机械设计课程设计指导书

机械基础设计课程设计指导书机电工程系机械教研室二00四年六月第1章绪论1.1机械设计基础课程设计的目的机械设计课程设计是继《机械设计基础》课程后的一个重要的综合性与实践性讲课环节，是学生第一次较为全面的机械设计训练，其基本目的是：1）经过机械设计基础课程设计，综合运用先修课程的理论，联合生产实质知识，培育分析和解决一般工程实诘问题的能力，并使所学知识获得进一步坚固和扩展。2）学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。（3）进行机械设计基本技术的训练，如计算、绘图、运用设计资料（手册、标准、规范等）以及经验预计、数据办理等。1.2机械设计基础课程设计的内容选择作为机械设计基础课程设计的题目，平常是一般传动装置或简单机械，比方图输机的传动装置。

1-1所示带式运课程包含：确体设计方机；计算和动力参轴的设计轴器、润

设计的内容平常定传动装置的总案；选择电动传动装置的运动数；传动零件、计算；轴承、联滑和联系件的选图

1-1

带式运输机的传动装置择及校核计算；箱体构造及其附件的设计；绘制装置工作图及零件工作图；编写设计计算说明书。要求每个学生在设计中达成以下工作：①减速器装置图1张②零件工作图2-3张（传动零件、轴、箱体等）③设计说明书1份（6000字左右）1.3机械设计基础课程设计的步骤机械设计基础课程设计的步骤平常是依据设计任务书，拟定若干方案并进行分析比较，此后确立一个正确、合理的设计方案，进行必需的计算和构造设计，此后用图纸表达设计结果，用设计计算说明书表达设计依据。机械设计基础课程设计一般可按表

1-1

中所述几个阶段进行。阶段

表

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机械设计基础课程设计阶段及设计主要内容主要内容分析设计任务，明确工作条件、设计要求、内容和步骤认识设计对象，阅读相关资料、图纸，察看实物或模型以及进行减速器拆装实设计准备验等复习课程相关内容，熟习机械零件的设计方法和步骤准备好设计需要的图书、资料和器具，并拟定设计计划等确立传动方案，画出传动装置简图传动装置总2.计算电动机的功率、转速，选择电动机的型号体设计3.确立总传动比和分派各级传动比计算各轴的功率、转速和转矩各级传动零1.减速器外的传动零件设计（带传动设计）件设计2.减速器内的传动零件设计（斜齿轮传动设计）选择比率尺，合理部署视图，确立减速器各零件的互相地点减速器装置2.初步计算轴径，选择联轴器，初选轴承型号，进行轴的构造设计草图设计3.确立轴上力作用点及支点距离，进行轴、轴承的校核计算分别进行轴系零件、传动零件、减速器箱体及其附件的构造设计绘制装置图、注明尺寸、配合及零件序号减速器装置2.编写明细表、标题栏、减速器技术特色及技术要求图设计达成装置图零件工作图1.轴类零件工作图设计2.齿轮类零件工作图箱体类零件工作图（详尽绘制哪几个由指导老师确立）编写设计计整理编写设计计算说明书算说明书设计总结及1.总结设计的收获和经验教训，做好争论前的准备工作争论2.参加争论1.4机械设计基础课程设计中应正确对待的几个问题（1）学生要明确学习目的，正直学习态度。在设计的全过程中必然严肃认真、勤苦研究、一丝不苛、千锤百炼。只有这样，才能在设计思想、力法和技术等各方面部获得较好的锻炼和提升。2）在教师指导下由学生独立达成。教师的指导作用主要在于使学生明确设计思路，启迪学生独立思虑，解答疑难问题和按设计进度进行阶段审察等。在设计中．学生必然充散发挥创办性和主观能动性．认真阅读相关设计资料和课程设计指导书。认真分析参照图例的构造。提议独立思虑问题、分析问题和解决问题，独立达成设计，而不该被动地依靠教师和盲目剽窃。正确办理理论计算和构造设计的关系。机械零件的尺寸不可以能圆满由理论计算确立，而应综台考虑零件构造、加工、装置、经济性和使用条件等要求。经过强度条件计算出来的零件尺寸，常常是零件必然知足的最小尺寸，而不用然就是最后采纳的构造尺寸。比方轴的尺寸，在进行构造设计时，要综合地考虑轴上零件的装拆、调整和固定以及加工工艺等要求，并进行强度校核计算，此后才确立轴的尺寸。因此，在设汁过程中，设计汁算和构造设计是互相增补、交替进行的。应计意“边计算、边绘图、边更正”，因为产品的设计需要经过多次屡次更正才能获得较高的设计质量。其他，一些次要尺寸不需强度校核。有的可依据经验公式确立，如箱体的构造尺寸等；有的则由设计者考虑加工、使用等条件，参照近似构造，用类比的方法确立，比方轴上的定位轴套、挡油环等。正确办理继承与创新的关系。长久的设计和生产实践已经累积了好多可供参照和借鉴的难得经验和资料．继承和发展这些经验和成就，不单好够减少重复丁作，加速设计进度，并且是提升设计质量的重要保证。设计人员应注意利用和继承已有的成就和经验，不该凭空捏造、凭空臆造．要擅长汲取祖先的经验和成就，学握和使用已有的设计资料。但是，不可以够盲目地、机械地剽窃已有的近似产品，应在继承的基础上，依据详尽条件和要求．敢于创新．敢于提出新方案．不停地圆满和改良设计。因此，设计是继承和创新相联合的过程，这样才能使设计工作不停地向前发展。正确使用标准和规范。设计中能否尽量采纳标准和规范，也是谈论设计质量的一项指标。比方设计中采纳的转动轴承、带、联轴器、密封件和紧固件等，其参数和尺寸必然严格恪守标准的规定。其他，绘图时，图纸的幅面及格式、比率、图线、字体、视图表达、尺寸注明等应严格恪守机械制图标准，要求图纸表达正确、清楚、图面齐整，设计说明书要求计算正确无误．书写工整清楚。第2章传动装置整体设计传动装置整体设计的内容包含确立传动方案、选择电动机型号、合理分派传动比、计算传动装置的运动和动力参数。2.1确立传动方案在课程设计中，设计任务书已给定传动装置方案如图2-1所示，学生应认识和分析这类方案的特点。传动方案应第一知足工作机的工作要求，如所传达的功率及转速。其他，还应拥有构造简单、尺寸紧凑、加工方便、成本低价、传动效率高和使用保护方便等特色，以保证工作机的工作质量和靠谱性。要同时达到这些要求，常常是困难的，设计时要兼备兼备，保证重点要求。图2-1所示是带式运输机的四种传动方案。图2-1所示是带式运输机的四种传动方案。方案（a）采纳了V带传动和闭式齿轮传动。V带传动部署于高速级，能发挥它的传动安稳、缓冲吸振和过载保护的长处，但此方案构造尺寸较大，V带传动也不适合用于深重工作要求的场合及恶劣的工作环境。方案(b)构造紧凑，但因为蜗杆传动效率低，功率耗资大，不适合用于长久连续运行的场合。方案(c)采纳二级闭式齿轮传动，更能适应在深重及恶劣的条件下长久工作，且使用保护方便。方案(d)适合部署在狭小的通道(如矿井巷道)中上作，但加工圆锥齿轮比圆性齿轮困难，成本也较高。这4种方案各有其特色，合用于不同样的工作场合。设计时要依据工作条件和设计要求，综合比较．采纳此中最优者。本课程设计拟采纳近似方案（a），即图1-1所示装置。图2-1带式运输机传动方案2.2选择电动机电动机是已经系列化的产品，在机械设计基础课程设计中，要依据工作载荷大小及性质、转速高低、启动特色、过载状况、工作环境、安装要求及空间尺寸限制和经济性等要求，从产品目录中选择电动机的种类、构造型式、容量（功率）和转速，最后确立详尽型号。选择电动机的种类和构造型式本课程设计选择使用Y系列三相异步电动机。在交流电动机中，三相异步电动机在工业中宽泛应用。常用的Y系列三相异步电动机属于一般用途的全关闭自扇冷式笼型三相异步电动机。其构造简单、工作靠谱、起动特色好、价钱低价、保护方便，合用于非易燃、非易爆、无腐化性和无特别要求的机械上，如运输机等。常用的、设计需要的Y系列三相异步电动机技术数据如表2-1。表2-1Y系列三相异步电动机技术数据型号额定功率KW满载转速r/min电动Y90L-41.51400机型Y100L1-42.21420号Y100L2-431420Y100Y112M-441440Y132S-45.51440L1-Y132M-47.514404的Y160M-4111460含义为：Y表示异步电动机，100表示机座中心高(mm)，L表示机座长度代号，1表示断念长度代号，4表示极数。选择电动机的容量电动机的容量（功率）选择能否适合，对电动机的工作和经济性都有影响。容量小于工作要求，则不可以够保证工作机的正常工作，或使电动机因长久超载而过早破坏；容量选得过大，则电动机的价钱高，传动能力又不可以够充分利用，并且因为电动机常常在轻载下运行，其效率和功率因数较低进而造成能源的浪费。关于载荷比较坚固、长久运行的机械（比方运输机），平常依据电动机的额定功率选择，而不用校核电动机的发热和起动转矩。选择电动机容量时应保证电动机的额定功率Ped等于或稍大于工作机所需的电动机功率Pd，即工作机所需电动机功率为PwPdKW式中Pw——工作机所需功率，指输入输送器轴的功率，KW；——由电动机至工作机的总效率。工作机所需功率Pw，在任务书第一类题目中已经给出。在第二类题目中，应由工作机的工作阻力（输送带工作拉力）F和运动参数如工作机线速度（输送带速度）v计算求得。FvPwKW1000式中Fv

