16.8　圆锥齿轮减速器装配工作图设计的特点

圆锥齿轮减速器装配工作图的设计步骤与圆柱齿轮减速器基本相同，在设计时应仔细阅读本章有关圆柱齿轮减速器装配工作图设计的内容。圆锥齿轮减速器的有关箱体结构与尺寸分别如图15-5和表15-1所示。下面以单级圆锥齿轮减速器为例，介绍圆锥齿轮减速器设计的特点和步骤。

1.画出传动零件的中心线

如图16-38所示，先用点画线定出俯视图上两圆锥齿轮轴正交的两条中心线，然后画出主视图上两轴的中心线。

2.确定传动零件的轮廓

在俯视图上，根据已计算出的圆锥齿轮的几何尺寸分别画出两圆锥齿轮的分度圆锥母线及分度圆直径EE1（EE1=d1），EE2（EE2=d2）。过E1、E和E2点分别作两圆锥齿轮的分度圆锥母线的垂线，并在其上截取齿顶高ha和齿根高hf，从而可以作出齿顶和齿根圆锥母线。在主视图上，这时也可以分别作出两圆锥齿轮的分度圆和齿顶圆的轮廓。

在俯视图上，分别从E1、E和E2点沿分度圆锥母线向O点方向截取圆锥齿轮齿宽b，并取轮缘宽度f=（3～4）m≥10mm。估取轮毂宽度l=（1.6～1.8）C，待轴径确定后按结构尺寸公式给予修正。

3.确定箱体内壁和外廓

按表15-1推荐的Δ2值，画出小圆锥齿轮轮毂端面一侧和大圆锥齿轮轮毂端面一侧箱体的内壁线。同样按推荐的Δ1值，画出大圆锥齿轮齿顶圆一侧的内壁线。通常圆锥齿轮减速器设计成对称于小圆锥齿轮轴线的对称结构，以便于根据工作需要将低速轴调头安装时可改变输出轴的位置。因此，当大圆锥齿轮轮毂端面一侧箱体内壁线确定后，就可对称地画出另一侧的内壁线。这样，箱体的四条内壁线即可确定。接着，按表15-1推荐的δ、C1和C2值，可以先画出箱面凸缘一侧的宽度尺寸A=δ+C1+C2，然后画出大圆锥齿轮轴的轴承座宽度尺寸B=δ+C1+C2+（5～8）mm。同时，在主视图中画出相应的外廓，其中箱底位置由传动件根据图16-38所示的润滑要求确定，减速器中心高H在确定时要考虑圆整。

图16-38　一级圆锥齿轮减速器初绘装配工作底图

图16-39　实心式圆锥齿轮结构

4.小圆锥齿轮轴系部件的结构设计

1）圆锥齿轮的结构设计　圆锥齿轮的结构与圆柱齿轮类似，依据尺寸的大小，可制成锥齿轮轴、实心式和腹板式。当小圆锥齿轮齿根圆到键槽底面的距离e≤1.6m时，应将齿轮与轴制成一体，称为齿轮轴。当e＞1.6m时，齿轮与轴分开制造，如图16-39所示。当大圆锥齿轮的直径d≤500mm时，一般采用腹板式，用自由锻毛坯经车削加工和刨齿而成，如图16-40所示。

2）小圆锥齿轮的悬臂长度和轴的支承跨距　因受空间限制，小圆锥齿轮一般采用悬臂结构。小圆锥齿轮齿宽中点M至轴承压力中心O1的轴向距离即为悬臂长度，式中为齿宽中点到轮毂端面的距离，由结构而定；g为套杯的厚度，取8～12mm；a值可查滚动轴承标准。为了使悬臂轴系有较大的刚度，两轴承支点的距离不宜过小，一般取l2≈2l1。

3）轴的支承结构　小圆锥齿轮轴较短，常采用两端固定式支承结构。对于圆锥滚子轴承或角接触轴承，轴承有正装和反装两种不同的布置方案。

图16-40　腹板式圆锥齿轮结构

图16-41所示为轴承正装方案，其中图16-41a为圆锥齿轮与轴分开制造，图16-41b为圆锥齿轮与轴做成一体。这种支承结构虽然支点跨距l2较小，刚性差一些，但调整较为方便。当小圆锥齿轮大端齿顶圆直径大于轴承套杯凸肩孔径时，应采用图16-41a所示的结构，轴承需要在套杯内安装，很不方便。当小圆锥齿轮大端齿顶圆直径小于轴承套杯凸肩孔径时，应采用图16-41b所示的结构。此时，轴上零件可以在套杯外与轴安装成一体后装入或推出套杯，所以装拆方便。

图16-41　小圆锥齿轮正装的方案

（a）小圆锥齿轮与轴分开制造；（b）小圆锥齿轮与轴做成一体

图16-42所示为轴承反装方案，其中图16-42a为圆锥齿轮与轴分开制造，图16-42b为圆锥齿轮与轴做成一体。这种支承结构虽然轴的刚度大，但由于安装轴承不方便，轴承游隙靠圆螺母调整也较麻烦，故应用较少。

图16-42　小圆锥齿轮反装的方案

（a）小圆锥齿轮与轴分开制造；（b）小圆锥齿轮与轴做成一体

4）轴承部件的调整和套杯结构　为保证圆锥齿轮传动的啮合精度，装配时需要调整小圆锥齿轮的轴向位置，使两圆锥齿轮的锥顶重合。因此，小圆锥齿轮轴与轴承通常放在套杯内，用套杯凸缘内端面与轴承座外端面之间的垫片组1调整小圆锥齿轮的轴向位置。轴承端盖与套杯凸缘外端面之间的垫片组2用以调整轴承间隙，如图16-41所示。此外，采用套杯结构也便于设置用来固定轴承的凸肩，并可使小圆锥齿轮轴系部件成为一个独立的装配单元。

套杯常用铸铁制造。设计时，套杯的结构尺寸可参考表8-3确定。

5）轴承的润滑　当小圆锥齿轮轴的轴承采用油润滑时，需在箱座剖分面上制出输油沟，并将套杯适当部位的直径车小和设置数个进油孔，如图16-41a和图16-42a所示，以便将油导入套杯内润滑轴承。当小圆锥齿轮轴的轴承采用脂润滑时，要在小圆锥齿轮与相近轴承之间设置封油环，如图16-41b和图16-42b所示。

同理，通过参考图16-2所示的二级圆柱齿轮减速器初绘装配工作底图及图16-38所示的一级圆锥齿轮减速器初绘装配工作底图，就可画出如图16-43所示的圆锥-圆柱齿轮减速器的初绘装配工作底图。