減速器設(shè)計(jì)主要內(nèi)容

本章主要內(nèi)容減速器裝配圖具體設(shè)計(jì)內(nèi)容一覽；畫裝配圖所需進(jìn)行的計(jì)算如軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算；如何繪制減速器裝配草圖；減速器裝配圖設(shè)計(jì)；等。、概述減速器裝配圖既要反映齒輪、軸、軸承、箱體、螺栓等零件的具體結(jié)構(gòu)和尺寸，還應(yīng)反映它們之間的傳動(dòng)、支承、聯(lián)接等關(guān)系。因此，裝配圖設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)任務(wù)中的中心環(huán)節(jié)。裝配圖設(shè)計(jì)要綜合考慮各零部件的工作要求、強(qiáng)度、剛度、加工、裝拆、調(diào)整和潤滑等多方面因素，并采用“邊繪圖、邊計(jì)算、邊修改”的方法逐步完成。由于裝配圖設(shè)計(jì)比較重要，設(shè)計(jì)過程又比較復(fù)雜，故設(shè)計(jì)一般從裝配草圖開始。概括地說，裝配草圖設(shè)計(jì)包含計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪圖等內(nèi)容。而繪圖與計(jì)算是交錯(cuò)、反復(fù)進(jìn)行的。通過計(jì)算僅僅是確定了某些關(guān)鍵零件的主要尺寸，而其它尺寸需根據(jù)結(jié)構(gòu)、工藝或由經(jīng)驗(yàn)公式確定。如果通過繪圖改變了初步計(jì)算所得之?dāng)?shù)據(jù)，通常就需要進(jìn)行驗(yàn)算，直至圓滿解決為止。二、減速器裝配圖的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容畫出大小齒輪軸線、分度圓、齒頂圓機(jī)體內(nèi)壁線總起來說，減速器裝配圖的具體設(shè)計(jì)內(nèi)容見下面畫出大小齒輪軸線、分度圓、齒頂圓機(jī)體內(nèi)壁線的方框圖：軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)鍵的選擇裝配圖設(shè)計(jì)軸承的選擇、驗(yàn)算毛坯類型輪軸關(guān)系凸緣式齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)嵌入式傳動(dòng)支承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸承端蓋形式選擇軸系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)強(qiáng)度設(shè)計(jì)鍵的選擇裝配圖設(shè)計(jì)軸承的選擇、驗(yàn)算毛坯類型輪軸關(guān)系凸緣式齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)嵌入式傳動(dòng)支承部件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸承端蓋形式選擇潤滑密封軸承的潤滑密封密封貯油和用油三、裝配草圖設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作（一）繪制草圖前應(yīng)具備的技術(shù)資料（1） 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)簡圖；（2） 各級傳動(dòng)零件的主要尺寸，如齒輪和蝸桿傳動(dòng)的中心距、齒寬等；帶或鏈傳動(dòng)的中心距、外圓直徑、齒緣寬度等，其它詳細(xì)結(jié)構(gòu)尺寸可暫時(shí)不確定；（3） 電動(dòng)機(jī)的型號，電動(dòng)機(jī)軸伸出端的直徑、長度和中心高等；（4） 聯(lián)軸器的型號，聯(lián)軸器兩端孔徑范圍、孔寬及有關(guān)裝配要求的尺寸；（5） 選定減速器的結(jié)構(gòu)型式和潤滑方式。