机械设计课程设计ppt

第 1 章 概 述 1 1 机械设计课程设计的目的 培养学生综合运用本课程及其它先修课程的有关知识 进行简单 的机械设计 进一步巩固 深化 扩展有关机械设计方面的理论知识 培养学生分析和解决工程实际问题的能力 掌握机械零件 机械 传动装置或简单机械的一般设计方法和步骤 熟悉有关标准和规范 提高学生在计算 绘图 计算机辅助设计 运用设计资料 手册 图册 等方面的能力 1 2 机械设计课程设计的内容 设计题目 带式输送机传动装置 带传动及一级斜齿圆柱齿轮减速器 设计内容 一级斜齿圆柱齿轮减速器为主体的机械传动装置的全部设 计及计算 轴及其上的轴承和键的强度校核 设计任务 完成减速器装配草图一张 A2 图纸 正式装配图一张 A1 图纸 II 轴及齿轮 2 的零件图各 1 张 A3 图纸 设计计算说明书 一份 1 3 机械设计课程设计的步骤 1 设计准备 阅读设计任务书 明确设计要求和工作条件 通过看实物 模型 动 画或拆装实验等了解设计对象 阅读有关资料 图纸 2 传动装置的总体设计 比较和选择传动装置的传动方案 选定电动机的类型和型号 计算总 传动比并分配各级传动比 计算各轴的转速 功率和转矩 3 传动零件的设计计算 主要包括带传动和齿轮传动的主要参数和几何尺寸的设计计算 4 绘制装配图 确定减速器的结构尺寸 绘制减速器装配草图 并进行轴 轴上零件和轴承组合的结构设 计 校核轴的强度 轴承的寿命 键的强度 设计减速器的附件 画正式的装配图 5 绘制零件工作图 6 编写设计计算说明书 1 4 机械设计课程设计中应注意的事项 1 注意正确使用标准和规范 在设计中应严格遵守并尽量采用国 家标准 部颁标准 行业标准和规范 这是评价设计质量的指标之一 对 于非标准的数据 也应尽量圆整成标准数列或选用优先数列 2 认真设计草图是提高设计质量的关键 由于草图是正式图的依 据 所以草图也应该按正式图的比例绘制 在画草图过程中应注意各零件 间的相对位置 有些细部结构可以先用简化画法画出 3 设计过程中应注意检查核对计算数据与实际绘图的一致性 设 计过程是一个边设计 边计算 边修改的过程 应经常进行自查和互查 发现错误应及时修改 以免造成大的返工 4 注意设计数据的记录和整理 数据是设计的依据 应及时记录 和整理好计算数据 以供下一步设计及编写设计说明书之用 5 处理好参考资料和创新的关系 任何设计都不可能凭空设想而 不依靠任何资料 因此 充分利用各种资料 既是加快设计进度 提高设 计质量的重要保证 也是设计能力的重要体现 而任何新的设计任务 都 是根据特定的设计要求和具体工作条件提出来的 所以 必须针对具体情 况进行具体分析 将参考已有资料与创新设计两者很好地结合 才能使设 计质量和设计能力得到提高 第 2 章 传动装置的总体设计 传动装置是用来传递运动和动力 变换运动形式 以实现工作机预定 的工作要求的装置 是机器重要的组成部分 实践证明 机器的工作性能 重量及成本在很大程度上取决于传动装置设计的合理性 所以它的合理设 计是一个十分重要的问题 机械传动装置总体设计包括确定传动方案 选择电动机型号 计算总 传动比 合理分配各级传动比及其计算传动装置的运动和动力参数等 为 设计各级传动件作准备 2 1 传动装置的组成方案及特点分析 P3 第一级为带传动 第二级为一级圆柱齿轮减速器 带传动能缓冲 吸 振 过载时有安全保护作用 因此这种方案得到广泛应用 但带传动在结 构上宽度和长度尺寸都较大 且带传动不适用于大功率的机械传动和恶劣 的工作环境 2 2 电动机的选择 电动机已经标准化 系列化 设计时只需根据工作载荷 工作机的特 性和工作环境等条件 选择电动机的类型 结构形式 容量 功率 和转 速 并在产品目录中查出其型号及有关尺寸 2 2 1 选择电动机类型 P6 电动机有交流电动机和直流电动机之分 工程上一般都采用交流电动 机 交流电动机分为异步电动机和同步电动机 异步电动机又分为笼型和 绕线型两种 其中以普通笼型异步电动机应用最多 目前应用最广的是 Y 系列自扇冷式笼型三相异步电动机 它结构简单 工作可靠 启动性能好 价格低廉 维护方便 适用于不易燃 不易爆 无腐蚀性气体 无特殊要 求的场合 如机床 风机 运输机 搅拌机 农业机械和食品机械等 电动机类型 Y 系列全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机 2 2 2 确定电动机功率 P6 电动机功率的大小应根据工作机所需功率的大小和中间传动装置的效 率以及机器的工作条件等因素来确定 如所选电动机功率小于工作要求功 率 则不能保证工作机正常工作 且电动机在长期过载下工作而过早损坏 