——工作机的工作阻力，N；——工作机的线速度，m/s。传动装置的总效率应为构成传动装置的各个运动副效率的乘积，即式中1,2,3,,n分别为每一运动副、每对轴承、每个联轴器及传动滚筒的效率。各样传动机构、轴承、联轴器和滚筒的效率大概值见表2-2。计算总效率时应注意以下几点：①资猜中查出的效率值为一范围时，按详尽状况取值，一般可取中间值。②轴承效率是指一对轴承的效率。③当动力经过每一个运动副时，都会产生功率耗资，故计算效率时应逐个计入。关于本课程设计，任务书第一类题目中总的效率为任务书第二类题目中总的效率为表2-2机械传动和摩擦副的效率大概值种类效率圆柱齿轮传动8级精度油润滑0.979级精度油润滑0.98V带传动0.96转动轴承球轴承0.99滚子轴承0.98弹性联轴器0.99~0.995传动滚筒0.96选择电动机的转速除了选择适合的电动机系列和容量外，还要选择适合的电动机转速，以便确立知足工作机要求的电动机型号。容量同样的同种类电动机，有几种不同样的转速可供设计者采纳，如三相异步电动机的同步转速，一般有3000r/min（2极）、1500r/min（4极）、1000r/min（6极）及750r/min（8极）四种。电动机的同步转速愈高，磁极对数愈少，其重量愈轻、外廓尺寸愈小、价钱愈低。但是电动机转速与工作机转速相差过多必然使总传动比加大，以致传动装置的外廓尺寸和重量增添，价钱提升。而采纳较低转速的电动机时，则状况正好相反，即传动装置的外廓尺寸和重量减小，而电动机的尺寸和外廓增大，价钱提升。因此，在确立电动机转速时，应进行分析比较，衡量利害，选择最优方案。设计中常采纳同步转速为1500r/min或1000r/min两种电动机，如无特别要求，一般不采纳3000r/min和750r/min的电动机。就本设计来讲，电动机的选择可查表2-1。设计计算传动装置时，平常用工作机所需电动机功率Pd进行计算，而不用电动机的额定功率Ped。传动装置的输入转速可按电动机额定功率时的转速，即满载转速nm计算，这一转速与实质工作时的转速相差不大。2.3计算装置的总传动比和分派各级传动比由选定的电动机满载转速nm和工作机的转速nw，可得传动装置总传动比为nw在任务书第一类题目中已经给出，在任务书第二类题目中601000vnwr/minD式中D——卷筒直径，mm。v——工作机的线速度（输送带速度），m/s。总的传动比为各级传动比i0,i1,i2,i3,,in的乘积，即就本课程设计而言，iai带i齿轮怎样合理分派各级传动比，是传动装置设计中又一个重要问题。传动比分派得合理，能够减小传动装置的外廓尺寸、重量，达到构造紧凑、降低成本的目的，还能够够获得较好的润滑条件。就本课程设计而言，分派传动比主要应试虑以下几点：（1）各级传动比均应在介绍范围内采纳，不得超出最大值。V带传动的单级传动比常用值为2~4，最大值为7；圆柱齿轮传动的单级传动比常用值为3~5，最大值为8。（2）各级传动零件应做到尺寸协调、构造平均，防备互相间发生碰撞或安装不便。比方图2-2所示，由V带和一级圆柱齿轮减速器构成的二级传动中，因为带传动的传动比过大，使得大带轮外圆半径大于减速器中心高，造成尺寸不协调，安装时需将地基控坑，为防备出现这种状况，应合理分派带传动与齿轮传动的传动比。传动比可按下式分派：图2-2带轮过大造成安装不便注意：以上传动比的分派但是初步的。传动装置的实质传动比必然在各级传动零件的参数，如带轮直径、齿轮齿数确立后才能计算出来，故应在各级传动零件的参数确立后计算实质总传动比。一般赞成总传动比的实质值与设计要求的规定值有(3%~5%)的偏差。2.4计算传动装置的运动和动力参数在选定电动机型号，分派传动比此后，应计算传动装置各部分的功率及各轴的转速、转矩，为传动零件和轴的设计计算供给依据。各轴的转速可依据电动机的满载转速nm及传动比进行计算；转动装置各部分的功率和转矩平常是指各轴的输入功率和输入转矩。电动机轴的输出功率、转速和转矩分别为P0Pd，n0nm，T09550P0（Nm）n0带传动的输入功率和转速分别为P带P0，n1带n0主动轴的输入功率、转速和转矩分别为P主动轴P带带，n主动轴n1带i带，T主动轴9550P主动轴（Nm）n主动轴主动轴承的转速为齿轮的输入功率、转速和转矩分别为P齿轮P主动轴n1齿轮n主动轴，T1齿轮9550P齿轮轴承（Nm），n1齿轮从动轴的输入功率、转速和转矩分别为P从动轴P齿轮齿,n从动轴n主动轴i齿,T从动轴9550P从动轴（Nm）n从动轴从动轴承的转速为联轴器的输入功率、转速和转矩分别为P联轴器P从动轴轴承nl联轴器n从动轴，T联轴器9550P联轴器，n联轴器设计与校核计算所需转动装置各部分的功率和转速如表2-3。表2-3转动装置各部分的功率和转速带传动主动轴主动轴承齿轮传动从动轴从动轴承联轴器输入功率(KW)输入转速(r/min)第3章传动零件设计传动装置是由各样种类的零、零件构成的，此中决定其工作性能、构造部署和尺寸大小的主假如传动零件。而支承零件和联系零件等都要依据传动零件的需求来设计，因此，一般应先设计传动零件。传动零件的设计包含确立传动零件的资料、热办理的方法、参数、尺寸和主要构造。减速器是独立、圆满的传动零件，为了使设计减速器时的原始条件比较正确，平常应先设计减速器外的传动件，比方带传动等。各样传动零件的设计方法均按相关教材所述，这里不再重复。下边仅就应注意的问题做简要提示。3.1一般V带传动设计平常，因为课程实质的学时限制，带传动设计只要确立主要参数和尺寸，而不进行详尽的构造设计。设计一般V带传动所需的已知条件主要有：原动机种类和所需的传达功率；主动轮和从动轮的转速（或传动比）；工作要求及对外廓尺寸、传动地点的要求等。设计内容包含：带的型号、长度和根数；带轮的资料、构造种类、基准直径及传动中心矩。其他，特别要求出作用在轴上的载荷FQ以及轮毂的长度l。轮毂的长度l可按轴孔直径d的大小确立，常取l(1.5~2)d。而轮毂长度则取决于带的型号和根数。3.2减速器内传动零件设计本设计采纳圆柱齿轮传动，齿轮传动的设计步骤可参阅相关教材。下边仅就应注意的问题做简要提示。齿轮顶圆直径da400~500mm时，一般采纳锻造毛坯；当齿轮直径与轴的直径相差不大时，应将齿轮和轴做成一体。齿轮传动的几何参数和尺寸应分别进行标准化、圆整或计算其精准值。比方，模数必然标准化；中心矩和齿宽应当圆整；分度圆、齿顶圆和齿根圆、螺旋角等必然计算其精准值。齿轮的构造尺寸计算查阅相关资料并应尽量圆整，以便于制造和丈量。其他，其构造设计还有赖于第四章轴的构造设计即轴头部分直径确实定。第4章装置草图设计装置图是表达各零件的互相关系、地点、形状和尺寸的图样，也是机器组装、调试、保护和绘制零件图等的技术依据。因为装置图的设计和绘制比较复杂，因此，应先做装置草图设计。在设计过程中，必然综合考虑零件的工作条件、资料、强度、刚度、制造、安装、调整、润滑和密封等方面的要求，以期获得工作性能好、便于制造保护、成本低价的机器。装置草图的设计内容包含：确立轴的构造及其尺寸；选择轴承型号；确立轴的支点距离和轴上零件力的作用点；设计和绘制轴上的传动零件和其他零件的构造；箱体及其附件的构造，为工作图（装置工作图和零件工作图等）的设计打下基础。在绘图过程中要注意：传动零件的构造尺寸能否协调解能否有干预；验算轴的强度和轴承的寿命。在装置草图的设计过程中，绘图与计算是交互进行的，经过屡次更正，以获得较好的设计见效。应当防备纯真追求图纸的表面雅观，而不肯意更正已发现的不合理构造。设计时平常采纳“边计算、边绘图、边更正”，逐渐圆满和细化设计图纸。装置草图设计可按初绘装置草图，轴、轴承的校核计算，达成装置草图三个阶段进行。4.1初绘减速器装置草图初绘装置草图前的准备在绘制装置草图前，应做好以下准备工作：1）经过观光和拆装实质减速器，观看相关减速器的录象，阅读减速器装置图，认识各零零件的功用、构造和互相关系，做到对设计内容胸中有数；2）确立主要零件的主要尺寸，如齿轮的分度圆和齿顶圆直径、宽度、轮毂长度、传动中心矩等；3）按工作条件和转矩选定联轴器的种类和型号，查出对两头轴孔直径和孔宽及其相关装置尺寸的要求。详尽的型号确立还有赖于轴的构造尺寸确实定；4）按工作条件初步选择轴承种类；（5）确立转动轴承的润滑和密封方式。当大齿轮的圆周速度