（二）布置圖面（1）選擇圖紙幅面圖紙幅面應(yīng)符合機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)，見《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》。課程設(shè)計(jì)中建議采用A1或A0號圖紙。（2） 選擇視圖所選視圖應(yīng)能充分表達(dá)各零部件間的相互位置、結(jié)構(gòu)形狀和尺寸關(guān)系，并能作為繪制工作圖、進(jìn)行機(jī)器主裝及調(diào)試的主要依據(jù)。一般減速器選用三個(gè)視圖（正視圖、俯視圖和側(cè)視圖）。結(jié)構(gòu)簡單者也可選用兩個(gè)視圖。必要時(shí)應(yīng)附加剖視圖或局部視圖。（3） 布置圖面在選擇圖樣比例和布置圖面位置之前，應(yīng)估計(jì)圖面有效面積和減速器外廓尺寸（包括標(biāo)注尺寸和零件序號的位置）。圖面的有效面積是指除去標(biāo)題欄、明細(xì)表、減速器特性表和技術(shù)要求等所需位置后剩下的空白圖面。對于減速器外廓尺寸，可根據(jù)傳動(dòng)零件的主要結(jié)構(gòu)尺寸（如中心距、頂圓直徑和輪寬等）估計(jì)，或參考類似結(jié)構(gòu)擬定。圖樣比例應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)，見《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》。為了加強(qiáng)設(shè)計(jì)的真實(shí)感，應(yīng)盡可能采用1：1的圖樣比例。四、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及強(qiáng)度驗(yàn)算（一）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減速器中的軸是既受彎矩又受扭矩的轉(zhuǎn)軸，比較精確的設(shè)計(jì)方法應(yīng)該是按彎扭合成強(qiáng)度來計(jì)算各段軸徑。但當(dāng)軸的支承距離未確定前，無法由強(qiáng)度決定軸徑。為解決這一矛盾，一般采用初步估算的辦法定出最小軸徑，然后按軸上零件的位置和考慮裝配、加工工藝等因素，設(shè)計(jì)出階梯軸的各段直徑和長度，確定支承跨度后，再進(jìn)一步進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算。初估軸徑可用兩種方法：一是按軸受純扭估算（請參考教材）；另一方法是參考類似減速器的軸徑，或按相配零件（如聯(lián)軸器）的孔徑、軸的結(jié)構(gòu)要求（如齒輪軸或蝸輪軸的結(jié)構(gòu)要求）等來確定。軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，應(yīng)在初估軸徑和初選滾動(dòng)軸承型號后進(jìn)行。確定軸的各段直徑和長度是階梯軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。階梯軸各段直徑主要根據(jù)初估的最小軸徑軸徑、軸上零件的安裝及固定要求、軸的加公公藝性要求等確定，階梯軸各段的長度則由軸上零件的位置、配合長度及支承結(jié)構(gòu)等因素決定。確定階梯軸各段直徑和長度舉例見圖3.2和表3.1、表3.2。圖3.2階梯軸各段直徑和長度的確定表3.2軸各段直徑的確定序號確定方法及說明d按許用扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的計(jì)算方法估算。d應(yīng)與外接零件（如聯(lián)軸器）的孔徑一致，并滿足鍵的強(qiáng)度條件。盡可能圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑。did1=d+2a,a為軸肩高度，用于軸上零件的定位和固定，故a值應(yīng)稍大于轂孔的圓角半徑或倒角深，通常a3（0.07?0.1）d。

