一级圆柱齿轮减速器2016(1).doc

1. 工程图学实践课程内容及要求；-1.1课程内容工程图学实践课程内容包含二部分：1绘制一级圆柱齿轮减速器的装配图及主要零件的零件图了解减速器功能、工作原理及应用。学习装配图、零件图的画图和读图方法，学习标准件的规定画法、标准件选用原则、标准件技术手册的查阅与使用方法，完成一级圆柱齿轮减速器装配图的绘制（A1图纸），大齿轮及大齿轮轴的零件图的绘制（A3图纸），完成主要零件的草图（分四类：大齿轮轴系零件、小齿轮轴系零件、箱体及其附件、箱盖及其附件）。2计算机绘图（二维软件AutoCAD、三维软件Inventor）。学习二维软件AutoCAD的基本绘图命令（直线、圆、圆弧、正多边形、矩形、多段线、剖面线等）、编辑命令（删除、移动、复制、缩放、拉伸、旋转、修剪、倒角、圆角等）、尺寸标注（线性、半径、直径、尺寸样式）、文字注释、打印，完成零件图形的绘制。学习三维软件Inventor，应用“拉伸”和“旋转”工具创建基于草图的特征；应用“圆角”、“倒角”、“打孔”、“螺纹”、“抽壳”和“阵列”工具创建放置特征；应用“工作轴”、“工作平面”和“工作点”工具，创建工作特征；应用工程图工具，创建和编辑工程图；在装配模型中给零部件添加和编辑装配约束；完成轴的三维模型及零件工程图。1.2要求及考评原则1要求根据一级圆柱齿轮减速器部件的特点及复杂性，装配图用主视、俯视、左视三个视图表达。减速器的工作原理及主要装配关系体现在两个传动轴上，这两个传动轴上的零件为主要装配线，应首先表达出来，故首先从绘制减速器俯视图的草图（草图并非潦草的意思，草图是设计的初稿及基础，草图中工程图的内容必须表达清楚，粗细线型分明），完成时间第4周前。绘制减速器主视图，必须保证与俯视图长度对应关系，同时需要表达的次装配关系为上下箱体的连接关系、定位关系、检查孔及通气阀的装配关系、油面观察结构的装配关系、放油螺塞的装配关系，在主视图设计的过程中，如与俯视图有矛盾的地方，修改俯视图。完成时间第6周前。设计大齿轮及大齿轮轴的零件图。以下任务4选1（大齿轮轴系零件、小齿轮轴系零件、箱体及其附件、箱盖及其附件，零件草图）完成时间第8周前。零件测绘，完成指定零件的测绘及零件草图，第8周前。绘制减速器左视图草图，将主、俯视图未表达清楚的零件主要结构及次要装配关系表达清楚，完成时间第9周前。完成减速器装配、零件工作图，完成时间第12周前。2分组及提交 自愿结合2-3人为一个小组。减速器设计方案小组讨论，最终每组只能有一个方案，即每组所有成员的减速器装配图、轴、大齿轮的零件图必须一致，分别完成大齿轮轴系零件、小齿轮轴系零件、箱体及其附件、箱盖及其附件的零件草图，整个小组构成一套减速器零件草图。 每个同学提交的作业包括： 减速器装配工作图（A1图纸）及减速器草图； 轴、大齿轮的零件工作图（A3图纸）及零件草图； 四选一：大齿轮轴系零件、小齿轮轴系零件、箱体及其附件、箱盖及其附件的零件草图； 零件测绘草图; 交图截止时间，第12周周三5：00。过期一律不通过。3考评原则减速器设计80分，（其中平时分30分，装配图和零件工作图50分），计算机绘图20分（平时考勤及考试）。1）平时考评（30分） 图纸中间设计环节10分。按时完成每次的设计任务，查图时给分，缺勤者不得分； 答辩环节20分。主要在查图时根据设计图纸提问（可以以讲解自己的设计方案替代回答问题）；2）图纸考评（50分）装配图和零件工作图评分原则：表达方案正确，投影正确、图线清晰、尺寸标注正确、技术要求书写正确，线条粗细分明、文字规范。 