机械设计基础课程设计第五章减速器装配草图设计

1、第五章第五章 减速器装配草图设计减速器装配草图设计v装配图是表达各零件相互关系、结构形状以及尺寸的图样，也是机器进行组装、调试、维护等环节的技术依据。因此，设计一般总是从装配图的设计开始。而装配草图设计又是整个设计工作中的重要阶段。由于大部分零件的结构和尺寸都是在这个阶段中决定的，所以在这个阶段的工作过程中，必须综合地考虑零件的强度、刚度、制造工艺、装配、调整和润滑等各方面的要求。第五章第五章 减速器装配草图设计减速器装配草图设计v装配草图设计的最初目的 是观察最初确定的运动参数（主要是传动比）、各传动件的结构和尺寸是否协调和是否干涉，同时在绘图过程中定出轴的结构、跨距和受力点的位置，以便验算

2、轴的强度和滚动轴承的寿命。v装配草图设计的最终目的 是确定出所有部件和零件的结构和尺寸，为工作图（零件工作图、减速器装配工作图）设计打下基础。第五章第五章 减速器装配草图设计减速器装配草图设计v“三边”设计方法。这个阶段的设计不可避免地要进行反复的修改才能得到较好的结构。因此，要敢于动手，又不可草率，必须逐步学会并掌握“三边”设计方法。绘制草图时，必须用绘图仪器，按一定比例尺和指定的设计步骤绘制，不得用目测、徒手等不正确的方法绘制。 v减速器装配草图设计可按初绘草图和完成草图两个阶段进行。 5.1初绘减速器装配草图初绘减速器装配草图v5.1.1初绘草图的准备工作 在画草图之前，应认真读懂一张典

3、型减速器装配图，观看有关减速器的录象，参观或装拆实际减速器，以便深入了解减速器各零、部件的功用、结构关系，做到对设计内容心中有数。除此之外，其它具体准备工作还有： 1）确定齿轮传动的主要尺寸 如中心距、分度圆、齿根圆和齿顶圆的直径；齿轮宽度、轮毂长度等。 2）查出所选电动机的安装尺寸 按已选定的电动机型号查出其安装尺寸，如电动机轴伸直径D和轴伸长度E以及中心高H等。5.1初绘减速器装配草图初绘减速器装配草图v 3）选择联轴器的类型 联轴器的类型应根据它在本传动系统中所要完成的功能来选择。 当原动机和减速器安装在公共底座上时，两轴的同心度容易保证，因此用于此处的联轴器无需很高的补偿功能。另外这个

4、联轴器联接高速轴，为了减小起动载荷，它应具有较小的转动惯量和良好的减震性能。这里多采用带弹性元件的联轴器，如弹性柱销联轴器、弹性套柱销联轴器和梅花型联轴器（见表2.5-12.5-3）等。 联接减速器和工作机构的联轴器，由于它处于低速轴，一次对这个联轴器不必提出具有较小转动惯量的要求。如果减速器和工作机构也是安装在同一底座上时，也可采用上述几种结构的联轴器。假如工作机构和联轴器不是安置在公共底座上，则对这个联轴器就要求有较高的补偿功能。滑块联轴器（见参考文献3表4.7-4）等就能满足这些要求。5.1初绘减速器装配草图初绘减速器装配草图4）初选滚动轴承类型根据轴承所受载荷大小、性质、转速及工作要求

5、，初选轴承类型。首先应考虑是否能采用结构最简单而价格最便宜的深沟球轴承。当支座上作用径向力R和较大的轴向力A(A0.25R)时，或者需要调整传动件（圆锥齿轮、蜗轮等）的轴向位置时，应选择角接触轴承，而最常用的是圆锥滚子轴承。常用圆锥滚子轴承是因为其外圆是可拆的，这样在装拆调整时就很方便。此外，从轴承的相对价格（轴承价格与其基本额定动载荷之比）来看，圆锥滚子轴承是最便宜的。 圆锥滚子轴承必须成对使用。5.1初绘减速器装配草图初绘减速器装配草图v5）确定滚动轴承的润滑和密封方式当浸浴在油池中的传动零件的圆周速度v23m/s时，可采用齿轮传动时飞溅出来的润滑油来润滑轴承（简称稀油润滑）；当v2ms时

