機械組成的認識實驗

1、第四章 機械組成的認識實驗41 機械的組成機械是機器和機構(gòu)的總稱。機器種類很多，一般機器具有三個特征：實物的組合；各組合部分之間具有確定的相對運動；可以完成機械功或轉(zhuǎn)換機械能與電能。只具有前兩項特征的構(gòu)件組合，通常稱為機構(gòu)。機構(gòu)是由構(gòu)件組成，而且具有一定的相對運動關(guān)系。因此構(gòu)件是機構(gòu)運動分析的基本單元。一般機器可分為兩大類：動力機和工作機，提供或轉(zhuǎn)換機械能的機器稱為動力機，例如內(nèi)燃機、燃氣輪機、電動機等；利用機械能實現(xiàn)工作功能的機器稱為工作機，例如切割機、起重機、空調(diào)機等。用來進行信息傳遞和變換的機器稱為儀器，例如溫度測量儀、照相機、顯示器、壓力測量儀、光譜儀等。傳統(tǒng)的機器由動力裝置、傳動裝置

2、、執(zhí)行裝置及其支持機座四個基本部分組成，現(xiàn)代的機器普遍自動化程度較高，則由動力裝置、傳動裝置、執(zhí)行裝置、支持機座及自動控制裝置組成。在現(xiàn)代生活和生產(chǎn)活動中，廣泛地使用著機器以代替或減輕體力勞動，提高生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。如日常生活中所常見的縫紉機，交通運輸中的汽車，各工業(yè)部門中使用的紡織機、起重機以及生產(chǎn)機器的工作母機各種機床等。這些機器的性能、用途千差萬別。為了便于識別機器的組成，可根據(jù)機器的組成部分的功能進行分析，常見的機器按功能分類一般由如下四大部分組成。4.1.1動力部分機器的動力部分是驅(qū)動機器運轉(zhuǎn)的動力源。常見的動力設(shè)備有電動機和熱力機（如內(nèi)燃機、汽輪機）及其在特殊情況下應(yīng)用的聯(lián)合動力

3、裝置。其中電動機的使用最廣泛，如常見的金屬切削機床大都使用Y系列三相異步電動機。機器就是依靠這些動力裝置來做功。4.1.2傳動部分機器的傳動部分是位于動力部分和工作部分的中間裝置，主要用來傳遞力和運動、分配能量、改變速度和運動形式等。機器的傳動形式有多種類型，主要有機械傳動、流體傳動、電氣傳動以及以上幾種方式的聯(lián)合傳動（如機械電氣液壓聯(lián)合傳動）。機械傳動是目前應(yīng)用最多的傳動形式。流體傳動分為液體傳動和氣壓傳動。用液體作為工作介質(zhì)來進行能量傳遞的傳動方式被稱為液體傳動。按作用原理，液體傳動又分為液壓傳動和液力傳動。液壓傳動主要利用液體壓力能來傳遞能量，如磨床、液壓牛頭刨床就用到了這種傳動方式；而

4、液力傳動則主要利用液體的動能來傳遞能量。氣壓傳動是利用壓縮空氣的壓力來傳遞動力或運動的流體傳動。其傳動系統(tǒng)是將壓縮空氣經(jīng)管道和控制閥送給氣動執(zhí)行元件（如氣缸、氣馬達等），把氣體壓力能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能而對外做功。其特點是成本低，無污染，使用安全，過載保護性好，但結(jié)構(gòu)尺寸大，噪聲較大。電氣傳動是利用電動機將電能轉(zhuǎn)換為機械能來驅(qū)動機器的傳動。電氣傳動通常由電動機、傳遞機械能的傳動機構(gòu)、控制電動機運轉(zhuǎn)的電氣控制裝置和電源組成。電氣傳動的特點是便于遠距離的自動控制，所需電力易于輸送和集中生產(chǎn)，運行可靠，效率高。4.1.3工作部分 工作部分是直接完成機器預(yù)定功能、直接進行生產(chǎn)的部分，是綜合體現(xiàn)一臺機器的用途及

5、性能的部分，它標志著各種機器的不同特性，是機器設(shè)備分類的依據(jù)。有不少機器的原動機和傳動部分大致相同，但由于工作部分不同，而構(gòu)成了用途、功能不同的機器。如汽車、拖拉機、推土機、挖掘機等，其原動機均為內(nèi)燃機，且傳動部分大同小異，但由于工作部分不同就形成了不同類型的機器。4.1.4控制部分控制部分是為了提高產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量，減輕人們的勞動強度，節(jié)省人力、物力等而設(shè)置的那些控制器?？刂葡到y(tǒng)由控制器和被控對象組成。不同控制器組成的系統(tǒng)不一樣，如由手動操縱進行控制的手動控制系統(tǒng)；由機械裝置作為控制器的機械控制系統(tǒng)；由氣壓、液壓裝置作為控制器的氣動、液壓控制系統(tǒng)；由電氣裝置或計算機作為控制器的電氣或計算機控制