如所选电动机功率过大 电动机由于不能满载运行 功率因素和效率较低 使能量得不到充分利用而造成浪费 因此 在设计中一定要选择合适的电 动机功率 电动机的功率用额定功率 Ped表示 确定电动机额定功率的原则 Ped 应是工作机所需电动机输出功率 Pd的 1 1 3 倍 即 Ped 1 1 3 Pd 工作机所需电动机输出功率 Pd w d P P Pw为工作机所需输入功率 单位 kW 为电动机至工作机之间总效 率 43 3 21242321 1 带传动效率 2 滚动轴承效率 3 齿轮传动效率 4 联轴 器效率 查 P7 表 2 3 工作机所需功率 Pw w w 1000 Fv P F 为工作机的工作阻力 单位 N v 为工作机滚筒的线速度 单位为 m s w为工作机的效率 对于滚筒 一般取 w 0 96 w w d 1000 FvP P 根据 Ped 1 1 3 Pd查 P92 附录 B 1 确定电动机的额定功率 2 2 3 确定电动机的转速 P8 低转速电动机的级数多 外廓尺寸较大 质量较大 价格较高 但可 使总传动比及传动装置的尺寸减小 高转速电动机则与其相反 设计时应 综合考虑各方面因素 再最后选取适当的电动机转速 三相异步电动机有四种常用的同步转速 3000r min 1500r min 1000r min 和 750r min 一般多选为 1500r min 和 1000r min 的电动机 为使传动装置设计合理 可根据工作机的转速 nw和各级传动机构的合 理传动比范围 推算出电动机转速的可选范围 nd 即 nd i1 i2 in nw i1 i2 in为各级传动机构的合理传动比范围 见 P5 表 2 2 D v n 100060 w 电动机转速可选范围 nd 2 4 3 5 nw 2 2 4 确定电动机型号 根据电动机额定功率和转速可选范围 由 P92 附录 B 1 查出适用的电 动机型号 列表分析比较以确定电动机型号 参考 P11 例题 由 P93 附录 B 2 查出所选电动机的外形尺寸和安装尺寸并列表 参考 P12 表 2 4 设计传动装置时 电动机的输出功率一般按工作机实际需要的电动机 输出功率 Pd计算 电动机的转速则取满载转速 2 3 总传动比计算和各级传动比的分配 P8 2 3 1 计算总传动比 i nm nw 2 3 2 分配各级传动比 设带传动的传动比为 i0 齿轮传动的传动比为 i1 分配各级传动机构的传动比时 各级传动比都应在推荐的合理范围以 内 i0 2 4 i1 3 5 以使各传动件的尺寸协调 结构合理 避免相互干 涉碰撞 例如由带和齿轮组成的减速器 一般应使带传动的传动比小于齿 轮传动的传动比 推荐带传动比 i0 1 3 1 5 i1 通过计算求得齿轮传动比 i1 i i0 传动装置的准确传动比 需由选定的齿轮参数或带轮直径计算得到 因此传动件的参数确定以后 应验算工作机的实际转速 一般允许工作机 实际转速与给定转速之间的相对误差在 3 5 以内 2 4 传动装置的运动和动力参数计算 P9 机械传动装置的运动和动力参数主要是指各轴的转速 功率和转矩 它是设计计算传动件的重要依据 为进行传动件和轴的设计计算 需先计 算出各轴的转速 功率和转矩 一般按电动机至工作机之间运动传递路线 推算各轴的运动和动力参数 2 4 1 各轴转速 P10 轴 n nm i0 轴 n n i 2 4 2 各轴功率 P10 轴 P Pd 0 轴 P P 2 3 2 4 3 各轴转矩 P10 轴 T 9 55 106 P n 轴 T 9 55 106 P n 第 3 章 传动零件设计计算 3 1 带传动设计计算 参考教材 P163 例题 1 已知条件 电动机输出功率 P Pd 小带轮转速 n1 nm 传动比 为 i0 每天工作 16 小时 载荷变动小 轻载启动 2 设计计算参考教材 P163 164 例题的步骤 1 6 3 带传动设计结果列表 dd1 dd2 Ld a z 4 注意事项 P14 检查小带轮外圆半径是否小于电动机的中心高 见 P15 图 3 1 带轮的基准直径确定后 计算带传动的实际传动比 i0 并以此修 正齿轮传动比 i1 重新计算各轴的转速和转矩 并修改各轴的运动和动力 参数的计算结果列表 轴 n nm i0 轴 n n i 轴 P Pd 0 轴 P P 2 3 轴 T 9 55 106 P n 轴 T 9 55 106 P n 各轴运动和动力参数列表 i0 i1 n n P P T T 3 2 斜齿圆柱齿轮传动设计计算 参考教材 P211 例题 10 1 和 P218 例题 10 2 1 已知条件 输入功率为 PI 小齿轮转速为重新计算后的 nI 传 动比为修正后的 