機械設計基礎課程設計第五章減速器裝配草圖設計

1、第五章第五章 減速器裝配草圖設計減速器裝配草圖設計v裝配圖是表達各零件相互關系、結構形狀以及尺寸的圖樣，也是機器進行組裝、調試、維護等環(huán)節(jié)的技術依據(jù)。因此，設計一般總是從裝配圖的設計開始。而裝配草圖設計又是整個設計工作中的重要階段。由于大部分零件的結構和尺寸都是在這個階段中決定的，所以在這個階段的工作過程中，必須綜合地考慮零件的強度、剛度、制造工藝、裝配、調整和潤滑等各方面的要求。第五章第五章 減速器裝配草圖設計減速器裝配草圖設計v裝配草圖設計的最初目的 是觀察最初確定的運動參數(shù)（主要是傳動比）、各傳動件的結構和尺寸是否協(xié)調和是否干涉，同時在繪圖過程中定出軸的結構、跨距和受力點的位置，以便驗算

2、軸的強度和滾動軸承的壽命。v裝配草圖設計的最終目的 是確定出所有部件和零件的結構和尺寸，為工作圖（零件工作圖、減速器裝配工作圖）設計打下基礎。第五章第五章 減速器裝配草圖設計減速器裝配草圖設計v“三邊”設計方法。這個階段的設計不可避免地要進行反復的修改才能得到較好的結構。因此，要敢于動手，又不可草率，必須逐步學會并掌握“三邊”設計方法。繪制草圖時，必須用繪圖儀器，按一定比例尺和指定的設計步驟繪制，不得用目測、徒手等不正確的方法繪制。 v減速器裝配草圖設計可按初繪草圖和完成草圖兩個階段進行。 5.1初繪減速器裝配草圖初繪減速器裝配草圖v5.1.1初繪草圖的準備工作 在畫草圖之前，應認真讀懂一張典

3、型減速器裝配圖，觀看有關減速器的錄象，參觀或裝拆實際減速器，以便深入了解減速器各零、部件的功用、結構關系，做到對設計內容心中有數(shù)。除此之外，其它具體準備工作還有： 1）確定齒輪傳動的主要尺寸 如中心距、分度圓、齒根圓和齒頂圓的直徑；齒輪寬度、輪轂長度等。 2）查出所選電動機的安裝尺寸 按已選定的電動機型號查出其安裝尺寸，如電動機軸伸直徑D和軸伸長度E以及中心高H等。5.1初繪減速器裝配草圖初繪減速器裝配草圖v 3）選擇聯(lián)軸器的類型 聯(lián)軸器的類型應根據(jù)它在本傳動系統(tǒng)中所要完成的功能來選擇。 當原動機和減速器安裝在公共底座上時，兩軸的同心度容易保證，因此用于此處的聯(lián)軸器無需很高的補償功能。另外這個

4、聯(lián)軸器聯(lián)接高速軸，為了減小起動載荷，它應具有較小的轉動慣量和良好的減震性能。這里多采用帶彈性元件的聯(lián)軸器，如彈性柱銷聯(lián)軸器、彈性套柱銷聯(lián)軸器和梅花型聯(lián)軸器（見表2.5-12.5-3）等。 聯(lián)接減速器和工作機構的聯(lián)軸器，由于它處于低速軸，一次對這個聯(lián)軸器不必提出具有較小轉動慣量的要求。如果減速器和工作機構也是安裝在同一底座上時，也可采用上述幾種結構的聯(lián)軸器。假如工作機構和聯(lián)軸器不是安置在公共底座上，則對這個聯(lián)軸器就要求有較高的補償功能?；瑝K聯(lián)軸器（見參考文獻3表4.7-4）等就能滿足這些要求。5.1初繪減速器裝配草圖初繪減速器裝配草圖4）初選滾動軸承類型根據(jù)軸承所受載荷大小、性質、轉速及工作要求

5、，初選軸承類型。首先應考慮是否能采用結構最簡單而價格最便宜的深溝球軸承。當支座上作用徑向力R和較大的軸向力A(A0.25R)時，或者需要調整傳動件（圓錐齒輪、蝸輪等）的軸向位置時，應選擇角接觸軸承，而最常用的是圓錐滾子軸承。常用圓錐滾子軸承是因為其外圓是可拆的，這樣在裝拆調整時就很方便。此外，從軸承的相對價格（軸承價格與其基本額定動載荷之比）來看，圓錐滾子軸承是最便宜的。 圓錐滾子軸承必須成對使用。5.1初繪減速器裝配草圖初繪減速器裝配草圖v5）確定滾動軸承的潤滑和密封方式當浸浴在油池中的傳動零件的圓周速度v23m/s時，可采用齒輪傳動時飛濺出來的潤滑油來潤滑軸承（簡稱稀油潤滑）；當v2ms時

