機械設計基礎課程設計

1、第五講 減速器裝配草圖設計原則：原則： 設計總是從裝配圖的設計開始的。大部分零件的結(jié)構(gòu)和尺寸是在裝配草圖設計階段決定的，在這個階段的過程中，要綜合考慮零件的強度、剛度、制造工藝、裝配、調(diào)整和潤滑等各個方面。目的：目的： 觀察最初確定的運動參數(shù)、各傳動件的結(jié)構(gòu)和尺寸是否干涉；在繪圖過程中定出軸的結(jié)構(gòu)、跨距及受力點的位置，以便驗算軸的強度、滾動軸承的壽命；確定所有零部件的結(jié)構(gòu)和尺寸，為工作圖的設計打下基礎。 逐步學會并掌握“三邊三邊”設計法。5.1 初繪減速器裝配草圖（1）準備工作 確定傳動齒輪的主要尺寸；電動機的安裝尺寸；選擇聯(lián)軸器的類型；初選滾動軸承類型；確定滾動軸承的潤滑和密封方式；確定減速

2、器箱體的結(jié)構(gòu)尺寸（箱體結(jié)構(gòu)復雜，強度和剛度的計算比較困難，按經(jīng)驗公式計算出尺寸后要圓整，具體見表1.5-1）。第五講 減速器裝配草圖設計5.1 初繪減速器裝配草圖(2) 俯視圖草圖初繪(步驟) 選擇比例尺 一般按1:1，用A0號圖紙繪制，布局，畫出中心線；齒輪輪廓尺寸繪制；畫出箱體的內(nèi)壁線；初定外伸段軸徑 ，高速端與電機相聯(lián)d=(0.81.0)d電機；3nPAd第五講 減速器裝配草圖設計主俯左5.1 初繪減速器裝配草圖第五講 減速器裝配草圖設計設計軸的結(jié)構(gòu)（確定徑向尺寸和軸向尺寸）圖1.5-3；確定軸承安裝具體位置見圖1.5-4；確定軸承座孔的寬度和箱緣寬度；軸承蓋、螺釘、調(diào)整墊片的繪制；確定

3、外伸軸段的長度；確定軸和軸上零件的受力點。1.2油潤滑35初估軸徑d1,聯(lián)軸器需選標準值;長度按帶、鏈輪、聯(lián)軸器定需定位,直徑比d1大59，按密封件取標準值；長度按結(jié)構(gòu)無定位，直徑大13，但須按軸承取標準值軸環(huán)定位，上端按軸承定位要求，下端按齒輪定位要求；長度按結(jié)構(gòu)確定 無定位，直徑大13；長度比齒輪短13軸套定位，原則與軸環(huán)相同+c1+c258+c3+c4脂潤滑10151015+L1+L25.2 軸強度、軸承壽命、鍵聯(lián)接強度的校核計算（1）軸的強度校核計算 根據(jù)俯視草圖確定的軸的結(jié)構(gòu)和支點及軸上零件力的作用點，進行軸的受力分析、繪制彎矩圖和當量彎矩圖，判定危險截面進行強度校核。 要求：只進行

4、輸出軸的強度校核，如果強度不夠可通過加大軸徑提高其強度。第五講 減速器裝配草圖設計5.2 軸強度、軸承壽命、鍵聯(lián)接強度的校核計算（2）滾動軸承壽命的校核計算 滾動軸承的壽命最好與減速器的壽命相同，或與減速器的檢修期相符（檢修期一般為23年）。 若軸承壽命不夠，先考慮選用另一種直徑系列的軸承，其次考慮改變軸承的類型，提高基本額定動載荷。 要求：只對輸出軸上的一對滾動軸承進行壽命校核計算。第五講 減速器裝配草圖設計5.2 軸強度、軸承壽命、鍵聯(lián)接強度的校核計算（3）鍵聯(lián)接強度的校核計算 鍵聯(lián)接的強度校核計算主要是驗算其擠壓應力，許用擠壓應力按鍵、軸、輪轂三者材料最弱的選取。 要求：只進行輸出軸上鍵