6、、箱内油池中的润滑油被转动的齿轮溅起甩到内箱壁上，然后沿上盖分箱面处的坡口流入下箱座分箱面的油沟内，顺沟经轴承端盖的导油槽流入轴承、实现轴承的润滑，见图1.5-6。(3)箱缘输油沟的结构形式和尺寸v 输油沟的构造，有机械加工油沟(用圆柱铣刀铣制)和铸造油沟(与箱体同时铸造)两种。机械加工油沟容易制造、工艺性好，故常用。铸造油沟则很少采用、小型单级减速器最好采用机械加工油沟；v分箱面上油沟的端面尺寸见图1.5-7。(3)箱缘输油沟的结构形式和尺寸v 采用飞贱润滑时如果传动件为斜齿圆柱齿轮，而小齿轮直径又小于轴承孔径时，则应在小齿轮轴上滚动轴承面向箱内的一侧安装挡油盘，以防止斜齿轮啮合时从齿侧喷出

7、的热油和磨料进入轴承滚道。挡油盘的结构尺寸，见表2.7-10。v当齿轮圆周速度v3ms时分箱面可以不开输油沟、因为齿轮转动速度高飞溅起来的润滑油所形成的油雾直接近入滚动轴承进行润滑。v各种滚动轴承的简化画法见表2.4-1表2.4-3上面的图。(4)画出轴承透盖和闷盖的详细结构v轴承盖的结构尺寸见表2.7-4和表2.7-5。 轴承透盖或轴承闷盖直径较小时，端面不必减少加工面。(5)在轴承透盖处画出轴承密封件的细部结构v为防止外界的灰尘、水汽、杂质进入轴承并防止轴承内的润滑油外泄。应在外伸轴端轴承盖孔内设置密封件；密封件有接触式和不接触式，接触式常用的有：v 毡圈油封(图1.5-8)结构简单、价廉

8、但磨损快、密封效果差，多用于脂润滑且外界灰尘较小处，适用于轴的圆周速度v35m/s的场合。其结构尺寸见表2.6-5。(5)在轴承透盖处画出轴承密封件的细部结构v橡胶油封(图1.5-9(a)，常用的有内包骨架旋转轴唇形密封圈，其工作可靠、寿命较长，可用于润滑脂或润滑油，轴的圆周速度v7ms处。油封唇向外以防止外界灰尘、杂质为主(图1.5-9(a)，唇向内侧以防止漏油为主(图1.5-9(b)，若既要防尘又要防漏油则应采取两个相背放置(固1.5-9(c)，或双唇FB型。(5)在轴承透盖处画出轴承密封件的细部结构v若轴转速高或其表面较粗糙，则不宜采用接触式密封。常用的非接触式密封有油沟式和迷宫式：v油

9、沟密封(固1.5-10(a)是用润滑脂填满油沟和与轴的间隙进行密封，油沟与轴之间的间隙越小，密封的效果越好。这种密封结构简单，但效果较差，适用于脂润滑及环境清洁的场合。v若用于油润滑，要防止润滑油沿轴外泄，则需与甩油环配合使用形成组合密封(见图1.5-10(b)。若与接触式密封件配合使用则效果更佳，常用于粉尘大、湿气大的场合，轴的圆周速v30ms，但对加工精度要求较高。v各种密封装置的尺寸见表2.6-52.6-10。（6）画出挡油盘v挡油盘有铸铁铸造的和钢板冲压成型的两种。冲压成型的挡油盘其钢板厚度12mm。挡油盘的结构见表2.7-10。（7）画出轴套和轴端挡圈v轴套结构尺寸根据齿轮的轴向固定