v2~3m/s时，可采纳飞溅的润滑油润滑轴承；当

v

2m/s时，可采纳润滑脂润滑轴承。轴承的密封型式可依据轴承的润滑方式和工作环境选定；6）介绍减速器箱体的构造采纳剖分式，如图4-1。图4-2和4-3为锻造箱体的减速器构造图，其各部分尺寸可按表4-1、4-2所列公式确立。表4-1铸铁一级圆柱减速器箱体构造尺寸图4-1一级圆柱齿轮减速器图4-2二级圆柱齿轮减速器图4-3圆锥—圆柱齿轮减速器图4-4轴承在箱体中的地点图4-5轴承座构造（a）油润滑(b)脂润滑名称箱座壁厚箱盖壁厚箱座凸缘厚度箱盖凸缘厚度箱座底凸缘厚度地脚螺钉直径地脚螺钉数目轴承旁联系螺栓直径箱盖与箱座联系螺栓直径联系螺栓d2的间距轴承端盖螺钉直径窥视孔盖螺钉直径定位销直径df、d1、d2至外箱壁距离df、d2至凸缘边沿距离轴承旁凸台半径凸台高度外箱壁至轴承座端面距离大齿轮顶圆与内箱壁距离齿轮端面与内箱壁距离箱盖、箱座筋厚轴承端盖外径轴承旁联系螺栓距离

符号尺寸关系见表4-2见表4-2依据低速级轴承座外径确立，以便于扳手操作为准m1、mm10.851，m0.85轴承座直径(5~5.5)d3尽量凑近，以Md1和Md3互不干预为准，一般取SD2表4-2C1、C2值螺栓直径M8M10M12M16M20M24M30沉头座直径141618222634401214162024283518222633404861初绘装置草图的步骤传动零件（齿轮）、轴和轴承是减速器的主要零件，其他零件的构造随之确立。绘图时先画主要零件，后画次要零件；由箱内零件画起，内外兼备，逐渐向外画；先画零件的中心线及轮廓线，后画细部构造。绘图时以一个视图为主，兼备其他视图。初绘装置草图的步骤以下：尽量采纳1：1比率。布图时，应依据齿轮的中心矩、顶圆直径及轮宽等主要尺寸，预计出减速器的轮廓尺寸，合理部署图面。绘图次序以下：1）确立传动件的轮廓和相对地点在主、俯视图上画出箱体内齿轮的中心线、齿顶圆、分度圆、齿宽和轮毂长等轮廓尺寸，其他细部构造暂不画出。（2）确立箱体内壁和轴承座端面的地点大齿轮顶圆和齿轮端面与箱体内壁之间留有必然距离1和2，以防备因为箱体锻造偏差惹起的空隙过小，造成齿轮与箱体相碰。1和2取值拜见表4-1。小齿轮顶圆与箱体内壁间的距离，可待达成装置草图阶段由主视图上箱体构造的投影关系确立。减速器箱体内壁至轴承内侧之间的距离为4。如轴承采纳箱体内润滑油润滑时，4的值见图4-4(a)，如轴承采纳润滑脂润滑时，则需要装挡油环，4的值见图4-4(b)。在轴承地点确立后，画出轴承轮廓。箱体内壁至轴承座端面的距离l2的值确实定要考虑扳手空间的尺寸C1、C2，拜见图4-5；C1、C2值见表4-2。画出齿轮和箱体的轮廓图后，依据轴所传达的转矩，按扭转强度初步计算轴的直径，详尽可查有关教材。当从动轴外伸部分与联轴器联系时，计算轴径应在所选联轴器孔径的赞成范围内，不然应改变轴径d，与其相般配。轴的构造设计包含确立轴的合理外形和所有构造尺寸。轴的构造应知足：轴和轴上零件有正确的工作地点；轴上零件应便于装拆和调整；轴应拥有优秀的制作工艺等。平常把轴做成阶梯形（图4-6）。图4-6轴的构造a）轴承脂润滑（b）轴承油润轴的构造设计参照相关教材。注意：轴的外伸长度取决于外接零件及轴承盖的构造。轴承型号和详尽尺寸可依据轴的直径初步选出，一般一根轴上取同一型号的轴承，使轴承孔可一次镗出，保证加工精度。画出轴承盖外形除画出轴承盖外形外，还要圆满画出一个联系螺栓，其他只画出中心线。确立轴上力的作用点及支点距离轴的构造确立后，依据轴上传动零件和轴承的地点可定出轴上力的作用点和轴的支点距离(图4-7)。轴承的支点可近似取轴承宽度的重点地点。确立出传动零件的力作用点及支点距离后，即可进行轴和轴承的校核计算。4.2轴、轴承的校核计算校核轴的强度轴的强度校核可参阅相关教材。验算转动轴承寿命轴承寿命计算可参阅相关教材。注意的一点是，轴承的径向载荷应当由齿轮所受径向力与切向力的协力计算获得。图4-7一级圆柱齿轮减速器初绘草图4.3达成减速器装置草图这一阶段的主要任务是对减速器的轴系零件进行构造细化设计，并达成减速器箱体及其附件的设计。轴系零件构造设计以初绘草图阶段所确立的设计方案为基础，对轴系零件（包含齿轮、轴上其他零件和与轴承组合有关的零件）进行构造设计。设计步骤大概以下。齿轮的构造设计可参阅相关教材。轴承的简化画法可参阅相关书本。轴承盖用于固定轴承、调整轴承空隙及承受轴向载荷，轴承盖有嵌入式和凸缘式两种。嵌入式轴承盖构造简单，但空隙调整比较麻烦。本课程设计介绍使用凸缘式。凸缘式轴承盖调整轴承空隙比较方便，密封性能好，应用好多。凸缘式轴承盖多用铸铁锻造，应使其拥有优秀的锻造工艺性。对穿通式轴承盖，因为安装密封件要求轴承盖与轴配合处有较大厚度，设计时应使其厚度平均，如图4-8所示的构造。当轴承采纳箱体内的润滑油润滑时，为了将传动件飞溅的油经箱体剖分面上的油沟引入轴承．应在轴承盖上开槽，并将轴承盖的端部直径做小些。以保证油路畅达(图4-9)。轴承盖的构造尺寸见附表3。图4-10毡圈密封图4-8凸缘式轴承盖图4-9油润滑轴承轴承盖构造在输入轴或输出轴的外伸处，为防备润滑剂外漏及外界的尘埃、水分和其他杂质浸透，造成轴承的磨损或腐化，要求设置密封装置。密封的型式好多，密封见效也不同样。本课程设计介绍采纳毡圈密封。毡圈密封使用于脂润滑及转速不高的稀油润滑，其构造型式见图4-10。挡油环的细部构造可参阅相关书本。轴套构造简单，可依据实质构造自行设计。轴端挡圈是标准件，其构造型式和尺寸可参阅相关书籍。减速器箱体是支承和固定轴系零件、保证传动传动零件正常啮合、优秀润滑和密封的基础零件。因此，应拥有足够的强度和刚度。箱体多用灰铸铁锻造。为便于轴系零件的安装和拆卸，箱体多做成剖分式，由箱座和箱盖构成，剖分面多取轴的中心线所在平面，箱座和箱盖采纳一般螺栓联系，圆锥销定位。剖分式锻造箱体的设计重点以下。为保证减速器箱体的支承刚度，箱体轴承座处应有足够的厚度，并且设置增强肋。为了提升箱体轴承座孔处的联系刚度，应使轴承孔双侧的联系螺栓尽量凑近轴承，但应防备与箱体上固定轴承盖的罗纹孔及箱体剖分面上的油沟发生干预。平常取两联系螺栓的中心矩