5、的強度校核。若計算應力大于許用應力，可通過改變鍵長、改用雙鍵、采用花鍵、加大軸徑、改選較大剖面的鍵等來滿足強度要求。第五講 減速器裝配草圖設計第五講 減速器裝配草圖設計算例軸的強度校核 已知單級圓柱齒輪減速器輸出軸的結(jié)構(gòu)如圖所示。軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理。齒輪的分度圓直徑d = 177.43 mm，作用在齒輪上的圓周力Ft = 3845N，徑向力Fr = 1427N，軸向力Fa= 767N，單向工作。試校核該軸強度。第五講 減速器裝配草圖設計算例軸的強度校核解：(1)作軸的受力簡圖，求支座反力，如圖(b) (c) (e)第五講 減速器裝配草圖設計算例軸的強度校核(2)作彎矩圖第五講 減速器裝

6、配草圖設計算例軸的強度校核(3)作轉(zhuǎn)矩圖，如圖(h)第五講 減速器裝配草圖設計算例軸的強度校核(4)作計算彎矩圖，如圖(i)第五講 減速器裝配草圖設計算例軸的強度校核(5)校核軸的強度a點軸徑最小，b點彎矩值最大。所以該軸的危險斷面為a、b兩點。查表得b-1=60N/mm2。則a點軸徑mm07.32601 . 01978201 . 0331bacaMd有一個鍵槽，軸徑增大5%，則da=32.07 (1+0.05)=33.67mm40mm則c點軸徑mm49.34601 . 02462141 . 0331bbcbMd有一個鍵槽，軸徑增大5%，則db=34.49 (1+0.05)=36.26mm52

7、mm兩處結(jié)構(gòu)設計軸徑均大于強度校核所需軸徑值，所以均滿足強度條件。兩處結(jié)構(gòu)設計軸徑均大于強度校核所需軸徑值，所以均滿足強度條件。5.3 完成減速器裝配草圖 主要工作：設計軸系部件（箱內(nèi)傳動零件、軸上其他零件、與軸承組合有關的零件）、箱體及減速器的具體結(jié)構(gòu)。步驟如下：（1）軸系部件的結(jié)構(gòu)設計（2）減速器箱體的結(jié)構(gòu)設計（3）減速器附件的設計第五講 減速器裝配草圖設計5.3 完成減速器裝配草圖（1）軸系部件的結(jié)構(gòu)設計 箱內(nèi)齒輪的結(jié)構(gòu)設計若小齒輪做成齒輪軸，俯視圖中的大齒輪采用全剖，小齒輪根據(jù)軸的規(guī)定畫法采用局部剖，表明兩齒輪的嚙合情況。若為斜齒輪，應在小齒輪的未剖外形圖上用三條細實線畫出齒斜方向。第

8、五講 減速器裝配草圖設計5.3 完成減速器裝配草圖（1）軸系部件的結(jié)構(gòu)設計 滾動軸承的潤滑和密封裝置的設計 脂潤滑：浸于油中的齒輪圓周速度 v=2m/s時采用。第五講 減速器裝配草圖設計5.3 完成減速器裝配草圖（1）軸系部件的結(jié)構(gòu)設計 箱緣輸油溝的結(jié)構(gòu)形式和尺寸 有機械加工油溝和鑄造油溝。常用機械加工油溝。若齒輪為斜齒輪而小齒輪的直徑又小于軸承孔徑，則應在小齒輪軸承滾動軸承面向箱體內(nèi)的一側(cè)安裝擋油盤。 當齒輪圓周速度 v3m/s時，分箱面上可以不開輸油溝，轉(zhuǎn)速高，飛濺的潤滑油霧可直接進入滾動軸承進行潤滑。第五講 減速器裝配草圖設計5.3 完成減速器裝配草圖（1）軸系部件的結(jié)構(gòu)設計 軸承透蓋和