d2d2=d1+1~5mm。圖中，d1及d2的變化僅為裝配方便及區(qū)分加工表面，故其差值可小些，一般直徑差值1~5mm即可；該軸徑過渡為自由表面，d2與滾動(dòng)軸承相配，應(yīng)與軸承孔徑一致。d3d3=d2+1~5mm。直徑變化僅為區(qū)分加工表面。d4d4=d3+1~5mm。直徑變化僅為裝配方便及區(qū)分加工表面，d4與齒輪相配，最好圓整為標(biāo)準(zhǔn)直徑。d5d5=d4+2a。軸環(huán)供齒輪軸向定位和固定用，a3(0.07~0.1)d。d6一般d6=d2，同一軸上的滾動(dòng)軸承最好選同一型號，以便于軸承座孔鏜制和減少軸承品種。又d6=d5-2a，a為裝滾動(dòng)軸承處的軸環(huán)高度。為便于軸承拆卸，a值不應(yīng)太大；為軸向定位和固定可靠，a值又不應(yīng)太小。a與過渡圓角r均有適當(dāng)數(shù)值的要求。故d5應(yīng)同時(shí)滿足d4與d6軸段的軸環(huán)高度要求，如不能同時(shí)滿足，則應(yīng)改變d5軸段的結(jié)構(gòu)形狀，如設(shè)計(jì)成臺(tái)階形或錐形軸段。表3.2軸各段長度的確定(見圖3.2)符號名稱確定方法及說明b1小齒輪寬度b1=b2+5~10mm，b2為大齒輪寬度，即齒輪嚙合的有效寬度，油齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算確定△2齒輪端面至箱體內(nèi)壁的距離△產(chǎn)(8為箱座壁厚)，確定&時(shí)應(yīng)考慮鑄造和安裝精度?！?箱體內(nèi)壁至軸承端面的距離當(dāng)軸承為脂潤滑時(shí)，應(yīng)設(shè)封油環(huán)，取d=5?10mm，圖3.2(a)；當(dāng)軸承為油潤滑時(shí)，取d=3?5mm，圖3.2(b)。T軸承寬度按軸頸直徑初選軸承型號后確定。L及m、e軸承座孔寬度及軸承蓋長度尺寸對剖分析式箱體，L一般由軸承兩旁的聯(lián)接螺栓的扳手空間位置確定，即L38+C]+C2+(3~8)mm。由L=d+T+m可定出尺寸m。凸緣式軸承蓋的m尺寸不宜太短，以免擰緊固定螺釘時(shí)軸承蓋歪斜，一般m^e；對嵌入式軸承蓋，m應(yīng)滿足軸承蓋結(jié)構(gòu)要求。當(dāng)由L定出的m尺寸太短時(shí)，應(yīng)放大m，圖示即放大L尺寸。!2外伸軸上旋轉(zhuǎn)零件的內(nèi)端面至軸承蓋外端面的距離12與外接零件及軸承蓋的結(jié)構(gòu)要求有關(guān)。圖3.2（a）中，12應(yīng)保證軸承蓋螺釘?shù)难b拆要求；圖3.2（b）中，12應(yīng)保證聯(lián)軸器柱銷的裝拆要求（A由聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)查得）。圖3.2（c）為嵌入式軸承蓋，其外伸軸的伸出長度較短（12約5~10mm）。12還與軸承外密封裝置的結(jié)構(gòu)有關(guān)q外伸軸上裝旋轉(zhuǎn)零件的軸段長度由軸上旋轉(zhuǎn)零件的轂孔寬度及固定方式而定。當(dāng)采用鍵聯(lián)接時(shí)，13應(yīng)滿足鍵的強(qiáng)度要求。一般取13=（1.2~1.8）d（d為軸頭直徑）（二） 軸的強(qiáng)度驗(yàn)算按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行軸的強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算的步驟和方法參考教材有關(guān)章節(jié)。按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行軸的精確驗(yàn)算對重要的軸還需要按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行精確驗(yàn)算。驗(yàn)算目的在于確定變應(yīng)力情況下軸的安全程度。通常選一個(gè)或幾個(gè)危險(xiǎn)斷面進(jìn)行驗(yàn)算，驗(yàn)算的公式和方法參考教材有關(guān)（三） 鍵的選擇減速器軸與傳動(dòng)零件的周向固定一般都采用平鍵連接。