SD2（D2为轴承盖外径）。为提升联系刚度，在轴承座旁联系螺栓处应做出凸台，凸台的高度

h由联系螺栓直径所确立的扳手空间尺寸

C1和C2确立（图

4-11）。因为减速器上各轴承盖的外径不等，为便于制造，各凸台高度应设计一致，并以最大轴承盖直径

D2

所确立的高度为准。凸台的尺寸由作图确立，画凸台构造时应按投影关系，在三个视图上同时进行。平常箱盖顶部在主视图上的外廓由圆弧和直线构成，大齿轮所在一侧箱盖的表面面圆弧半径Rra11（ra为齿顶圆半径）。在一般状况下，轴承旁螺栓凸台均在圆弧内侧，按相关尺寸画出即可。而小齿轮一侧的表面面圆弧半径应依据构造作图确图4-11凸台构造定。为了保证箱盖与箱座的联系刚度，箱盖与箱座联结凸缘应有较大的厚度b1和b，箱座底面凸缘的宽度B应超出箱座的内壁，以利于支撑（图4-12）。箱体凸缘联系螺栓的部署为保证箱体密封，除箱体剖分面联系凸缘要有足够的宽度及剖分面要经过精剖或刮研加工外，还应合理部署箱体凸缘联系螺栓。平常对中小型减速器，螺栓间距取100~150mm。尽量对称平均布置，并注意不要与吊耳、吊钩和定位销等发生干预。当图4-12箱体联系凸缘及底座凸缘传动零件采纳浸油润滑时，浸油深度应依据传动零件的种类而定。关于圆柱齿图4-13减速器油面及油池深度轮，平常浸油深度为一个齿高。为防备传动零件转动时将积聚在油池底部的污物搅起，造成齿面磨损，应使大齿轮齿顶距油池底面的距离不小于30~50mm（图4-13）。为保证润滑及散热的需要，减速器内应有足够的油量。单级减速器每传达1KW的功率，需油量为V00.35~0.7L。V0小值用于低粘度油，大值用于高粘度油。应使油池容积VV0，油池容积越大，则润滑油的性能保持越久，润滑见效越好。综合以上各项要求即可定出箱座高度。当轴承利用传动零件飞溅起来的润滑油润滑时，应在箱座的剖分面上开设输油沟，使溅起的油沿箱盖内壁经斜面流入输油沟内，再经轴承盖上的导油槽流入轴承（图4-9）。输油沟有锻造油沟和机加工油沟两种构造型式。机加工油沟简单制造，工艺性好，故用得较多，其构造尺寸见图4-14。为提升减速器箱体的密封性，可在箱座的剖分面上制造出与箱内交流的回油沟，使浸透箱体剖分面的油沿回油沟流图4-14输油沟构造回箱内。1）锻造工艺性为便于造型、浇铸及减少锻造缺点，箱体应力争形状简单、壁厚平均、过渡缓和，为防备产生金属齐聚，不宜采纳形成锐角的倾斜肋和壁。考虑液态金属的流动性，箱体壁厚不该过薄，砂型锻造圆角半径一般可取