9、悶蓋的詳細結(jié)構(gòu) 當軸承透蓋或悶蓋直徑較小時，端面可不必減少加工面。 第五講 減速器裝配草圖設計5.3 完成減速器裝配草圖（1）軸系部件的結(jié)構(gòu)設計 軸承透蓋處軸承密封件的結(jié)構(gòu) 目的：目的：防止外界的灰塵、水氣、雜質(zhì)等進入軸承及防止軸承內(nèi)的潤滑劑外泄，在外伸軸端軸承孔內(nèi)設置密封件。 密封件有接觸式密封和非接觸式密封。 常用接觸式密封：氈圈油封和橡膠油封。氈圈油封：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的工作場合。第五講 減速器裝配草圖設計5.3 完成減速器裝配草圖（1）軸系部件的結(jié)構(gòu)設計 軸承透蓋處軸承密封件的結(jié)構(gòu) 橡膠油封：內(nèi)包骨架旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈?？捎糜跐櫥蜐櫥?，軸

10、的圓周速度v=(da2/2)+(3050)+(35)mm ，并圓整。 圓柱齒輪應浸入油中一個齒高，但不應小于10mm。第五講 減速器裝配草圖設計5.3 完成減速器裝配草圖（2）減速器箱體的結(jié)構(gòu)設計 在左視圖上確定地腳凸緣的尺寸 確定地腳螺栓孔徑、地腳凸緣尺寸、地腳螺栓底腳的厚度。在左視圖上畫出地腳凸緣和地腳螺栓孔。第五講 減速器裝配草圖設計5.3 完成減速器裝配草圖（2）減速器箱體的結(jié)構(gòu)設計 箱體結(jié)構(gòu)的工藝性 鑄造工藝性鑄造工藝性：外形簡單，壁厚均勻，過度平緩，壁厚不可太薄。HT150及HT200的最小允許壁厚為68mm。鑄造圓角半徑R=5mm。沿拔模方向的拔模斜度為1:20或1:10。 機械

11、加工工藝性機械加工工藝性：同一軸心線上的軸承座孔直徑、精度及表面粗糙度應一致。軸承座的端面盡可能位于同一平面上，箱體兩側(cè)軸承座端面應與箱體中心平面對稱，以便于加工和檢驗。加工表面與未加工表面嚴格分開，不能處于同一表面上，或凸出或凹入箱體表面在軸承座端面和放油螺塞處凸起58mm，檢查孔處凸起35mm。 上下箱聯(lián)接螺栓的頭部及螺母與箱緣相接處的表面也需機加工，一般采用沉頭座方式，用锪刀锪平，深度23mm。第五講 減速器裝配草圖設計5.3 完成減速器裝配草圖（3）減速器附件的設計（強調(diào)） 檢查孔及其蓋板和密封墊片 檢查孔位置檢查孔位置：傳動件嚙合區(qū)上方，大小手伸入檢查。 檢查孔蓋板檢查孔蓋板：蓋板下

12、加防滲漏墊片。箱蓋上安放蓋板的表面需要 刨削或銑削，凸臺高度35mm。第五講 減速器裝配草圖設計5.3 完成減速器裝配草圖（3）減速器附件的設計（強調(diào)） 通氣器 常用通氣器有兩種：通氣螺塞和網(wǎng)式通氣器。通氣螺塞用于清潔環(huán)境。網(wǎng)式通氣器用于多塵環(huán)境。第五講 減速器裝配草圖設計5.3 完成減速器裝配草圖（3）減速器附件的設計（強調(diào)） 油面指示器 常用油面指示器有：油標尺、圓形油標、長形油標、管狀油標。 減速器中常用結(jié)構(gòu)簡單的油標尺，上面刻有最高和最低油面的標線。 為避免與齒輪干涉，油標尺最好安裝在小齒輪一側(cè)。若采用上置式油標尺，其孔是箱蓋和箱座合箱后進行加工。第五講 減速器裝配草圖設計5.3 完成減速器裝配草圖（3）減速器附件的設計（強調(diào)） 放油孔及其螺塞和密封墊片 減速器通常設置一個或兩個放油孔，并在螺塞下面放置一個封油墊片（石棉橡膠紙、皮革）。第五講 減速器裝配草圖設計5.3 完成減速器裝配草圖（3）減速器附件的設計（強調(diào)） 起吊裝置 吊耳和吊鉤。 起箱螺釘 起