i1 齿轮对称布置 由电动机驱动 工作寿命为 15 年 每 年工作 300 天 每天工作 16 小时 轻微振动 单向运转 2 设计计算参考教材 P211 例题 10 1 和 P218 例题 10 2 3 注意事项 P15 若采用齿轮轴时 齿轮的材料应兼顾轴的材料要求 同一减速器 的各级小齿轮 或大齿轮 的材料若没有特殊要求选用相同的牌号 以减 少材料牌号和降低加工的工艺要求 高速级常为齿轮轴 推荐选用 45 钢 齿轮传动尺寸与参数取值原则 模数取为标准值 齿数 中心距 和齿宽取为整数 螺旋角 准确到 秒 分度圆直径准确到小数点后 2 3 位 4 齿轮主要参数和几何尺寸列表 mn z1 z2 d1 d2 a b1 b2 注意 齿轮设计完毕 应校核卷筒的转速误差 5 100 100060 100060 m 2 1 2d 1d D v D v n z z d d 第 4 章 装配图设计 装配图是表示机器或部件中各零部件的装配连接关系 工作原理 传 递路线 零部件主要结构形状与相互位置的技术图样 装配图中应给出机 器 或部件 在装配 检查以及安装时所需的尺寸数据和有关的技术要求 它是绘制零部件工作图及零部件生产 或外购 机器的组装 调试 检 验 维护的主要依据 机器的设计一般从装配图开始 设计装配图时 要综合考虑所设计的机器的工作条件 零件的强度 刚度要求 各零 部件的装拆要求 运动部件的润滑 冷却要求以及调整 维护和经济性等方面的要求 因此 要合理地选择视图和合适的布局 将 以上各项要求表达清楚 减速器装配图设计步骤 减速器装配图设计准备 绘制装配草图 画出传动零件 箱体内壁线和轴承座孔端面的位 置 进行轴的结构设计 校核轴和键的强度以及轴承的寿命 进行传动零件和轴承端盖的结构设计 选择轴承的润滑和密封方 式 设计减速器的箱体和附件 检查装配图 画正式装配图 4 1 装配图的设计装备 P17 1 准备有关设计数据 电动机的安装尺寸 如电动机的中心高 外伸轴径和长度 传动件的主要参数和尺寸 如中心距 齿轮的分度圆直径 齿顶圆 直径 轮缘宽度和轮毂长度 联轴器轴孔直径和长度 带轮轴孔直径和轮毂长度 根据大齿轮的圆周速度 确定滚动轴承的润滑方式 确定减速器的结构尺寸 设计各种螺栓 壁厚等尺寸 计算减速器 内各零部件的位置尺寸 2 选择绘图比例和视图布置 比例尺一般优先采用 1 1 或 1 2 采用 采用 1 2 较合适 较合适 一般有三个视 图 必要时还应有局部视图 向视图和局部放大图 根据减速器传动零件 的尺寸 估计减速器的轮廓尺寸 同时考虑标题栏 明细表 技术特性 技术要求等所需空间 合理布置视图 4 2 减速器的结构尺寸 减速器一般由箱体 轴系部件和附件三大部分组成 4 2 1 减速器箱体的主要结构尺寸 见 P18 表 4 1 和 P21 图 4 2 定位销 4 2 2 减速器零件的位置尺寸 参见 P20 表 4 2 和 P24 图 4 5 注意 检查大带轮外圆半径应小于减速器的中心高 见 P9 图 2 4 4 3 减速器装配草图设计第一阶段 主要任务 确定减速器内各传动零件的轮廓位置 箱体的内壁线和轴 承座孔端面 进行轴的结构设计 确定联轴器和轴承的型号以及轴承端盖 的结构设计 并校核轴及 键的强度和计算轴承的寿命 根据传动装置的运动简图和计算得到的齿轮直径 中心距等尺寸 参 考同类设计图纸 估计出减速器外形尺寸以及标题栏 明细栏 技术要求 尺寸标注等所需要的图面大小 合理布置视图 如图 4 1 所示 绘图时从箱体内的传动零件画起 由内向外 内外兼顾 从主视图和 俯视图入手 确定箱体结构时再补齐左视图 4 3 1 画出传动零件的中心线 P23 先画主视图的各级传动零件的中心线 即各轴的轴线 然后画俯视 图的各中心线 4 3 2 画出齿轮的轮廓 P23 先在主视图上画出齿轮 1 的分度圆 齿轮 2 的分度圆和部分齿顶圆弧 然后在俯视图上画出齿轮 1 的分度线 齿轮 2 的分度线和齿顶线以及 齿轮 1 和齿轮 2 的齿宽 4 3 3 画出箱体内壁线 箱体内壁与传动件应有一定的间距 以防止传动件在装配和工作时与 箱体碰触 考虑到铸造箱体有铸造斜度等原因 大齿轮的齿顶圆和小齿轮 端面至箱体内壁应留有适当的间隙 1 2 见 P20 表 4 2 先在主视图上距大齿轮齿顶圆 1的距离处画出大齿轮侧的箱盖部分内 壁圆弧线 再根据箱盖壁厚 1画出大齿轮侧的箱盖部分外壁圆弧线 然后在俯视图上按小齿轮端面与箱体内壁间距离 2画出沿箱体长度方 向的两条内壁线 按大齿轮齿顶圆与箱体内壁间距离 1画出沿箱体宽度方 向大齿轮一侧的内壁线 小齿轮一侧的内壁涉及轴承旁连接螺栓的布置和凸台的尺寸等因素影 响 