正文 第二章 機械設計基礎課程設計指導(2 / 3)

圓柱齒輪傳動的主要參數等相互影響並保持一定的幾何關係,設計時要不斷調整以便得到合理的數值。齒輪傳動的幾何尺寸數據,應分情況進行標準化,圓整或求出精確值,例如,模數必須標準化,中心距、齒寬應圓整,齧合尺寸(節圓、分度圓、齒頂圓直徑和螺旋角等)必須求出精確值。

第四節 減速器裝配圖的設計與繪製

一、概述

減速器的裝配圖是反映設計者的總體設計意圖,表達各部件的工作原理及裝配關係,各零件間的相互位置、尺寸及結構形狀的圖樣。它又是拆零件麵、裝配、調試的主要依據。所以設計裝配圖應考慮到工作要求,材料選取,強度,剛度,磨損,加工,裝拆,調整,潤滑及密封,工藝經濟性,維護保養等諸方麵的問題。由於涉及上述很多方麵,既有結構設計,又有校核計算,所以裝配圖通常是邊畫,邊算,邊修改,幾次反複,逐漸完善的設計過程。

設計繪製敘配圖常按下述步驟進行:

1.設計準備;

2.繪製裝配草圖/驗算軸係的有關零件;

3.減速器內軸係的部結構設計;

4.繪製箱體及其它附件;

5.檢查裝配底圖;

6.完成裝配圖。

二、繪製裝配圖的準備

1.確定聯軸器的型號、孔徑範圍、孔長和裝拆尺寸,對已確定的各傳動件的參數及尺寸整理備用。

2.閱讀有關資料:指導書,手冊,圖冊。作減速器拆裝實驗,弄清楚各零件的功用、結構。確定箱體結構、軸承的類型及其潤滑方式、軸承如何固定、軸承端蓋的結構等。選擇麵的幅麵,常用紙繪製,一般用三個視圖再附必要的局部視圖,比例多用1:1或1:2。

三、裝配草圖及軸係零件的驗算

裝配的任務是繪出傳動零件及箱體的外廊尺寸,軸及軸承的位置,確定軸承的型號,確定支承跨度,對軸、軸承和鍵進行驗算。繪圖時先畫主要零件,後畫次要零件,先畫中心線和輪廓,後畫細部結構,由箱內零件畫起,內外兼顧,逐步向外擴展。

1.確定各傳動件的輪廓及相對位置,畫出箱內傳動件的中心線,齒輪節圓、頂圓(蝸輪外圓),輪緣及輪轂寬等輪廓尺寸;若為圓錐齒輪傳動時要使兩輪大端端麵對齊。

2.設計雙級齒輪減速器時,為避免幹涉,高速級大齒輪齒頂與低速級軸表麵之間距由應大於箱座壁厚。

3.箱座內壁位置的確定箱座內壁與小齒輪端麵、齒輪的頂圓(或蝸輪的外圓)有一定的間距,以免鑄造表麵或鑄造誤差造成間隙過小,為單級圓柱齒輪減速器、蝸杆減速器和圓錐圓柱齒輪減速器草圖的初級階段。

4.初估軸徑

傳動件及箱體的輪廓畫出後,即可應用教材式初估軸徑,在初估軸徑的基礎上作軸的結構設計。軸的結構設計

(1)確定軸的徑向尺寸軸的強度和軸上零件的定位、固定,及加工和裝拆等問題應綜合考慮。當利用軸徑變化來作軸向定位時,軸肩的圓角半徑應小於軸上零件孔的倒角或廁角半徑。固定滾動軸承的軸肩高度通常不大於軸承內圈高度的3/4過高軸承拆卸不便。

若軸徑變化是為了便於裝拆、區分不同加工表麵時,相鄰兩直徑變化應較小,一般軸徑差以減小切削量和應力集中。

在有一定過盈的緊配合時,應在軸上設導錐麵,錐麵大端最好在鍵槽的直線部分,便於裝配時對準鍵槽。

若當相同孔徑的兩軸上零件必須從一端裝入時,中間軸段可稍切小些,以利裝拆和減少精加工表麵。與軸上零件相配合的各段軸徑應盡量取標準直徑係列值。

(2)確定軸的軸向尺於先從直徑較大處開始,最後確定外伸端的軸段長度。軸上安裝傳動零件的各段長度是由所裝零件的輪轂寬度決定的,其輪栽寬又均與軸徑有關,確定此長度時要注意兩點:①軸上零件在軸上固定要可靠,用平鍵聯接時,鍵應偏於輪轂裝入側一端,以利於裝配時對中,若當一軸上幾處有鍵則應將其布置在同一方位上,便於軸上鍵槽的加工。另外軸頭一般比輪轂短。②軸承應盡量靠近傳動件,以減小軸的彎矩。這個位置的確定與軸承的潤滑方式密切相關,當用脂潤滑時為防止油稀釋或衝走潤滑脂。