6、、箱內油池中的潤滑油被轉動的齒輪濺起甩到內箱壁上，然后沿上蓋分箱面處的坡口流入下箱座分箱面的油溝內，順溝經(jīng)軸承端蓋的導油槽流入軸承、實現(xiàn)軸承的潤滑，見圖1.5-6。(3)箱緣輸油溝的結構形式和尺寸v 輸油溝的構造，有機械加工油溝(用圓柱銑刀銑制)和鑄造油溝(與箱體同時鑄造)兩種。機械加工油溝容易制造、工藝性好，故常用。鑄造油溝則很少采用、小型單級減速器最好采用機械加工油溝；v分箱面上油溝的端面尺寸見圖1.5-7。(3)箱緣輸油溝的結構形式和尺寸v 采用飛賤潤滑時如果傳動件為斜齒圓柱齒輪，而小齒輪直徑又小于軸承孔徑時，則應在小齒輪軸上滾動軸承面向箱內的一側安裝擋油盤，以防止斜齒輪嚙合時從齒側噴出

7、的熱油和磨料進入軸承滾道。擋油盤的結構尺寸，見表2.7-10。v當齒輪圓周速度v3ms時分箱面可以不開輸油溝、因為齒輪轉動速度高飛濺起來的潤滑油所形成的油霧直接近入滾動軸承進行潤滑。v各種滾動軸承的簡化畫法見表2.4-1表2.4-3上面的圖。(4)畫出軸承透蓋和悶蓋的詳細結構v軸承蓋的結構尺寸見表2.7-4和表2.7-5。 軸承透蓋或軸承悶蓋直徑較小時，端面不必減少加工面。(5)在軸承透蓋處畫出軸承密封件的細部結構v為防止外界的灰塵、水汽、雜質進入軸承并防止軸承內的潤滑油外泄。應在外伸軸端軸承蓋孔內設置密封件；密封件有接觸式和不接觸式，接觸式常用的有：v 氈圈油封(圖1.5-8)結構簡單、價廉

8、但磨損快、密封效果差，多用于脂潤滑且外界灰塵較小處，適用于軸的圓周速度v35m/s的場合。其結構尺寸見表2.6-5。(5)在軸承透蓋處畫出軸承密封件的細部結構v橡膠油封(圖1.5-9(a)，常用的有內包骨架旋轉軸唇形密封圈，其工作可靠、壽命較長，可用于潤滑脂或潤滑油，軸的圓周速度v7ms處。油封唇向外以防止外界灰塵、雜質為主(圖1.5-9(a)，唇向內側以防止漏油為主(圖1.5-9(b)，若既要防塵又要防漏油則應采取兩個相背放置(固1.5-9(c)，或雙唇FB型。(5)在軸承透蓋處畫出軸承密封件的細部結構v若軸轉速高或其表面較粗糙，則不宜采用接觸式密封。常用的非接觸式密封有油溝式和迷宮式：v油

9、溝密封(固1.5-10(a)是用潤滑脂填滿油溝和與軸的間隙進行密封，油溝與軸之間的間隙越小，密封的效果越好。這種密封結構簡單，但效果較差，適用于脂潤滑及環(huán)境清潔的場合。v若用于油潤滑，要防止?jié)櫥脱剌S外泄，則需與甩油環(huán)配合使用形成組合密封(見圖1.5-10(b)。若與接觸式密封件配合使用則效果更佳，常用于粉塵大、濕氣大的場合，軸的圓周速v30ms，但對加工精度要求較高。v各種密封裝置的尺寸見表2.6-52.6-10。（6）畫出擋油盤v擋油盤有鑄鐵鑄造的和鋼板沖壓成型的兩種。沖壓成型的擋油盤其鋼板厚度12mm。擋油盤的結構見表2.7-10。（7）畫出軸套和軸端擋圈v軸套結構尺寸根據(jù)齒輪的軸向固定