装配图30分n 布局合理、线条规范10分；n 投影正确、尺寸标注正确、技术要求书写正确，错误每处0.5分； 零件图20分n 轴、齿轮工作图8分；n 零件测绘及减速器零件草图12分。计算机绘图评分原则（20分）：计算机绘图课程安排在每周三58节（410周，机电楼机房），根据作业、考试给分，缺勤一次扣2分。2 一级圆柱齿轮减速器相关知识2.1 减速箱的工作原理一级圆柱齿轮减速器是通过装在箱体内的一对啮合齿轮的转动，动力从一根轴传至另一根轴，实现减速的，如图1所示。动力由电动机通过皮带轮（图中未画出）传送到齿轮轴，然后通过两啮合齿轮（小齿轮带动大齿轮）传送到轴，从而实现减速的目的。由于传动比i = n1 / n2 ，则从动轴的转速n2 = z1 / z2n1。 减速器有两条轴系两条主装配线，两轴分别由滚动轴承支承在箱体上，采用过渡配合，有较好的同轴度，从而保证齿轮啮合的稳定性。端盖嵌入箱体内，从而确定了轴和轴上零件的轴向位置。装配时只要修磨调整环的厚度，就可使轴向间隙达到设计要求。减速器外形图 减速器内部结构 减速器分解图 图1 齿轮减速器 箱体采用分离式，沿两轴线平面分为箱座和箱盖，二者采用螺栓连接，这样便于装修。为了保证箱体上安装轴承和端盖的孔的正确形状，两零件上的孔是合在一起加工的。装配时，它们之间采用两锥销定位，销孔钻成通孔，便于拔销。 箱座下部为油池，内装机油，供齿轮润滑。齿轮和轴承采用飞溅润滑方式，油面高度通过油面观察结构观察。通气塞是为了排放箱体内的挥发气体，拆去小盖可检视齿轮磨损情况或加油。油池底部应有斜度，放油螺塞用于清洗放油，其螺孔应低于油池底面，以便放尽机油。 箱体前后对称，两啮合齿轮安置在该对称平面上，轴承和端盖对称分布在齿轮的两侧。 箱体的左右两边有四个成钩状的加强肋板，作用为起吊运输。2.2 减速器的装配示意图 装配示意图是在机器或部件拆卸过程中所画的记录图样，是绘制装配图和重新进行装配的依据。它所表达的内容主要是各零件之间的相对位置、装配与连接关系、传动路线和工作情况等。 在全面了解后，可以画出部分装配示意图。只有在拆卸之后才能显示出零件间的装配关系，因此应该一边拆卸，一边补充、完成装配示意图。 装配示意图的画法没有严格的规定，通常用简单的线条画出零件的大致轮廓。画装配示意图时，对零件的表达一般不受前后层次的限制，其顺序可以从主要零件着手，依此按装配顺序把其它零件逐个画出。 装配示意图画好后，对各个零件编上序号并列表登记。应注意图、表、零件标签上的序号、名称要一致。 图2给出了减速器的装配示意图，可供参考。零件序号横线上方的为零件序号和名称（或标准件规格尺寸）。图2 减速器装配示意图2.3 减速器的拆卸顺序 拆卸之前，要先清除表面的尘土及污垢，然后按拆卸的顺序给所有零、部件编号，并登记名称和数量，然后分类、分组保管，避免产生混乱和丢失；拆卸时避免随意敲打以免造成破坏，并防止碰伤、变形等，以使再装配时仍能保证减速器正常运转，对于不可拆的零件，如过渡配合或过盈配合的零件则不要轻易拆下。拆卸顺序为：拆卸箱体与箱盖联连螺栓，卸下箱盖拆卸各轴两边的轴承端盖拆卸高速轴轴系，再拆卸低速轴系拆卸其它附件如油标、油塞等，如图3所示。图3 轴系零件的拆装2.4 一级圆柱齿轮减速器装配图的画法1. 仔细分析，对所画对象做到心中有数 在画装配图之前，要对现有资料进行整理和分析，进一步搞清装配体的用途、性能、结构特点以及各组成部分的相互位置和装配关系，对其它完整形状做到心中有数。 