(3)軸在箱體軸承孔中的長度該長度應滿足兩個方麵的要求,①滿足箱外結構要求,軸承旁有螺栓聯接箱座與箱蓋,要保證裝拆時的扳手空間。②軸承孔內零件裝配要求,在軸承孔中一般有軸承、端蓋、密封裝置,甩油環等,端蓋止口配合長度瓜不宜太短,則軸承座孔長度為軸承寬度,常用此值作校核驗算。

(4)確定負荷中心及支點跨距當軸的結構初定後,軸承的型號就可初步選定,負荷中心亦即確定,若采用角接觸軸承,負荷中心的位置應取在距軸承端麵處。

(5)軸、軸承、鍵的校核計算驗算方法見教材有關章節,對於蝸杆傳動還應進行剛度驗算。

四、減速器內軸係的細部結構設計

1.傳動件的結構設計傳動件的結構形狀及所用材料,與毛述尺寸和製造方法有關。當傳動件尺寸較小時與軸作成一體,如齒輪軸,蝸杆軸;當齒根圓直徑小於軸徑時,必須用滾齒法加工齒輪。

齒輪輪轂寬與軸徑有關,可大於或小於輪緣寬,一般常等於輪緣寬,帶輪輪轂寬常小於輪緣寬。具體尺寸參考有關圖例。

滾動軸承端蓋的結構軸承端蓋的作用是調整軸承間隙,固定軸承並承受軸向載荷。

(1)嵌入式,結構簡單,密封性能差,需加“0”形圈密封,調整不方便,宜使用於不調間隙的軸承,當它與角接觸軸承配合使用時,應增設調整軸承間隙。

(2)凸緣式,調整軸承的間隙較方便,一般用鑄鐵鑄造,考慮鑄造工藝,應盡量使厚度均勻。當端蓋軸向尺寸較長時為減小加工量,端部直徑可減小,但必須保證配合要求的長度值,軸承間隙的調整靠增減端蓋與箱體間的墊片來實現。

軸承的潤滑與密封根據軸頸速度,軸承可用油潤滑或脂潤滑。當箱內傳動件的圓周速度用飛戮潤滑,箱體剖分麵上設輸油溝,油沿油溝流到軸承中。為了防止堵塞油路,端蓋靠近軸承處開缺口,且端蓋端部尺寸切小些,形成儲油的環形腔。有時為了保證軸承室內有適量的油。蝸杆或小斜齒輪有軸向排油作用。當轉速較低的蝸輪軸承、或大齒輪軸承不能浸入油中,也不能靠飛濺。

2.繪製箱體及其它附件

在箱內軸係的細部結構設計完成後,即進行箱體及其它附件的結構設計,這一階段的繪圖次序為先箱體,後附件;先主體,後局部;先輪廓,後細部。

3.減速器箱體的結構設計箱體起著支承和麵定軸係零件並保證其精確運轉,良好的潤滑及可靠密封等作用,它所占重暈的比辦大約50%。

(1)箱體應有足夠的剛度為了使軸係零件有較高的運轉精度和減少傳動件產生的動載荷的影響,箱體軸承座應有足夠的壁厚,並且加支承筋;對於圓維齒輪減速器的箱體,在小圓錐齒輪懸臂部分還應適當加厚,並盡量減小懸臂長度,以提高剛度;在蝸杆減速器中,蝸杆軸承孔壁厚也應適當加厚,以增加蝸杆軸係的支撐剛度,或在箱體內軸承座處増設內筋。

提高軸承座孔處的聯接鰣度,要求痤孔兩側的聯接螺栓應盡量靠近,但不要與端蓋螺釘孔及箱內輸油溝千涉,為此作出凸台,凸台高度要保證有足夠的阪手空間,凸台結構的畫法,凸台的位置突出於箱壁外邊。

為了保證箱座箱蓋的聯接剛度,箱座箱蓋的聯接部分設有較厚的凸緣,箱座底的凸緣應更厚些,且寬度應超過內壁,以利提高支承剛度。

(2)箱體應有可靠的密封及便於箱內零件潤滑為保證密封,箱體剖分麵聯接凸緣應有足夠的寬度,剖分麵應精刨或刮研,凸緣聯接螺栓間距一般不大於150。為提高密封性,在剖分麵上設製回油溝,以將滲出的油沿斜槽流回箱內,但它與輸油溝結構有差別。

箱體內需有足夠的潤滑油,保證箱內零件的潤滑兼散熱,為了避免攬動油時泛起油泥。

箱體結構應有良好的工藝性罾它直接影響箱體的製造質量、成本、及加工、維修是否方便等問題。鑄造箱體要求壁厚盡量均勻,過渡處要平緩,方便造型和便中拔模。機械加工麵積盡可能小,以提高生產率及減小刀具磨損。盡量減少裝卡和調整刀具的次數,以保證加工精度和縮短加工工時,例如,鏜同軸的兩軸承孔時,兩軸承孔直徑應盡量一致,一次對刀鏜出。又如同一方向的平麵,應盡量一次調整加工,所以各軸承座端麵都應在同一平麵上。

4.減速器附件包括窺視孔及窺視孔蓋、油塞、油標、通氣器、起吊裝置、起蓋螺釘、定位銷等。