求达到国外80年代的水平，其标志是硬齿面齿轮减速器，目前以过渡系列为主，既中硬齿面减速器。 （2）生产上：主要以大、中型生产厂家生产为主。1978年约年产25万台，目前年产约为50万台。（3
4、）品种上： 50年代为16个系列，目前，有24个基本型，55个系列，绝大多数为硬齿面。 国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主。（4）材料上：品质和工艺水平上还有许多弱点。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。 2.国外发展概况 国外减速器现状? 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。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
5、。蜗杆传动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。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，都为目前先进的蜗杆传动减速器。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第 3 页（共 31 页）展。因此，要不断改进材料品质、提高工艺水平 12 市场现今需求情况1.市场范围:蜗杆传动减速器是经鉴定具有国内外先进水平的高新技术产品，由于研究深入、技术成熟、且本身性能先进、容易掌握
6、制造。因此，凡是应用的都取得良好的效果，在整个冶金工业、造船工业、石油、化工机械、通用机械、轻工机械、建筑机械等都有很高的声誉，其中，尤其是在轧钢、有色冶金、选矿洗煤、舰艇、船用辅机、电梯曳引机和室外施工电梯等都已成为必选产品。2.目前由于下述原因，使它具有极其广阔的市场：某些设备要求或由于生产的发展，设备的负荷增大使原有的蜗轮蜗杆承载能力不足；引进设备中的蜗轮减速器或蜗轮副备件国产化，采用普通国产蜗轮副无法满足要求时，只能采用平面二包；自行开发的新产品或消化引进的新产品，为了提高产品竞争能力或者为了缩短与国外同类产品的差距，只能采用平面二包；由于平面二包的技术先进，属于当代最优越的蜗杆传动，
7、是出口的拳头产品，可出口创汇。13 课题研究的内容及拟采取的技术、方法本设计是一级蜗杆传动减速器的加工工艺。设计主要针对执行机构的运动展开。为了达到要求的运动精度和生产率，必须要求传动系统具有一定的传动精度并且各传动元件之间应满足一定的关系，以实现各零部件的协调动作。该设计均采用新国标，运用模块化设计，设计内容包括传动件的设计，执行机构的设计及设备零部件等的设计。第 4 页（共 31 页）2 绪 论21 蜗杆传动减速器加工工艺的目的内容2.1.1设计目的1一级蜗杆传动减速器机械加工工艺设计是机械专业所学知识的综合运用的一个重要实践环节，其目的在于通过对减速器的整体结构、制造工艺以及对箱体等加工
8、工艺的设计；图纸的绘制和编写工艺卡片、技术文件等多方面得到综合训练；并对学过的基本知识、基本理论和基本技能进行实践运用。2.蜗杆下置式，传动比大，结构紧凑，但传动效率低，用于中小功率，输入轴与输出轴垂直交错的传动。下置式蜗杆减速器润滑条件较好，应优先选用。当蜗杆圆周速度太高时，搅油损失大，应用下置式蜗杆。2.1.2设计内容蜗杆减速器加工工艺，本着有利于掌握加工工艺设计，达到设计目的和要求，从而完成本次毕业设计课题，设计内容包括：（1）设计的新知识：造型方式及材料的选择（2）根据蜗杆减速器结构形状，用途，性质及材料的物理性能，化学性能，加工性能，工艺性能等要求选择。（3）时效处理根据材料性能、加
9、工技术要求和设备使用技术要求，选择时效方式。（4）加工蜗杆减速器的绘制 由于是蜗杆减速器加工工艺设计，拟订为一级传动的一个中心距来绘制蜗杆减速器图形。（5）加工装设备、切削用量、切削速度的要求及选择根据蜗杆减速器加工要求和机械设备，刀具的材料来确定相关参数，选择加工尺寸的精度。（6）编写工艺卡片第 5 页（共 31 页）根据各加工工序和蜗杆减速器技术要求，编写工艺卡片。2.2蜗杆减速器机械加工工艺设计的方法和步骤2.2.1熟悉题目收集相关资料设计开始，首先要明确设计的目的和要求，查阅收集与其有关的各种技术资料，其中包括书籍，设计图纸和参考手册等。并对设计中的参数进行分析。力求作到理解消化，从而
