機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)第五章減速器裝配草圖設(shè)計(jì)

1、第五章第五章 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)減速器裝配草圖設(shè)計(jì)v裝配圖是表達(dá)各零件相互關(guān)系、結(jié)構(gòu)形狀以及尺寸的圖樣，也是機(jī)器進(jìn)行組裝、調(diào)試、維護(hù)等環(huán)節(jié)的技術(shù)依據(jù)。因此，設(shè)計(jì)一般總是從裝配圖的設(shè)計(jì)開(kāi)始。而裝配草圖設(shè)計(jì)又是整個(gè)設(shè)計(jì)工作中的重要階段。由于大部分零件的結(jié)構(gòu)和尺寸都是在這個(gè)階段中決定的，所以在這個(gè)階段的工作過(guò)程中，必須綜合地考慮零件的強(qiáng)度、剛度、制造工藝、裝配、調(diào)整和潤(rùn)滑等各方面的要求。第五章第五章 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)減速器裝配草圖設(shè)計(jì)v裝配草圖設(shè)計(jì)的最初目的 是觀察最初確定的運(yùn)動(dòng)參數(shù)（主要是傳動(dòng)比）、各傳動(dòng)件的結(jié)構(gòu)和尺寸是否協(xié)調(diào)和是否干涉，同時(shí)在繪圖過(guò)程中定出軸的結(jié)構(gòu)、跨距和受力點(diǎn)的位置，以便驗(yàn)算

2、軸的強(qiáng)度和滾動(dòng)軸承的壽命。v裝配草圖設(shè)計(jì)的最終目的 是確定出所有部件和零件的結(jié)構(gòu)和尺寸，為工作圖（零件工作圖、減速器裝配工作圖）設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。第五章第五章 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)減速器裝配草圖設(shè)計(jì)v“三邊”設(shè)計(jì)方法。這個(gè)階段的設(shè)計(jì)不可避免地要進(jìn)行反復(fù)的修改才能得到較好的結(jié)構(gòu)。因此，要敢于動(dòng)手，又不可草率，必須逐步學(xué)會(huì)并掌握“三邊”設(shè)計(jì)方法。繪制草圖時(shí)，必須用繪圖儀器，按一定比例尺和指定的設(shè)計(jì)步驟繪制，不得用目測(cè)、徒手等不正確的方法繪制。 v減速器裝配草圖設(shè)計(jì)可按初繪草圖和完成草圖兩個(gè)階段進(jìn)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(zhǔn)備工作 在畫(huà)草圖之前，應(yīng)認(rèn)真讀懂一張典

3、型減速器裝配圖，觀看有關(guān)減速器的錄象，參觀或裝拆實(shí)際減速器，以便深入了解減速器各零、部件的功用、結(jié)構(gòu)關(guān)系，做到對(duì)設(shè)計(jì)內(nèi)容心中有數(shù)。除此之外，其它具體準(zhǔn)備工作還有： 1）確定齒輪傳動(dòng)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(zhǎng)度等。 2）查出所選電動(dòng)機(jī)的安裝尺寸 按已選定的電動(dòng)機(jī)型號(hào)查出其安裝尺寸，如電動(dòng)機(jī)軸伸直徑D和軸伸長(zhǎng)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(lèi)型 聯(lián)軸器的類(lèi)型應(yīng)根據(jù)它在本傳動(dòng)系統(tǒng)中所要完成的功能來(lái)選擇。 當(dāng)原動(dòng)機(jī)和減速器安裝在公共底座上時(shí)，兩軸的同心度容易保證，因此用于此處的聯(lián)軸器無(wú)需很高的補(bǔ)償功能。另外這個(gè)

4、聯(lián)軸器聯(lián)接高速軸，為了減小起動(dòng)載荷，它應(yīng)具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)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(xiāo)聯(lián)軸器、彈性套柱銷(xiāo)聯(lián)軸器和梅花型聯(lián)軸器（見(jiàn)表2.5-12.5-3）等。 聯(lián)接減速器和工作機(jī)構(gòu)的聯(lián)軸器，由于它處于低速軸，一次對(duì)這個(gè)聯(lián)軸器不必提出具有較小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的要求。如果減速器和工作機(jī)構(gòu)也是安裝在同一底座上時(shí)，也可采用上述幾種結(jié)構(gòu)的聯(lián)軸器。假如工作機(jī)構(gòu)和聯(lián)軸器不是安置在公共底座上，則對(duì)這個(gè)聯(lián)軸器就要求有較高的補(bǔ)償功能?；瑝K聯(lián)軸器（見(jiàn)參考文獻(xiàn)3表4.7-4）等就能滿(mǎn)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(dòng)軸承類(lèi)型根據(jù)軸承所受載荷大小、性質(zhì)、轉(zhuǎn)速及工作要求