2. 确定表达方案 根据装配图的视图选择原则，确定表达方案，建议用A1图幅，1：1比例绘制。 对一级圆柱齿轮减速器其表达方案可考虑为： 减速器放置位置应符合工作位置，投影方向选择时要考虑让主视图充分反映减速器的外观形状，如图4所示。主视图重点表达外形，同时对右边螺栓连接及放油螺塞连接采用局部剖视，这样不但表达了这两处的装配连接关系，同时对箱体右边和下边壁厚进行了表达，而且油面高度及大齿轮的浸油情况也一目了然；左边可对销钉连接及油标结构进行局部剖视，表达出这两处的装配连接关系；上边可对透气装置采用局部剖视，表达出各零件的装配连接关系及该结构的工作情况。 图4主视图选择方向 俯视图采用沿结合剖切的画法，将内部的装配关系以及零件之间的相互位置清晰地表达出来，同时也表达出齿轮的啮合情况、回油槽的形状以及轴承的润滑情况。 如图5所示。 图5俯视图选择方向 左视图可采用外形图或局部视图，主要表达外形。可以考虑在其上作局部剖视，表达出安装孔的内部结构，以便于标注安装尺寸。另外，还可用局部视图表达出螺栓台的形状。如图6所示。 图6 左视图选择方向3减速器主要结构 画装配图时应表达清楚装配体上各个结构及零件的装配关系。（1）两轴系结构 （主装配线，俯视图体现）由于采用直齿圆柱齿轮，不受轴向力，因此两轴均由滚动轴承支承。轴向位置由端盖确定，而端盖嵌入箱体上对应槽中，两槽对应轴上装有八个零件，如图7所示，其尺寸A等于各零件尺寸之和。为了避免积累误差过大，保证装配要求，轴上装有一个调整环，装配时修磨该环的厚度g使其总间隙达到要求0.10.02。因此，几台减速器之间零件不要互换，测绘过程中各组零件切勿放乱。图7 轴向相关尺寸（2） 油封装置（主装配线，俯视图体现）轴从透盖孔中伸出，该孔与轴之间留有一定间隙。为了防止油向外渗漏和灰尘进入箱体内，端盖内装有毛毡密封圈，此圈紧紧套在轴上，其尺寸和装配关系如图8所示。 图8 端盖内油封结构（3） 轴套（挡圈）的作用及尺寸 （主装配线，俯视图体现） 轴套（挡圈）用于齿轮的轴向定位，它是空套在轴上的，因此内孔应大于轴径。齿轮端面必须超出轴肩，以确定齿轮与轴套接触，从而保证齿轮轴向位置的固定，如图7所示。（4）油面观察结构（次装配线，主视图体现）通过油面指示片上透明玻璃的刻线，可看到油池中储油的高度。当储油不足时，应加油补足，保证齿轮的下部浸入油内，从而满足齿轮啮合和轴承的润滑。 油面观察结构的画法如图9所示，垫片厚1mm，剖面可涂黑（装配图规定画法）。箱体上安装油面指示片结构的螺孔不能钻通，避免机油向外渗漏。 图9 油面观察结构（5）检查孔和透气装置（次装配线，主视图体现）为检查传动零件的啮合情况，并向箱内注入润滑油，应在箱体的适当位置设置检查孔。通常检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位处。检查孔的视孔盖板多为长方形，平时用螺钉固定在箱盖上，盖板下垫有纸质密封垫片，以防漏油。当减速器工作时，由于磨擦而产生热，箱体内温度就会升高而引起挥发气体和热膨胀，导致箱体内压力增高。因此，在顶部设计有透气装置，通过通气塞的小孔使箱体内的热量能够排出，从而避免箱体内的压力增高。检查孔和通气塞的装配关系如图10所示。图10 透气装置 （6） 输入轴锥体上键槽的画法（主装配线，俯视图体现）如图11所示，注意A-A剖切平面位置取在槽长度方向的中间位置。 