鍵槽的寬度和深度，根據(jù)軸頸確定，可查《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》。鍵長L根據(jù)輪轂長確定，在選取鍵長L時(shí)，應(yīng)注意鍵槽距離軸肩不要太遠(yuǎn)，一般小于5mm。平鍵聯(lián)接的設(shè)計(jì)計(jì)算主要是校核擠壓強(qiáng)度，當(dāng)采用單鍵強(qiáng)度不夠時(shí)，可采用雙鍵，但其承載能力應(yīng)按單鍵的1.5倍計(jì)算。計(jì)算中許用擠壓應(yīng)力[a]p應(yīng)選取肘、肩、輪轂三者中最弱的。（四） 驗(yàn)算軸承壽命減速器中軸承類型的選擇可參閱第一章中的“（五）減速器中常用的滾動(dòng)軸承”。軸承壽命一般按照減速器的使用年限確定。對前面初選的軸承型號，應(yīng)根據(jù)載荷情況驗(yàn)算其壽命。如果軸承壽命不符合要求時(shí)，一般可更換軸承系列或類型，但不輕易改變軸承內(nèi)孔尺寸（即軸頸直徑尺寸）。五、繪制減速器裝配草圖（一） 繪制裝配草圖時(shí)應(yīng)注意問題繪制裝配草圖時(shí)應(yīng)注意下述問題：（1） 為避免設(shè)計(jì)繪圖中的錯(cuò)誤，建議草圖可先用方格紙，按1：1繪制，只畫兩個(gè)視圖（齒輪減速器畫主視圖和俯視圖；蝸桿減速器畫主視圖和側(cè)視圖）。具體裝配草圖的繪制步驟參閱下文“減速器裝配草圖設(shè)計(jì)步驟舉例”。（2） 繪制裝配草圖時(shí)，一般計(jì)算與繪圖是交叉進(jìn)行的，通常是邊繪圖，邊修改。故開始時(shí)落筆要輕，線條要細(xì)些，還要注意保持圖面清潔。（3） 由于低速軸軸承較寬，故應(yīng)先畫低速級的軸及軸承，并決定其軸承座寬度。高速軸和中間軸的軸承座寬度，應(yīng)與低速軸軸承座寬度一致，以使軸承座外端面在同一平面上，利于一次洗削加工。然后，確定減速器的箱體有關(guān)部分尺寸及軸的全部結(jié)構(gòu)尺寸，從而定出支承跨度。（二） 減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸齒輪減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸參見《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》。一級蝸桿減速器箱體結(jié)構(gòu)尺寸參見《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》。對于蝸桿減速器，經(jīng)熱平衡計(jì)算后，若箱體散熱面積不夠，則需加散熱片。（三）減速器裝配草圖設(shè)計(jì)步驟舉例減速器裝配圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段減速器裝配圖設(shè)計(jì)三個(gè)階段內(nèi)容如下：（1） 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)的第一個(gè)階段內(nèi)容是：通過畫圖確定軸及軸承的結(jié)構(gòu)尺寸；找出軸的支點(diǎn)距離、軸上零件的力作用點(diǎn)；進(jìn)行軸的彎曲合成強(qiáng)度計(jì)算；進(jìn)行軸承壽命計(jì)算。（2） 減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第二階段的主要工作內(nèi)容是：設(shè)計(jì)傳動(dòng)零件、軸上其它零件、與軸承支點(diǎn)結(jié)構(gòu)有關(guān)零件的具體結(jié)構(gòu)。（3）減速器裝配草圖設(shè)計(jì)第三階段的主要內(nèi)容是：設(shè)計(jì)減速器箱體和附件。各種類型的減速器裝配草圖設(shè)計(jì)大致上都經(jīng)歷這三個(gè)階段，下面介紹幾種類型的減速器裝配草圖設(shè)計(jì)的具體步驟。一級圓柱齒輪減速器裝配草圖設(shè)計(jì)一級圓柱齒輪減速器裝配草圖設(shè)計(jì)具體步驟見《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》P.722的實(shí)例?！