10、和滚动轴承的拆卸要求而定，轴端挡圈的结构尺寸见表2.3-8。5.3.2 减速器箱体的结构设计v在完成草图阶段的箱体结构设计中，有些尺寸(如轴承旁螺栓凸台高度h、箱座高度H和箱缘的联接螺栓的布置等)根据结构和润滑等要求而定。(1)轴承旁联接螺栓凸台高度h的确定v 如图1.5-11所示，为了尽量增大剖分式箱体轴承座的刚度，轴承旁螺栓在不与轴承盖联接螺钉干涉的前提下，其螺栓距离S应尽可能缩短，通常螺栓的中心线与轴承盖相切，SD2，D2为轴承盖的外径。在较大轴承的轴承旁螺栓中心线确定后，根据螟栓直径Md1确定扳子空c1和c2值。在满足c1的条件下，用作图法确定出凸台的高度h。这样定出的h值不一定是整数

11、，然后将该值向增大方向圆整成R 20系列标准数值(表2.2-2)。箱体上各轴承盖的外径通常是不等的，因而按上述方法定出的凸台高度也不相等，为了制造方便，一般凸台高度均按照较大的D2值所确定的高度取齐。(2)主视图上小齿轮端箱盖结构尺寸的确定v大齿轮所在一侧箱盖的外表面圆弧半径R(da22)+1+1，在一般情况下轴承旁螺拴凸台均在圆弧内侧，按有关尺寸画出即可。而小齿轮所在一侧的外表面圆弧半径往往不能用公式计算、需根据箱体对称的原则在主视图上作图确定。在主视图上小齿轮端箱盖结沟确定之后，将有关部分再投影到俯视图上，便可画出箱体内壁、外壁和箱缘等结构。（在俯视图上能直接画出吗？）(3)俯视图上箱缘上

12、零件的布置v 为保证上、下箱联接的紧密性，箱缘联接螺栓的间距不宜过大。对于于小型减速器，由于联接螺栓数目较小，间距一般不超出100150mm，大型减速器可150200mm。在布置上尽量做到均匀对称，并注意不要与吊耳、吊钩和定位销等相干涉。(4)主视图上箱座高度的确定v箱座高度H通常先按结构需要确定，然后再验算油池容积是否满足按传递功率所确定的需油量，如不满足则应适当加高箱座的高度(即增大油池容积)。v为避免传动件回转时将油池底部沉积的污物搅起，大齿轮的齿项圆到油池底面的距离应不小于3050mm(图1.5-12)。这样就可以计算出箱座高度H(da22) + （3050)mm，然后将其圆整成整数。

13、v图1.5-12中还表示出传动件在油池中的浸油深度。圆柱齿轮应浸入油中一个齿高，但应不小于10mm。这样确定的油面为最低油面。考虑油在使用中会不断蒸发损耗，还应给出一个允许的最高油面，中小型减速器的油面差为510mm。v油而高度H确定之后，即可根据油池底面积计贸实际装油量V。V应大于或等于传动的需油量。即VV0。若VV0 ,则将箱体底面向下移，以增大油池深度直至VV0 。通常单级减速器传动时，需油量为0.35 0.7 dm3/kW。油池的容积愈大，则油的寿命愈长。(5)在左视图上确定地脚凸缘的尺寸v根据表1.5-1可以确定出地脚螺栓孔径和地脚凸缘的尺寸以及地脚螺栓底脚的厚度。依此，在左视图上画

14、出地脚凸缘和地脚螺栓孔。（6）箱体结构的工艺性v在进行箱体结构设计时，还要特别注意结构工艺性问题，因为结构工艺性的优劣直接关系到制造是否方便和价格高低。结构工艺性包括铸造工艺性和机械加工工艺性等方面。v在大多数情况下必须遵守的结构设计原则，供设计时参考。箱体结构的铸造工艺性v设计铸造箱体(包括轴承盖、套杯等)时，应注意铸造生产中的工艺要求，力求外形简单，壁厚均匀，过渡平缓，避免大量的金属局部积聚等。v在确定壁厚尺寸时，要夸虑金属液态流动的通畅性，壁厚不可太薄，太薄则可能出现铸件填充不满的缺陷。HT150及HT200的最小允外壁厚为68mm。v在采用砂型铸造时，箱体上铸造表面(铸后不再加工的表面