图11 锥轴上键槽的画法（7）螺塞的作用及尺寸（次装配线，主视图体现）放油螺塞用于清洗放油，其螺孔应低于油池底面，以便放尽机油。其结构及尺寸如图12所示。图12 螺塞结构的画法（8） 确定箱体内壁和轴承座端面的位置（主装配线、俯视图体现）圆柱齿轮减速器，应在大齿轮齿顶圆和齿轮端面与箱体内壁之间留一定距离1（大齿轮齿顶圆与箱体内壁距离）和2（齿轮端面与箱体内壁距离），以避免由于箱体铸造误差引起的间隙过小，造成齿轮与箱体碰撞。11.2d，2d，d为箱体壁厚。小齿轮齿顶圆与箱体内壁之间的距离，可待完成装配图草图阶段由主视图上箱体结构的投影关系确定。减速器箱体内壁至轴承内侧之间的距离为3。如轴承采用箱体内润滑油润滑时，3=35mm，如图13(a)所示。如轴承采用润滑脂润滑时，则需要装挡油环，3=1015mm，如图13(b)所示。在轴承位置确定后，画出轴承轮廓。 图13（a）油润滑 图13(b)脂润滑4、装配图上应注的尺寸（装配图必须标注的尺寸） 装配图上应考虑注出以下五类尺寸： （1）性能规格尺寸 两轴线中心距 a0.08 中心高 h0.1（2）装配尺寸 滚动轴承 k6（轴） K7 （箱体上孔） 齿轮与轴 H7/k6 销联接 H7/ k6 键联接 N9（轴）/JS9（毂）（3）外形尺寸 长 宽：两轴端距离 高：通过计算或从图中量取 （4）安装尺寸 安装尺寸为箱体底座的4个安装孔。孔的定位尺寸：x和y ，定形尺寸为孔径4。轴伸出端键或键槽的相关尺寸。 （5）其它重要尺寸 如齿轮宽度等。 5 装配图上的技术要求 （在装配图的右下角书写）（1）轴向间隙应调整在0.100.02范围内； （2）运转平稳，无松动现象，无异常响声； （3）各连接与密封处不应有漏油现象。 6 画装配图的步骤 （1）合理布局，画出作图基准线： 按选择的表达方案，并考虑图形尺寸、比例、明细表、技术要求等因素，选定图纸幅面。画出图框、标题栏、明细表的底稿线，再画各视图的基准线，即轴线、对称平面迹线及其它作图线，最后画主要零件的部分外形线。 （2） 依此画出装配线上的各个零件, 按先画装配线上起定位作用的零件和由里到外的顺序画出各个零件。 对于一级圆柱减速器，在画图时应从俯视图入手，从俯视图一对啮合齿轮画起（齿轮对称面与箱体对称面重合）。以此为基准，按照各个零件的尺寸前后画出各个零件，最后应使前后两个端盖正好嵌入箱体上厚度为30.1的槽。如发现某个零件尺寸有误，一定要查找原因，同时应对零件草图上的尺寸进行修改，这也是对各零件草图上尺寸的一次校核。 两轴系结构画完后，开始画箱体，此时应三个视图配合起来画。这样思路明、概念清、投影准、速度快。 （3）补画装配细节. （4）画剖面线、编排序号、画尺寸界线等 .（5）检查、加深 经检查校对后，擦去多余的图线，然后按线型加深。 （6）画箭头，填写尺寸数值、标题栏、明细表及技术要求等. （7）全面检查，完成作图. 图14为一级圆柱齿轮减速器装配图，仅供参考。 图14 一级圆柱齿轮减速器装配图2.5 减速器主要参数1以下给定参数设计时必须满足：（1）小齿轮齿数为27；大齿轮齿数为55；模数2；直齿。 根据给定条件计算大小齿轮的齿顶圆、分度圆、齿根圆、中心距。大齿轮齿宽为小齿轮分度圆直径。小齿轮齿宽（b1）大于大齿轮齿宽（b2），通常b1= b2 +（510）mm.（2）小齿轮轴端直径1525mm，大齿轮轴端直径2535mm。大小轴端直径不能相同。2以下给定参数设计时参考：（1）箱体壁厚68mm。（2）螺栓和轴承为标准件（需查手册确定）。（3）轴承选用62XX系列标准球轴承，如6204等等。