6、系統(tǒng)等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計算機控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。一般而言，控制器要完成被控參數(shù)的調(diào)節(jié)，應(yīng)具備四個基本部件：a） 給定值發(fā)生器。它輸出與被控量目標值相對應(yīng)的信號。b） 比較器。把被控參數(shù)的實際值與給定值進行比較，產(chǎn)生誤差信號送給驅(qū)動器。c） 驅(qū)動部件和執(zhí)行機構(gòu)。它把誤差信號放大，變成能驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)的物理量，參與被控量的調(diào)節(jié)。d） 檢測及變換元件。對被控參數(shù)的實際值進行測量，并把測得的物理量轉(zhuǎn)換成電量。機器是由零件組成，零件具有一定的形狀、尺寸和材料實體關(guān)系，是機器的組成要素和制造單元。為了便于制造、安裝、維修和運輸，也可以將一臺機器分成若干個相互獨立，但有相互關(guān)聯(lián)的零件組合，稱為

7、部件。顯然部件是由一定數(shù)量的機械零件組成的。42 機械拆裝與測試實驗機械工程實際中常常需要對各種機械設(shè)備進行拆裝、測試，正確的拆裝方式和步驟，不僅是正確測試的前提，更是拆裝后機器正常運轉(zhuǎn)的保證。首先要熟悉機器的使用說明書，了解機器的操作步驟。然后仔細觀察機器各部分，找出機器的動力部分、傳動部分、工作部分和控制部分。對包含電器元件的機器，先斷開電源，切斷機器的動力，令機器停止工作。準備紙和筆，用以記錄拆卸的部件名稱和拆卸的步驟，必要時繪出部件的簡單聯(lián)接關(guān)系圖，各電器元件線路標識不詳?shù)模瑧?yīng)詳細繪出。待機器各部分元件完全停止后（可通過觀察機器活動零件或仔細聽機器內(nèi)部噪聲來判斷），再將機器的外殼拆開。

8、拆開外殼后，觀察機器內(nèi)部結(jié)構(gòu)，判斷機器內(nèi)部溫度狀態(tài)，是否存在高溫區(qū)域，如有高溫零件，應(yīng)待機器內(nèi)溫度降到正常再進行拆卸。根據(jù)測試目的，找出需要進一步拆卸的零部件進行拆卸。用相應(yīng)的工具拆卸零件，拆卸任何零件都應(yīng)小心謹慎，不可蠻干，嚴禁用榔頭或其他工具敲擊機器和零件。拆卸下來的機械零件應(yīng)整齊有序擺放，以利于安裝復(fù)位。測試、繪制零件的方法和步驟同樣需要保證不破壞零件。測試、繪制零件后，按相應(yīng)順序?qū)⒘慵b回機器中。用手轉(zhuǎn)動機器的原動件，應(yīng)能保證機器可平順地轉(zhuǎn)動。接上各導(dǎo)線，裝上機器的外殼，接通電源，按正確的順序啟動機器，若機器運轉(zhuǎn)正常，則本次拆裝實驗完成。減速器是指原動機與工作機之間獨立的閉式傳動裝置，

9、用來降低轉(zhuǎn)速和相應(yīng)地增大轉(zhuǎn)矩。由于原動機（發(fā)動機、電動機等）的轉(zhuǎn)速通常較高，而工作機的工作轉(zhuǎn)速通常較低，因此它們之間常常用減速器來聯(lián)接。此外，在某些場合，也有用來增速的，可稱為增速器。4減速器的種類減速器的種類很多，這里僅討論齒輪及蝸桿減速器，按其傳動和結(jié)構(gòu)特點，大致可分為三類：1齒輪減速器 其中主要有圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器和圓錐圓柱齒輪減速器三種。按傳動所采用的齒形來分，常用的有漸開線齒形和圓弧齒形兩種。2蝸桿減速器 主要有圓柱蝸桿減速器，環(huán)面蝸桿減速器，錐蝸桿減速器和蝸桿齒輪減速器。其中以圓柱蝸桿減速器最為常用，有普通圓柱蝸桿和圓弧齒圓柱蝸桿兩種。3行星減速器 主要有漸開線行星齒輪