5、，初選軸承類(lèi)型。首先應(yīng)考慮是否能采用結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單而價(jià)格最便宜的深溝球軸承。當(dāng)支座上作用徑向力R和較大的軸向力A(A0.25R)時(shí)，或者需要調(diào)整傳動(dòng)件（圓錐齒輪、蝸輪等）的軸向位置時(shí)，應(yīng)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?yàn)槠渫鈭A是可拆的，這樣在裝拆調(diào)整時(shí)就很方便。此外，從軸承的相對(duì)價(jià)格（軸承價(jià)格與其基本額定動(dòng)載荷之比）來(lái)看，圓錐滾子軸承是最便宜的。 圓錐滾子軸承必須成對(duì)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(dòng)軸承的潤(rùn)滑和密封方式當(dāng)浸浴在油池中的傳動(dòng)零件的圓周速度v23m/s時(shí)，可采用齒輪傳動(dòng)時(shí)飛濺出來(lái)的潤(rùn)滑油來(lái)潤(rùn)滑軸承（簡(jiǎn)稱(chēng)稀油潤(rùn)滑）；當(dāng)v2ms時(shí)

6、、箱內(nèi)油池中的潤(rùn)滑油被轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪濺起甩到內(nèi)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(nèi)，順溝經(jīng)軸承端蓋的導(dǎo)油槽流入軸承、實(shí)現(xiàn)軸承的潤(rùn)滑，見(jiàn)圖1.5-6。(3)箱緣輸油溝的結(jié)構(gòu)形式和尺寸v 輸油溝的構(gòu)造，有機(jī)械加工油溝(用圓柱銑刀銑制)和鑄造油溝(與箱體同時(shí)鑄造)兩種。機(jī)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(jí)減速器最好采用機(jī)械加工油溝；v分箱面上油溝的端面尺寸見(jiàn)圖1.5-7。(3)箱緣輸油溝的結(jié)構(gòu)形式和尺寸v 采用飛賤潤(rùn)滑時(shí)如果傳動(dòng)件為斜齒圓柱齒輪，而小齒輪直徑又小于軸承孔徑時(shí)，則應(yīng)在小齒輪軸上滾動(dòng)軸承面向箱內(nèi)的一側(cè)安裝擋油盤(pán)，以防止斜齒輪嚙合時(shí)從齒側(cè)噴出

7、的熱油和磨料進(jìn)入軸承滾道。擋油盤(pán)的結(jié)構(gòu)尺寸，見(jiàn)表2.7-10。v當(dāng)齒輪圓周速度v3ms時(shí)分箱面可以不開(kāi)輸油溝、因?yàn)辇X輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度高飛濺起來(lái)的潤(rùn)滑油所形成的油霧直接近入滾動(dòng)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑。v各種滾動(dòng)軸承的簡(jiǎn)化畫(huà)法見(jiàn)表2.4-1表2.4-3上面的圖。(4)畫(huà)出軸承透蓋和悶蓋的詳細(xì)結(jié)構(gòu)v軸承蓋的結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表2.7-4和表2.7-5。 軸承透蓋或軸承悶蓋直徑較小時(shí)，端面不必減少加工面。(5)在軸承透蓋處畫(huà)出軸承密封件的細(xì)部結(jié)構(gòu)v為防止外界的灰塵、水汽、雜質(zhì)進(jìn)入軸承并防止軸承內(nèi)的潤(rùn)滑油外泄。應(yīng)在外伸軸端軸承蓋孔內(nèi)設(shè)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)廉

