基于功能设计的减速器设计

　　常州信息职业技术学院学报基于功能设计的减速器设计史新民（常州信息职业技术学院机电工程系江苏常州213164）速器设计中的具体应用，以及如何建立减速器设计的模块功能系统。

　　功能设计是机械创新设计的一种重要方法，是将提出的设计任务通过功能分析与功能分解，形成技术系统，并判断与功能相对应的效应，寻求实现功能的工作原理，最终形成设计方案的一种设计方法。

　　功能设计既是设计问题的认识方法，也是设计问题的求解手段，在机械创新设计中，由于只有在认清问题本质的基础上，才能得到根本性的创造，所以其核心是功能认识，支持功能设计的关键在于支持这一创造性思维过程。而机械方案设计是机械设计乃至以后的制造和使用最关键的阶段，是确定机械产品质量好坏、性能优劣和经济效率高低的关键步骤，其创新特性效果如何直接影响机械样品的功能质量和使用效果。随着科学技术的发展，机械产品更新换代的速度越来越快，整体性能和功能不断提高，机械方案创新设计的作用越来越重要。本文以减速器设计为例，探讨研究功能化设计在机械设计中的应用。

　　1机械方案设计的过程分析11方案设计的一般过程机械方案设计阶段针对产品的主要功能提出原理性的构思，探索解决问题的物理效应和工作原理，设计结果对产品的结构、工艺、成本、性能和使用等都有很大影响，是关系产品水平和竞争能力的关键环节，因而方案的创新设计具有举足轻重的作用。

　　所示为基于功能原理的方案设计的一般过程，从功能分析出发，通过创新构思探求设计方案，然后进行评价，优化筛选，求得最佳原理方案设计结果。

　　12功能结构根据机械方案设计阶段的一般过程，其主要任务是建立设计系统的功能结构，通过选择相应于功能结构中的每个功能的功能载体，并组合这些被选择的功能载体从而形成整个设计系统的设计方案，），男，讲师，从事研究方向：机械电子技术I明确设ifl* I分析功能、建立功能设计模块I 1参数确定及优化、确定生产模块11基型1扩展七yIN设计丨N设计| 1 I最终方案I减速器模块化系统设计过程即功能化设计是建立在功能结构基础上的设计过程。功能载体的选择与组合，实际上是所建立的功能结构中的每一个分功能与能实现该分功能的结构进行匹配，而设计系统的总体功能一般包含着很多分功能，而每一个功能可以通过不同的结构（功能解）来实现，因此，机械方案设计就存在选择问题，在机械设计理论基础上，经过相关学科的交叉、渗透与综合，所得到的机械创新设计方法可实现功能解的组合、协调和评价，最终获得最佳创新设计方案。

　　2减速器的功能化设计减速器是原动机与工作机之间最重要的一种独立的减速机械传动装置，能降低原动机转速或增大扭矩，是一种被广泛应用在工矿企业及运输、建筑等部门中的机械部件，其设计过程几乎涉及机械设计的各个方面，如结构设计、动力学设计、标准件选型设计、润滑与密封设计、几何参数设计、强度设计等。

　　它的设计与制造直接影响着传动的平稳性、可靠性、寿命以及劳动生产率。但传统的减速器设计是面向某一具体产品，设计人员从零件设计入手，按照各种资料、提供的数据，结合自己设计的经验，并对后对这个方案进行一些运算，如果验算通过，方案便被肯定。显然，这个方案虽然可以采用，但这往往使设计出的减速器有很大的尺寸富裕量，造成财力、物力和人力的极大浪费。同时所设计的减速器在生产上和技术上的继承性较差，故综合设计周期较长。

　　随着科学技术和国民经济的发展，对减速器的需求越来越大，且对综合质量提出了更高的要求，若仍采用传统的单一产品设计方法是远不能满足市场多样化的需求，不能适应激烈的市场竞争，也很难提高产品的综合竞争力。因此，笔者在从事减速器设计时从功能设计出发，使设计的减速器更为科学、合理。

　　21确定减速器的主要参数减速器在设计前一般已知空间轮廓尺寸、输入输出转速、功率或扭矩、使用寿命等，设计人员围绕此展开设计。一般情况应确定主要参数：几级齿轮传动、减速器形、电动机型号、传动齿轮类型。在设计过程中，为减少计算工作量和难度，应尽量减少设计变量。

　　22设计过程减速器的设计可采用模块化设计，模块化设计是标准化、组合化设计，它不是面向某一具体产品，而是面向具有相似功能系统的相邻产品系统，不必对每种产品施以单独设计，而是精心设计出多种模±，用巧妙、灵活多变的方式组合出多样化的产品。

　　将模块化设计方法运用于减速器，不仅可以简化产品的结构设计和制造、缩短产品研制周期，而且可极大丰富产品的规格和品种，提高产品对用户的响应，使产品结构具有柔性化。通过对减速器功能的分析，建立的减速器模块化系统设计过程如所示。

