1、机械设计基础课程设计,第五讲 减速器装配草图设计,原则： 设计总是从装配图的设计开始的。大部分零件的结构和尺寸是在装配草图设计阶段决定的，在这个阶段的过程中，要综合考虑零件的强度、刚度、制造工艺、装配、调整和润滑等各个方面。目的： 观察最初确定的运动参数、各传动件的结构和尺寸是否干涉；在绘图过程中定出轴的结构、跨距及受力点的位置，以便验算轴的强度、滚动轴承的寿命；确定所有零部件的结构和尺寸，为工作图的设计打下基础。 逐步学会并掌握“三边”设计法。,5.1 初绘减速器装配草图,（1）准备工作 确定传动齿轮的主要尺寸；电动机的安装尺寸；选择联轴器的类型；初选滚动轴承类型；确定滚动轴承的润滑和密封方
2、式；确定减速器箱体的结构尺寸（箱体结构复杂，强度和刚度的计算比较困难，按经验公式计算出尺寸后要圆整，具体见表1.5-1）。,第五讲 减速器装配草图设计,5.1 初绘减速器装配草图,(2) 俯视图草图初绘(步骤) 选择比例尺 一般按1:1，用A0号图纸绘制，布局，画出中心线；齿轮轮廓尺寸绘制；画出箱体的内壁线；初定外伸段轴径 ，高速端与电机相联d=(0.81.0)d电机；,第五讲 减速器装配草图设计,主,俯,左,5.1 初绘减速器装配草图,第五讲 减速器装配草图设计,设计轴的结构（确定径向尺寸和轴向尺寸）图1.5-3；确定轴承安装具体位置见图1.5-4；确定轴承座孔的宽度和箱缘宽度；轴承盖、螺钉
3、、调整垫片的绘制；确定外伸轴段的长度；确定轴和轴上零件的受力点。,1.2,油润滑35,初估轴径d1,联轴器需选标准值;长度按带、链轮、联轴器定,需定位,直径比d1大59，按密封件取标准值；长度按结构,无定位，直径大13，但须按轴承取标准值,轴环定位，上端按轴承定位要求，下端按齿轮定位要求；长度按结构确定,无定位，直径大13；长度比齿轮短13,轴套定位，原则与轴环相同,5.2 轴强度、轴承寿命、键联接强度的校核计算,（1）轴的强度校核计算 根据俯视草图确定的轴的结构和支点及轴上零件力的作用点，进行轴的受力分析、绘制弯矩图和当量弯矩图，判定危险截面进行强度校核。 要求：只进行输出轴的强度校核，如果
4、强度不够可通过加大轴径提高其强度。,第五讲 减速器装配草图设计,5.2 轴强度、轴承寿命、键联接强度的校核计算,（2）滚动轴承寿命的校核计算 滚动轴承的寿命最好与减速器的寿命相同，或与减速器的检修期相符（检修期一般为23年）。 若轴承寿命不够，先考虑选用另一种直径系列的轴承，其次考虑改变轴承的类型，提高基本额定动载荷。 要求：只对输出轴上的一对滚动轴承进行寿命校核计算。,第五讲 减速器装配草图设计,5.2 轴强度、轴承寿命、键联接强度的校核计算,（3）键联接强度的校核计算 键联接的强度校核计算主要是验算其挤压应力，许用挤压应力按键、轴、轮毂三者材料最弱的选取。 要求：只进行输出轴上键的强度校核
5、。若计算应力大于许用应力，可通过改变键长、改用双键、采用花键、加大轴径、改选较大剖面的键等来满足强度要求。,第五讲 减速器装配草图设计,第五讲 减速器装配草图设计,算例轴的强度校核,已知单级圆柱齿轮减速器输出轴的结构如图所示。轴的材料为45钢，调质处理。齿轮的分度圆直径d = 177.43 mm，作用在齿轮上的圆周力Ft = 3845N，径向力Fr = 1427N，轴向力Fa= 767N，单向工作。试校核该轴强度。,第五讲 减速器装配草图设计,算例轴的强度校核,解：(1)作轴的受力简图，求支座反力，如图(b) (c) (e),第五讲 减速器装配草图设计,算例轴的强度校核,(2)作弯矩图,第五讲
6、 减速器装配草图设计,算例轴的强度校核,(3)作转矩图，如图(h),第五讲 减速器装配草图设计,算例轴的强度校核,(4)作计算弯矩图，如图(i),第五讲 减速器装配草图设计,算例轴的强度校核,(5)校核轴的强度a点轴径最小，b点弯矩值最大。所以该轴的危险断面为a、b两点。查表得b-1=60N/mm2。则a点轴径,有一个键槽，轴径增大5%，则da=32.07 (1+0.05)=33.67mm40mm,则c点轴径,有一个键槽，轴径增大5%，则db=34.49 (1+0.05)=36.26mm52mm,两处结构设计轴径均大于强度校核所需轴径值，所以均满足强度条件。,5.3 完成减速器装配草图,主要工
