中國農(nóng)業(yè)大學碩士學位論文STYLEREF"標題1"錯誤！文檔中沒有指定樣式的文字。減速器低碳設計的理論基礎綜述目錄TOC\o"1-3"\h\u12441減速器低碳設計的理論基礎綜述 1153281.1低碳設計概論 1295081.1.1低碳設計過程 1266511.1.2低碳材料 211531.1.3碳足跡與排放系數(shù)法 368491.2減速器概述 4166611.2.1減速器的概念和作用 4206231.2.2減速器的控制原理 486271.2.3減速器的結(jié)構簡介 41.1低碳設計概論1.1.1低碳設計過程（1）概念設計概念設計是在用戶數(shù)據(jù)基礎上，結(jié)合用戶需求所確定的設計理念，概念設計具有精準的目標和具體的操作流程，能夠保障產(chǎn)品設計的合理性。概念設計是一個動態(tài)過程，主要是從模糊到清晰、從粗獷到精細逐步演變的過程。人對一些事物特征、發(fā)展等內(nèi)容所進行的整體理解就屬于概念。設計概念具體表示的為設計師在某一產(chǎn)品設計當中所具備的靈感、想法，而且為了達到預期設計要求，會搜集相應的資料或者數(shù)據(jù)。產(chǎn)品設計的目的是為了滿足用戶需求，因此，用戶需求也是概念設計主要的來源，同時，在文化、目的等諸多因素融合的基礎身上所確立的設計理念。（2）結(jié)構設計產(chǎn)品結(jié)構是產(chǎn)品價值實現(xiàn)的重要因素，內(nèi)部結(jié)構影響和決定著產(chǎn)品的功能發(fā)揮，所以，結(jié)構設計尤為重要。對于一個產(chǎn)品而言，人們首先看重的是產(chǎn)品的結(jié)構特征，既產(chǎn)品結(jié)構能否達到預期作用，在內(nèi)部結(jié)構基礎上人們才會對其外部結(jié)構進行判定。產(chǎn)品設計的目的是滿足用戶需求，而產(chǎn)品結(jié)構是功能發(fā)揮的關鍵所在，因此在整個產(chǎn)品設計當中，必須要把握好結(jié)構設計環(huán)節(jié)。對于設計師而言，在產(chǎn)品設計當中，需要運用一些關聯(lián)部件來確定產(chǎn)品內(nèi)部構造，并通過內(nèi)部結(jié)構發(fā)揮相應功能，同時在內(nèi)部構造基礎上，還要做好外部美觀度的設計。當然，內(nèi)部結(jié)構設計既關系著產(chǎn)品質(zhì)量和功能，也影響著產(chǎn)品成本，需要諸多因素有效協(xié)同才能完成設計目標。（3）參數(shù)設計在產(chǎn)品設計制造過程中，產(chǎn)品制造是在研發(fā)中逐漸完成的，而且設計過程相對復雜，需要對參數(shù)不斷調(diào)整，畢竟在初期設計當中并無統(tǒng)一、規(guī)范的模型和參數(shù)，只有經(jīng)過不斷調(diào)整最終才能確定統(tǒng)一標準。比如，在編程、驗證等環(huán)節(jié)當中均需要不斷調(diào)試。通過參數(shù)設計則可以實現(xiàn)各變量的規(guī)范性、統(tǒng)一性，而且在參數(shù)作用下，可以更好實現(xiàn)對應變量的調(diào)整，滿足產(chǎn)品生產(chǎn)設計需求，參數(shù)不同對應的產(chǎn)品特征、性能也會存在差異，可以根據(jù)需求設定對應參數(shù)，以滿足設計要求。