1、第7章 减速器的装配图技术设计 7.1 减速器的装配图技术设计目的和要求 7.1.1 减速器的装配图技术设计的目的 在传动装置总体方案设计、运动学计算和传动零件设计计算等有了一个阶段性的结论，对滚动轴承的选用、安装、配置、紧固、润滑、密封等问题进行分析和研究，又对减速器内、外部的结构、尺寸和相对位置进行了解，完成了这些准备工作以后，即可着手进行减速器装配图的技术设计工作。7.1.1 减速器的装配图技术设计的目的 装配图是表达各零件结构形状及相互尺寸关系的技术文件。它既是设计者设计机器总体结构意图的图样，也是机器组装、调试、维护的主要依据。所以，一般机械设计图纸总是从装配图设计开始。从装配图上确
2、定所有零件的位置、结构和尺寸，再以此为依据分别绘制加工零件的工作图。因此装配图的设计是整个设计工作的重要阶段。在这个阶段必须综合的考虑零件的强度、刚度、寿命、制造工艺、装配、润滑和密封、检测、维修等各方面的要求。7.1.2 减速器的装配图技术设计的要求 减速器装配图的技术设计过程是一个复杂的过程。设计者必须考虑诸多因素，遵循结构设计和校核计算相结合，计算和画图交叉进行，边绘图、边计算、边修改的设计理念；“由主到次，由粗到细”的设计原则和反复修改、不断完善追求最优的设计精神；设计者既要顾全整体、纵观全局，有良好的整体构思和创新意识，又要重视局部、枝节等细微之处，体会“牵一发而动全身”的意境。具体
3、设计时应由内向外进行，先画内部传动件，然后画箱体、附件等。三个视图设计要穿插进行，不能抱着一个视图画到底。7.1.2 减速器的装配图技术设计的要求 根据以上的论述，可将装配图的技术设计分为三个阶段进行：装配图设计的准备阶段。装配图设计的草图阶段。装配图设计的完成阶段。完成的装配图要求包括以下四方面内容：完整、清晰地表达减速器全貌的一组视图。用1 1的比例尺，在A0或A1图纸上，按比例投影关系画图。必要的尺寸标注。技术要求及调试、装配、检验说明。零件编号、标题栏、明细表。装配图的技术设计应遵守国家标准或部颁标准，并尽可能标准化、系列化、通用化，尽量采用优先数系。7.2 装配图设计的第一阶段设计准
4、备 7.2.1 明确绘制装配草图的目的、要求和步骤(1)绘制减速器装配草图的目的 1)进行减速器结构设计 通过强度计算，确定了减速器中主要零件的主要尺寸，如齿轮齿数、模数、齿宽、轴的直径等，这些主要零件的其它结构尺寸尚未确定。减速器中还有更多的零件，如箱盖、箱座、轴承端盖、润滑装置、减速器附件等的结构和尺寸在强度设计中均未涉及。为此要通过减速器草图的绘制来确定减速器零件的结构尺寸和它们相互间的装配关系。2)复核强度计算所得尺寸在结构上是否合适 各种零件的强度计算是各自独立进行的，因而有可能在不同零件间发生干涉。如单级齿轮减速器中两个轴上各安装一个齿轮，如果结构设计不准确，两个齿轮将不能正确啮合
5、。另外，有的零件强度计算适用于一定条件，如轴的强度计算结果仅适用于估算长度与真实长度误差在10%范围内。但轴的真实长度是多少，误差是否在要求范围内，以上这些问题只有通过画草图才能确定。3)为装配图的绘制作充分准备 作为第一次搞机械设计的人员，由于对减速器中许多零件的结构形状、尺寸、相互装配关系、定位法等不熟悉，心中无数，常常要通过多次修改才能确定下来，先画减速器装配草图，无疑在以后绘制正式装配图时不仅可以节省时间，而且可以提高图样质量。(2)绘制减速器装配草图的要求 1)用1 1比例尺，在A0或A1图纸上，按比例、投影关系画图。2)要求画减速器的三视图(主、俯、侧视图)，结合局部剖视，清楚表达