10、減速器，擺線針齒減速器和諧波齒輪減速器等。 由于減速器應(yīng)用很廣，為了提高質(zhì)量，簡化構(gòu)造型式及尺寸，節(jié)約生產(chǎn)費用等，在我國的某些機器制造部門(如起重運輸機械，冶金設(shè)備及礦山機械等)中，已將減速器系列化了。目前，我國常用的標準減速器有：漸開線圓柱齒輪減速器，圓弧圓柱齒輪減速器，圓柱蝸桿減速器，圓弧齒圓柱蝸桿減速器，行星齒輪減速器及擺線針齒減速器等。各類標準減速器常用于冶金，礦山，起重運輸，建筑、化工，輕工業(yè)等機械傳動中。422常用減速器的主要類型，特點和應(yīng)用1齒輪減速器 齒輪減速器的特點是效率高，工作耐久，維護簡便，因而應(yīng)用范圍很廣。齒輪減速器按其減速齒輪的級數(shù)可分為單級，兩級，三級和多級的；按其

11、軸在空間的相互配置可分為立式和臥式的；按其運動簡圖的特點可分為展開式、同軸式(又稱回歸式)和分流式等。具體形式的特點如下：單級圓柱齒輪減速器的輪齒可用直齒、斜齒或人字齒。直齒用于低速(8ms)或載荷較輕的傳動，斜齒或人字齒用于較高速(=2550ms)或載荷較重的傳動。箱體常用鑄鐵制造，軸承常用滾動軸承。傳動比范圍：i36，直齒i4，斜齒i6。兩級展開式圓柱齒輪減速器的高速級常用斜齒，低速級可用直齒或斜齒。展開式圓柱齒輪減速器由于齒輪相對于軸承不對稱，要求軸具有較大的剛度。高速級齒輪應(yīng)安排在遠離轉(zhuǎn)矩輸入端，以減少因彎曲變形所引起的載荷沿齒寬分布不均的現(xiàn)象。這種類型的減速器常用于載荷較平穩(wěn)的場合，

12、應(yīng)用廣泛。傳動比范圍：i=840。兩級同軸式圓柱齒輪減速器的箱體長度較短，軸向尺寸及重量較大，中間軸較長，剛度較差，其軸承潤滑困難。當(dāng)兩大齒輪浸油深度大致相同時，高速級齒輪的承載能力難以充分利用。這種減速器僅有一個輸入軸和輸出軸，傳動布置受到限制。傳動比范圍：i840。單級圓錐齒輪減速器用于輸入軸和輸出軸的軸線垂直相交的傳動，有臥式和立式兩種。輪齒加工較復(fù)雜，圓錐齒輪可用直齒、斜齒或曲齒。傳動比范圍：i=25，直齒i3，斜齒i5。兩級圓錐圓柱齒輪減速器用于輸入軸和輸出軸的軸線垂直相交且傳動比較大的傳動。圓錐齒輪宜布置在高速級，以減少圓錐齒輪的尺寸，便于加工。傳動比范圍：i=825。2蝸桿減速器

13、 蝸桿減速器的特點是在外廓尺寸不大的情況下獲得大的傳動比，工作平穩(wěn)，噪聲較小，但效率較低。其中應(yīng)用最廣的單級蝸桿減速器，傳動比大，結(jié)構(gòu)緊湊，但傳動效率低，用于中小功率、輸入軸和輸出軸垂直交錯的傳動。蝸桿下置式的潤滑條件較好，應(yīng)優(yōu)先選用。當(dāng)蝸桿圓周速度45ms時，應(yīng)采用上置式，此時蝸桿軸承潤滑條件較差，傳動比i1040。兩級蝸桿減速器則應(yīng)用較少。3蝸桿齒輪減速器 這類減速器在絕大多數(shù)情況下都是把蝸桿傳動作為高速級，稱為蝸桿齒輪減速器，因為在高速時，蝸桿傳動的效率較高，它所適用的傳動比一般在50130的范圍內(nèi)，最大可達250。而把圓柱齒輪傳動作為高速級，即齒輪蝸桿減速器則應(yīng)用較少，它的傳動比可達1

