引言
齒輪減速器因其效率高，工作耐久，維護(hù)方便，而得到廣泛應(yīng)用。齒輪減速器的需求量隨著科學(xué)技術(shù)和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展越來(lái)越大，同時(shí)用戶對(duì)齒輪減速器的質(zhì)量要求也越來(lái)越高，但傳統(tǒng)的齒輪減速器設(shè)計(jì)往往僅局限于某一具體產(chǎn)品，從零件設(shè)計(jì)入手，逐步完成整機(jī)設(shè)計(jì)，除少量標(biāo)準(zhǔn)件外，幾乎是全新的，生產(chǎn)上及技術(shù)上的繼承性很差．且新產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)，工藝裝備及生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量大，生產(chǎn)線也需作較大的調(diào)整，若仍采用傳統(tǒng)的單一產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法是遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了市場(chǎng)多樣化的需求的，會(huì)被激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)所淘汰，產(chǎn)品的綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益也很難得以提高，產(chǎn)品質(zhì)量也很難達(dá)到消費(fèi)者的滿意程度。采用模塊化設(shè)計(jì)不失為解決上述問(wèn)題的最佳選擇。
1.模塊化設(shè)計(jì)及其主要特點(diǎn)
在發(fā)達(dá)資本主義國(guó)家，模塊化設(shè)計(jì)已經(jīng)發(fā)展成為了一種被廣泛采用的先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法。模塊化設(shè)計(jì)的中心思想在于將系統(tǒng)根據(jù)功能分解為通用模塊和為實(shí)現(xiàn)多樣化效果的專用模塊，應(yīng)對(duì)這兩部分對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行科學(xué)合理的組合，這種組合對(duì)促新產(chǎn)品產(chǎn)生和促進(jìn)產(chǎn)品多樣化都具有重要作用，在機(jī)械產(chǎn)品中所謂模塊就是一組具有同一功能和結(jié)合要素，但性能和結(jié)構(gòu)不同，卻能互換的單元。模塊化設(shè)計(jì)是將產(chǎn)品上同一功能的單元設(shè)計(jì)成具有不同性能，可以互換的模塊，選用不同的模塊即可組成不同類型，小同規(guī)格的產(chǎn)品。
模塊化設(shè)計(jì)的基本原則是力求以少數(shù)模塊組成盡可能多的產(chǎn)品，在不斷順應(yīng)市場(chǎng)變化趨勢(shì)，滿足用戶要求的基礎(chǔ)上，提高產(chǎn)品性能的穩(wěn)定性和產(chǎn)品的質(zhì)量，降低產(chǎn)頻的生產(chǎn)成本。模塊化設(shè)計(jì)的方式主要有四種：
第一種是橫系列模塊化設(shè)計(jì)，所謂橫系類模塊設(shè)計(jì)是在不改變產(chǎn)品主要參數(shù)的基礎(chǔ)上，利用模塊發(fā)展變型產(chǎn)品。橫系列模塊化設(shè)計(jì)較其他模塊化設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)單普遍，它通過(guò)在基型品種上更換或添加模塊，形成新的變型品種。
第二種是縱系列模塊化設(shè)計(jì)。是指對(duì)不同主要參數(shù)的基型產(chǎn)品進(jìn)行模塊化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)比較復(fù)雜。縱系列模塊系統(tǒng)中產(chǎn)品功能及原理方案相同，結(jié)構(gòu)相似，但隨著主參數(shù)的變化，不僅尺寸規(guī)格改變，而且動(dòng)力參數(shù)也相應(yīng)變化。因此當(dāng)主要參數(shù)變化較大時(shí)，必須對(duì)縱系列產(chǎn)品劃分合理區(qū)段，同一區(qū)段內(nèi)模塊通用。