參數(shù)設計、建模的主要工具為cad，參數(shù)設定是為了對零件、產(chǎn)品做出來設計的量化處理，量化處理可以更好獲得零件、產(chǎn)品幾何特征，而幾何特征在內(nèi)外結(jié)構設計當中發(fā)揮著重要作用。具體則可以通過幾何結(jié)構特征判定約束因素，并在約束因素探究的基礎上做出尺寸、角度等數(shù)據(jù)的修改，最終以數(shù)字為依據(jù)來進行模型構建和參數(shù)設計。參數(shù)設計在模型調(diào)整和修正當中更為便利，可以提高產(chǎn)品結(jié)構的優(yōu)化調(diào)整，在幾何結(jié)構構建當中參數(shù)同樣發(fā)揮著顯著作用。1.1.2低碳材料通過研究發(fā)現(xiàn)，知識所以存在環(huán)境污染、資源枯竭等問題，其根源在于材料生產(chǎn)、加工過程中沒有得到充分利用，造成了極大的浪費。對此，加大材料的生產(chǎn)、加工、開發(fā)具有深遠意義。通過高附加值材料的研發(fā)與利用，不僅能夠解決資源枯竭的問題，而且能夠降低資源損耗當中的環(huán)境污染問題。在綠色低碳設計當中，需要對材料環(huán)境協(xié)調(diào)性作出充分評估。低碳材料能夠?qū)崿F(xiàn)能源節(jié)省、環(huán)境保護、消耗降低的特征，在具體選擇方面需要尊重這些原則：（1）材料的最佳利用原則在材料利用當中，必須要提高利用效率，這樣才能降低浪費，緩解資源不足等問題，同時資源利用效率的提升還能夠最大限度降低對環(huán)境產(chǎn)生的污染。（2）能源的最佳利用原則在材料能源利用過程中，要盡量以清潔能夠為主，包括風能、太陽能等，這樣可以提高材料的生命周期，降低材料使用當中的污染度，同時還可以實現(xiàn)材料價值的最大化。（3）污染最小原則在材料使用過程中勢必會產(chǎn)生一些污染問題，因此在材料選擇當中要選擇那些低污染的材料，這樣可以避免對環(huán)境以及生態(tài)產(chǎn)生較大危害，也能夠確保材料生命周期的不斷延續(xù)。低碳產(chǎn)品本身所使用到的材料要滿足低碳要求，這樣才符合低碳生產(chǎn)要求，不會因為產(chǎn)品自身非低碳而導致其難以適應現(xiàn)實發(fā)展需求，只有材料符合低碳要求，才能規(guī)避對環(huán)境所產(chǎn)生的污染。具體符合以下幾點：（1）材料符合低碳要求，使用當中具有低污染、低消耗等特征，要從材料生命周期入手予以考量，而且低碳材料本身在工藝制造當中也遵循了綠色生產(chǎn)要求。（2）材料便于加工，而且不會產(chǎn)生較大污染，能夠滿足產(chǎn)品生產(chǎn)要求。（3）材料具有可持續(xù)性，使用后可以回收、重新利用，或者能夠分解，不會對環(huán)境產(chǎn)生污染。1.1.3碳足跡與排放系數(shù)法碳足跡主要體現(xiàn)的是二氧化碳的排放總量，簡單而言就是在產(chǎn)品生產(chǎn)加工整個過程中所產(chǎn)生的溫室氣體總量。在此過程中，若產(chǎn)生過多碳，那么二氧化碳產(chǎn)品總量就會較大，從而對全球氣溫產(chǎn)生影響，因為碳在全球氣溫變暖當中起著諸多作用，所以，碳足跡大小關系著全球氣溫變化。通過對產(chǎn)品碳足跡的判定，能夠掌握產(chǎn)品整個生命周期所產(chǎn)生的碳排放量，看其是否符合低碳發(fā)展標準。