8、但磨損快、密封效果差，多用于脂潤(rùn)滑且外界灰塵較小處，適用于軸的圓周速度v35m/s的場(chǎng)合。其結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表2.6-5。(5)在軸承透蓋處畫(huà)出軸承密封件的細(xì)部結(jié)構(gòu)v橡膠油封(圖1.5-9(a)，常用的有內(nèi)包骨架旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈，其工作可靠、壽命較長(zhǎng)，可用于潤(rùn)滑脂或潤(rùn)滑油，軸的圓周速度v7ms處。油封唇向外以防止外界灰塵、雜質(zhì)為主(圖1.5-9(a)，唇向內(nèi)側(cè)以防止漏油為主(圖1.5-9(b)，若既要防塵又要防漏油則應(yīng)采取兩個(gè)相背放置(固1.5-9(c)，或雙唇FB型。(5)在軸承透蓋處畫(huà)出軸承密封件的細(xì)部結(jié)構(gòu)v若軸轉(zhuǎn)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(rùn)滑脂填滿(mǎn)油溝和與軸的間隙進(jìn)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(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但效果較差，適用于脂潤(rùn)滑及環(huán)境清潔的場(chǎng)合。v若用于油潤(rùn)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(jiàn)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(chǎng)合，軸的圓周速v30ms，但對(duì)加工精度要求較高。v各種密封裝置的尺寸見(jiàn)表2.6-52.6-10。（6）畫(huà)出擋油盤(pán)v擋油盤(pán)有鑄鐵鑄造的和鋼板沖壓成型的兩種。沖壓成型的擋油盤(pán)其鋼板厚度12mm。擋油盤(pán)的結(jié)構(gòu)見(jiàn)表2.7-10。（7）畫(huà)出軸套和軸端擋圈v軸套結(jié)構(gòu)尺寸根據(jù)齒輪的軸向固定

10、和滾動(dòng)軸承的拆卸要求而定，軸端擋圈的結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表2.3-8。5.3.2 減速器箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)v在完成草圖階段的箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，有些尺寸(如軸承旁螺栓凸臺(tái)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(jié)構(gòu)和潤(rùn)滑等要求而定。(1)軸承旁聯(lián)接螺栓凸臺(tái)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(yīng)盡可能縮短，通常螺栓的中心線(xiàn)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(xiàn)確定后，根據(jù)螟栓直徑Md1確定扳子空c1和c2值。在滿(mǎn)足c1的條件下，用作圖法確定出凸臺(tái)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(biāo)準(zhǔn)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(tái)高度也不相等，為了制造方便，一般凸臺(tái)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(jié)構(gòu)尺寸的確定v大齒輪所在一側(cè)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(tái)均在圓弧內(nèi)側(cè)，按有關(guān)尺寸畫(huà)出即可。而小齒輪所在一側(cè)的外表面圓弧半徑往往不能用公式計(jì)算、需根據(jù)箱體對(duì)稱(chēng)的原則在主視圖上作圖確定。在主視圖上小齒輪端箱蓋結(jié)溝確定之后，將有關(guān)部分再投影到俯視圖上，便可畫(huà)出箱體內(nèi)壁、外壁和箱緣等結(jié)構(gòu)。（在俯視圖上能直接畫(huà)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(guò)大。對(duì)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?qū)ΨQ(chēng)，并注意不要與吊耳、吊鉤和定位銷(xiāo)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(jié)構(gòu)需要確定，然后再驗(yàn)算油池容積是否滿(mǎn)足按傳遞功率所確定的需油量，如不滿(mǎn)足則應(yīng)適當(dāng)加高箱座的高度(即增大油池容積)。v為避免傳動(dòng)件回轉(zhuǎn)時(shí)將油池底部沉積的污物攪起，大齒輪的齒項(xiàng)圓到油池底面的距離應(yīng)不小于3050mm(圖1.5-12)。這樣就可以計(jì)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(dòng)件在油池中的浸油深度。圓柱齒輪應(yīng)浸入油中一個(gè)齒高，但應(yīng)不小于10mm。這樣確定的油面為最低油面?？紤]油在使用中會(huì)不斷蒸發(fā)損耗，還應(yīng)給出一個(gè)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(jì)貿(mào)實(shí)際裝油量V。V應(yīng)大于或等于傳動(dòng)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(jí)減速器傳動(dòng)時(shí)，需油量為0.35 0.7 dm3/kW。油池的容積愈大，則油的壽命愈長(zhǎng)。(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(huà)

14、出地腳凸緣和地腳螺栓孔。（6）箱體結(jié)構(gòu)的工藝性v在進(jìn)行箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，還要特別注意結(jié)構(gòu)工藝性問(wèn)題，因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)工藝性的優(yōu)劣直接關(guān)系到制造是否方便和價(jià)格高低。結(jié)構(gòu)工藝性包括鑄造工藝性和機(jī)械加工工藝性等方面。v在大多數(shù)情況下必須遵守的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則，供設(shè)計(jì)時(shí)參考。箱體結(jié)構(gòu)的鑄造工藝性v設(shè)計(jì)鑄造箱體(包括軸承蓋、套杯等)時(shí)，應(yīng)注意鑄造生產(chǎn)中的工藝要求，力求外形簡(jiǎn)單，壁厚均勻，過(guò)渡平緩，避免大量的金屬局部積聚等。v在確定壁厚尺寸時(shí)，要夸慮金屬液態(tài)流動(dòng)的通暢性，壁厚不可太薄，太薄則可能出現(xiàn)鑄件填充不滿(mǎn)的缺陷。HT150及HT200的最小允外壁厚為68mm。v在采用砂型鑄造時(shí)，箱體上鑄造表面(鑄后不再加工的表面