其位置须在主视图上确定出轴承旁连接螺栓的布置和凸台的尺寸后再 按投影关系画出 4 3 4 确定箱体轴承座孔端面位置 根据箱体内壁至轴承座孔外端面的距离 L1画出箱体轴承座孔外端面线 4 3 5 轴的结构设计 轴的结构设计主要取决于轴上零件 轴承的布置 润滑和密封等要求 同时要满足轴上零件有准确的定位和可靠的固定 装拆方便 加工容易等 条件 一般将轴设计成阶梯轴 轴的结构设计主要是根据轴上零件的装配 方案确定出轴的形状 轴的尺寸 1 I 轴的设计 已知条件 I 轴的输入功率为 PI 转速为重新计算后的 nI 转矩为重 新计算后的 TI 设计步骤 1 拟定轴上零件的装配方案 如图所示 I 轴 实心式齿轮 2 初步确定轴的最小直径 3 I I 0min 1 07 1 05 n P Ad 3 确定各轴段的直径 d1 d1 dmin且 d1取 P87 表 A 4 标准尺寸 此轴段安装带轮 有配合 要求 d2 d2 d1 4 6 C 且 d2取 P137 表 I 1 中轴径值 此轴段需对带轮 定位且要安装密封圈 C 的取值见教材 P360 表 15 2 d3 d3 d2且 d3取滚动轴承内圈内径 此轴段安装滚动轴承 有配合 要求 确定滚动轴承的基本代号 轴承类型选择角接触求轴承 P123 表 G 3 25 根据 d3 d2确定轴承的内径代号 轴承的尺寸系列代 号一般可先按中等宽度选取 0 2 系列 写出轴承的基本代号及其尺寸 d D B d4 d4 d3且 d4取 P87 表 A 4 标准尺寸 此轴段安装齿轮 有配合 要求 当 d4确定后应判断齿轮的结构形式 小齿轮是实心式齿轮还是齿 轮轴 若为实心式齿轮 d4 d4 d3且 d4取 P87 表 A 4 标准尺寸 此轴段安装齿轮 有配合要 求 d5 d5 d4 4 6 C 且取整为偶数 此轴段需对齿轮定位 C 的取 值见教材 P360 表 15 2 d6 d6 d3 若为齿轮轴 轴系结构如下图所示 I 轴 齿轮轴 d1 d2和 d3的确定与实心式齿轮相同 d4 d4 d3 4 6 C 且取整 此轴段需对挡油环定位 C 的取值见教 材 360 表 15 2 d5 d5 da1 齿轮 1 的齿顶圆直径 d6 d6 d4 d7 d7 d3 4 确定各轴段的长度 实心式齿轮 l1 l1 带轮轮毂长度 2 带轮轮毂长度 1 5 2 d1 d1为第一段 轴的直径 l2 l2 L I eI mI 其中 L I 15 20 见 P28 图 4 11 eI和 mI分别为 轴承端盖的轴向尺寸 见 P22 表 4 4 mI L1 BI 3 eI 1 2d3并取整 d3为轴承端盖螺钉直径 见 P19 表 4 1 l3 l3 BI 3 2 2 l4 l4 b1 2 b1为小齿轮齿宽 l5 l5 1 4h 且取整 l6 l6 BI 3 2 l5 齿轮轴 l1 l1 带轮轮毂长度 2 带轮轮毂长度 1 5 2 d1 d1为第一段 轴的直径 l2 l2 L I eI mI 其中 L I 15 20 见 P28 图 4 11 eI和 mI分别为 轴承端盖的轴向尺寸 见 P22 表 4 4 mI L1 BI 3 eI 1 2d3并取整 d3为轴承端盖螺钉直径 见 P19 表 4 1 l3 l3 BI 3 2 l4 l4 2 2 l5 l5 b1 b1为小齿轮齿宽 l6 l6 l4 l7 l7 l3 5 I 轴各轴段直径和长度列表 6 轴上零件的周向定位 选择带轮处的键和实心式齿轮处的键 键槽距零件装入侧轴端距离一 般为 3 5mm 以便于安装带轮和齿轮时使毂孔上的键槽容易对准键 2 II 轴的设计 已知条件 II 轴的输入功率为 PII 转速为重新计算后的 nII 转矩为重 新计算后的 TII 设计步骤 1 拟定轴上零件的装配方案 如图所示 II 轴 2 初步确定轴的最小直径 3 II II 0min 1 07 1 05 n P Ad 3 确定各轴段的直径 d1 d1 联轴器孔轴直径 此轴段安装联轴器 选择联轴器 类型选用齿式联轴器 P100 表 C 8 根据 Tca KA TII T 确定联轴器型号 校核 nII n 根据 d1 dmin且靠近 表中联轴器的孔轴直径标准值确定孔轴直径和孔轴长度 J1型 写出联 轴器的型号 孔轴直径和孔轴长度 d2 d2 d1 4 6 C 且 d2取 P137 表 I 1 中轴径值 此轴段需对联轴 器定位且要安装密封圈 C 的取值见教材 P360 表 15 2 d3 d3 d2且 d3取滚动轴承内圈内径 此轴段安装滚动轴承 有配合 要求 确定滚动轴承的代号 写出轴承的基本代号及其尺寸 dII DII BII d4 d4 d3且 d4取 P87 表 A 4 标准尺寸 此轴段安装齿轮 