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机械设计课程设计 ,北京工业大学 机械设计及理论教研室 11年6月,装配草图设计,减速器的基本结构由传动零件（齿轮或蜗杆、蜗轮等）、轴和轴承、箱体、润滑和密封装置以及附件等组成。,减速器的结构,减 速 器 的 结 构,减 速 器 的 结 构,减 速 器 的 结 构,表41 ( P 30),一. 装配草图设计阶段的基本任务 1. 确定组成减速器所有零件的结构形状、几何尺寸以及它们间的相互位置关系。 2. 取得校核轴的强度所必须的数据（各段轴的直径、支撑跨距、力的作用点等）完成轴的强度计算。 3. 取得校核轴承寿命所必须的数据，完成轴承的寿命计算。轴承寿命按机器大修的时间确定。,4. 校核键的挤压强度。 5. 通过计算确定传动件及轴承的润滑方法， 润滑剂的牌号、计算油量并确定减速器的密封 方式。 6. 设计减速器的附件。,二. 装配草图的设计过程 （一）初绘装配草图； （二）校核轴、轴承及键； （三）完成装配草图设计。,草图设计（按比例、按投影关系绘制。但可简化与省略，如：不画剖面线，不标注配合及尺寸等） 教师审阅(最晚到下周一上午,过时该部分成绩不及格) 装配工作图设计,装配草图设计草图设计第一阶段,三、草图设计第一阶段： 设计内容： 1、完成轴的结构设计： dmin： 按扭矩初估而得的作为轴端直径。 确定轴各段直径 确定轴各段长度（考虑零件宽度及零件间相互距离） 轴承型号的确定 2、确定轴的支点距离和轴上零件力的作用点,设计过程： 1、绘制前的准备： 电机型号： 查出其外伸轴径d和外伸长度l，中心高H； 确定联轴器型号： 两端轴孔直径和轴孔长； 初选轴承类型（径向力和轴向力作用）； 轴承润滑方式： 可根据轴承类型及 dn值由机械设计基础P223 表12-15确定。,装配草图设计草图设计第一阶段,齿轮润滑： 当 v 12m/s 时 ，采用浸油润滑 当 v 12m/s 时 ，采用喷油润滑 注意油池深度与浸油。一般浸油深度：浸油齿轮一个齿高；锥齿轮：整齿宽（至少半齿）。齿顶圆至油池底面距离3050 mm。 确定密封方式： V轴5 m/s时采用毡圈密封；,装配草图设计草图设计第一阶段,. 确定减速器箱体的结构方案并计算其各部分尺寸。,当批量生产时应采用铸造箱体。 单件生产时应采用钢板焊接箱体。 需要计算的尺寸见机械设计课程设计P30 表 4-1。,装配草图设计草图设计第一阶段,2、草图设计过程： 1)比例 1：1 ，0号图纸； 2)合理布置图面；估计减速器轮廓尺寸;用“0”号坐标纸绘制主、俯、左三视图。,装配草图设计草图设计第一阶段,减速器 的小端应在主视图的左侧。,减速器轴的伸出方向应与给定方案一致。,3)画法：,由里向外，先画中心线和轮廓线，再画细部结构。,画出传动零件的中心线和轮廓线，机件内壁线和机体对称线，定出轴承和轴承座端面位置，设计轴的结构，由dmindi。,重点, 画出减速器箱体两侧及大齿轮一侧的三面内壁线。小齿轮一侧的箱体内壁线由主视图投影确定。,大齿轮顶圆距箱体内壁 1 1.2； 小齿轮端面距箱体内壁 2 , 首先在俯视图上画出各轴的轴线。 画出各齿轮的轮廓。, 根据轴承的润滑方式确定轴承的位置并画出轴承。 脂润滑: 41015mm、 油润滑: 435mm 支承同一根轴的两个轴承一般应同型号，以便两轴承座孔一次镗出，保证同心度。,确定箱体凸缘的宽度。 c1c2 （58）mm 确定轴承盖的类型，画出轴承盖。 根据轴上零件的尺寸及安装要求确定各轴段的直径和长度，完成轴的结构设计。 确定各键的类型及尺寸., 确定轴上力作用点及支点跨距，计算轴承寿命。,四、精算： 轴的安全系数校核，弯扭组合强度计算 （低速轴） 轴承寿命（低速轴轴承） 键,装配草图设计精算阶段,1. 轴的计算按弯扭合成强度校核 要求： （1）画出轴系结构图； （2）画出轴的受力图（轴侧图） （3）绘制水平面受力图、弯矩图； （4）绘制垂直面受力图、弯矩图； （5）绘制合成弯矩图； （6）计算扭矩、绘制扭矩图； （7）绘制当量弯矩图（弯扭合成图）； （8）确定危险截面，验算轴的强度； 所有图形集中画在同一页纸上。,轴的计算简图、弯矩图和扭矩图,2.