14、50左右。423減速器的結(jié)構(gòu)減速器拆裝實驗主要目的是讓同學(xué)們熟悉減速器的結(jié)構(gòu)特點。為了使后續(xù)的課程設(shè)計能順利完成，所以有必要先介紹減速器的各個部分。（1）箱體減速器箱體的作用是支承軸系零件，固定軸系的位置，保證軸系運轉(zhuǎn)精度; 箱體內(nèi)裝有潤滑軸系的潤滑油，因此箱體必須是密封防塵的，但又要使箱體內(nèi)與箱體外的大氣壓平衡。因此減速器箱體的重要質(zhì)量指標是整體剛度和穩(wěn)定性、密封性。大批量生產(chǎn)的減速器箱體常常采用鑄造方法制作，鑄造的材料通常是價廉的普通灰鑄鐵、球墨鑄鐵與變性灰鑄鐵等，在有較高強度和剛度要求時使用鑄鋼。 在某些場合為了使機器的重量盡可能輕，也有使用鋁合金制作箱體的。如果生產(chǎn)的批量較小，則多數(shù)采

15、用焊接的方式來制作箱體。減速器的箱體受力情況較復(fù)雜，常常會受到較大的彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力作用，因此如何在不大幅度增加重量的情況下提高箱體的剛度就顯得很關(guān)鍵，在箱體外設(shè)計肋板就是很有效的辦法。但采用肋板使箱體的加工工藝變得更加復(fù)雜。鑄造工藝方面的要求是箱體形狀力求簡單，易于造型和拔模，壁厚均勻，過渡平緩，金屬不要局部積聚等。機械加工工藝方面應(yīng)盡量減少加工面積，以提高生產(chǎn)率和減少刀具的磨損，應(yīng)盡量減少工件和刀具的調(diào)整次數(shù)，以提高加工精度和節(jié)省加工時間，例如同軸上的兩個軸承座孔直徑應(yīng)盡量相同。當(dāng)軸承采用箱體內(nèi)的油潤滑時，須在箱座剖分面的凸緣上開設(shè)輸油溝，使飛濺到箱蓋內(nèi)壁上的油經(jīng)油溝流入軸承。輸油溝有銑制和

16、鑄造兩種形式，設(shè)計時應(yīng)使箱蓋斜口處的油能順利流入油溝，并經(jīng)軸承蓋的缺口流入軸承。（2）窺視孔和視孔蓋窺視孔應(yīng)開在箱蓋頂部，以便于觀察傳動零件嚙合區(qū)的情況，可由孔注入潤滑油，孔的大小應(yīng)該足夠大，以便進行檢查操作，窺視孔應(yīng)設(shè)凸臺便于加工。視孔蓋可用鑄鐵、鋼板或有機玻璃制成?？着c蓋之間加有密封墊片。（3）油標 油標用來指示油面高度，一般安置在低速級附近的油面穩(wěn)定處。油標形式有油標尺、管狀油標、圓形油標等。常用的是帶有螺紋部分的油標尺。油標尺的安裝位置不能太低，以防油從該處溢出。油標座孔的傾斜位置要保證油標尺便于插入和取出。（4）放油孔和油孔螺塞工作一段時間后，減速箱中的潤滑油需要進行更換。為使減速箱

17、中的污油能順利排放，放油孔開在油池的最低處，油池底面有一定斜度，放油孔座應(yīng)設(shè)凸臺，螺塞與凸臺之間應(yīng)有油圈密封。（5）通氣器減速器工作時由于輪齒嚙合摩擦?xí)a(chǎn)生熱量，熱量使箱內(nèi)的空氣受熱膨脹，通氣器能使箱內(nèi)受熱膨脹的氣體排出，以便箱內(nèi)外氣壓平衡，避免密封處滲漏。通氣器一般安放在箱蓋頂部或視孔蓋上，要求不高時，可用簡易的通氣器。（6）起吊裝置起吊裝置用于拆卸和搬運減速器，包括吊環(huán)螺釘、吊耳和吊鉤。吊環(huán)螺釘或吊耳用于起吊箱蓋，設(shè)計在箱蓋兩端的對稱面上，吊環(huán)螺釘是標準件，設(shè)計時應(yīng)有加工凸臺，便于機械加工。吊耳可在箱蓋上直接鑄出。吊鉤用于吊運整臺減速器，在箱座兩端的凸緣下面鑄出。（7）定位銷定位銷用來保證