有配合要 求 d5 d5 d4 4 6 C 且取整为偶数 此轴段需对齿轮定位 C 的取 值见教材 P360 表 15 2 d6 d6 d3 4 确定各轴段的长度 l1 l1 联轴器孔轴长度 2 l2 l2 L II eII mII 其中 L II 15 20 见 P28 图 4 11 eII和 mII分别 为轴承端盖的轴向尺寸 见 P22 表 4 4 mII L1 BII 3 eII 1 2d3并取 整 d3为轴承端盖螺钉直径 见 P19 表 4 1 l3 l3 BII 3 2 0 5 b1 b2 2 b1 b2分别为小齿轮的齿宽和大 齿轮的齿宽 l4 l4 b2 2 l5 l5 1 4h 且取整 l6 l6 BII 3 2 0 5 b1 b2 l5 5 II 轴各轴段直径和长度列表 6 轴上零件的周向定位 选择联轴器和齿轮 2 处的键 键槽距零件装入侧轴端距离一般为 3 5mm 以便于安装带轮和齿轮时使毂孔上的键槽容易对准键 注意事项 检查两根轴上的轴承端盖外径之和应小于两齿轮中心距的 2 倍 以避免两轴承端盖发生干涉 即 D2I D2II 2a D2I DI 5d3 D2II DII 5d3 DI为 I 轴上的轴承外径 DII为 II 轴上的轴承外径 d3为轴承端盖螺钉直径 4 3 6 画出轴 滚动轴承和轴承盖的外轮廓 根据以上设计计算可初步绘出减速器装配草图 P28 图 4 12 所谓草 图是指只画出各零件的主要轮廓 而不需要表示出零件的细节 但各部分 尺寸一定要严格按比例尺绘制的图样 在减速器装配草图上 可表达出轴的结构和尺寸 为轴 键的强度校 核和轴承的寿命计算等提供数据 L 4 4 II 轴及其上的轴承和键连接的校核 4 4 1 II 轴的强度校核 参考教材 P372 1 做出轴的计算简图 确定传动件力的作用点和轴承支反力作用点 确定作用在传动件上载荷的方向及大小 并画出计算简图 将传动件所受载荷向轴中心简化 画出水平面和铅锤面内计算简 图 求出水平面和铅锤面内各支承处的反力 2 画出弯矩图 3 画出扭矩图 4 按弯扭合成强度对危险截面进行强度校核 4 4 2 II 轴上轴承的寿命计算 1 画出轴承所受的径向载荷和内部轴向力方向 2 求轴承的径向载荷和作用在轴上的外加轴向载荷 Fae 2 1NV 2 1NHr1 FFF 2 2NV 2 NH22r FFF a2ae FF 3 计算轴承内部轴向力 Fd1 Fd2 4 判断压紧轴承和放松轴承 5 计算轴承的轴向力 Fa1 Fa2 6 计算载荷系数 X1 Y1 X2 Y2 7 计算当量动载荷 P max P1 P2 8 计算轴承的寿命 Lh 9 判断轴承寿命是否满足要求 即要求 Lh 10 300 16 48000h 4 4 3 II 轴上键连接的强度校核 参考教材 P106 1 联轴器处键的挤压强度校核 2 齿轮 2 处键的挤压强度校核 第 5 章 装配图设计的第二阶段 5 1 传动零件的结构设计 减速器的传动零件主要有带轮 齿轮和联轴器 其中带轮和联轴器是 外部传动零件 齿轮是内部传动零件 5 1 1 减速器外部传动零件设计 带轮和联轴器等外部传动零件主要确定其与轴配合的毂孔直径和长度 轴结构设计时已确定 装配图只画减速器部分 一般不画外部传动零 件 5 1 2 减速器内部传动零件结构设计 内部传动零件需进行结构设计 齿轮结构形式及尺寸确定见教材 P231 图 10 37 5 2 滚动轴承的润滑与密封 5 2 1 滚动轴承的润滑 1 润滑剂的选择 滚动轴承的润滑 可根据轴承内径 d 和转速 n 的乘积 dn 值 来选用 润滑油或润滑脂进行润滑 当 dn 1 5 2 0 105mm r min 或浸油齿轮的 圆周速度 v 2m s 一般滚动轴承可采用润滑脂润滑 超过这一范围宜采 用润滑油润滑 2 润滑方式及润滑结构的设计 采用润滑脂润滑时 为防止箱内油进入轴承 使润滑脂稀释流出或变 质 在轴承内侧需安装挡油盘封油 其结构设计见 P42 图 5 6 滚动轴承 齿轮处 和 P27 图 4 9 滚动轴承 轴环处 5 2 2 滚动轴承的密封 密封方式 毡圈密封 多用于脂润滑且外界灰尘较小处 轴承端盖的画法 连接螺钉的画法和密封处的画法参见 P42 图 5 9 第 6 章 装配图设计的第三阶段 6 1 箱体的结构设计 减速器的箱体广泛采用剖分式结构 其设计要点主要有 6 1 1 箱体壁厚及其结构尺寸的确定 根据 P18 表 4 1 确定 6 1 2 箱盖与箱座连接螺栓凸台结构尺寸的确定 P45 1 确定轴承旁连接螺栓位置 为保证箱体具有足够的刚度 轴承旁连接螺栓距离 S 应尽量小 但是 不能与轴承盖连接螺钉相干涉 一般取 S D2 