R5mm。为便于造型时取模，铸件表面沿拔模方向应设计成

1:10~1:20

的拔模斜度，拔模斜度在图上可不画出，但应在零件图中注出。在锻造箱体的拔模方向上应尽量减少突出构造，必需时可设置活块，以减少拔模难度。当铸件表面有多个突出构造时，应当尽量连成一体，以便于木模制造和造型。箱体设计应尽量防备出现狭缝，因砂型强度较差，拔模时简单带砂，浇铸时简单被铁水冲坏而形成废品。2）机加工工艺性各轴承座的外端面要尽量位于同一平面内，双侧与箱体中心线对称，以便于加工和查验。为了减少箱体的加工面积，箱体上任何一处的加工面与非加工面必然分开。箱体与其他零件的联合处，如箱体轴承座端面与轴承盖、窥视孔与窥视孔盖、螺塞及吊环螺钉的支承面处均应做出凸台，以便于机加工。箱体底面的构造型式如图4-15所示。4-17）。螺栓头及螺母的支撑面需铣平或锪平，应设计出凸台或沉头座。图4-15箱体底面的构造形状观、重量减少。当前，宽泛应用的是内肋方型外廓减速器箱体。为了保证减速器正常工作，除了对箱体、轴系零件的构造设计应赏赐足够重视外，还应试虑到为减速器润滑油池注油、排油、指示油面，装拆时箱座与箱盖的精准定位、启盖及吊运等减速器附件的合理选择和设计。减速器各样附件的作用及设计重点以下：为了检查传动零件的啮合和润滑状况，并为了向箱体内注入润滑油，应在传动件啮合区的上方设置窥视孔。窥视孔应足够大，以便于检查操作。窥视孔上设有窥视盖，用螺钉紧固，视孔盖可用钢板、铸铁或有机玻璃等资料制造，其构造型式可参照图4-16，尺寸由构造设计确立。视孔盖下边垫有封油垫片，以防备污物进入箱体或润滑油浸显出来（图图4-16视孔盖构造图4-17窥视孔地点及构造减速器运行时，因为摩擦发热，箱内会发生温度高升、气体膨胀、压力增大等现象。为使箱体内受热膨胀的空气和油蒸气能自由地排出，以保证箱体内外气压相等，不以致润滑油沿箱体联合面、轴伸处及其他空隙渗漏出来，平常在箱盖顶部或视孔盖上设置通气器。通气器的构造形式好多，图4-18为简单通气器，用于比较洁净的场合。通气器构造尺寸见附表2。为了将污油排放洁净，应在油池的最低地点设置放油孔（图4-19）。

设计箱体时，应尽量使其外形简洁明快、造型美图4-18通气器平常放油孔用螺塞及封油垫圈密封。螺塞直径约为箱体壁厚的2~3倍，垫圈资料为耐油橡胶、石棉及皮革等；螺塞及密封垫圈的尺寸见附表1。为了指示减速器内油面的高度，以保证箱内正常的油量，应在便于察看和油面比较坚固的部位设置油面指示器。油面指示器的构造形式及尺寸见图4-20，检查油面时需将油标拔出，由其上的油痕判断油面高度能否适合。设计时应合理确立杆式油标插座的地点及倾斜角度，既要防备箱体内图4-19放油孔地点润滑油溢出，又要便于油标的插取及插座上沉头座孔的加工。为了便于搬运减速器，应在箱体上设置起吊装置。起吊装置有吊环螺钉、吊钩及吊耳、吊环等。本课程设计采纳吊钩或吊环（图4-21、4-22）。为了精确地加工轴承座孔，并保证减图4-20杆示油标速器每次装拆后轴承座的上下半孔素来保持加工时的位置精度，应在箱盖和箱座的剖分面加工达成并用螺栓联系此后、镗孔以前，在箱盖和箱座的图4-21吊钩的构造和尺寸联系凸缘上装置两个定位圆锥销。定位销的位置应便于钻、铰加工，且不防碍周边联系螺栓的装拆。两圆锥销应相距较远，且不宜对称布置，以提升定位精度。圆锥销的公称直径（小端直径）可取为(0.7~0.8)d2（d2为箱盖和箱座联系螺栓直径），其长度应稍大于箱盖和箱座联系凸缘的总厚度（4-23），以便于装拆。图4-22吊环的构造和尺寸定位销直径应取标准值。为了增强密封见效，防备润滑油从箱体剖分面渗漏，平常在箱盖和箱座剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因此在拆卸时常常因粘接较紧而不易分开。为此，常在箱盖凸缘的适合地点设置

1~2个启盖螺钉。启盖螺钉的直径与箱盖凸缘联系螺栓直径同样，其长度应大于箱盖凸缘的厚度。其端部应为圆柱形或半圆形，免得在拧动时将其端部破坏，见图4-24。完成减速器装置草图后，应进图4-23定位销构造图4-24启盖螺钉构造行认真检查并做必需的更正。检查的主要内容为：装置图设计与传动方案部署能否一致；输入、输出轴的地点及构造尺寸能否符合设计要求；图面部署和表达方式能否适合；视图选择、投影关系能否正确；传动件、轴、轴承、箱体、箱体附件及其他零件构造能否合理；定位、固定、调整、加工、装拆能否方即靠谱；重要零件的构造尺寸与设计计算能否一致，如中心距、分度圆直径、齿宽、轴的构造尺寸等。图4-25是减速器装置草图设计中常有的错误及其更正方法，可供检查时参照。正改及例示误错见常图配装器速减52-4图第5章装置图设计装置图是表达产品中各零件之间装置关系的图样。在设计过程中，应先画出装置图，依据装置图画零件图。零件加工完后，依据装置图进行装置和查验。因此装置图在整个产品的设计、制造、装置过程中起重视要作用。装置图是在装置草图的基础上绘制的，在设计时要综合考虑装置草图中各零件的资料、强度、刚度、加工、装拆、调整和润滑等要求，更正其错误和不合理之处，保证装置图的设计质量。减速器装置图的主要内容包含：表达减速器装置构造和地点的图形；尺寸注明和配合代号；技术要求；技术特色表；零件编号；标题栏和明细表。5.1绘制减速器装置图绘制装置图前应依据装置草图确立图纸幅面、各项设计内容，合理部署视图。

