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模塊化設(shè)計(jì)及其在齒輪減速器中的應(yīng)用研究

2016-11-19 23:29宋麗爽
中國新技術(shù)新產(chǎn)品 2016年4期
關(guān)鍵詞:模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用

宋麗爽

摘 要:齒輪減速器是現(xiàn)代機(jī)械加工的重要組成部分,并且針對機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn),起到了決定性的作用。相對而言,以往的齒輪減速器在設(shè)計(jì)過程中,未能實(shí)現(xiàn)階段性的進(jìn)步,在性能和使用效果上,均出現(xiàn)了較大的問題。如今,模塊化設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用,在多方面完成了齒輪減速器的進(jìn)步,無論是在組成方面,還是在細(xì)節(jié)優(yōu)化方面,均取得了較大的突破。今后,應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用,提高齒輪減速器的設(shè)計(jì)功能,推動機(jī)械加工水平的提升。

關(guān)鍵詞:模塊化設(shè)計(jì);齒輪減速器;應(yīng)用

中圖分類號:TM35 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A

從機(jī)械的角度來分析,齒輪減速器的應(yīng)用,由于自身的效率較高、工作耐久度強(qiáng)、維護(hù)相對方便,因而在工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。但是,目前的社會在物質(zhì)需求方面不斷提升,齒輪減速器也要得到系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì),固守功能和設(shè)計(jì)方法,勢必?zé)o法滿足機(jī)械的加工需求,并且在很多方面,都將導(dǎo)致加工生產(chǎn)的惡性循環(huán),造成的損失是比較嚴(yán)重的。因此,必須尋求新的設(shè)計(jì)方法,針對齒輪加速器的設(shè)計(jì),提供更多的幫助。在此,本文主要對模塊化設(shè)計(jì)及其在齒輪減速器中的應(yīng)用展開討論。

一、概述

模塊化設(shè)計(jì)是一種全新的設(shè)計(jì)方法,其在應(yīng)用過程中,可根據(jù)不同產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)、用途、目的等,實(shí)現(xiàn)針對性的設(shè)計(jì)、個性化的設(shè)計(jì),彌補(bǔ)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)的缺憾。一般而言,模塊化設(shè)計(jì)在使用的過程中,其核心的思想,主要是設(shè)計(jì)產(chǎn)品的具體功能進(jìn)行分解處理,通過模塊的歸類及分析,將通用模塊、專用模塊進(jìn)行有效的結(jié)合,促使設(shè)計(jì)出的產(chǎn)品,能夠達(dá)到多樣化的特點(diǎn)。齒輪減速器是一類突出的機(jī)械產(chǎn)品,在機(jī)械領(lǐng)域中應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì),會針對功能和各方面的要素進(jìn)行分析、處理,包括形狀、尺寸、聯(lián)接件之間的配合等等,都是要重點(diǎn)考慮的部分。因此,模塊化設(shè)計(jì)可以匹配較多的產(chǎn)品設(shè)計(jì),但在具體的應(yīng)用中,還是要考慮到較多的實(shí)際情況,否則無法取得理想的產(chǎn)品。

二、模塊化設(shè)計(jì)在齒輪減速器中的應(yīng)用

對于齒輪減速器而言,其最大的作用在于“減速”,但齒輪的傳動、運(yùn)轉(zhuǎn)涉及到較多的因素,因此在設(shè)計(jì)齒輪減速器的過程中,即便是運(yùn)用模塊化的設(shè)計(jì)方法,也要對較多的因素進(jìn)行分析,應(yīng)充分避免在后續(xù)的設(shè)計(jì)中出現(xiàn)重復(fù)現(xiàn)象。同時,應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)方法的過程中,需針對既往產(chǎn)生的問題進(jìn)行分析,在基礎(chǔ)工作上做好保障,避免設(shè)計(jì)方向出現(xiàn)偏差。

(一)市場調(diào)查分析與參數(shù)范圍的確定

齒輪減速器作為機(jī)械設(shè)備的重要組成部分,在級別的劃分上是比較嚴(yán)格的。模塊化設(shè)計(jì)方案在實(shí)施前,應(yīng)針對市場開展調(diào)查分析,針對參數(shù)范圍進(jìn)行確定,從多方面來避免設(shè)計(jì)的錯誤和精度的偏差。從客觀的角度來分析,在現(xiàn)階段的齒輪減速器設(shè)計(jì)當(dāng)中,應(yīng)充分滿足平行軸以及相交軸的有效傳動。在大量的調(diào)查和總結(jié)后,認(rèn)為系列參數(shù)可設(shè)定為以下幾種:第一,單級。中心距離設(shè)定在80~560,傳動比設(shè)置在2.6~5.6。第二,二級。中心距離有所增大,主要是徘徊在200~560,傳動比配合設(shè)定在8~20。第三,三級。此級別一般是最高級別,中心距設(shè)定在200~500,傳動比相應(yīng)較大,主要是設(shè)定在25~100。

(二)模塊設(shè)計(jì)

齒輪減速器與一般的機(jī)械設(shè)備不同,其應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)的過程中,必須將齒輪減速器劃分為不同的模塊,協(xié)調(diào)好模塊之間的關(guān)系,組成后達(dá)到高效的配合,以此來實(shí)現(xiàn)齒輪減速器性能的提升。應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)后,主要是將齒輪減速器拆分為以下模塊:箱體模塊、齒輪模塊、軸模塊等等。