两轴承座孔之间装不下两 个螺栓时 可在两个轴承座孔间距的中间装一个螺栓 2 确定凸台高度 h 在最大的轴承座孔的那个轴承旁连接螺栓的中心线确定后 根据轴承 旁连接螺栓直径 d1确定所需的扳手空间 C1和 C 2值 用作图法确定凸台高 度 h 为制造方便 其他较小轴承座孔凸台高度 均设计成等高度 另外 为了铸造拔模的需要 凸台侧面的斜度一般取 1 20 6 1 3 箱盖顶部外表面轮廓的确定 P45 对于铸造箱体 为了造型和拔模的方便 箱盖顶部应力求平坦和光滑 过渡 一般为圆弧形 大齿轮一侧 以轴心为圆心 以 R2 ra2 1 1为半径画出圆弧作为 箱盖顶部的部分轮廓 一般情况下 大齿轮轴承座孔凸台均在此圆弧以内 小齿轮一侧 一般使小齿轮轴承座孔凸台在圆弧以内 这时圆弧半径 R1应大于如图所示的 R 以 R1为半径画出小齿轮一侧箱盖的部分轮廓 画出小齿轮一侧和大齿轮一侧的箱盖顶部圆弧后 作两圆弧切线 这 样 整个箱盖顶部轮廓就确定了 此时可根据主视图上小齿轮一侧箱盖的内壁圆弧投影 画出俯视图上 小齿轮一侧的内壁线 R1 6 1 4 箱体的密封与油面高度的确定 P46 1 箱体的密封 为了保证箱体密封 箱体剖分面连接凸缘应有足够宽度 同时在装拆 连接螺栓时有足够的扳手活动空间 在长度方向上连接凸缘的宽度 C1 C2 C1 C2由 Md1确定 在宽度方向上连接凸缘的宽度 C1 C2 C1 C2由 Md2确定 为了提高密封性 可在剖分面设置回油沟或在剖分面涂密封胶 2 油面高度的确定 当传动件的圆周速度小于 12m s 时 传动件常采用浸油润滑 因此箱 体内应装有足够的润滑油 并且循环的润滑油还起着散热 带走磨损微粒 的作用 为了避免齿轮搅油时沉积的金属微粒泛起 一般要求大齿轮齿顶圆到 油池底面的距离 H2 30 50mm 最低油面 传动件的浸油深度 H1至少为一个齿高 但不小于 10mm 最高油面 至少高出最低油面 5 10mm 为避免搅油损失过大 传动 件的浸油深度不应超过其分度圆半径的 1 3 6 1 5 其他注意要点 P47 1 箱体的刚度 箱体除了具备足够的强度外 还需有一定的刚度 若刚度不够 会使 轴和轴承在外力作用下产生偏斜 影响传动精度 严重时导致减速器不能 正常工作 因此 设计箱体时首先要保证轴承座的刚度 使轴承座有足够 的壁厚 在轴承座孔凸台下面 设计刚性加强肋 参见 P20 图 4 2 2 箱体的机加工工艺性 为减少机械加工面积 箱体上的加工表面与非加工表面之间要有一定 的距离 以保证加工精度和装配精度 轴承座孔端面 窥视孔 通气器 放油螺塞 油标等处采用 3 8mm 凸台 支承螺栓头部或螺母的支承面一般采用沉头座 箱座底面也应铸出凸出 凹槽长度为整个箱座底面长度 宽度由箱座 沿宽度方向的内壁向内平移 3 8mm 确定 深度为 3 5mm 6 2 减速器附件设计 6 2 1 窥视孔和窥视孔盖 P48 画法参见 P48 表 6 1 中的附图 为便于观测齿轮的啮合情况 润滑状态 并向箱体内注入润滑油 在 箱体顶部开设窥视孔 且窥视孔应开在恰当的位置 并有足够的大小 以 便手能伸入进行操作 窥视孔盖可用铸铁 钢板或有机玻璃制成 与窥视孔之间应加密封垫 片 盖板与箱盖用螺钉连接 窥视孔及其盖板的结构尺寸见表 6 1 A B A1 B1 A2 B2 6 2 2 通气器 P49 画法参见 P49 表 6 2 中的附图 通气器通常装在箱顶或窥视孔盖板上 它有通气螺塞和网式通气器两 种 清洁的环境用通气螺塞 灰尘较多的环境用网式通气器 通气器的结 构和尺寸见表 6 2 6 2 3 起吊装置 P49 画法参见 P50 表 6 3 中的附图 起吊装置包括吊耳和吊钩 吊耳或吊环螺钉设在箱盖上 吊钩设在箱 座上 吊耳和吊钩的结构尺寸见表 6 3 6 2 4 油标 P50 画法参见 P53 表 6 8 中的附图 油标的种类很多 有杆式油标 油标尺 圆形油标 长形油标和管 状油标 它是用以检查箱体内油面高度 各种油面指示器的结构尺寸见表 6 4 至表 6 6 6 2 5 放油孔和放油螺塞 P51 画法参见 P54 表 6 8 中的附图 放油孔应设置在箱座内底面最低处 能将污油放尽 箱座内底面常做 成 1 2 倾斜面 以便污油的汇集而排尽 螺塞有六角头圆柱细牙螺纹 和圆锥螺纹两种 圆柱螺纹油塞自身不能防止漏油 应在六角头与放油孔 接触处加油封垫圈 而圆锥螺纹能直接密封 故不需油封垫圈 螺塞直径 可按减速器箱座壁厚 2 2 5 倍选取 螺塞及油封垫片的结构尺寸见表 6 7 6 2 6 启盖螺钉 P52 画法参见 P52 图 6 6 启盖螺钉安装在箱盖凸缘上 数量 1 2 个 其直径与箱体凸缘连接 螺栓直径相同 