7、作：设计轴系部件（箱内传动零件、轴上其他零件、与轴承组合有关的零件）、箱体及减速器的具体结构。步骤如下：（1）轴系部件的结构设计（2）减速器箱体的结构设计（3）减速器附件的设计,第五讲 减速器装配草图设计,5.3 完成减速器装配草图,（1）轴系部件的结构设计 箱内齿轮的结构设计若小齿轮做成齿轮轴，俯视图中的大齿轮采用全剖，小齿轮根据轴的规定画法采用局部剖，表明两齿轮的啮合情况。若为斜齿轮，应在小齿轮的未剖外形图上用三条细实线画出齿斜方向。,第五讲 减速器装配草图设计,5.3 完成减速器装配草图,（1）轴系部件的结构设计 滚动轴承的润滑和密封装置的设计 脂润滑：浸于油中的齿轮圆周速度 v=2m/
8、s时采用。,第五讲 减速器装配草图设计,5.3 完成减速器装配草图,（1）轴系部件的结构设计 箱缘输油沟的结构形式和尺寸 有机械加工油沟和铸造油沟。常用机械加工油沟。若齿轮为斜齿轮而小齿轮的直径又小于轴承孔径，则应在小齿轮轴承滚动轴承面向箱体内的一侧安装挡油盘。 当齿轮圆周速度 v3m/s时，分箱面上可以不开输油沟，转速高，飞溅的润滑油雾可直接进入滚动轴承进行润滑。,第五讲 减速器装配草图设计,5.3 完成减速器装配草图,（1）轴系部件的结构设计 轴承透盖和闷盖的详细结构 当轴承透盖或闷盖直径较小时，端面可不必减少加工面。,第五讲 减速器装配草图设计,5.3 完成减速器装配草图,（1）轴系部件
9、的结构设计 轴承透盖处轴承密封件的结构 目的：防止外界的灰尘、水气、杂质等进入轴承及防止轴承内的润滑剂外泄，在外伸轴端轴承孔内设置密封件。 密封件有接触式密封和非接触式密封。 常用接触式密封：毡圈油封和橡胶油封。毡圈油封：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的工作场合。,第五讲 减速器装配草图设计,5.3 完成减速器装配草图,（1）轴系部件的结构设计 轴承透盖处轴承密封件的结构 橡胶油封：内包骨架旋转轴唇型密封圈。可用于润滑脂和润滑油，轴的圆周速度v=(da2/2)+(3050)+(35)mm ，并圆整。 圆柱齿轮应浸入油中一个齿高，但不应小于10mm。,第五讲 减速器
10、装配草图设计,5.3 完成减速器装配草图,（2）减速器箱体的结构设计 在左视图上确定地脚凸缘的尺寸 确定地脚螺栓孔径、地脚凸缘尺寸、地脚螺栓底脚的厚度。在左视图上画出地脚凸缘和地脚螺栓孔。,第五讲 减速器装配草图设计,5.3 完成减速器装配草图,（2）减速器箱体的结构设计 箱体结构的工艺性 铸造工艺性：外形简单，壁厚均匀，过度平缓，壁厚不可太薄。HT150及HT200的最小允许壁厚为68mm。铸造圆角半径R=5mm。沿拔模方向的拔模斜度为1:20或1:10。 机械加工工艺性：同一轴心线上的轴承座孔直径、精度及表面粗糙度应一致。轴承座的端面尽可能位于同一平面上，箱体两侧轴承座端面应与箱体中心平面
11、对称，以便于加工和检验。加工表面与未加工表面严格分开，不能处于同一表面上，或凸出或凹入箱体表面在轴承座端面和放油螺塞处凸起58mm，检查孔处凸起35mm。 上下箱联接螺栓的头部及螺母与箱缘相接处的表面也需机加工，一般采用沉头座方式，用锪刀锪平，深度23mm。,第五讲 减速器装配草图设计,5.3 完成减速器装配草图,（3）减速器附件的设计（强调） 检查孔及其盖板和密封垫片 检查孔位置：传动件啮合区上方，大小手伸入检查。 检查孔盖板：盖板下加防渗漏垫片。箱盖上安放盖板的表面需要 刨削或铣削，凸台高度35mm。,第五讲 减速器装配草图设计,5.3 完成减速器装配草图,（3）减速器附件的设计（强调）
12、通气器 常用通气器有两种：通气螺塞和网式通气器。通气螺塞用于清洁环境。网式通气器用于多尘环境。,第五讲 减速器装配草图设计,5.3 完成减速器装配草图,（3）减速器附件的设计（强调） 油面指示器 常用油面指示器有：油标尺、圆形油标、长形油标、管状油标。 减速器中常用结构简单的油标尺，上面刻有最高和最低油面的标线。 为避免与齿轮干涉，油标尺最好安装在小齿轮一侧。若采用上置式油标尺，其孔是箱盖和箱座合箱后进行加工。,第五讲 减速器装配草图设计,5.3 完成减速器装配草图,（3）减速器附件的设计（强调） 放油孔及其螺塞和密封垫片 减速器通常设置一个或两个放油孔，并在螺塞下面放置一个封油垫片（石棉橡胶纸、皮革）。,第五讲 减速器装配草图设计,5.3 完成减速器装配草图,（3）减速器附件的设计（强调） 起吊装置 吊耳和吊钩。 起箱螺钉 起箱螺钉的直径与上下箱联接螺栓直径相同，长度大于箱盖凸缘厚度，材料为35优质碳素结构钢，硬度为2838HRC。 定位销 为提高定位精度，两定位销的距离应尽量远。为避免箱盖装反，两定位销的位置应明显不对称。同时要考虑装拆方便，避免与其它零件干涉。 螺钉和螺栓 一组螺钉或螺栓只画出其中一个三视图，其余用中心线表示。 油杯 滚动轴承采用脂润滑时，轴承盖或轴承座上装配油杯。,第五讲 减速器装配草图设计,