18、箱蓋與箱座聯(lián)接以及軸承座孔的加工和裝配精度。一般用兩個圓錐銷安置在聯(lián)接凸緣上，距離較遠且不對稱布置，以提高定位精度。定位銷長度要大于聯(lián)接凸緣的總厚度，定位銷孔應(yīng)為通孔，以便于裝拆。（8）起蓋螺釘在拆卸箱體時，起蓋螺釘用于頂起箱蓋。它安置在箱蓋凸緣上，其長度應(yīng)大于箱蓋聯(lián)接凸緣的厚度，下端部做成半球形或圓柱形，以免在旋動時損壞螺紋。（9）軸 減速器中的齒輪或蝸輪蝸桿，需要安裝在軸上。減速器中的軸都是直軸，并且為了軸上零件安裝定位的方便大多數(shù)是階梯軸，當(dāng)齒輪和高速軸的軸徑相差不大時，常常制成齒輪軸。根據(jù)軸所受載荷的性質(zhì)，軸可分為三類：只承受彎矩而不承受扭矩的稱為心軸，例如二級圓柱齒輪減速器中的中間軸

19、；既承受彎矩又承受扭矩的軸稱為轉(zhuǎn)軸，例如減速器中的輸入和輸出軸；主要承受扭矩的軸稱為傳動軸。軸的設(shè)計一般應(yīng)滿足軸的強度和剛度要求，對于高速運轉(zhuǎn)的軸還要注意振動穩(wěn)定性的問題。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計應(yīng)滿足以下幾點，首先要保證軸和軸上零件有確定的工作位置；軸上零件應(yīng)便于裝拆和調(diào)整；軸應(yīng)具有良好的制造工藝性。軸的材料一般采用碳鋼和合金鋼。（10）齒輪由于齒輪傳動具有傳動效率高、傳動比恒定、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠等優(yōu)點，減速器都采用齒輪傳動。減速器大部分采用閉式齒輪傳動，只有部分農(nóng)業(yè)和建筑機械才采用開式齒輪傳動。減速器齒輪常采用的材料有鍛鋼，鑄鋼、鑄鐵、非金屬材料等。一般用途的齒輪常采用鍛鋼，經(jīng)熱處理后切齒，用在高速

20、、重載或精密儀器的齒輪還要進行磨齒等精加工；當(dāng)齒輪的直徑較大時采用鑄鋼；工作平穩(wěn)速度較低、傳動功率不大時用鑄鐵；高速輕載和精度要求不高時常采用非金屬材料制作齒輪。（11）軸承減速器中的軸通過軸承支承在箱體的軸承座上。由于減速器的空間有限所以常采用滾動軸承而不采用滑動軸承，采用的軸承通常有向心軸承和向心推力軸承。根據(jù)軸承所受載荷的大小、方向和性質(zhì)選擇軸承的類型。43 對機器中某些部件的改進設(shè)計431 工作原理方面的改進某些機器雖然能實現(xiàn)設(shè)計目標，但設(shè)計者應(yīng)從多方面考慮方案是否還可以進行改進，甚至是工作原理的改進。例如，實現(xiàn)制冷可以有兩種方式，采用壓縮機制冷，或者采用電子制冷的方式。采用壓縮機制冷

21、的優(yōu)勢是大制冷量，制冷快；而電子制冷的優(yōu)勢是系統(tǒng)簡單，制冷量小時成本相對較低。因此在設(shè)計飲水機時，采用的是電子制冷，而不是壓縮機制冷。例如設(shè)計家用豆?jié){機，設(shè)計目的是將黃豆顆粒變小。實現(xiàn)這一目的的機械方法有以下幾種：摩擦法，傳統(tǒng)的石磨豆?jié){就是利用摩擦法；切碎法，用刀刃切碎黃豆；用高頻震蕩震碎黃豆。以上三種方法，初看是第一種最容易實現(xiàn)，但由于機械結(jié)構(gòu)會相當(dāng)復(fù)雜，并且摩擦?xí)a(chǎn)生噪聲，所以不是最佳方案；第二種方案聽起來不可能，但由于生產(chǎn)工藝的進步，高轉(zhuǎn)速電機體積的進一步縮小，使這種方案可以實現(xiàn)，實際上這正是絕大部分家用豆?jié){機的工作原理：利用轉(zhuǎn)速高達每秒1萬轉(zhuǎn)的電動機，電動機的軸端套上兩（或三）刃的刀具

22、，經(jīng)過幾十秒的高速運轉(zhuǎn)，就可將泡在水中的黃豆變成豆?jié){；第三種方案由于實現(xiàn)電路和結(jié)構(gòu)都較復(fù)雜，生產(chǎn)成本將會較高，并且具有一定的危險性，所以基本上沒有用在家用設(shè)備，只在某些特殊場合下才用到。432傳動方案的改進實現(xiàn)同樣的傳動目的可以有不同的傳動方案，通常設(shè)計者要根據(jù)設(shè)計目的選取最優(yōu)的設(shè)計方案。例如在設(shè)計垂直升降電梯時，原動機是電動機，可實現(xiàn)的傳動方案：（1）電動機齒輪減速器齒輪傳動（2）電動機齒輪減速器鏈傳動（3）電動機齒輪減速器帶傳動（4）電動機齒輪減速器鋼絲繩傳動方案（1）需要將齒條裝在電梯井壁，優(yōu)點是傳動可靠，缺點是對裝配要求較高，同時成本高。方案（2）傳動可靠，但是由于鏈傳動的特性，傳動不