长度应大于箱盖凸缘厚度 螺钉端部应制成圆柱端 以免 损坏螺纹和剖分面 如图 6 6 所示 6 2 7 定位销 P52 画法参见 P54 表 6 8 中的附图 两个定位销应设在箱体连接凸缘上 相距尽量远些 而且位置不对称 以使箱座 箱盖能正确定位 此外 还要考虑到定位销装拆时不与其他零 件相干涉 定位销通常用圆锥定位销 其长度应稍大于上 下箱体连接凸 缘总厚度 使两头露出 以便装拆 定位销为标准件 其直径可取凸缘连 接螺栓直径的 0 8 倍 定位销的结构尺寸见 P114 附录 F 6 3 画正式装配图 6 3 1 检查底图 P53 6 3 2 画正式装配图 在装配图绘制好后 先对视图不要加深 在尺寸标注 零件编号 明 细表和零件工作图等全部内容完成并详细检查后再加深完成装配图 6 3 3 标注尺寸 P56 1 特性尺寸 齿轮传动的中心距及其偏差 偏差值见 P56 表 6 10 2 外形尺寸 减速器的长 宽 高 3 安装尺寸 箱体底面尺寸 长 宽 高 地角螺栓的孔径 位置尺寸 中心距 减速器箱座的中心高 输入轴和输出轴外伸端与传动件配合的直径和长度 4 主要零件的配合尺寸 配合精度的选择参见 P56 表 6 11 齿轮与轴 同时标注轴和轮毂孔的配合代号 联轴器与轴 只标轴的配合代号 带轮与轴 只标轴的配合代号 轴承内圈孔径与轴 只标轴的配合代号 轴承外圈与轴承座孔 只标轴承座孔的配合代号 轴承端盖与轴承座孔 同时标注轴承端盖与轴承座孔的配合代 号 6 3 4 编写技术要求 6 3 5 对全部零件进行编号 6 3 6 编制标题栏和明细表 第 7 章 零件工作图设计 7 1 零件工作图的内容 零件工作图是制造 检验和制定零件工艺规程的基本技术文件 它是 在装配图的基础上绘制而成的 一张完整的零件工作图应该包括 1 一组视图 为表达零件内外结构 可以综合运用视图 剖视图 断面图等各种表 达方式 要求视图准确 完整 清晰和简便 尽量采用 1 1 的比例尺 2 一组尺寸 为反映零件各部分的结构大小与位置 在零件图上需要标注一组尺寸 要求尺寸正确 完整 合理和清晰 3 技术要求 为了给零件制造 检验 安装提供依据 零件图上需要标注各种技术 要求 包括尺寸公差 形位公差 表面粗糙度 热处理工艺等 技术要求 所用的符号 数字 字母和文字必须符合国家规定 内容简明 准确 4 标题栏 标题栏用于填写零件的名称 材料 数量 比例 制图者 校对者 审核者的姓名以及相应的日期等内容 标题栏绘制在零件图的右下角 7 2 轴零件工作图设计 参考 P62 图 7 2 7 2 1 视图选择 轴的零件工作图一般只需要一个主视图 按轴的工作位置 轴线水平 放置的视图 在有键槽和孔的部位应增加断面图 不易表达清楚的局部如 退刀槽 砂轮越程槽等可以绘制局部放大图 7 2 2 尺寸及公差的标注 轴类零件主要标注径向尺寸和轴向尺寸 1 径向尺寸 轴的各段直径都应标注 在装配图中有配合要求的轴段 应根据装配 图标注的配合查制图教材的标准表标出该轴段轴径的极限偏差 2 轴向尺寸 首先选择尺寸基准 尽量使尺寸的标注能够反映出制造工艺与测量要 求 还应避免出现封闭的尺寸链 一般把轴上最不重要的一段轴向尺寸作 为封闭环 不标注其尺寸 轴向尺寸不标注尺寸公差 3 键槽尺寸 键槽深度 d t 并标注极限偏差 极限偏差值 查 P112 表 E 1 为相应 t 的极限偏差的相反数 键槽宽度 b 并标注极限偏差 极限偏差值 查 P112 表 E 1 选 正 常连接的轴 N9 的极限偏差 键槽长度 L 键槽定位尺寸 键槽距传动件装入侧轴端距离一般为 3 5mm 4 倒角和圆角尺寸 若倒角和圆角尺寸相同 可在技术要求中说明 7 2 3 形位公差的标注 为保证加工精度和装配质量 轴零件工作图上应标出必要的形位公差 具体标注的形位公差项目及精度等级参见 P61 表 7 1 类别标注项目符号 荐用 精度等级 对工作性能的影响 与传动零件相配合的直径的圆柱度影响传动零件与轴配合的松紧及对中性形状 公差与滚动轴承相配合的直径的圆柱度 7 8 影响轴承与轴配合的松紧及对中性 与滚动轴承配合的轴径表面对轴心 线的径向圆跳动 6影响传动件及轴承的运转偏心 位 置 公 差 轴承定位端面对轴心线的端面圆跳 动 6 8 影响轴承的定位 造成轴承套圈歪斜 改变滚道的几何形状 恶化轴承的工作条 件 与传动零件配合表面对轴心线的径 向圆跳动 6 8影响传动件的运转 偏心 传动零件的定位端面对轴心线的端 面圆跳动 6 8 影响齿轮等传动零件的定位及其受载均 匀性 键槽侧面对轴中心线的对称度 要 求不高时可不注 7 9影响键受载均匀性及装拆的难易 形位公差值查 P91 表 A 11 A 12 主参数 D 