1 箱體模塊

箱體模塊的主要特點(diǎn)是中心距相同而速比不同,級級都可采用同一種箱體模塊,只是級傳動時,原箱體高速級孔不要鏜出或用悶蓋封死。輸入軸與輸出軸需要保持垂直,高速級采用圓錐齒輪傳動時,在輸入端增加側(cè)蓋同樣可使用原基本箱體。為了使減速器的安裝更加靈活方便,以適應(yīng)各類安裝環(huán)境,可以在箱體的上下前后軸向端面四個面上分別進(jìn)行安裝平面和安裝孔的設(shè)置,這樣就可以實(shí)現(xiàn)四種安裝方式,即兩種臥式安裝方式和兩種立式箱體安裝方式,極大的方便了減速器安裝。

2 齒輪模塊

齒輪模塊的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是:

(1)在各級傳動齒輪的技術(shù)參數(shù)確定的基礎(chǔ)上,最大化提高各箱體間齒輪的互換程度,不僅要在相同中心距和速比的傳動齒輪進(jìn)行互換,還要在不同中心距和速比的傳動齒輪實(shí)現(xiàn)一定的比例互換。

(2)進(jìn)一步優(yōu)化具體的設(shè)計(jì)幾何尺寸參數(shù),齒輪設(shè)計(jì)應(yīng)采用角度變位,以期達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的中心距。另外以單級齒輪為基礎(chǔ)模塊,從單級齒輪模塊中選取級級傳動齒輪,最大可能的提高齒輪通用化,盡可能的減少齒輪品種。

3 軸模塊

該模塊的設(shè)計(jì)工作,主要是根據(jù)其他零部件的關(guān)系來確定的,這其中包括了軸承、密封圈等等。設(shè)計(jì)的過程中,需對傳動比有一個較強(qiáng)的把控,以傳動比的具體數(shù)值,選擇合適的軸承,并且在端蓋密封等方面,做出系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和規(guī)范。由此可見,通過應(yīng)用模塊設(shè)計(jì),可確保齒輪減速器的每一個部分,均具有專業(yè)化的特點(diǎn),提高模塊之間的組合特性,確保新的齒輪減速器,是符合要求的。

(三)技術(shù)文件的編制

齒輪減速器在具體的設(shè)計(jì)中,除了上述的兩項(xiàng)工作外,技術(shù)文件的編制也是比較重要的內(nèi)容。相對而言,以往的技術(shù)文件編制,偏向于主觀,導(dǎo)致無法形成統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)的方法后,技術(shù)文件的編制,能夠從客觀角度出發(fā),符合實(shí)際的限制條件。經(jīng)過總結(jié)與分析,認(rèn)為技術(shù)文件的編制,通過模塊化的設(shè)計(jì)方法,集中在以下幾點(diǎn):第一,編制模塊組合與配制減速器產(chǎn)品的關(guān)系表,表中全系列的模塊種類及各種減速器使用的模塊種類和數(shù)量。第二,編制所有產(chǎn)品的模塊組和模塊目錄表,標(biāo)明各產(chǎn)品和模塊組的組成。第三,編制系列通用的制造和驗(yàn)收條件,合格證明書及裝箱單。第四,編制模塊式的使用說明,以適應(yīng)不同產(chǎn)品、不同模塊的需要。

三、對模塊化設(shè)計(jì)的討論

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展和社會需求的提升,設(shè)計(jì)受到了各行各業(yè)的廣泛重視。齒輪減速器是工業(yè)加工、生產(chǎn)中的代表機(jī)械,在很多方面都表現(xiàn)為較大的積極作用。利用模塊化的設(shè)計(jì)方法,實(shí)現(xiàn)了齒輪減速器設(shè)計(jì)的簡潔和功能的提升。但是,在應(yīng)用模塊化設(shè)計(jì)的過程中,應(yīng)充分避免模塊拆分的繁雜,要避免將簡單問題復(fù)雜化。同時,模塊的拆分、組合,必須要按照一定的規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)來完成,不可隨意的進(jìn)行,應(yīng)充分考慮到產(chǎn)品的日常使用和維護(hù),要確保設(shè)計(jì)的合理性。

結(jié)語

本文對模塊化設(shè)計(jì)及其在齒輪減速器中的應(yīng)用展開討論,從目前掌握的情況來看,當(dāng)前的模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用,基本上能夠發(fā)揮其積極的作用,在多方面創(chuàng)造了較大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。模塊化設(shè)計(jì)需要不斷完善不斷改進(jìn)的實(shí)踐過程,發(fā)展至今,國內(nèi)外齒輪減速器模塊設(shè)計(jì)的種類日益豐富,一些設(shè)計(jì)不良的模塊連續(xù)被替代和淘汰,優(yōu)異的模塊設(shè)計(jì)層出不窮,為減速器的模塊化設(shè)計(jì)注入了新鮮血液,也在鞭策生產(chǎn)企業(yè)不斷改進(jìn)。但是,在模塊化設(shè)計(jì)的應(yīng)用、掌握、體系等方面,還是存在一定的缺陷,未能充分發(fā)揮設(shè)計(jì)方法的優(yōu)勢,對產(chǎn)品的設(shè)計(jì)還有更大的提升空間。今后,應(yīng)針對模塊化設(shè)計(jì)深入研究,創(chuàng)造出更大的價(jià)值。

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