箱体结构设计优化

箱体起着支承轴系、保证传动零件和轴系正常运转的重要作用。在已确定箱体结构形式和箱体毛坯制造方法以及前两阶段已进行的装配工作草图设计的基础上，可全面地进行箱体的结构设计。

1.箱体壁厚及其结构尺寸的确定

箱体要有合理的壁厚。轴承座、箱体底座等处承受的载荷较大，其壁厚应更厚些。箱座、箱盖、轴承座、底座凸缘等的壁厚可参照表3-1确定。

图4-15　轴承旁连接螺栓凸台的设计

2.轴承旁连接螺栓凸台结构尺寸的确定

（1）确定轴承旁连接螺栓位置。如图4-15所示，为了增大剖分式箱体轴承座的刚度，轴承旁连接螺栓距离应尽量小，但是不能与轴承端盖连接螺钉相干涉，一般S≈D2，D2为轴承端盖外径。用嵌入式轴承端盖时，D2为轴承座凸缘的外径。当两轴承座孔之间安装不下两个螺栓时，可在两个轴承座孔间距的中间安装一个螺栓。

（2）确定凸台高度h。在最大的轴承座孔的轴承旁连接螺栓的中心线确定后，根据轴承旁连接螺栓直径d1确定所需的扳手空间C1和C2值，用作图法确定凸台高度h。用这种方法确定的h值不一定为整数，可向大的方向圆整为R20标准数列值（见表12-9）。其他较小轴承座孔凸台高度，为了制造方便，均设计成等高度。考虑铸造拔模，凸台侧面的斜度一般取1∶20（见图4-15）。

3.确定箱盖顶部外表面轮廓

对于铸造箱体，箱盖顶部一般为圆弧形。大齿轮一侧，可以轴心为圆心，以R＝ra2＋Δ1＋δ1为半径画出圆弧作为箱盖顶部的部分轮廓。在一般情况下，大齿轮轴承座孔凸台均在此圆弧以内。而在小齿轮一侧，用上述方法取的半径画出的圆弧，往往会使小齿轮轴承座孔凸台超出圆弧，一般最好使小齿轮轴承座孔凸台在圆弧以内，这时圆弧半径R应大于R′（R′为小齿轮轴心到凸台处的距离）。如图4-16（a）为用R为半径画出小齿轮处箱盖的部分轮廓。当然，也有使小齿轮轴承座孔凸台在圆弧以外的结构（图4-16（b））。

在初绘装配工作草图时，在长度方向小齿轮一侧的内壁线还未确定，这时根据主视图上的内圆弧投影，可画出小齿轮侧的内壁线。

画出小齿轮、大齿轮两侧圆弧后，可作两圆弧切线。这样，箱盖顶部轮廓便完全确定了。

4.确定箱座高度H和油面

箱座高度H通常先按结构需要来确定，然后再验算是否能容纳按功率所需要的油量。如果不能，再适当加高箱座的高度。

图4-15　轴承旁连接螺栓凸台的设计

2.轴承旁连接螺栓凸台结构尺寸的确定

（1）确定轴承旁连接螺栓位置。如图4-15所示，为了增大剖分式箱体轴承座的刚度，轴承旁连接螺栓距离应尽量小，但是不能与轴承端盖连接螺钉相干涉，一般S≈D2，D2为轴承端盖外径。用嵌入式轴承端盖时，D2为轴承座凸缘的外径。当两轴承座孔之间安装不下两个螺栓时，可在两个轴承座孔间距的中间安装一个螺栓。

（2）确定凸台高度h。在最大的轴承座孔的轴承旁连接螺栓的中心线确定后，根据轴承旁连接螺栓直径d1确定所需的扳手空间C1和C2值，用作图法确定凸台高度h。用这种方法确定的h值不一定为整数，可向大的方向圆整为R20标准数列值（见表12-9）。其他较小轴承座孔凸台高度，为了制造方便，均设计成等高度。考虑铸造拔模，凸台侧面的斜度一般取1∶20（见图4-15）。