（4）各处螺栓推荐： 名称尺寸轴承旁螺栓M10地脚螺栓孔 17（M16、数量4个）箱盖与箱座连接螺栓M8轴承端盖螺钉直径46窥视孔盖螺钉直径46定位销直径46（5）放油孔螺栓M10M14。螺栓扳手空间，R = 2d.（6）减速器结构设计时各部分尺寸确定参见表1。表1-1减速器箱体结构的推荐尺寸名称符号减速器尺寸关系箱座壁厚d0.025a+18 a为中心距箱盖壁厚d10.02a+18箱座凸缘厚度b1.5d箱盖凸缘厚度b11.5d1箱座底凸缘厚度b22.5d地脚螺栓直径df0.036a+12地脚螺栓数目na250,n=4; a250500,n=6;a500,n=8轴承旁连接螺栓直径d10.75df箱盖与箱座连接螺栓直径d2(0.50.6)df连接螺栓d2的间距l150200窥视孔盖螺钉直径d3(0.30.4)df定位销直径d(0.70.8)d2螺栓板空间与凸缘宽度安装螺栓直径dxM8M10M12M16M20M24M30至外箱壁距离C113161822263440至凸缘边距离C211141620242834沉头座直径Dc20242632404860 轴承旁凸台半径R1C2外箱壁至轴承端面距离L1C1+C2+(58)大齿轮顶圆与内箱壁距离D11.2d齿轮端面与内箱壁距离D2d箱盖、箱座肋厚m1、mm10.85d1，m=0.85d轴承端盖外径（嵌入式）D21.25D+10 （D为轴承外径）轴承旁连接螺栓距离S尽量靠近，一般取S=d22.6减速器设计（经验）过程及主要内容阶段主要内容备注设计准备(12周)1） 分析任务书，明确设计要求、内容和步骤。2） 了解设计对象，阅读有关资料、观察实物、进行减速器的装拆实验（每个学生亲自装拆减速器）。3） 准备设计需要的资料和用具，拟定设计计划等传动零件设计（14周）1） 减速器内传动零件的设计，即齿轮设计，直齿圆柱齿轮（小齿轮齿数为27；大齿轮齿数为55；模数2）；2） 大齿轮齿宽为小齿轮分度圆直径。小齿轮齿宽（b1）大于大齿轮齿宽（b2），通常b1= b2 +（510）mm.3） 中心距a=m(z1+z2)/2 4） 当齿轮直径与轴的直径相差不大时，应将齿轮和轴作成一体。如果轴的直径为d，齿轮齿根圆的直径为df，则当df-d6m（m为齿轮模数）时，应采用一体结构。而当df-d6m时，做分体。1）齿轮分度圆直径、齿顶圆、齿根圆直径根据给定参数计算；2）齿轮啮合画法参照制图教材标准件章节，注意啮合区域5条线的含义。减速器装配草图的设计（俯视图）（14周）1） 确定比例（1：1）；2） 确定减速器轴系上各零件的相互位置；3）确定大小轴的轴径（小齿轮轴端直径1525mm，大齿轮轴端直径2535mm。大小轴端直径不能相同。）4）选定轴承型号（62XX系列），进行轴的结构设计，轴应中间粗，两端细，成阶梯状，一方面利用轴肩做轴向定位，另一方面便于装配。5) 根据轴的直径查手册确定键的大小。用键连接保证齿轮在圆周方向上定位。6) 减速器箱体及其端盖、定位轴套的设计，箱体内壁距离齿轮端面不小于5mm。7）减速器箱体上的轴承座的宽度由螺栓扳手空间与凸缘宽度决定。螺栓为M10，则扳手空间为2d即20，凸缘宽度至少为14mm。8）轴承不能伸出轴承座，应距箱体内壁3-4mm左右。9）确定齿轮、轴承等在轴向的定位，主要利用轴肩和定位轴套来定位； 10）确定哪些零件为固定不动，哪些零件作圆周运动。运动零件与固定零件是否存在装配不合理现象（是否接触）11）端盖密封槽的尺寸见P138表13-11。