10、和滾動軸承的拆卸要求而定，軸端擋圈的結構尺寸見表2.3-8。5.3.2 減速器箱體的結構設計v在完成草圖階段的箱體結構設計中，有些尺寸(如軸承旁螺栓凸臺高度h、箱座高度H和箱緣的聯(lián)接螺栓的布置等)根據(jù)結構和潤滑等要求而定。(1)軸承旁聯(lián)接螺栓凸臺高度h的確定v 如圖1.5-11所示，為了盡量增大剖分式箱體軸承座的剛度，軸承旁螺栓在不與軸承蓋聯(lián)接螺釘干涉的前提下，其螺栓距離S應盡可能縮短，通常螺栓的中心線與軸承蓋相切，SD2，D2為軸承蓋的外徑。在較大軸承的軸承旁螺栓中心線確定后，根據(jù)螟栓直徑Md1確定扳子空c1和c2值。在滿足c1的條件下，用作圖法確定出凸臺的高度h。這樣定出的h值不一定是整數(shù)

11、，然后將該值向增大方向圓整成R 20系列標準數(shù)值(表2.2-2)。箱體上各軸承蓋的外徑通常是不等的，因而按上述方法定出的凸臺高度也不相等，為了制造方便，一般凸臺高度均按照較大的D2值所確定的高度取齊。(2)主視圖上小齒輪端箱蓋結構尺寸的確定v大齒輪所在一側箱蓋的外表面圓弧半徑R(da22)+1+1，在一般情況下軸承旁螺拴凸臺均在圓弧內側，按有關尺寸畫出即可。而小齒輪所在一側的外表面圓弧半徑往往不能用公式計算、需根據(jù)箱體對稱的原則在主視圖上作圖確定。在主視圖上小齒輪端箱蓋結溝確定之后，將有關部分再投影到俯視圖上，便可畫出箱體內壁、外壁和箱緣等結構。（在俯視圖上能直接畫出嗎？）(3)俯視圖上箱緣上

12、零件的布置v 為保證上、下箱聯(lián)接的緊密性，箱緣聯(lián)接螺栓的間距不宜過大。對于于小型減速器，由于聯(lián)接螺栓數(shù)目較小，間距一般不超出100150mm，大型減速器可150200mm。在布置上盡量做到均勻對稱，并注意不要與吊耳、吊鉤和定位銷等相干涉。(4)主視圖上箱座高度的確定v箱座高度H通常先按結構需要確定，然后再驗算油池容積是否滿足按傳遞功率所確定的需油量，如不滿足則應適當加高箱座的高度(即增大油池容積)。v為避免傳動件回轉時將油池底部沉積的污物攪起，大齒輪的齒項圓到油池底面的距離應不小于3050mm(圖1.5-12)。這樣就可以計算出箱座高度H(da22) + （3050)mm，然后將其圓整成整數(shù)。

13、v圖1.5-12中還表示出傳動件在油池中的浸油深度。圓柱齒輪應浸入油中一個齒高，但應不小于10mm。這樣確定的油面為最低油面?？紤]油在使用中會不斷蒸發(fā)損耗，還應給出一個允許的最高油面，中小型減速器的油面差為510mm。v油而高度H確定之后，即可根據(jù)油池底面積計貿實際裝油量V。V應大于或等于傳動的需油量。即VV0。若VV0 ,則將箱體底面向下移，以增大油池深度直至VV0 。通常單級減速器傳動時，需油量為0.35 0.7 dm3/kW。油池的容積愈大，則油的壽命愈長。(5)在左視圖上確定地腳凸緣的尺寸v根據(jù)表1.5-1可以確定出地腳螺栓孔徑和地腳凸緣的尺寸以及地腳螺栓底腳的厚度。依此，在左視圖上畫

14、出地腳凸緣和地腳螺栓孔。（6）箱體結構的工藝性v在進行箱體結構設計時，還要特別注意結構工藝性問題，因為結構工藝性的優(yōu)劣直接關系到制造是否方便和價格高低。結構工藝性包括鑄造工藝性和機械加工工藝性等方面。v在大多數(shù)情況下必須遵守的結構設計原則，供設計時參考。箱體結構的鑄造工藝性v設計鑄造箱體(包括軸承蓋、套杯等)時，應注意鑄造生產中的工藝要求，力求外形簡單，壁厚均勻，過渡平緩，避免大量的金屬局部積聚等。v在確定壁厚尺寸時，要夸慮金屬液態(tài)流動的通暢性，壁厚不可太薄，太薄則可能出現(xiàn)鑄件填充不滿的缺陷。HT150及HT200的最小允外壁厚為68mm。v在采用砂型鑄造時，箱體上鑄造表面(鑄后不再加工的表面