3.确定箱盖顶部外表面轮廓

对于铸造箱体，箱盖顶部一般为圆弧形。大齿轮一侧，可以轴心为圆心，以R＝ra2＋Δ1＋δ1为半径画出圆弧作为箱盖顶部的部分轮廓。在一般情况下，大齿轮轴承座孔凸台均在此圆弧以内。而在小齿轮一侧，用上述方法取的半径画出的圆弧，往往会使小齿轮轴承座孔凸台超出圆弧，一般最好使小齿轮轴承座孔凸台在圆弧以内，这时圆弧半径R应大于R′（R′为小齿轮轴心到凸台处的距离）。如图4-16（a）为用R为半径画出小齿轮处箱盖的部分轮廓。当然，也有使小齿轮轴承座孔凸台在圆弧以外的结构（图4-16（b））。

在初绘装配工作草图时，在长度方向小齿轮一侧的内壁线还未确定，这时根据主视图上的内圆弧投影，可画出小齿轮侧的内壁线。

画出小齿轮、大齿轮两侧圆弧后，可作两圆弧切线。这样，箱盖顶部轮廓便完全确定了。

4.确定箱座高度H和油面

箱座高度H通常先按结构需要来确定，然后再验算是否能容纳按功率所需要的油量。如果不能，再适当加高箱座的高度。

图4-16　小齿轮一侧箱盖圆弧的确定和凸台三视图

减速器工作时，一般要求齿轮不得搅起油池底的沉积物。这样，要保证大齿轮齿顶圆到油池底面的距离大于30～50mm（如图3-5所示），即箱座的高度H≥ra2＋（30～50）mm＋δ＋（3～5）mm，并将其值圆整为整数。

圆柱齿轮润滑时的浸油深度和减速器箱体内润滑油量的确定见第3章3.2.1。

5.油沟的结构尺寸确定

当利用箱体内传动零件溅起来的油润滑轴承时，通常在箱座的凸缘面上开设油沟，使飞溅到箱盖内壁上的油经油沟进入轴承（见图3-9）。

图4-16　小齿轮一侧箱盖圆弧的确定和凸台三视图

减速器工作时，一般要求齿轮不得搅起油池底的沉积物。这样，要保证大齿轮齿顶圆到油池底面的距离大于30～50mm（如图3-5所示），即箱座的高度H≥ra2＋（30～50）mm＋δ＋（3～5）mm，并将其值圆整为整数。(www.xing528.com)

圆柱齿轮润滑时的浸油深度和减速器箱体内润滑油量的确定见第3章3.2.1。

5.油沟的结构尺寸确定

当利用箱体内传动零件溅起来的油润滑轴承时，通常在箱座的凸缘面上开设油沟，使飞溅到箱盖内壁上的油经油沟进入轴承（见图3-9）。

图4-17　油沟的布置和尺寸

油沟的布置和油沟尺寸（见图4-17）。油沟可以铸造（图4-18（a）），也可铣制而成。图4-18（b）所示为用指状铣刀铣制的油沟，图4-18（c）为用盘铣刀铣制的油沟。铣制油沟由于加工方便、油流动阻力小，故较常应用。

6.箱盖、箱座凸缘及连接螺栓的布置

箱盖与箱座连接凸缘、箱底座凸缘要有一定宽度，可参照表3-1确定。另外，还应考虑安装连接螺栓时，要保证有足够的扳手活动空间。

图4-17　油沟的布置和尺寸

油沟的布置和油沟尺寸（见图4-17）。油沟可以铸造（图4-18（a）），也可铣制而成。图4-18（b）所示为用指状铣刀铣制的油沟，图4-18（c）为用盘铣刀铣制的油沟。铣制油沟由于加工方便、油流动阻力小，故较常应用。

6.箱盖、箱座凸缘及连接螺栓的布置

箱盖与箱座连接凸缘、箱底座凸缘要有一定宽度，可参照表3-1确定。另外，还应考虑安装连接螺栓时，要保证有足够的扳手活动空间。

图4-18　油沟的形状

轴承座外端面应向外凸出5～8mm，以便切削加工。箱体内壁至轴承座孔外端面的距离L1（轴承座孔长度）为

图4-18　油沟的形状

轴承座外端面应向外凸出5～8mm，以便切削加工。箱体内壁至轴承座孔外端面的距离L1（轴承座孔长度）为

布置凸缘连接螺栓时，应尽量均匀对称。为保证箱盖与箱座接合的紧密性，螺栓间距不要过大，对中小型减速器不大于150～200mm。布置螺栓时，与其他零件间也要留有足够的扳手活动空间。