排放系數(shù)法排放系數(shù)法主要是對生產(chǎn)企業(yè)中碳排放總量與氣體總量之間對比所得出來的一種評估方法。根據(jù)氣體回收狀況可以將排放系數(shù)劃分為兩種類型，一種為有氣體回收狀態(tài)下的排放系數(shù)，另一種為無氣體回收狀態(tài)下的排放系數(shù)，兩者差異較大，同時還受其它因素影響。這也導致該方法在計算當中存在諸多不確定性。由于目前并無其它有效評估方法，所以這種方法應用較為廣泛。能源種類法、標煤法是該方法對應類型，所謂標煤計算法主要是指以建筑物能耗為依據(jù)，得出對應標煤量，隨后確定排放系數(shù)；所謂能源種類法主要是指以不同能源為依據(jù)，分別統(tǒng)計對應能源的二氧化碳排放量。能源種類法計算更為精準、詳細，因此實際測量中以此法為主。1.2減速器概述1.1.1減速器的概念和作用減速器屬于獨立部件，這種部件主要封閉在殼體內(nèi)部的蝸桿傳動、傳動齒輪等當中，一般應用在工作機與原動件當中，屬于減速傳動裝置。減速機應用較為普遍。減速器主要是通過齒輪的方式進行能量的相互轉(zhuǎn)換，一般情況下是將內(nèi)燃機、電動機等當中較大的動能輸送到小齒輪上，再由小齒輪輸送到大齒輪上，以實現(xiàn)減速的目的，傳動比既不同齒輪之間的比值。減速器的作用：降低轉(zhuǎn)速，增大輸出扭矩，降低負載的慣量。減速與扭矩輸出提升是同步進行的，扭矩輸出主要是減速比與電機輸出之積獲得，輸出要控制在額定扭矩之間，不能大于這一數(shù)值；負載慣量隨著減速而降低，減速比對應的平方既為慣量減速值。1.1.2減速器的控制原理減速器運行原理主要是，電機的主動軸與小齒輪相互銜接，小齒輪又與大齒輪相互連接，這樣小齒輪就會隨著電機的運轉(zhuǎn)而高速旋轉(zhuǎn)，由于小齒輪齒輪數(shù)量少，半徑小，周長小，而大齒輪齒輪數(shù)量多，半徑大，周長長，所以小齒輪雖然在快速運轉(zhuǎn)，但是大齒輪轉(zhuǎn)動卻相對緩慢，通過大齒輪達到了減速目的，并將減速后的能量輸送出去。利用各級齒輪傳動來達到降速的目的，以滿足工作需要。減速器是由各級齒輪副組成的，如用齒數(shù)少的齒輪實現(xiàn)大齒輪運動就具有減速目的，通過這種方式，采取多元結(jié)構組合，機械的減速作用就會增強，扭矩的作用就能增大。1.1.3減速器的結(jié)構簡介本文主要以一級減速器作為樣本進行分析，其構成藥監(jiān)主要包括齒輪、軸等零件。圖1.1屬于單級圓柱齒輪減速器，其對應結(jié)構包括：（1）齒輪、軸承等組合；（2）箱體；（3）減速器相關配件。圖1.1減速器結(jié)構示意圖（1）齒輪、軸及軸承組合齒輪軸主要是軸制成與小齒輪一體部分，正式通過該部分將電機能量傳遞出去，若兩者直徑不存在較大關系，那么，設定d為軸的直徑，齒輪直徑則用df表示，在≤6～7mn時，可以運用此類結(jié)構。如果＞6～7mn時，那么所選擇的結(jié)構為兩個元件相互分離，這種情況下，軸上零件在固定過程中主要采取軸套、軸肩等予以銜接。深溝球軸承是齒輪、軸承的主要材料，通過這種方式能夠?qū)崿F(xiàn)軸向載荷與徑向載荷的有效承受。若軸向載荷對應的數(shù)值偏大，這種情況下所采取的組合結(jié)構應當以推力軸承與圓錐滾子軸承為主。在軸承宣傳過程中，潤滑主要以稀油為主，而潤滑油主要集中在箱座當中，在齒輪宣傳過程中能夠帶起并濺到內(nèi)壁上，并向分箱面坡口，同時在導油槽的作用下最終匯入到軸承，起到潤滑的目的。