新型減速機空心軸及其安裝附件的創(chuàng)新設(shè)計

摘要：通過對普通減速機幾種輸出軸連接部分常見結(jié)構(gòu)的分析，結(jié)合每種輸出軸結(jié)構(gòu)在實際使用時的優(yōu)缺點，創(chuàng)新設(shè)計了一種新型減速機輸出軸及其安裝附件，其具有結(jié)構(gòu)簡單、互換性好、安裝和維護方便等優(yōu)點，適合模塊化生產(chǎn)。

關(guān)鍵詞：減速機;輸出軸;安裝附件

0 ? ?引言

減速機是原動機和工作機之間獨立的閉式傳動裝置[1-2]，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足現(xiàn)場工作的需要，應(yīng)用極為廣泛。

隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，普通減速機的幾種輸出軸類型和加工精度已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有用戶的需求，因此，研發(fā)了一種新型減速機輸出軸，其具有結(jié)構(gòu)簡單、互換性好、安裝和維護方便等優(yōu)點。

1 ? ?普通減速機常見輸出軸連接部分的結(jié)構(gòu)類型

1.1 ? ?常見輸出軸連接部分的6種結(jié)構(gòu)類型

常見輸出軸連接部分的6種結(jié)構(gòu)類型如圖1所示。

1.2 ? ?6種常見輸出軸連接部分結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點

（1）帶平鍵的圓柱實心軸。此種類型最為常見，其與工作機通過聯(lián)軸器連接，靠平鍵傳遞扭矩。優(yōu)點：安裝和維護方便，聯(lián)軸器的類型有多種選擇;缺點：占用空間較大。

（2）帶花鍵的實心軸。其與工作機通過特殊花鍵聯(lián)軸器連接，靠花鍵傳遞扭矩。優(yōu)點：安裝和維護方便;缺點：聯(lián)軸器選擇受限，占用空間較大。

（3）無鍵圓柱實心軸。其與工作機通過無鍵聯(lián)軸器連接，靠軸與聯(lián)軸器之間的過盈傳遞扭矩。優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，加工方便;缺點：安裝和維護難度大，對連接零件加工精度要求較高。

（4）帶平鍵的圓柱空心軸。其與工作機直接連接，靠平鍵傳遞扭矩。優(yōu)點：占用空間較小;缺點：安裝和維護難度大，對零件加工精度要求較高。

（5）帶花鍵的圓柱空心軸。其與工作機直接連接，靠花鍵傳遞扭矩。優(yōu)點：占用空間較小;缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對零件加工精度要求較高。

（6）帶鎖緊盤的圓柱空心軸。其與工作機直接連接，靠鎖緊盤鎖緊傳遞扭矩。優(yōu)點：占用空間較小;缺點：安裝和維護難度大，對零件加工精度要求較高。

比較以上6種常見輸出軸連接部分的結(jié)構(gòu)類型可知，每種結(jié)構(gòu)都有一定的優(yōu)缺點，但它們都有一個共同的特點，就是每一個類型的輸出軸在一臺減速機上只能做一個連接尺寸，安裝尺寸單一，不同的安裝尺寸就要設(shè)計不同的輸出軸，互換性差，不能滿足多樣化需求。在使用過程中，一旦連接部分損壞，就要更換整根輸出軸，成本較高。在更換過程中需要將減速機拆開，將輸出軸上的齒輪、定距環(huán)、軸承等零部件拆下來，然后再更換新的輸出軸，更換時還容易損壞軸承、油封等重要零部件。總而言之，操作過程十分煩瑣，費時費力。

2 ? ?新型減速機輸出軸及其安裝附件的設(shè)計

2.1 ? ?新型減速機輸出軸及其安裝附件的創(chuàng)新設(shè)計過程

選擇減速機，其中一個比較重要的因素就是減速機輸出軸的安裝連接尺寸，這個尺寸對用戶或配套設(shè)備廠家來說很重要。在某些特殊設(shè)備或特殊工況下，減速機是整套設(shè)備的核心部件，因此對減速機的連接要求可靠，占用空間小，同時又要求減速機安裝和維護方便。如今，減速機行業(yè)是一個競爭比較激烈的行業(yè)，要想在競爭中取得一席之地，產(chǎn)品就要不斷進行技術(shù)創(chuàng)新，只有如此，才能給企業(yè)不斷注入新的活力。

此新型減速機輸出軸是為滿足冶金設(shè)備傳遞動力的需要而開發(fā)設(shè)計的，在帶鎖緊盤空心軸結(jié)構(gòu)上做了一些創(chuàng)新。