10、在设计中有所创新。2.2.2确定蜗杆减速器类型和绘制箱体图根据课题要求拟订减速器内齿轮中心距，再根据要求绘制一级蜗杆传动减速器箱体图、装配图。绘制时要充分注意结构和工艺性。2.2.3参数的验算在确定尺寸和位置后，根据材料的性能和加工要求，确定加工方法和计算各部分切削参数。2.2.4装夹定位及量具辅料的选择确定加工机床型号、确定夹具、量具、辅料。并与毛坯制造厂家协调，确定毛坯制造图。2.2.5编写工艺卡片根据计算的参数和工艺要求编写工艺卡。第 6 页（共 31 页）3 成型工艺设计3.1材料成型工艺选择3.1.1蜗杆减速器箱体类零件的功用和结构特点蜗杆减速器箱体是机器的基础零件，其功用主要是将机
11、器或部件中的一些轴、套和齿轮等零件连接成一个整体，并使之保持正确相互位置，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，直接影响机器的性质、精度和寿命。特点是结构形状一般都比较复杂，且壁厚不均匀，内部呈腔形；在箱壁上既有许多精度较高的轴承支承孔和平面需要加工，也有许多精度较低的坚固孔需要加工。因此，箱体不仅需要加工部位较多，而且加工的难度也较大。3.1.2蜗杆减速器箱体零件的主要技术要求孔径的精度 ；孔和孔的位置精度；孔与平面的位置精度；主要平面的精度；表面粗糙度。3.1.3蜗杆减速器箱体成型选择原则根据箱体的结构形状的特点，物理性能、化学性能和力学性能的要求。根据受力分析，箱体
12、只须承受内部构件的重力载荷和中等的冲击力载荷，其工艺性要求较高。在箱体成型制做时，应考虑箱体的结构尺寸、生产批量、生产条件和经济性等重要因素。确定成型方法时，在满足产品性能要求的情况下，应尽量选择成本较低成型方法。3.1.4蜗杆减速器箱体成型方法的确定根据箱体结构特点，和成型选择原则，铸造成型是箱体成型的最佳方案。第 7 页（共 31 页）它是将液态金属填充型腔成形，实用性强，铸造成型是优先选用的金属材料成形工艺性，它适合于耐磨性好，减振和形状复杂，以及其它方法难以成形的零件。其中砂型铸造工艺是铸造箱体的最佳工艺方案，同时也是主要的工序，他的适用性很强，应用最为广泛，是成本相对低的一种金属成型
13、工艺，在材料成型方面有典型性。(1)铸型就是用型砂、金属或其他耐火材料制成，包括形成铸件形状的空腔、型芯和浇口系统的组合整体。(2)砂型就是用型砂制作成铸型。(3)砂型铸造的特点如下表(3.1)所示： 表 3.1类型特点项目砂型铸造材料 任意形状 任意重量/ 0.01-300000最小壁厚/ 15-20最小孔径/ 5-10致密性 低- 中零件表面质量 低- 中设备成本 低- 中模具成本 低- 中成本工时成本 低- 中操作技术 高- 中工艺准备时间 几天-几周生产率（件/ 型 *时） 1-中生产条件最小批量 120产品列举 缸体、带轮、箱体第 8 页（共 31 页）3.1.5砂型造型材料的基本要
14、求(1)型砂具有足够的强度，保证在造型、合型、搬运和浇铸过程中不变形，不损坏。在浇注时能承受熔融金属的冲击和压力而不不致发生变形和毁坏（冲砂、塌箱等） ，从而避免铸件产生砂、结疤、砂眼等缺陷。(2)良好的透气性。在铸造过程中，液体金属凝结是产生气泡，在空气中也回带入气体，材料良好的透气性可以消除和减少铸造成形中的气孔。(3)对铸件收缩的可退让性。(4)具有一定的耐火度和化学稳定性。在浇铸过程中，产生大量的热，所以要求材料有较强的稳定性。(5)良好的工艺性。3.1.6 确定铸造箱体的材料及其牌号不同材料铸造时有用不同的轮廓尺寸，下表为各种材料铸造时的轮廓尺寸参考表（3.2）：表 3.2铸件轮廓尺
15、寸合金种类200 200-400 400-800 800-1250 1250-2000 2000碳素钢 8 9 11 14 16-18 20低合金钢 8-9 9-10 12 16 20 25高锰钢 8-9 10 12 16 20 25不锈钢 8-10 10-12 12-16 16-20 20-25 -灰铸铁 3-4 4-5 5-6 6-8 8-10 10-12球墨铸铁 3-4 4-8 8-10 10-12 12-14 14-16高碳铸铁 2 2 - - - -第 9 页（共 31 页）附灰铸铁性能（根据参考资料知）：1、力学性能：常用灰口铸铁中具有石墨存在，使实际应力大大增加；另一方，在石墨尖
16、角处易造成应力集中，使尖角处的应力远大于平均应力。所以，灰铸铁的抗拉强度、塑性和韧性远低于钢。石墨片的数量越多、尺寸越大、分布越不均匀，对力学性能的影响就越大。但石墨的存在对灰铸铁的抗压强度影响不大，因为抗压强度主要取决于灰铸铁的基体组织，因此灰铸铁的抗压强度与钢相近。其强度如图 3.1 所示：铸铁的抗拉强度与抗压强度图 3.1 灰铸铁的抗压强度2、其他性能：石墨虽然降低了灰铸铁的力学性能，但给灰铸铁带来一系列其它优良性能。 第 10 页（共 31 页）1）良好的铸造性能 灰铸铁件铸造成形时，不仅其流动性好，而且还因为在凝固过程中析出比容较大的石墨，减小凝固收缩，容易获得优良的铸件，表现出良好的铸造性能。2）良好的减振性 石墨对铸铁件承受振动能起缓冲作用，减弱晶粒间振动能的传