15、)相交處，應設計成圓角過渡(稱鑄造圓角)，以便液態(tài)金屬的流動。鑄造間角半徑可取R5mm，見表2.2-9，表2.2-10。v設計鑄件結構時，還應注意沿拔模方向有1：20或1：10的拔模斜度，以便于造型時的拔模（見圖1.5-11）。箱體結構的機械加工工藝性v在設計箱體結構形狀時，應盡可能減少機械加工面，以提高勞動生產率/v 同一軸心線上的軸承座的直徑、精度和表面粗糙度盡可能一致， 以便一次鏜出，這樣既可以縮短工時又保正精度。v箱體上各軸承座的端面應位于同一平面內，且箱體兩側軸承座端面應與箱體中心平面對稱，以便加工和檢驗。v箱體上任何一處加工表面與非加工表面必須嚴格分開，不要使它們處于同一表面上，或

16、凸出或凹入。根據(jù)加工方法而定。例如，箱體表面在軸承座端面和放油螺塞處凸起58 mm，檢查孔處凸起35mm。通氣裝置處、吊環(huán)螺釘處等均應凸起、高度一般為58mm。v上下箱聯(lián)接螺栓的頭部及螺母與箱緣相接觸的表面也需進行機械加工，一般多采用沉頭座的結構形式，沉頭座用锪刀锪削，深度不限锪平為止，畫圖時可畫成23mm深。5.3.3減速器附件的設計v在第三章減速器的附件中已對各附件進行了介紹，現(xiàn)對草圖設計中的注意事項加以簡述。(1)檢查孔及其蓋板和密封墊片v檢查孔的位置應開在傳動件嚙合區(qū)的上方，并應有適宜的大小，以便手伸入進行檢查。v檢查孔平時用蓋板蓋住，蓋板下加防滲漏的墊片。蓋板可用鋼板、鑄鐵或有機玻璃

17、制造。v箱蓋上安放蓋板的表面應進行刨削或銑削，故應有凸臺，凸臺高度一般取35mm。檢查孔及其蓋板的尺寸見表2.7-1。(2)通氣器v 通氣器常用的有通氣螺塞和網(wǎng)式通氣器兩種結構形式。v清潔環(huán)境可選用構造簡本的通氣螺塞。也可在檢查孔益板上直接加上出通氣槽，如圖2.5-13所示。v多塵環(huán)境應選用有過濾灰塵作用的網(wǎng)式通氣器。v通氣器的尺寸規(guī)格視減速器尺寸的大小而定、通氣器的結構和尺寸見表2.7-2，表2.7-3。(3)油面指示器v油面指示裝置的種類很多，有游標尺(桿式油標)、圓形油標、長形油標和管狀油標等。在難以觀察到的地方，應該采用油標尺。油標尺由于結構簡單，在減速器中應用較多其上刻有最高和最低油

18、面的標線。長期連續(xù)工作的減速器，在油標尺的外面常裝有油標尺套。若采用油標尺，設計時要注意選擇在箱體上放置的部位及傾斜角度。v箱蓋和箱座安裝上置式油標尺處的孔是箱蓋和箱座合箱以后加工出來的。在減速器的主視圖上做局部剖視圖畫出油標尺的裝配結構，油標尺最好安裝在小齒輪一側這樣，油標尺可避免與齒輪干涉，其傾斜角度選擇范圍大。油標尺的結構尺寸見表2.7-9。(4)放油孔及其螺塞和密封墊片v 減速器通常設置一個故油孔，也有設置兩個的。v螺塞有圓柱細牙螺紋和圓錐螺紋的兩種。v園柱螺紋螺塞自身不能防止漏油，因此在螺塞的下面要放置一個封油墊斤，墊片用石棉橡膠紙或皮革制成。圓錐螺紋螺塞能形成密封聯(lián)接，因此它無需附加密封墊片。近年來常用圓錐螺紋螺塞取代圓柱螺紋螺塞。螺塞及油封墊片的尺寸見表2.7-6。(5)起吊裝置v吊鉤和吊耳的結構尺寸見表2.6-12。v吊環(huán)螺釘是標準件，其公稱直徑的大小按起重量由表2.6-13選取。各種減速器的參考重量可由表2.6-13注1查得。v當減速器重量較輕時，箱蓋上的吊耳或吊環(huán)螺釘允許用來吊運整個減速器。當減速器重量較大時，箱蓋上