1）轴承尺寸由选定型号确定，了解轴承型号的含义；依据型号查表确定轴承内径、外径及宽度；轴承画法参照制图教材标准件章节，用比例画法绘制；2）键的选择及装配画法参照制图教材标准件章节；3）学习标准的查表方法。4）检查各个零件是否正确定位。主要2条装配线（大齿轮轴、小齿轮轴）5)装配图的画图方法（参考制图书装配图章节）6）俯视图采用过两轴轴线，沿箱盖、箱体结合面剖切的方法，主要表达两轴系上各零件间的装配关系、相对位置等。减速器装配草图的设计（主视图）(5-6 周)1） 确定与俯视图的对应关系2） 依据大齿轮的直径+（3050mm）确定箱体的高度。3） 确定放油螺塞的作用、形状、尺寸、位置，保证箱体内部油能排放干净。4） 确定油面观察结构，主要用于观察油池中储油的高度，油面观察结构可以有多种形式，注意每种形式的特点，确保可以正确装、拆。5） 箱体与箱盖的定位及连接方式。（螺栓联接，按比例用简化画法绘制）。6） 箱盖的结构设计，包容啮合齿轮。7） 透气装置的位置确定，在排气的同时还能观测齿轮磨损的情况，所以选定位置方便查看齿轮啮合，装配关系及各个零部件的画法。8） 齿轮箱壁厚68 mm，螺栓连接处板厚10mm。底板厚20 mm。9） 轴承旁螺栓M10，螺栓放置位置必须留有扳手空间（螺栓扳手空间，R = 2d）10） 地脚螺栓孔（17（M1216、数量4个）11） 箱盖与箱座连接螺栓M812） 连接螺栓间距（150200）13） 窥视孔盖螺钉直径M4614） 定位销直径4615） 放油孔螺栓M10141）螺纹的含义，螺纹的要素，螺纹的标注，螺纹连接的比例画法；2）销连接的画法3）用局部剖表示4条次装配线（箱体与箱盖；放油螺塞；透气装置；油面观察结构）4) 主视图主要表达各零件间的相对位置，箱盖、箱体主要形状。采用局部剖视，表达箱盖、箱体、视孔盖、透气塞、油标、放油螺塞等零件间的相对位置及联结关系。减速器装配草图的设计（左视图）（9周）1） 注意三视图之间的三等对应关系2） 箱体、箱盖的外部形状3） 箱体与箱盖的连接方式4） 特别注意螺栓放置位置必须留有扳手空间（螺栓扳手空间，R = 2d）5） 特别注意俯视图反映的是箱体内壁，左视图不剖反映的是箱体外壁，它们之间正确的对应关系是？左视图强调的是外形. 左视图基本采用视图来表达，运用拆卸画法不画透气塞、视孔盖、螺钉等，主要表达箱盖、箱体的外形和两轴前后伸出的情况。可采用局部剖视，表达主视图没有表达清楚的装配关系。减速器装配图工作图（10-12周）1） 标注尺寸、配合尺寸及零件编号（a）性能规格尺寸 两轴线中心距 0.08中心高 0.1（b）装配尺寸 滚动轴承 k6、 K7 齿轮与轴 H7/k6销联接 H7/ k6键联接 N9/JS9（c）外形尺寸长、 宽：两轴端距中心 、高：通过计算或从图中量取 （d）安装尺寸 孔的定位尺寸：x和y 孔径4 （e）其它重要尺寸 如齿轮宽度等。2） 编写明细表、标题栏、减速器技术要求3） 完成装配图A1图纸，投影正确，尺寸清晰，文字规范，线型正确（粗线为细线2倍）零件工作图设计（7-8周）1） 大齿轮轴工作图2） 大齿轮零件工作图3） 零件草图4） 零件测绘零件图的相关内容一组视图表达零件的形状，零件加工必须的尺寸，技术要求（粗糙度和尺寸公差、形位公差），标题栏。答辩时间：第八周：150101、第九周：150102、第十周：150103、第十一周：150104其余同学811周自定。不在规定时间答辩视为旷考。实践课程无补考。21