图形比率，综合考虑装置图的减速器装置图采纳两个或三个视图，必需时加协助剖面、剖视或局部视图。在圆满、正确地表达产品零、零件的构造形状、尺寸和各部分互相关系的前提下，视图数目应较少。画剖视图时，同一零件在各剖视图中的剖面线方向应一致，相邻的不同样零件，其剖面线方向或间距应取不同样，以示差别。关于薄的零件，其剖面能够涂黑。装置图上某些构造能够采纳机械制图标准规定的画法，比方螺栓、螺母、转动轴承等。关于同样类型、尺寸、规格的螺栓联系能够只画一个，其他用中心线表示。装置图绘制好后，先不要加深，待零件工作图设计达成后，更正装置图中某些不合理的构造或尺寸，此后再加深达成装置图设计。5.2注明尺寸依据使用要求，在装置图中应注明以下几类尺寸：1）特色尺寸：表示减速器性能和规格的尺寸。如传动零件中心距及其偏差。2）配合尺寸：表示减速器内零件之间装置关系的尺寸。主要零件的配合处都应标出尺寸、配合性质和精度等级。如轴与传动零件、轴承、联轴器的配合尺寸，轴承与轴承座孔的配合尺寸等。配合与精度的选择关于减速器的工作性能、加工工艺及制造成本影响很大，应依据设计资料认真选定。3）安装尺寸：表示减速器安装在基础上或安装其他零、零件所需的尺寸。如箱体底面尺寸；地脚螺栓孔的中心距、直径和定位尺寸；减速器的中心高；轴外伸端配合长度和直径；轴外伸端面与减速器某基准轴线的距离等。（4）外形尺寸：表示减速器总长、总宽和总高的尺寸。以供包装运输和车间部署时参照。注明尺寸时，应使尺寸线的部署齐整、清楚，尺寸应尽量注明在视图外面，并尽可能集中注明在反映主要构造的视图上。5.3注明减速器的技术特色应在装置图上的适合地点列表说明减速器的技术特色，所列项目及格式见表。技术特色输入功率

输入转速

n

效率η

传动比

i

传动特色P/kW

/(r/min)

mn

β

精度等级5.4编写技术要求装置图技术要求是用文字说明在视图上没法表示的相关装置、调整、查验、润滑和维修等方面的内容。正确地拟定技术要求，以保证减速器的工作性能。减速器装置图主要有以下几方面的技术要求。在装置前所有零件均用煤油或汽油冲洗，配合表面涂上润滑油。箱体内不相赞成有任何杂物存在，箱体内壁涂上防伤害涂料。为保证转动轴承的正常工作，在安装时必然留出必然的轴向游隙。关于可调空隙的轴承（角接触轴承）的轴向空隙可查表。关于不可以调空隙的轴承（向心轴承），可在轴承盖与轴承外圈端面间留出适合空隙（0.25~0.4mm