6、减速器的全部零件结构和它们的装配关系。3)草图设计时应全面地考虑问题，包括零件制造及装配工艺性，如铸件起模斜度、轴系零件的安装定位等。4)本教材提供了减速器中有关零件的结构尺寸资料，但是否适用于自己的设计，究竟应选哪种规格、哪个数据，应由同学自己去判断。在画草图过程中，要有意识地培养自己决定结构和尺寸的独立工作能力。5)为了节省时间，在符合投影关系的条件下，可采用简化画法，如轴承只画一个，相同的可用方框代替；螺栓只画一个，相同的用中心线表示；对称部分只画一半等。可不画剖面线，线条不必加深，图上还可标注零件尺寸、记号等。(3)绘制减速器装配草图的步骤 1）根据传动件的尺寸大小（指中心距、顶圆直径
7、、轮宽等），参考类似结构，估计出减速器的外廓尺寸，做好三个视图（主视图、俯视图、左视图）图面的合理布置。布置时应注意小齿轮轴和大齿轮轴的位置，轴伸出端的方向，要与传动方案运动简图一致。2）绘图时应从一个或两个最能反映零、部件外形尺寸和相互位置的视图开始，齿轮减速器常选择俯视图作为画图的开始。当俯视图画得差不多时，辅以其它视图。3）传动零件、轴和轴承是减速器的主要零件，其它零件的结构和尺寸随着这些零件而定。绘制装配草图时应先画主要零件，后画次要零件；由箱内零件画起，逐步向外画；以确定轮廓为主，对细部结构可暂不画，等到最后补充完整；以一个视图为主，兼顾几个视图。画图的顺序可总结为由里向外：中心线-
8、传动零件（齿轮）-轴承-箱体-其它。7.2.2 基本设计理念的建立和感性认识基础知识的学习 1）学习7.1.2介绍的减速器装配图技术设计的理念、原则和方法，要认识到：减速器设计内容既多又复杂，有些地方的设计数据不能一次确定，需要多次修改和计算，有时甚至要全部推倒重来；要克服怕麻烦、嫌枯燥的情绪，避免差不多少就对付或将就一下的想法。2）做好减速器装拆试验，观看减速器的结构及加工工艺录像，仔细了解减速器各零部件的相互关系、位置及作用。初步了解减速器加工工艺过程。3）认真阅读前6章的内容，要读懂单级圆柱齿轮减速器的装配工作图。7.2.3 有关设计数据的准备 1)齿轮传动主要尺寸，如中心距、齿轮分度圆
9、直径和齿顶圆直径、齿轮宽度和轮毂长度等。2)按已选出的电动机型号查出其安装尺寸。如轴伸直径D、轴伸长度E、中心高H等主要尺寸。3)按工作情况、转速高低、转矩大小及两轴对中情况选定连轴器的类型。连接电动机和减速器高速轴的连轴器，为了减小起动转矩，应具有较小的转动惯量和良好的减震性能，多采用弹性连轴器。如弹性套柱销连轴器和尼龙柱销连轴器等。减速器低速轴和工作机轴相连的连轴器，由于转速较低，传递转矩较大，如果安装同心度能保证(如有公共的底座)，可采用刚性固定式连轴器，如凸缘连轴器。如果安装同心度不能保证，就应采用有良好补偿位移偏差性能的刚性可移式连轴器，如金属滑块连轴器等。4)确定各轴最小直径。因为
10、尚未进行轴的结构设计，故轴的跨距未能确定，先按轴所受的扭矩初步估算轴的最小直径。计算公式为：pd-轴传递的功率，KW n-轴的转速，r/min;C-由许用应力确定的系数。当该直径处有键槽，则应将计算值加大3%5%，并且还要考虑有关零件的相互关系，才能最后圆整确定轴的最小直径。高速轴伸出端通过联轴器与电动机轴相连时，还应考虑电动机轴外伸端直径和联轴器的型号所允许的轴径范围是否都能满足要求，这个直径必须大于或等于上述最小初算直径，可以与电动机轴径相等或不相等，但必须在联轴器允许的最大直径和最小直径范围内，具体确定方法见例题7.1。例题7.1 带式运输机如图2.2所示，若减速器高速轴伸出端通过连轴器