設(shè)計目的：適用于冶金設(shè)計院新開發(fā)的一套冶金設(shè)備，這套設(shè)備既有國外用戶，也有國內(nèi)用戶，國外用戶要求連接尺寸按英制設(shè)計，國內(nèi)用戶要求連接尺寸按公制設(shè)計。

配套廠家需求：工作機連接軸加工方便，且連接減速機的空間要求盡可能小。

結(jié)合幾種常見輸出軸的特點，優(yōu)先選擇帶鎖緊盤的空心軸。但是同一規(guī)格的減速機輸出軸內(nèi)孔尺寸有英制和公制兩種，在減速機設(shè)計中，帶鎖緊盤空心軸在國內(nèi)一般是按公制設(shè)計的;若客戶要求內(nèi)孔尺寸為英制，就要對內(nèi)孔尺寸進行非標設(shè)計，從而影響產(chǎn)品成本和生產(chǎn)周期，并使加工效率降低，不利于模塊化生產(chǎn)，安裝和維護成本也比較高。因此，研發(fā)一種新型減速機空心軸及其安裝附件，其能夠很好地滿足冶金設(shè)備不同用戶的多樣化設(shè)計要求，不僅節(jié)省了減速機的制造費用，縮短了產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，同時也擴大了減速機輸出軸的選型范圍。

2.2 ? ?新型減速機空心軸及其安裝附件的構(gòu)成

如圖2所示，新型減速機空心軸及其安裝附件主要由錐套1、空心軸2、鎖緊盤3、錐套4、鎖扣5等構(gòu)成。

空心軸2兩端內(nèi)孔帶有錐度;錐套1和錐套4的結(jié)構(gòu)是帶外錐并沿軸向開口，其錐度大小與空心軸2左右兩端的內(nèi)錐孔一致;內(nèi)徑尺寸大小根據(jù)用戶的軸徑尺寸大小進行配合設(shè)計。

2.3 ? ?新型減速機空心軸及其安裝附件的特點

2.3.1 ? ?降低加工成本[3]

用戶軸兩端配合尺寸的公差范圍適當增大，加工精度適當降低即可滿足安裝使用要求，從而降低了用戶軸的加工成本。

2.3.2 ? ?實現(xiàn)不同軸徑的轉(zhuǎn)換

對不同規(guī)格的減速機或空心軸，通過更換兩端不同的錐套，就可以安裝軸徑尺寸在一定變化范圍內(nèi)的實心軸。用戶軸可在公制和英制標準中相互轉(zhuǎn)換。

2.3.3 ? ?安裝和維護方便

裝拆不會造成用戶軸和空心軸的磨損劃傷，長時間使用后仍可輕松拆下，提高了設(shè)備維護的工作效率。

3 ? ?新型減速機空心軸及其安裝附件的使用方法

（1）將錐套1裝在用戶軸上并使其大端面與用戶軸軸肩接觸;

（2）將裝上錐套1的用戶軸穿過空心軸2;

（3）將錐套4從用戶軸端裝入，并使錐套1和錐套4的外錐面與空心軸2兩端的內(nèi)錐面結(jié)合，再用鎖扣鎖住用戶軸使錐套1和錐套4軸向固定;

（4）將鎖緊盤3按要求安裝到位，并預(yù)緊鎖緊盤3上的螺釘。

4 ? ?結(jié)語

這種帶鎖緊盤的新型減速機空心軸，具有結(jié)構(gòu)緊湊、互換性好、傳動效率高等優(yōu)點，適合大批量、模塊化生產(chǎn)。減速機同一個輸出軸通過更換不同內(nèi)徑尺寸的錐套就能滿足不同的用戶需要，用戶軸尺寸可以在公制和英制標準之間相互轉(zhuǎn)換。這種新型減速機空心軸錐套與用戶實心軸配合允許最大偏差在0.2 mm左右，用戶實心軸的加工精度控制在h11就可以滿足安裝要求，從而大幅降低了加工成本，提高了生產(chǎn)效率。該新型減速機空心軸及其安裝附件的成功研發(fā)，不僅使減速機具備了更高的適應(yīng)性和靈活性，還對提高減速機的通用性具有重要意義。

[參考文獻]

[1] 成大先.機械設(shè)計手冊[M].4版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[2] 《齒輪手冊》編委會.齒輪手冊[M].2版.北京：機械工業(yè)出版社，2005.

[3] 陳宏鈞.實用機械加工工藝手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2009.

收稿日期：2021-06-21

作者簡介：謝尚軍（1982—），男，安徽臨泉人，機械工程師，研究方向：機械設(shè)計制造及其自動化。