15、)相交处，应设计成圆角过渡(称铸造圆角)，以便液态金属的流动。铸造间角半径可取R5mm，见表2.2-9，表2.2-10。v设计铸件结构时，还应注意沿拔模方向有1：20或1：10的拔模斜度，以便于造型时的拔模（见图1.5-11）。箱体结构的机械加工工艺性v在设计箱体结构形状时，应尽可能减少机械加工面，以提高劳动生产率/v 同一轴心线上的轴承座的直径、精度和表面粗糙度尽可能一致， 以便一次镗出，这样既可以缩短工时又保正精度。v箱体上各轴承座的端面应位于同一平面内，且箱体两侧轴承座端面应与箱体中心平面对称，以便加工和检验。v箱体上任何一处加工表面与非加工表面必须严格分开，不要使它们处于同一表面上，或

16、凸出或凹入。根据加工方法而定。例如，箱体表面在轴承座端面和放油螺塞处凸起58 mm，检查孔处凸起35mm。通气装置处、吊环螺钉处等均应凸起、高度一般为58mm。v上下箱联接螺栓的头部及螺母与箱缘相接触的表面也需进行机械加工，一般多采用沉头座的结构形式，沉头座用锪刀锪削，深度不限锪平为止，画图时可画成23mm深。5.3.3减速器附件的设计v在第三章减速器的附件中已对各附件进行了介绍，现对草图设计中的注意事项加以简述。(1)检查孔及其盖板和密封垫片v检查孔的位置应开在传动件啮合区的上方，并应有适宜的大小，以便手伸入进行检查。v检查孔平时用盖板盖住，盖板下加防渗漏的垫片。盖板可用钢板、铸铁或有机玻璃

17、制造。v箱盖上安放盖板的表面应进行刨削或铣削，故应有凸台，凸台高度一般取35mm。检查孔及其盖板的尺寸见表2.7-1。(2)通气器v 通气器常用的有通气螺塞和网式通气器两种结构形式。v清洁环境可选用构造简本的通气螺塞。也可在检查孔益板上直接加上出通气槽，如图2.5-13所示。v多尘环境应选用有过滤灰尘作用的网式通气器。v通气器的尺寸规格视减速器尺寸的大小而定、通气器的结构和尺寸见表2.7-2，表2.7-3。(3)油面指示器v油面指示装置的种类很多，有游标尺(杆式油标)、圆形油标、长形油标和管状油标等。在难以观察到的地方，应该采用油标尺。油标尺由于结构简单，在减速器中应用较多其上刻有最高和最低油

18、面的标线。长期连续工作的减速器，在油标尺的外面常装有油标尺套。若采用油标尺，设计时要注意选择在箱体上放置的部位及倾斜角度。v箱盖和箱座安装上置式油标尺处的孔是箱盖和箱座合箱以后加工出来的。在减速器的主视图上做局部剖视图画出油标尺的装配结构，油标尺最好安装在小齿轮一侧这样，油标尺可避免与齿轮干涉，其倾斜角度选择范围大。油标尺的结构尺寸见表2.7-9。(4)放油孔及其螺塞和密封垫片v 减速器通常设置一个故油孔，也有设置两个的。v螺塞有圆柱细牙螺纹和圆锥螺纹的两种。v园柱螺纹螺塞自身不能防止漏油，因此在螺塞的下面要放置一个封油垫斤，垫片用石棉橡胶纸或皮革制成。圆锥螺纹螺塞能形成密封联接，因此它无需附加密封垫片。近年来常用圆锥螺纹螺塞取代圆柱螺纹螺塞。螺塞及油封垫片的尺寸见表2.7-6。(5)起吊装置v吊钩和吊耳的结构尺寸见表2.6-12。v吊环螺钉是标准件，其公称直径的大小按起重量由表2.6-13选取。各种减速器的参考重量可由表2.6-13注1查得。v当减速器重量较轻时，箱盖上的吊耳或吊环螺钉允许用来吊运整个减速器。当减速器重量较大时，箱盖上