验算轴承寿命 按机器大修或中修的时间验算轴承的寿命。 要求； 1）画出轴承受力分析图。 2）按当量动载荷 P1、P2中较大者验算轴承寿命。 3. 验算键的强度 只做挤压强度验算。,五、草图第二阶段：任务:轴系结构设计 内容：设计传动零件、轴上其它零件及与轴承支点结构有关零件的具体结构。 传动件结构设计：,图4-9（1）, 确定齿轮的结构 1）齿轮轴,X=22.5mn,X=1.6m,2）齿轮（轮缘、轮毂、轮辐）P41表5-2, 画出轴系的细部结构 1）轴承端盖（P142143） 2）挡油环 3）套筒, 轴承的布置、调整、润滑与密封 1）轴承的布置方式 当采用向心推力轴承时，应尽量采用正装，以便于轴承间隙调整，缩小简支梁的跨距，提高支撑刚性。 当齿轮悬臂安装时，为减小悬臂长度可采用反装，但结构比较复杂。,2）轴承间隙调整 a) 凸缘式轴承盖,b) 嵌入式轴承盖,透盖,闷盖,调整垫片,齿轮的润滑 1）润滑方式及浸油深度前已述及。 2）油池深度 大齿轮顶圆距油池底面距离h3050mm， 避免齿轮旋转激起沉积在箱底的污物，造成齿面磨损。,3）油量 单级传动，传递每千瓦功率需油量为： L=（0.350.7）升。 根据2）、3）两条确定箱座高度。,3) 润滑与密封 a) 脂润滑 脂润滑的装填量不超过轴承空间的1/31/2,装脂过多，容易引起摩擦发热。 在箱体内侧装甩油环密封，轴外伸处间隙密封或毛毡密封。,b)油润滑 飞溅润滑： 至少应有一个齿轮的圆周速度 v 2m/s。 油雾直接溅入轴承 经导油沟引入轴承。 导油沟可铣出或铸出，其尺寸见P 44图4-39。,密封,六、装配草图第三阶段： 任务：完成装配草图 内容：1、设计减速器箱体和附件 箱体形状、尺寸确定 轴承旁凸台结构尺寸，加强筋； 箱体工艺结构（沉头座、凸台、铸造圆角等）； 联接螺栓、螺钉的尺寸、位置 地脚座凸缘、箱座、箱盖联接凸缘的厚度及宽度。,装配草图设计草图设计第三阶段,装配草图设计草图设计第三阶段,2.完成减速器配件：七大配件的结构设计 检查孔,盖； 通气器 ； 油标 ； 排油孔螺塞 ； 起盖螺钉 ； 定位销 ； 起吊装置 。,装配草图设计草图设计第三阶段,减速器箱体的结构设计 1）结构型式 减速器箱体通常采用剖分式，剖分面通过各轴轴线。 2）箱体应具有足够的刚度 箱体的刚度不够，会在箱体加工或减速器工作中产生过大变形，引起轴承座孔中心线倾斜，使齿轮产生偏载，影响减速器正常 工作。,提高箱体刚度的措施： a. 轴承座要有足够的壁厚，并在轴承座附 近加支撑筋。,有外筋和内筋两种结构形式，内筋刚度大、箱体美观，但会阻碍油流动、增加搅油损耗、使工艺复杂，故多采用外筋结构。筋板截面为梯形。,b. 轴承座两侧的联接螺栓应尽量靠近，但不得与轴承端盖联接螺钉的螺钉孔干涉。并在轴承座附近做出凸台以提高联接刚性。,（ C1 、C2 - P25表4-2）,c. 应使箱盖、箱座的联接凸缘及箱座底凸缘有足够的厚度。 b=b1=1.5 b2=2.5 d. 机座底部凸缘的宽度应超过箱体的内壁,3）箱体结构应具有良好的铸造工艺性 a. 为便于造型和浇铸，应力求形状简单、壁厚均匀、过度平缓，不要产生金属局部积聚。 b. 考虑金属的流动性，箱体壁厚8，铸造圆角半径 r 5。 c. 为便于拔模，箱体沿拔模方向应有1:20的拔模斜度。沿拔模方向应尽量减少凸起。,d. 在箱体上要避免出现狭缝（砂型强度差），相近的凸台应联成一体。,4) 箱体结构应具有良好的加工工艺性 a. 轴承座孔应为通孔，同一根轴上的两轴承座孔直径应相同，以便一次镗出，保证同心度。 b. 各轴承座的外端面应位于同一平面，箱体两侧应对称，以便于加工和检验。,c. 应尽量减少加工面积 箱体与其它零件接触处（轴承盖、观察孔油塞等）应作出凸台。 螺栓头及螺母的支撑面可采用刮平或加工成沉头座。P46,箱体底面不要设计成整体平面。 P51,5) 结构设计应满足联接和装配要求，螺纹联接处应留有足够的扳手空间，以便装配。 6) 应使箱体造型美观、减轻重量。,6.减速器附件设计 1)观察孔 2)通气器 3)油尺 4)放油孔,5)启盖螺钉 6)定位销 7)起吊装置,窥视孔,通气器,吊耳,放油孔,油尺,吊钩,启盖螺钉,定位销,1) 窥视孔,作用：a) 观察齿轮啮合情况；,b) 更换润滑油的注油口。,2）通气器