第三種是全系列模塊化設(shè)計(jì)，全系列模塊化設(shè)計(jì)中包含了縱系列與橫系列兩種模塊化設(shè)計(jì)。
第四種是跨系列模塊化設(shè)計(jì)，跨系列模塊系統(tǒng)中具有相近動(dòng)力參數(shù)的不同類型產(chǎn)品，跨系列模塊化設(shè)計(jì)有兩種模塊化方式：一種是在相同的基礎(chǔ)件結(jié)構(gòu)上選用不同模塊組成跨系列產(chǎn)品；另一種是基礎(chǔ)件不同的跨系列產(chǎn)品中具有同一功能的零部件選用相同功能模塊。
2.采用模塊化設(shè)計(jì)產(chǎn)品具有下列優(yōu)點(diǎn)
模塊化設(shè)計(jì)方式在產(chǎn)品中的應(yīng)用加速了產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度。一種新產(chǎn)品的出現(xiàn)往往是將先進(jìn)的技術(shù)引入到產(chǎn)品生產(chǎn)加工的某一工藝當(dāng)中，采用模塊化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品在不同模塊中更易引入新技術(shù)、新工藝。
模塊化設(shè)計(jì)縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造的周期。模塊化設(shè)計(jì)更加符合市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品需求的不斷變化，針對(duì)市場(chǎng)需求，只需將產(chǎn)品中的某一模塊的設(shè)計(jì)進(jìn)行改變，更新出一種新的模塊，既可以滿用戶所需的新產(chǎn)品。與此同時(shí)，由不同模塊設(shè)計(jì)而成的產(chǎn)品，對(duì)不同模塊可以分開(kāi)加工制造，這樣既提高了加工速度，也提高了加工質(zhì)量，再縮短制造周期的同時(shí)，使模塊設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量更加可靠。
模塊化設(shè)計(jì)在產(chǎn)品中的應(yīng)用可以降低生產(chǎn)成本，產(chǎn)品設(shè)計(jì)模塊化后，同一模塊可比應(yīng)用到數(shù)種產(chǎn)品之中，便于對(duì)此種模塊進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)，先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和組成技術(shù)被廣泛的應(yīng)用，可以極大的縮短加工用時(shí)，降低勞動(dòng)成本進(jìn)而降低了產(chǎn)品生產(chǎn)成本。
模塊化設(shè)計(jì)便于產(chǎn)品的維修，在產(chǎn)品出現(xiàn)故障時(shí)，只需對(duì)發(fā)事故障的模塊進(jìn)行維修便可恢復(fù)產(chǎn)品的使用性能。產(chǎn)品更新?lián)Q代速度逐步加快，但這種淘汰速度對(duì)模塊化設(shè)計(jì)類產(chǎn)品的影響較小，產(chǎn)品雖然淘汰，但組成產(chǎn)品的各個(gè)模塊并不一定淘汰，這些模塊還可以應(yīng)用到新產(chǎn)品的組合中，從某種意義上講，模塊化設(shè)計(jì)具有節(jié)約生產(chǎn)資料的重要作用。采用模塊化結(jié)構(gòu)還有利于迅速發(fā)展產(chǎn)品品種，滿足多樣化需求。
模塊化產(chǎn)品的可靠性較一般產(chǎn)品的可靠性更高，對(duì)產(chǎn)品采用模塊化設(shè)計(jì)對(duì)產(chǎn)品的功能劃分及模塊設(shè)計(jì)進(jìn)行了精心研究，保證了模塊的性能，使產(chǎn)品的可靠性與穩(wěn)定性得以提升。
3.模塊化設(shè)計(jì)在齒輪減速器中的應(yīng)用
3.1齒輪減速器的模塊設(shè)計(jì)