對于浸油齒輪而且，若其對應轉(zhuǎn)速υ≤2m/s時，軸承在潤滑時就需要以潤滑脂為主，這種情況下能夠降低潤滑脂的掉落，提高潤滑作用。同時，還要在外圍進行密封，以避免潤滑油飛濺到外圍設備上。（2）箱體在減速器構成當中，箱體是不可獲取的一部分，正是箱體的存在，才使得傳動零件有一個能夠運行的環(huán)境，確保了內(nèi)部要件的有序運行。而且箱體剛度、強度較大，能夠承受內(nèi)部元件的運行沖擊力。箱體一般可以運用鋼板焊接而成，這樣既簡便，又能夠縮減成本。當然，箱體在設計時，還要考慮軸承的安裝、拆卸以及后期維修等需求，具體則可以設置為沿軸心線水平剖分式。在兩部分鏈接時，可以采取螺栓。螺栓位置的布局要合理，其中軸承座部分要與座孔相互銜接，能夠滿足承托需求，同時，還要保留一定的空間，滿足螺栓松緊需求。軸承孔附近的剛度一般較為有限，所以可以通過支撐肋進行加固。對于箱底部分，盡量避免加工，要以平整為主，這樣底座才更為穩(wěn)固，不會因為運動而產(chǎn)生振動或者傾倒。（3）減速器附件減速器運行當中牽扯的元件較多，必須確保每個元件的正常工作才能夠確保減速器作用的有效發(fā)揮，所以，不僅要對軸承、齒輪等主要元件進行檢查、管理、維護，還要對減速器附件予以維護，比如潤滑油使用狀況、箱座精準度、輔助零件選擇等。1）檢查孔主要是為了滿足檢查需求，同時還具有注入潤滑油的作用，在具體設置當中必須要合理選擇位置。上圖當中的檢查孔主要分布于箱體上蓋部位，這個位置既能夠?qū)崿F(xiàn)對齒輪嚙合狀況的有效觀察，又能夠滿足潤滑油注入需求，同時，上蓋裝卸較為方便。2）通氣器。通氣器是調(diào)節(jié)箱體內(nèi)外壓力的重要裝置，因為在箱體內(nèi)減速器運轉(zhuǎn)過程中，內(nèi)部會產(chǎn)生較大的熱量，并由此增加內(nèi)部氣壓的上升，如果內(nèi)部溫度、空氣不能有效的外排，可能會導致內(nèi)部壓力對潤滑油密封位置進行沖擊，由此產(chǎn)生泄露風險，為了避免這種情況發(fā)展，實現(xiàn)內(nèi)外壓力的平衡，一般會將通氣器裝在箱體上部。3）軸承蓋。軸承蓋主要是為了確保軸承的固定性，能夠確保軸承運動的穩(wěn)定性。軸承蓋主要設置軸承座孔的兩端。軸承蓋類型主要有嵌入式、凸緣式兩種，本文主要以凸緣式為主，軸承蓋主要在箱體上方固定，固定工具為六角螺栓，軸承蓋部位采取了一定密封設置。兩種方式的軸承蓋各有特點，其中凸緣式裝卸便利，不過占據(jù)較大空間，而且外觀不美觀。4）定位銷，在拆裝、加工過程中，必須要確保定位的精準性，這樣才能避免加工誤差，提高精準度，在此過程中就需要通過定位銷實現(xiàn)設備的精準定位，定位銷一般裝置位置在箱蓋與箱座的聯(lián)接凸緣處。通過定位銷可以確保安裝精準性，圖中主要以圓錐銷為主進行定位。5）油面指示器，在減速器運轉(zhuǎn)過程中，始終需要潤滑油的潤滑，以提高軸承運動效率和質(zhì)量，降低磨損，在此過程中潤滑油就會不斷損耗，需要定期加入潤滑油，而油面指示器就發(fā)揮著加油提醒的作用，一旦油量不足指示器就會發(fā)出警告，提醒工作人員加油。6）放油螺塞，該元件主要是滿足油漬、清洗劑排放所用，一般在箱體底部設置，這樣在油塞拔掉后可以更為便捷的實現(xiàn)內(nèi)部清洗。當然，油塞位置必須要做