23、平穩(wěn)，并且鏈條的重量太大。方案（3）傳動可靠性最差，所以不考慮。方案（4）傳動比較可靠，安裝及維護方便，價格便宜，并且利于高層建筑使用。綜合考慮以上4種方案，方案（4）無論從安全性、安裝、維護、成本方面都有較大優(yōu)勢，因此目前所有的建筑垂直升降電梯都是用鋼絲繩傳動。433結(jié)構(gòu)設(shè)計的改進在進行機械產(chǎn)品設(shè)計時，除了保證產(chǎn)品的功能性，還要注意機器的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性和零件結(jié)構(gòu)工藝性問題。所謂產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的產(chǎn)品在滿足使用要求的前提下，制造和維修的可能性和經(jīng)濟性，零件結(jié)構(gòu)工藝性是指所設(shè)計的零件在滿足使用要求的前提下制造的可能性與經(jīng)濟性。當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)計不合理時，就要及時進行改進，以下是幾個改進設(shè)計的例子

24、。（1） 考慮齒輪加工的設(shè)計改進。由于齒輪的結(jié)構(gòu)與切削加工關(guān)系密切，在設(shè)計時應(yīng)充分考慮。如用插齒加工的雙聯(lián)（多聯(lián)）齒輪，應(yīng)留有空刀槽。圖4-1（a）為錯誤結(jié)構(gòu)，無法正確加工，應(yīng)預(yù)留空刀槽，正確的設(shè)計如圖（b）。（a） (b)圖41 用插齒加工齒輪對于左右兩邊支承的連軸錐齒輪（如圖42），設(shè)計時應(yīng)避免加工時刀具與支承軸頸產(chǎn)生干涉。圖42 錐齒輪軸（2） 考慮箱體的結(jié)構(gòu)工藝性A、 細長和大而薄的平板件鑄造時常常會因冷卻不均勻而產(chǎn)生翹曲或彎曲變形，如圖43（a）；正確的設(shè)計是應(yīng)如圖（b）加設(shè)加強筋。（a） (b)圖43 鑄造平板件的工藝改進B、 箱體上孔的位置要便于加工，如圖44（a），螺栓孔與箱體

25、距離太近，鉆頭無法向下達到鉆孔位置；應(yīng)該改為圖（b）的結(jié)構(gòu)，加大螺栓孔離箱體的距離，鉆頭夾頭可以自由向下鉆孔。（a） (b)圖44 箱體鉆孔工藝改進C、 盡量減少零件的機械加工面積。箱體支架等零件的底平面，應(yīng)設(shè)計成中間凹陷，以減少加工面積，從而減少加工時間，并保證接觸可靠。圖45（a）為不合理結(jié)構(gòu)，圖（b）則較為理想。（a） (b)圖45 盡量減少加工面積（3）盤套類零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計工藝性。A、提高結(jié)構(gòu)的強度和剛度。如圖46（a），圓管外壁有螺紋退刀槽，內(nèi)壁有膛孔退刀槽，兩者相距太近，結(jié)構(gòu)強度受到影響，應(yīng)改為（b）圖的設(shè)計。（a） (b)圖46 套類零件的結(jié)構(gòu)工藝性B、兩表面相配合時，配合面應(yīng)精

26、確加工，為減少加工量應(yīng)減少配合面的長度。如圖47（b）的結(jié)構(gòu)比（a）的好。（a） (b)圖47 配合表面的結(jié)構(gòu)工藝性（4）設(shè)計應(yīng)便于機器的裝配與拆卸。A、有同軸要求的兩個零件聯(lián)接時，應(yīng)有正確的裝配基面，不能僅靠螺紋定位，因為螺紋之間有間隙，無法保證定位精度，如圖48（a）的結(jié)構(gòu)不合理，應(yīng)改成（b）的結(jié)構(gòu)，靠凸肩和凹槽定位。（a） (b)圖48 有同軸要求的結(jié)構(gòu)工藝性B、軸與孔聯(lián)接時，應(yīng)有合理的定位端面。圖49（a）軸肩處的圓弧面會影響軸肩與孔端面定位，應(yīng)改成圖（b）所示的結(jié)構(gòu)，在軸上開圓槽，使軸肩與孔端面貼緊達到定位的目的。（a） (b)圖49 軸與孔配合的定位端面C、設(shè)計應(yīng)便于孔的對準，如圖