模塊設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)其接合的部位要有比較多的考慮，這是因?yàn)槟K存在各種方式的組合，因此必須進(jìn)行合理的加工與裝配，為了方便對(duì)其進(jìn)行維護(hù)和更換對(duì)模塊應(yīng)該使用標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，使模塊保證大致相等的壽命。
第一箱體模塊，有著不相同的速比和相同的中心距。二級(jí)使用的箱體模塊和三級(jí)使用的箱體模塊是相同的。原箱體高速級(jí)孔在進(jìn)行二級(jí)傳動(dòng)時(shí)不需要封死或鏜出。當(dāng)高速級(jí)使用圓錐齒輪進(jìn)行傳動(dòng)時(shí)或者當(dāng)輸出軸需要垂直于輸入軸的時(shí)候，可以通過(guò)在輸入端安裝側(cè)蓋而使用原來(lái)基本箱體。為了在不同的場(chǎng)合進(jìn)行安裝可以在箱體內(nèi)增加減速器來(lái)增加箱體的靈活性的。
第二齒輪模塊，為了使各系列箱體之間齒輪的互換程度最大限度的提高，應(yīng)該對(duì)各級(jí)傳動(dòng)齒輪的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，中心距和速比各不相同的傳動(dòng)齒輪和需要互換的中心距和速比傳動(dòng)齒輪一樣也需要進(jìn)行互換。通過(guò)角度變位使齒輪獲得標(biāo)準(zhǔn)中心距，進(jìn)一步優(yōu)化相應(yīng)的參數(shù)。以單級(jí)齒輪為基礎(chǔ)，其他各級(jí)齒輪可以從單機(jī)齒輪中選取，從而實(shí)現(xiàn)齒輪通用化。
第三軸模塊，根據(jù)軸承和密封圈等零部件以及軸承之間的裝配順序來(lái)確定軸模塊的設(shè)計(jì)。為了實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的通用，不同尺寸的軸和傳動(dòng)比不同也要盡量選擇使用尺寸和結(jié)構(gòu)相同的軸。
3.2技術(shù)文件的編制
因?yàn)楫a(chǎn)品金額所建立的模塊化設(shè)計(jì)在一般情況之下是沒(méi)有直接的聯(lián)系的，所以在進(jìn)行制定技術(shù)文件的時(shí)候必須對(duì)此留心將功能各不相同的模塊進(jìn)行相應(yīng)的聯(lián)系。制定的技術(shù)文件應(yīng)該包括以下的內(nèi)容：制定關(guān)系表，說(shuō)明減速器配置和模塊組合之間的關(guān)系，同時(shí)說(shuō)明各個(gè)系列的模塊的種類和數(shù)量；編寫(xiě)目錄列表，對(duì)所有的產(chǎn)品的模塊和模塊組的組成；制作裝箱單和合格證明書(shū)，制定相關(guān)的規(guī)章，規(guī)定驗(yàn)收條件和制造標(biāo)準(zhǔn)；根據(jù)不同的模塊和產(chǎn)品各自的特點(diǎn)編寫(xiě)使用說(shuō)明書(shū)。
4.結(jié)束語(yǔ)
通用模塊具有可提前規(guī)劃和批量生產(chǎn)的特點(diǎn)，而構(gòu)成模塊化齒輪減速器的箱體、齒輪大部分都是通用模塊僅僅有少量的專用模塊。這樣，在進(jìn)行齒輪減速器的生產(chǎn)時(shí)，可以大量使用實(shí)現(xiàn)制造好的通用模塊，只需要對(duì)少數(shù)的專用零部件進(jìn)行生產(chǎn)，再將這兩者和采購(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行組裝，這樣可以大大減少齒輪減速器的生產(chǎn)時(shí)間，降低生產(chǎn)成本，提高針對(duì)市場(chǎng)的靈活性和適應(yīng)性，最終使得該產(chǎn)品在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)，模塊化設(shè)計(jì)需要進(jìn)行大量的實(shí)踐和摸索，進(jìn)行新陳代謝，大量不能適應(yīng)市場(chǎng)需求的模塊被淘汰同時(shí)一些優(yōu)秀的設(shè)計(jì)大浪淘沙獲得了保留，從而使模塊化設(shè)計(jì)逐步的完善和不斷的深化。