7.箱体结构设计还应考虑的几个问题

（1）足够的刚度。箱体除有足够的强度外，还需有足够的刚度，后者和前者同样重要。若刚度不够，会使轴和轴承在外力作用下产生偏斜，引起传动零件啮合精度下降，使减速器不能正常工作。因此，在设计箱体时，除有足够的壁厚外，还需在轴承座孔凸台上、下做出刚性加强肋板。

（2）良好的箱体结构工艺性。箱体的结构工艺性，主要包括铸造工艺性和机械加工工艺性等。

箱体的铸造工艺性：设计铸造箱体时，力求外形简单、壁厚均匀、过渡平缓。在采用砂模铸造时，箱体铸造圆角半径一般可取R≥5mm。为使液态金属流动畅通，壁厚应大于最小铸造壁厚（最小铸造壁厚见表12-13）。还应注意铸件应有1∶10～1∶20的拔模斜度。

箱体的机械加工工艺性：为了提高劳动生产率和经济效益，应尽量减少机械加工面。箱体上任何一处加工表面与非加工表面要分开，不使它们在同一平面上。采用凸出还是凹入结构应视加工方法而定。轴承座孔端面、视孔、通气器、吊环螺钉、放油螺塞等处均应凸起3～8mm。支承螺栓头部或螺母的支承面，一般多采用凹入结构，即沉头座。沉头座锪平时，深度不限，锪平为止，在图上可画出2～3mm深，以表示锪平深度。箱座底面也应铸出凹入部分，以减少加工面。

为保证加工精度，缩短工时，应尽量减少加工时工件和刀具的调整次数。因此，同一轴线上的轴承座孔的直径、精度和表面粗糙度应尽量一致，以便一次镗成。各轴承座的外端面应在同一平面上，而且箱体两侧轴承座孔端面应与箱体中心平面对称，便于加工和检验。

布置凸缘连接螺栓时，应尽量均匀对称。为保证箱盖与箱座接合的紧密性，螺栓间距不要过大，对中小型减速器不大于150～200mm。布置螺栓时，与其他零件间也要留有足够的扳手活动空间。

7.箱体结构设计还应考虑的几个问题

（1）足够的刚度。箱体除有足够的强度外，还需有足够的刚度，后者和前者同样重要。若刚度不够，会使轴和轴承在外力作用下产生偏斜，引起传动零件啮合精度下降，使减速器不能正常工作。因此，在设计箱体时，除有足够的壁厚外，还需在轴承座孔凸台上、下做出刚性加强肋板。

（2）良好的箱体结构工艺性。箱体的结构工艺性，主要包括铸造工艺性和机械加工工艺性等。

箱体的铸造工艺性：设计铸造箱体时，力求外形简单、壁厚均匀、过渡平缓。在采用砂模铸造时，箱体铸造圆角半径一般可取R≥5mm。为使液态金属流动畅通，壁厚应大于最小铸造壁厚（最小铸造壁厚见表12-13）。还应注意铸件应有1∶10～1∶20的拔模斜度。

箱体的机械加工工艺性：为了提高劳动生产率和经济效益，应尽量减少机械加工面。箱体上任何一处加工表面与非加工表面要分开，不使它们在同一平面上。采用凸出还是凹入结构应视加工方法而定。轴承座孔端面、视孔、通气器、吊环螺钉、放油螺塞等处均应凸起3～8mm。支承螺栓头部或螺母的支承面，一般多采用凹入结构，即沉头座。沉头座锪平时，深度不限，锪平为止，在图上可画出2～3mm深，以表示锪平深度。箱座底面也应铸出凹入部分，以减少加工面。

为保证加工精度，缩短工时，应尽量减少加工时工件和刀具的调整次数。因此，同一轴线上的轴承座孔的直径、精度和表面粗糙度应尽量一致，以便一次镗成。各轴承座的外端面应在同一平面上，而且箱体两侧轴承座孔端面应与箱体中心平面对称，便于加工和检验。