増A錐齒輪減速器裝配草圖設(shè)計(jì)一級圓錐齒輪減速器裝配草圖設(shè)計(jì)的具體步驟步驟具體見《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》P.726。一級蝸桿減速器裝配草圖設(shè)計(jì)一級蝸桿減速器裝配草圖設(shè)計(jì)的具體步驟步驟具體見《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》P.729。兩級圓柱齒輪減速器裝配草圖設(shè)計(jì)兩級圓柱齒輪減速器裝配草圖設(shè)計(jì)的具體步驟步驟具體見《機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊》P.732。六、減速器裝配圖設(shè)計(jì)減速器裝配圖應(yīng)包括：結(jié)構(gòu)視圖，有關(guān)尺寸，零件序號，技術(shù)特征，技術(shù)要求，明細(xì)表和標(biāo)題欄等。結(jié)構(gòu)視圖根據(jù)裝配草圖繪制，繪制時(shí)先用輕線條，待零件工作圖完成后再予以加粗。因?yàn)樵谶@過程中，仍有可能需要修改裝配圖中某些局部細(xì)小的結(jié)構(gòu)和尺寸。如果裝配草圖的質(zhì)量良好，無須做較多的更動(dòng)和重畫時(shí)，也可以在裝配草圖上繼續(xù)進(jìn)行總成工作。（一）標(biāo)注尺寸在減速器裝配圖上應(yīng)標(biāo)注以下幾種主要尺寸：特征尺寸系指出減速器傳動(dòng)零件中心距及其偏差。安裝尺寸表明減速器安裝在機(jī)器上（或地基上）所需的尺寸。如箱座底面尺寸（長和寬）；地腳螺孔直徑和位置尺寸；減速器中心高；外伸軸（高速級和低速級）的配合直徑、長度及伸出距離等。外形尺寸表明減速器所占有的空間位置尺寸，供安裝.布置機(jī)組及運(yùn)輸裝箱時(shí)作參考.4.配合及其尺寸表示各配合零件裝配關(guān)系的尺寸。凡有配合要求的結(jié)合部位，都應(yīng)標(biāo)注配合及其尺寸如：傳動(dòng)件與軸頭；軸承內(nèi)孔與軸頸；外圈與箱體孔等。（二）技術(shù)特性在裝配圖的空白處列出減速器的技術(shù)特性，可參照下表所示:減速器的技術(shù)特性輸入（出）輸入轉(zhuǎn)速率效總傳傳動(dòng)特性第一級第二級功率（KW）n（r/min）1動(dòng)比mZ2/Zp精度等度等級mZ2/Zp精度等級（三）技術(shù)要求對減速器提出的要求，注在“技術(shù)要求”項(xiàng)目內(nèi)，技術(shù)要求寫在裝配圖中的空白處。不同性能的機(jī)器（或部件），其技術(shù)要求是不同的。因此，在擬定，某一機(jī)器或部件的技術(shù)要求進(jìn)行具體的分析，現(xiàn)將一般減速器的技術(shù)要求列舉如下：裝配前，箱體內(nèi)壁和所有鑄件的不加工面上應(yīng)清除鐵屑和贓物，并涂防銹油漆；零件在裝配前必須用煤油清洗，配合面洗凈，擦干，涂油后進(jìn)行裝配；滾動(dòng)軸承在裝配前需用汽油清洗，擦干涂油；安裝時(shí)嚴(yán)禁用手錘直接敲擊，應(yīng)墊以銅管或軟鐵管，并使力量均勻的分布在套圈上；軸承裝配完畢后，用手轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)輕快靈活，軸承的軸向游隙應(yīng)按規(guī)定加以保證；減速器個(gè)剖分面，各接觸面及密封處，均不允許漏油，箱體剖分面允許涂密封膠，但不允許使用其它任何填料；齒輪裝配后，應(yīng)檢查其齒側(cè)間隙；跑合后用涂色法檢查齒接觸斑點(diǎn)，檢查結(jié)果應(yīng)符合齒輪傳動(dòng)公差的規(guī)定；按JB1130-70的規(guī)定進(jìn)行復(fù)核試車，試車合格后，用煤油洗擦零件，用汽油洗凈軸承，按要求進(jìn)行裝配，減速器內(nèi)應(yīng)洗凈后調(diào)換干凈的潤滑油，標(biāo)明潤滑油的牌號，用量及其補(bǔ)充更換時(shí)間