）。轴向游隙调整方法有垫片调整和螺纹零件调整两种。

本课程设计介绍使用垫片调整法（如图5-1）。齿轮安装后，所要求的传动侧隙和接触斑点是由传动

精度确立的，可查表获得。润滑对减速器的传动性能有很大影响，在技术要求中

应注图

5-1

转动轴承游隙的调整明传动件和轴承的润滑剂品种、用量和改换时间。选择传动件的润滑剂时，应试虑传动特色、载荷性质、载荷大小及运行速度。一般说，重载、高速、屡次启动、屡次运行等状况，因为刑场油膜的条件差，温高升，因此应采纳粘度高、油性和极压性好的润滑油。轻载、高速、间停工作的传动件可采纳粘度较低的润滑油。当传动件与轴承采纳同一润滑剂时，应优先知足传动件的要求，适合兼备轴承的要求。传动件与轴承所用润滑剂的选择方法参赐教材或手册。减速器换油时间取决于油中杂质的多少和被氧化与被污染的程度，一般为半年左右。减速器剖分面、各接触面和密封处均不相赞成漏油。剖分面上赞成涂密封胶或水玻璃，不相赞成使用垫片或填料。减速器作空载实验时，在额定转速下正反转各一小时，要求运行安稳，噪声小，联系处不松动，无渗漏等。作负载实验时，在额定转速和额定功率下，油池温升不得超出350C，轴承温升不得超出400C。箱体表面应涂漆；外伸轴及零件需涂油并包装严实；运输及装卸时不可以倒置。5.5零件编号装置图中零件序号的编排应符合机械制图国家标准的规定。序号按顺时针或逆时针方向挨次摆列整齐，防备重复或遗漏，关于同样的零件用1个序号，一般只注明1次，序号字高比图中所注尺寸数字高度大一号。引导线互相不可以够订交，也不该与剖面先平行。一组紧固件及装置关系清楚的零件组，能够采纳公共引导线。标准件和非标准件可混编编号或采纳分编编号。5.6编制标题栏和明细表标题栏用来说明减速器的名称、图号、比率、重量和件数等，应置于图纸的右下角。明细表是减速器所有零件的详尽目录，应挨次号圆满地写出零件的名称、数目、资料、规格和标准等，对传动零件还应注明模数、齿数、螺旋角、导程角等主要参数。编制明细表的过程也是最后确立资料及标准的过程，因此，填写时应试虑到节俭名贵资料，减少才来哦及标准件的品种和规格。本课程用标题栏和明细表的格式可查手册。5.7检查装置图装置图达成后，应按以下项目认真检查：1）视图的数目能否足够，投影关系能否正确，能否清楚地表达减速器的工作原理和装置关系。2）各零件的构造能否合理，并便于加工、装拆、调整、润滑、密封及维修。3）尺寸注明能否正确，配合和精度的选择能否适合。4）零件编号能否齐备，标题栏和明细表能否符合要求，有无节余或遗漏。5）技术要乞降技术特色表能否圆满、正确。6）图样及数字和文字能否符合机械制图国家标准的规定。图纸经检查更正后，待画完零件图再加深。注意保持图面齐整，文字和数字要求清楚。第6章零件图设计零件图是制造、查验和拟定零件工艺规程用的图样。它是由装置图拆绘和设计而成的，零件图既要反应出设计企图，又要考虑到制造的可能性和合理性。一张圆满的零件图应全面、正确、清楚地表达出零件的内外构造、制造和查验时的所有尺寸和应达到的技术要求。在课程设计中，绘制零件图主假如培育学生的设计能力和掌握零件图的内容、要乞降绘制方法。依据讲课要求，绘制由教师指定的1~3个典型零件的工作图。零件图的设计重点：1）选择和部署视图零件图采纳视图（包含剖视图、剖面图、局部视图等）的数目要适合，以能圆满、正确、清楚地表示零件的构造形状和相对地点关系为原则，每个视图应有其表达重点。零件图优先采纳1：1的比率。部署视图时，要合理利用图纸幅面，若零件尺寸较小或较大时，可按规定的放大或减小比率画出图形。关于细部构造若有必需，能够采纳局部放大图。零件图的基本构造和主要尺寸应与装置图一致，不该任意变动。如必然变动时，应付装置图作相应的更正。2）注明尺寸零件图上的尺寸是加工与查验的依据。在图上注明尺寸时，应做到正确、完整、书写清楚、工艺合理、便于查验。关于配合尺寸或要求精准的尺寸，应注出尺寸的极限偏差。零件的所有表面（包含非加工面）都应注明表面粗拙度。如好多表面拥有同一粗拙度时，可在图纸右上角集中注明，并加“其他”字样，但仅赞成注明使用最多的一种粗拙度。粗拙度的选择应依据设计要求确立，在保证正常工作的前提下，尽量取较大的粗拙度值。零件图上应注明必需的形位公差，它是评定零件加工质量的重要指标之一。