15、)相交處，應(yīng)設(shè)計(jì)成圓角過(guò)渡(稱(chēng)鑄造圓角)，以便液態(tài)金屬的流動(dòng)。鑄造間角半徑可取R5mm，見(jiàn)表2.2-9，表2.2-10。v設(shè)計(jì)鑄件結(jié)構(gòu)時(shí)，還應(yīng)注意沿拔模方向有1：20或1：10的拔模斜度，以便于造型時(shí)的拔模（見(jiàn)圖1.5-11）。箱體結(jié)構(gòu)的機(jī)械加工工藝性v在設(shè)計(jì)箱體結(jié)構(gòu)形狀時(shí)，應(yīng)盡可能減少機(jī)械加工面，以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率/v 同一軸心線(xiàn)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(shí)又保正精度。v箱體上各軸承座的端面應(yīng)位于同一平面內(nèi)，且箱體兩側(cè)軸承座端面應(yīng)與箱體中心平面對(duì)稱(chēng)，以便加工和檢驗(yàn)。v箱體上任何一處加工表面與非加工表面必須嚴(yán)格分開(kāi)，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(yīng)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(jìn)行機(jī)械加工，一般多采用沉頭座的結(jié)構(gòu)形式，沉頭座用锪刀锪削，深度不限锪平為止，畫(huà)圖時(shí)可畫(huà)成23mm深。5.3.3減速器附件的設(shè)計(jì)v在第三章減速器的附件中已對(duì)各附件進(jìn)行了介紹，現(xiàn)對(duì)草圖設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)加以簡(jiǎn)述。(1)檢查孔及其蓋板和密封墊片v檢查孔的位置應(yīng)開(kāi)在傳動(dòng)件嚙合區(qū)的上方，并應(yīng)有適宜的大小，以便手伸入進(jìn)行檢查。v檢查孔平時(shí)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(jī)玻璃

17、制造。v箱蓋上安放蓋板的表面應(yīng)進(jìn)行刨削或銑削，故應(yīng)有凸臺(tái)，凸臺(tái)高度一般取35mm。檢查孔及其蓋板的尺寸見(jiàn)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(jié)構(gòu)形式。v清潔環(huán)境可選用構(gòu)造簡(jiǎn)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(yīng)選用有過(guò)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(jié)構(gòu)和尺寸見(jiàn)表2.7-2，表2.7-3。(3)油面指示器v油面指示裝置的種類(lèi)很多，有游標(biāo)尺(桿式油標(biāo))、圓形油標(biāo)、長(zhǎng)形油標(biāo)和管狀油標(biāo)等。在難以觀察到的地方，應(yīng)該采用油標(biāo)尺。油標(biāo)尺由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在減速器中應(yīng)用較多其上刻有最高和最低油

18、面的標(biāo)線(xiàn)。長(zhǎng)期連續(xù)工作的減速器，在油標(biāo)尺的外面常裝有油標(biāo)尺套。若采用油標(biāo)尺，設(shè)計(jì)時(shí)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(biāo)尺處的孔是箱蓋和箱座合箱以后加工出來(lái)的。在減速器的主視圖上做局部剖視圖畫(huà)出油標(biāo)尺的裝配結(jié)構(gòu)，油標(biāo)尺最好安裝在小齒輪一側(cè)這樣，油標(biāo)尺可避免與齒輪干涉，其傾斜角度選擇范圍大。油標(biāo)尺的結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表2.7-9。(4)放油孔及其螺塞和密封墊片v 減速器通常設(shè)置一個(gè)故油孔，也有設(shè)置兩個(gè)的。v螺塞有圓柱細(xì)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(gè)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(wú)需附加密封墊片。近年來(lái)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(jiàn)表2.7-6。(5)起吊裝置v吊鉤和吊耳的結(jié)構(gòu)尺寸見(jiàn)表2.6-12。v吊環(huán)螺釘是標(biāo)準(zhǔn)件，其公稱(chēng)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(dāng)減速器重量較輕時(shí)，箱蓋上的吊耳或吊環(huán)螺釘允許用來(lái)吊運(yùn)整個(gè)減速器。當(dāng)減速器重量較大時(shí)，箱蓋上