图例 公差等级 主参数 D mm 0123456789101112 30 10 20 30 50 81 22346101425 3 60 10 20 40 611 52 5458121830 6 100 120 250 40 611 52 5469152236 10 180 150 250 50 81 2235811182743 18 300 20 30 611 52 546913213352 30 500 250 40 611 52 5471116253962 50 800 30 50 81 223581319304674 80 1200 40 611 52 546101522355487 主参数 d B 图例 公差等级 主参数 d B mm 123456789101112 10 40 61 01 52 5461015254060 1 30 40 61 01 52 54610204060120 3 60 50 81 2235812255080150 6 100 611 52 54610153060100200 10 180 81 2235812204080120250 18 30011 52 54610152550100150300 30 501 2235812203060120200400 50 1201 52 5461015254080150250500 120 250235812203050100200300600 250 5002 5461015254060120250400800 7 2 4 表面粗糙度 轴的各部分精度不同 加工方法不同 表面粗糙度也不相同 各轴段 的表面粗糙度参数 Ra可参考 P61 表 7 2 7 2 5 技术要求 凡在工作图上不便用图形或符号表示 而在制造时又必须遵循的条件 和要求 可在技术要求中用文字说明 轴类零件工作图的技术要求包括 对轴材料的力学性能和化学成分的要求及允许采用的代用材料等 对材料表面力学性能的要求 如热处理方法 热处理后的硬度 渗碳深度及淬火深度等 对加工的要求 如是否要保留中心孔 若需保留中心孔 应在工 作图上画出或按国家标准加以说明 与其他零件一起配合加工时也应说明 对图中未注明的圆角 倒角尺寸及其他特殊要求的说明 7 3 齿轮零件工作图设计 参考 P66 图 7 4 齿轮类零件工作图除包含上述通用内容外 还应列出加工时必需的参 数和检验项目及其数据 一般标注在图纸的右上角 7 3 1 视图选择 加 工 表 面Ra值 与普通精度滚动轴承配合的表面0 8 轴承内径 80mm 1 6 轴承内径 80mm 与普通精度轴承配合的轴肩端面1 6 轴承内径 80mm 3 2 轴承内径 80mm 与传动件及联轴器等轮毂相配合的表面3 2 1 6 与传动件及联轴器相配合的轴肩端面3 2 平键键槽3 2 工作面 6 3 非工作面 密封件毡圈橡胶密封圈油沟及迷宫 密封处的圆周速度 m s 1 3 3 5 5 10密封处表面 Ra值1 6 0 80 8 0 40 4 0 2 3 2 1 6 齿轮的零件工作图一般需要两个视图 即主视图和侧视图 主视图按 轴线水平线布置 采用全剖视图 侧视图以表达孔 键槽等形状和尺寸为 主 为表达齿形的有关特征及参数 必要时侧视图可画出局部断面图 7 3 2 尺寸及公差的标注 1 径向尺寸 齿顶圆直径并标注极限偏差 按 h11 查制图教材标准表确定 轮毂孔径并标注极限偏差 极限偏差值根据装配图上标注的配合性 质和公差等级查制图教材标准表确定 分度圆直径 保留小数点后 2 3 位 腹板式环形槽的外径 根据经验公式计算求得并取整 腹板式环形槽的内径 根据经验公式计算求得并取整 孔板式孔分布中心直径 根据经验公式计算求得并取整 孔板式的孔径 根据经验公式计算求得并取整 2 轴向尺寸 齿轮宽度 腹板厚度 根据经验公式计算求得并取整 3 键槽尺寸 键槽的深度 d t1 并标注极限偏差 极限偏差值 查 P112 表 E 1 为相应 t1的极限偏差 键槽宽度 b 并标注极限偏差 极限偏差值 查 P112 表 E 1 选 正 常连接的轴 JS9 的极限偏差 4 倒角和圆角 若倒角和过渡圆角尺寸相同 可在技术要求中说明 7 3 3 形位公差的标注 齿坯的形位公差对齿轮类零件的传动精度影响很大 对齿轮类零件的 配合表面 安装或测量基准面均应标注位置公差 具体标注的形位公差项目及精度等级参见 P64 表 7 3 内容标注项目符号推荐精度等级对工作性能的影响 圆柱齿轮以顶圆作为测量基准时齿 顶圆的径向圆跳动 圆锥齿轮的齿顶圆锥的径向圆跳动 蜗轮外圆的径向圆跳动 蜗杆外圆的径向圆跳动 基准端面对轴线的端面圆跳动 按齿轮及蜗轮 蜗 杆 的精度等级确 定