11、与电动机轴相接。条件如例2.1已选定电动机型号为Y132M16。其主要的参数和尺寸可见表2.4、2.5，传递功率Pd=4 kW，转速n=960 r/min。电动机轴径d=38 mm。试确定该减速器高速轴的最小直径(即该轴的外伸段轴径)并选择适用的连轴器。解 按扭矩法初定该轴最小直径dmin。该段轴上有一键槽将计算值加大3%，dmin应为18.23 mm。选择连轴器 根据传动装置的工作条件拟选用HL型弹性柱销连轴器(GB 501485)(参见附表8.3)。计算扭矩为 式中 T为连轴器所传递的名义扭矩。K为工作情况系数，查附表8.3中HL型连轴器中HL1型连轴器就能满足传递扭矩的要求(Tn=160
12、NmTC)。但其轴孔直轴范围为d=1222 mm，满足不了电动机的轴径要求。故最后确定选HL3型连轴器(Tn=630 NmTC，n=5 000 r/minn)。其轴孔直径d=3042 mm，可满足电动机的轴径要求。最后确定减速器高速轴轴外伸处的直径 为dmin=40 mm。与工作机相连接的减速器低速轴的最小直径可按初算直径考虑键槽的影响放大3%5%圆整确定。确定滚动轴承的类型、型号及相关尺寸可参阅第5章，并且可查阅附表6。根据轴上零件的受力情况、固定和定位的要求，初步进行轴的结构设计，确定轴的阶梯段，具体尺寸暂选定。一般情况下，单级圆柱齿轮减速器的轴段有68个阶梯段。确定滚动轴承的润滑和密封方
13、式。当减速器内的浸油传动零件(如齿轮)的圆周速度v23 m/s时，采用齿轮转动时飞溅出来的润滑油来润滑轴承是最简单的，当浸油传动零件的圆周速度v2 m/s时，油池中润滑油飞溅不起来，可采用润滑脂润滑轴承。然后，可根据轴承的润滑方式和机器的工作环境是清洁或是多尘，选定轴承的密封型式。确定轴承端盖的结构型式。轴承端盖用以固定轴承、调整轴承间隙并承受轴向力。轴承端盖的结构型式有凸缘式和嵌入式两种。详见第5章和表5.2。凸缘式轴承端盖，如图7.1所示，用螺钉与箱体轴承座连接。调整轴承间隙比较方便，密封性能也好，用得较多。这种端盖多用铸铁铸造，设计时要注意考虑铸造工艺。图7.1 凸缘式轴承端盖 嵌入式轴
14、承端盖，如图7.2所示，结构简单，使零件外表比较光滑，能减少零件总数和减轻减速器重量。但密封性能较差，适合于采用脂润滑的滚动轴承装置。嵌入式端盖调整轴承间隙比较麻烦，需要打开机盖，图7.2 嵌入式轴承端盖 放置调整垫片，只适合于深沟球轴承和大批量生产时。如用角接触球轴承，应在端盖上增设调整螺钉结构，以便于调整轴承间隙，如图7.2(c)所示。确定减速器箱体的结构方案并计算出它和有关零件的结构尺寸，详见第6章和表6.1。确定箱体的结构后，按第6章的相关内容和附表确定有关零件的结构尺寸和尺寸关系的取值。由于箱体结构形状比较复杂，各部分尺寸多借助于经验公式来确定。按经验公式计算 出 的 尺 寸 可 以
15、 作 适 当 修 改，稍 许 放大或稍许缩小，然后圆整，与标准件有关的尺寸应符合相应的标准。选好图纸幅面和比例，做好装配图的图面布置工作。上述各项准备工作完成后，即可着手草图的设计工作。为了加强真实感，培养图上判断尺寸的能力，应用A0或A1号图纸幅面，通常采用1 1的比例尺绘制。一般情况下，为了充分完整地表达各零件结构、形状、尺寸和相对位置，一定要绘制三个视图，必要时再加一些局部视图和剖视图。虽然是减速器装配草图的图面布置，但在视图布局时，不能单纯确定三个视图的位置，要将正式装配图上的全部内容的相对位置予以统筹兼顾，预留空间，即考虑留出标题栏、明细表、技术特性、技术要求等需要的空间。做到图面的合理布置(见图7.3)，避免在画正式装配图时，还要重新确定各视图的相对位置，造成被动和重复劳动的情况发生。内容小结：第7章 减速器的装配图 技术设计 7.1 减速器的装配图技 术设计目的和要求 7.2 装配图设计的第一 阶段设计准备放映完毕谢谢大家