其详尽数值和注明方法查表。关于传动零件，要列出主要参数、精度等级和偏差查验项目表。（3）编写技术要求关于零件在制造或查验时必然保证的要乞降条件，不便用图形或符号表示时，可在零件图技术要求中注出。它的内容依据不同样的零件和不同样的加工方法的要求而定。4）画出零件图标题栏在图纸的右下角画出标题栏，用来说蜜柑内零件的名称、图号、数目、资料、比率等内容，其格式见表。6.1轴类零件图设计轴类零件图，一般只画出一个视图，在有键槽和孔处，可增画剖面图。关于轴的细部构造，如螺纹退刀槽、砂轮越程槽、中心孔等处，必需时可画出局部放大图。轴类零件应注明各轴段的直径尺寸、长度尺寸、键槽和细部构造尺寸等。注明直径尺寸时，凡有配合处的直径，都应标出尺寸偏差，同一尺寸的几段直径，应逐个标出，不得省略。注明长度尺寸时，应依据设计及工艺要求确立主要基准和协助基准，并选择合理的注明形式，尽量使注明的尺寸反应加工工艺及丈量的要求，不相赞成出现关闭的尺寸链。关于长度尺寸精度要求较高的轴段应直接注出。精度要求不高的轴段，可取其作为关闭环，其长度尺寸不注明。轴的所有表面都要加工，其表面粗拙度可查表选择，在知足设计要求的前提下，尽量取较大的粗拙度值。为保证轴的加工精度和装置质量，在轴类零件图上还应注明形位公差。图6-1为轴类零件尺寸注明示例。轴类零件图的技术要求包括：（1）对零件的机图6-1轴的尺寸注明械性①主要基准②协助基准能和化学成分的要求，赞成的代用资料等。2）对零件表面机械性能的要求，如热办理方法和热办理后的表面硬度、渗碳深度及淬火深度等。3）对加工的要求，如能否要求保存中心孔，若要保存，应在零件图上画出或按国标加以说明。与其他零件一同配合加工处（如配钻或配铰等）也应说明。4）在图中未注明的圆角、倒角的说明以及其他特别要求。6.2齿轮类零件图设计齿轮类零件可用一个视图（附轴孔和键槽的局部视图）或两个视图表示。轴线水平部署，用全剖或半剖视图画出齿轮的内部构造。齿轮类零件图的径向尺寸以轴线为基准标出，宽度方向的尺寸则以端面为基准标出。分度圆是设计的基本尺寸，必然注明。轴孔是加工、丈量和装置时的主要基准，应标出尺寸偏差。齿顶圆的偏差值与其能否作为丈量基准相关。齿根圆是依据齿轮参数技工获得的结果，在图纸上不用标出。齿轮的齿坯公差对传动精度影响较大，应依据齿轮的精度等级查表注明。齿轮的表面粗拙度查表。齿轮齿坯的形位公差查表。齿轮的啮合特色表应部署在图幅的右上角，其内容包含齿轮的主要参数和偏差查验项目。齿轮的精度等级和相应的偏差查验项目的极限偏差或公差值查表。齿轮类零件图的技术要求包含：1）对铸件、锻件或其他种类坯件的要求，如要求不相赞成有氧化皮及毛刺等。2）对资料的机械性能和化学成分的要求及赞成代用的资料。3）对零件表面机械性能的要求，如热办理方法和热办理后的表面硬度、渗碳深度及淬火深度等。4）在图中未注明的圆角、倒角的说明。5）其他特别要求，如对大型或高速齿轮要进行均衡实验等。第7章编写设计计算说明书设计计算说明书是图纸设计的理论依据，是设计计算的整理和总结，是审察设计的技术文件之一。因此，编写设计计算说明书是设计工作的一个重要构成部分。7.1设计计算说明书的内容说明书的内容大概包含：1）目录（标题及页次）；2）设计任务书；3）传动方案的分析与拟定（简要说明并附传动方案简图）；4）电动机的选择计算；5）传动装置的运动及动力参数的选择计算；6）传动零件的设计计算；7）轴的计算；8）转动轴承的选择和计算；9）键联系的选择；10）联轴器的选择；11）减速器的润滑方式和密封种类的选择，润滑油的牌号选择和装油量计算；12）设计小结（对课程设计的意会，设计的优缺点和改良建议等）；13）参照资料（资料编号、作者、书名、第一版单位和第一版年份）。7.2设计计算说明书的要乞降注意事项设计计算说明书要求计算正确、阐述清楚、文字精练、插图简洁、书写工整。同时还应注意以下事项：1）计算内容的书写，只要列出计算公式，代入相关数据，最后写下计算结果并表示单位，写出简洁的结论或说明。不用列出运算过程。2）所引用的计算公式和数据应注明根源。主要参数、尺寸和规格以及主要的计算结果，可写在右边留出的宽25mm的长框中。（3）为了清楚地说明计算内容，说明书中应附有必需的简图（如传动方案简图、轴的构造简图、受力争