27、4-10（a）裝配時油孔不易對準，應(yīng)改為圖(b)的結(jié)構(gòu)。 （a） (b)圖410 裝配時油孔的對準D、為安裝方便，應(yīng)預(yù)留扳手操作的空間。如圖411（a）的空間不足，扳手無法操作，應(yīng)改為圖(b)的結(jié)構(gòu)。（a） (b)圖411 扳手空間E、應(yīng)考慮螺釘裝配所需的空間，如圖412（a），螺釘無法裝入，應(yīng)改為圖(b)的結(jié)構(gòu)。（a） (b)圖412 螺釘裝配空間的結(jié)構(gòu)工藝性F、與軸承孔配合的軸段不能設(shè)計得過長，如圖413（a），合理的結(jié)構(gòu)如圖（b）.（a） (b)圖413 軸承配合的結(jié)構(gòu)工藝性G、設(shè)計定位銷時應(yīng)考慮定位銷的拆卸問題，圖414（a）的結(jié)構(gòu)將很難拆除定位銷，圖（b）及（c）的結(jié)構(gòu)則較為合理。（

28、a） (b) (c)圖414 考慮定位銷拆卸的結(jié)構(gòu)工藝44 機構(gòu)運動簡圖測繪441測繪運動簡圖的原理構(gòu)件是運動的基本單元，即組成構(gòu)件的各部分之間沒有相對運動，它們是一個運動整體。構(gòu)件可以分成原動件（主動件）、從動件和機架。機構(gòu)中相對某個參照系統(tǒng)固定不動的構(gòu)件稱為機架，而機構(gòu)中按已知運動規(guī)律相對機架獨立運動的構(gòu)件稱為原動件。通常原動件就是驅(qū)動力所作用的構(gòu)件，而其余相對機架活動的構(gòu)件稱為從動件。運動副是指兩構(gòu)件直接接觸的活動連接。按活動連接部分的特點，運動副可分為低副（面接觸）和高副（點或線接觸）。低副中如果被連接的兩構(gòu)件作相對轉(zhuǎn)動，其接觸部分是圓柱面，則稱為轉(zhuǎn)動副；如果被連接的兩構(gòu)件做相對移動，

29、其接觸部分是平面，則稱為移動副。機械中的實際機構(gòu)，其結(jié)構(gòu)往往比較復(fù)雜，但機構(gòu)的運動情況卻與構(gòu)件外形、斷面尺寸和運動副大小無關(guān)，而取決于機構(gòu)中聯(lián)接各構(gòu)件的運動副類型和各運動副的相對位置尺寸以及原動件的運動規(guī)律。因此，在進行機構(gòu)的分析和綜合時，所繪制的旨在表達機構(gòu)各構(gòu)件之間的相對運動關(guān)系和運動特性的圖形，必須撇開構(gòu)件和運動副的具體形狀和結(jié)構(gòu)，根據(jù)構(gòu)件之間的相對運動性質(zhì)，確定各運動副的類型，然后按一定的比例，用運動副的規(guī)定符號和簡單線條繪出圖形，這樣的圖形稱為機構(gòu)運動簡圖。442 表達機構(gòu)運動簡圖的符號為了便于交流，我們必須約定表達機構(gòu)及運動副的符號（如表41）。表41 .機構(gòu)運動簡圖表示符號（摘自

30、GB446084）機構(gòu)名稱基本符號可用符號備注運動副具有一個自由度的運動副平面機構(gòu)空間機構(gòu)棱柱副（移動副）具有兩個自由度的運動副圓柱副球銷副具有三個自由度的運動副球面副平面副桿件及其組成部分機架軸、桿_連接兩個回轉(zhuǎn)副的構(gòu)件連桿A、 平面機構(gòu)B、 空間機構(gòu)AB曲柄或搖桿A、 平面機構(gòu)B、 空間機構(gòu)AB偏心輪機構(gòu)名稱基本符號可用符號備注桿件及其回轉(zhuǎn)部分連接回轉(zhuǎn)副與棱柱副的構(gòu)件導(dǎo)桿滑塊齒輪傳動齒輪（不指明齒線）A、 圓柱齒輪B、 圓錐齒輪C、撓性齒輪ABC齒線符號A、 圓柱齒輪（1） 直齒（2） 斜齒（3） 人字齒（1）（2）（3）B、 圓錐齒輪（1）直齒（2）斜齒（3）弧齒（1）（2）（3）齒輪傳