　　转矩T2转速《2齿轮啮合减速器I圆锥齿轮减速i 23原理方案设计原理方案设计就是通过对减速器功能的分析，建立功能模块系统，减速器的总功能可用所示的“黑箱”进行分析，利用“黑箱”进行分析时，应综合考虑机器的配置、功率、转速、效率、外轮廓尺寸、实际工作环境、工作周期、使用寿命等因素。根据减速器的工作要求，可知m〈m，T2〉T转速；为减速器的输入转矩；T2为减速器的输出转矩。

　　由此可见，减速器的总功能为降速增矩。

　　减速器的“黑箱”原理24模块划分减速器整机结构具有明显的分级特性，在进行模块化设计时，以产品的功能分析为基础，将产品的总功能分解为若干层次较高的综合性功能单元，为减速器功能模块系统。随后根据不同的需要，将这些综合性功能单元分别细化为若干层次较低的、可互换的、独立的基础单元，如齿轮啮合形式、输出结构形式的分级分解，如所示。

　　1斜齿锥齿轮减速器I I少齿差行星藏齿轮减速器的基础单元分解示意选用不同的模块即可组成不同类型、不同规格的产品。但模块化设计的原则是力求以少数模块组成尽可能多的产品，例如对齿轮模块的参数进行分析时，以单级齿轮为基本模块，多级齿轮传动从单级模块中选取，尽量减少齿轮模块数目提高模块的通用化程度。

　　25模块与技术设计确定减速器动力学参数：包含工况（工作机和原动机类型）以及各级传动效率的确定；减速器形式（展开式、同轴式、分流式）的选择；电动机选择；计算减速器各级传动动力学参数（传动比、传动功率、传动扭矩以及转速）。

　　各级齿轮传动设计计算（按从高速到低速的顺序）选定齿轮类型、精度等级、材料、热处理方法及齿面硬度、小齿轮参数、螺旋角；按齿面接触强度和齿根弯曲强度设计；确定齿轮参数和几何尺寸；齿轮上的作用力分析。

　　减速器箱体模块设计：减速器箱体的主要作用是保持传动件正确的相对位置，承受载荷。箱体设计的合理与否，是保证传动正确、运转平稳、润滑充分的必要条件。经分析比较，箱体的形状主要取决于中心距和传动比，在具体设计时可以采用一种基本箱体模块，可适当地在与侧面相垂直的端面上安装套杯、端盖和输入轴，用于必要时安装维齿轮，另外多级齿轮传动采用折迭式布置以减小设计工作量，提高通用化程度。

　　轴的模块设计：在不同传动比情况下，应尽量选用结构尺寸相同的轴，即使各轴的其它尺寸不同，安装轴承的轴段的直径和长度也应尽量取相同值，以便于轴承、端盖、密封等模块的通用化。

　　完成基型结构装配图：结构设计完成后，要进行强度校核，如强度、刚度均满足要求，则结构参数就基本可以确定，由此可完成装配图的绘制。

　　的个人主观色彩。英语的时态和体则更为客观，关注宏观世界，理性色彩更为浓厚。

　　3态同英语一样，态也是日语当中的一种语法范畴，表示动词所表示的动作跟主语所表示的事物之间的关系。与英语不同的是，日语动词的态可分为主动态、被动态、使役态、可能态和敬让态等。其中被动态、使役态和可能态与动词的自他类型关联密切。本文只对被动态作肤浅比较分析。日语中被动态表示主语与动词之间是主语承受别人的某种动作，或受到其他外力的作用的关系。日语的被动态的句子可分三种：他动词作谓语的被动句表示被动者（主语）直接承受他人动作，直接受影响，从而表明了一种利害关系（或有利或有害于被动者）。这种被动语态还可以分为两种：被动者全部承受他人动作的和被动者只是部分地（或身体的一部分）承受他人动作，这种被动语态通常可以还原为主动语态。

　　子供力尤叱。母尤力子供查叱孩子被母亲责备。母亲责备孩子。（全部承受）私（洗生￠。二肩查叩力、札洼乙乜先生（i：私我被老师拍了肩膀。老师拍了我肩膀。（部分承受）自动词作谓语的被动句表示被动者受到他人动作或外界作用的结果所带来的间接的消极的影响。表示一种间接受害的关系（也有较为直接的受害的时候）。自动词的被动句多带有“遭受损失”

　　或“难堪”的意思。

　　由于父亲的死我感到很困难。（不是我直接被致死，而是由于父亲的死给我带来影响。）无生物作主语的被动句主语是无生物，用的是他动词。动作者是显而易见的，不必提的，所以在句中常常不出现。

　　含D扫茶始力办力、att今天开茶话会。

　　而英语的不及物动词不能用于被动语态，这是英语和日语的一个比较明显的区别。

　　综上所述，英语与日语的动词在时、体、态上既有相似之处又有明显的区别，对于这些语言现象的比较分析，将有利于对英语和日语的融汇贯通和熟练使用。