31、動（不指明齒線）A、 圓柱齒輪B、非圓齒輪C、圓錐齒輪D、準雙曲面齒輪45 實驗的實例451減速器拆裝與軸系測繪實驗4511實驗?zāi)康牧私鉁p速器的結(jié)構(gòu)、各零件作用及裝配關(guān)系。了解減速器裝配的基本要求。加深對軸系部件結(jié)構(gòu)的理解。熟悉并掌握軸、軸承、軸上零件結(jié)構(gòu)和功用、工藝要求、尺寸裝配關(guān)系及軸上零件定位和固定方法。4512實驗要求1. 按正確程序拆開減速器，分析減速器結(jié)構(gòu)及各零件功用。2. 測定減速器的主要參數(shù)，繪出傳動示意圖。畫軸系結(jié)構(gòu)裝配草圖一張。3. 測量減速器傳動副的齒側(cè)間隙及接觸斑點。4513實驗設(shè)備及工具齒輪減速器、蝸桿減速器、鋼尺、游標卡尺、內(nèi)卡尺、外卡尺、扳手、鉛絲、涂料等。451

32、4實驗步驟1. 開箱蓋前先觀察減速器外部形狀，判斷傳動方式、級數(shù)、輸入和輸出軸。并觀察有哪些箱體附件。2. 擰下箱蓋與機座聯(lián)接螺栓及端蓋螺釘，拔出定位銷，借助起蓋螺釘頂起減速器箱蓋。3. 邊拆卸邊觀察，并就箱體形狀，軸系零件的定位及固定，潤滑密封方式，箱體附件（如通氣器、油標、油塞、起蓋螺釘、定位銷等）的結(jié)構(gòu)和作用，位置要求和零件材料等進行分析。4. 畫傳動示意圖，測定減速器的主要參數(shù)（中心距a、齒數(shù)Z1、Z2、壓力角、螺旋角）的測量值，代入公式：計算法面模數(shù)，與標準值比較后，取模數(shù)為最相近的標準值，再用標準模數(shù)代入上式算出減速器的實際螺旋角。將測得的參數(shù)或計算得出的參數(shù)記錄于表中。傳動示意圖

33、也應(yīng)注明必要的參數(shù)。5. 軸系結(jié)構(gòu)測繪軸系結(jié)構(gòu)分析：分析和測繪軸系結(jié)構(gòu)，明確軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計需要滿足的要求。應(yīng)了解軸的各部分結(jié)構(gòu)作用，形狀尺寸，它與強度、剛度、加工裝配的關(guān)系，軸上各零件的用途、軸承類型、布置、安裝調(diào)整方式、軸和軸上零件的定位及固定方法、潤滑和密封等。畫低速軸軸系結(jié)構(gòu)裝配草圖一張。6. 測量齒側(cè)間隙：如圖415，在兩輪齒之間沿齒輪徑向插入一段鉛絲，鉛絲直徑稍大于所假設(shè)的側(cè)隙，鉛絲長度為略大于齒高，轉(zhuǎn)動齒輪，使兩齒面間的鉛絲被輾壓，然后用鑷子取出鉛絲，用游標卡尺測出被輾壓后鉛絲的最小厚度，以檢驗該對齒輪的齒側(cè)間隙是否符合GB/T100951998標準的要求。圖415 測量齒側(cè)間隙示意

34、圖7. 檢查接觸斑點。仔細擦凈每一個輪齒，在主動輪34個輪齒上均勻地涂上一薄層涂料（如紅丹油），在從動輪被輕輕制動下，用手轉(zhuǎn)動主動輪，然后確定從動輪輪齒上接觸斑點的分布情況和尺寸。接觸斑點的大小在齒面展開圖上用百分比計算。沿齒長方向：實際接觸斑點的長度與工作長度之比，即沿齒高方向，接觸斑點的平均高度和工作高度之比，即檢查是否符合JB標準中所規(guī)定的接觸精度要求。圖416 接觸斑點示意圖4515思考題1. 試說明減速器各零件的名稱及其作用？2. 試述減速器的拆裝步驟？3. 試以中間軸或低速軸為例，說明軸上零件的周向固定和軸向固定方式？4. 減速器的齒輪和軸承采用什么方法潤滑？表4-2 標準模數(shù)系列表（GB/T13571987）第一系列0.10.120.150.20.250.30.40.50.60.811.251.522.5345681