齿轮减速器的拆装与测绘实训设计Word下载.docx

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1.对照总装配图，分析出减速器的功能、组成、各主要零件部件的功用；

2．会拆装减速器上的零件部件，根据工况的不同，正确选用轴上的滚动轴承；

3．测量出齿轮等构造件的形状和尺寸；

4．会选择和使用工具测出各种零件的尺寸；

5.能进行轴的简单结构设计。

建议完成本学习任务的时间为20学时★内容结构★学习任务描述识读减速器装配图，对圆柱齿轮减速器进行规范的拆卸和装配，熟悉减速器的基本结构，了解各组成零件的结构及功用，能进行轴的结构设计和滚动轴承的选用，测量出齿轮的主要参数，注意拆装过程中的工作安全和现场管理规定。

减速器是一种装在原动机与工作机之间用以降低转速，增加扭矩的装置，在生产中使用十分广泛。

圆柱齿轮减速器的拆装与测绘”项目是以一个具体的机器为教学载体，学生在完成单元任务训练的过程中，逐渐展开对机械的专业齿轮的测量与检验测量工具轴的结构设计齿轮传动的啮合原理、参数滚动轴承的类型和选用方法齿轮减速器的基本结构接的拆装齿轮减速器的拆装与测绘装6知识、技能的理解和应用。

★拆装和测绘要求1.减速器的拆装步骤

（1）.看懂装配图，了解装配关系、技术要求和配合性质。

（2）.看外形，记位置。

（3）.拆卸螺栓、螺钉、定位销、打开上盖。

（4）.转动传动轴观看齿轮的啮合传动。

（5）.看记轴结构，分拆小件，并标记拆卸次序:

2.减速器的测绘步骤

（1）目测出轴承、齿轮等构造件的形状、各部分相对位置并徒手记录下来。

（2）使用合适的测量工具测量出各种零件的尺寸。

（3）用其它工具书快速查出所测零件的代号并在代号上标注含义。

（4）核对草图，用简化、特征、规定画法画出轴承等标准件和通用件。

（5）检查完成各种零件尺寸的标注。

（6）完成减速箱零件的测量及草图的绘制。

★过程质量评定圆柱齿轮减速器的拆装与测绘训练记录与成绩评定（见表8—1）表8—1成绩评定表总得分________________序号项目和技术要求实训记录权重得分1拆装和测量工具的使用；

工具与零部件分区，整齐有序102目测出轴承、齿轮等构造件的形状、各部分相对位置并徒手记录下来103拆卸顺序正确、规范；

对零件的装配关系和装拆顺序加以记录与标记54叙述轴的结构设计105会用多种方法与手段查阅关于轴承代号的相关资料156齿轮的测绘和检验157圆柱齿轮减速器正确装配、传动件间隙调整合理、运转灵活108核对草图、完成尺寸标注209团队合作情况5合计得分★学习准备8.1.1圆柱齿轮减速器的结构图7如图8—1所示，圆柱齿轮减速器的主要结构有箱体结构、轴系零件和减速器附件等图8—1圆柱齿轮减速器的结构图8.1.1箱体结构减速器的箱体用来支承和固定轴系零件，应保证传动件轴线相互位置的正确性。

同时为了便于轴系零件的安装和拆卸，箱体通常制成削分式。

剖分面一般取在轴线所在的水平面内（即水平剖分），分为箱盖和箱座两个零件，箱体通常用灰铸铁（HTl50或HT200）铸成。

8.1.2轴系零件通常将动力输入轴与小齿轮制成一体。

大齿轮与轴分开制造，用普通平键作周向固定。

轴上零件用轴肩、轴套、封油环与轴承端盖作轴向固定。

两轴均采用角接触轴承作支承，承受径向载荷和轴向载荷的联合作用。

轴承端盖与箱体座孔外端面之间垫有调整垫片组，以调整轴承游隙，保证轴承正常工作。

该减速器中的齿轮传动采用甩油环飞溅润滑。

8.1.3减速器附件1.定位销8在精加工轴承座孔前，在箱盖和箱座的联接凸缘上配装定位销，以保证箱盖和箱座的装配精度，同时也保证了轴承座孔的精度。

两定位圆锥销应设在箱体纵向两侧联接凸缘上，且不宜对称布置，以加强定位效果。

2.视孔盖为了检查传动零件的啮合情况，并向箱体内加注润滑油，在箱盖的适当位置设置一视孔盖，视孔盖多为长方形，用螺钉固定在箱盖上，盖板下垫有有纸质密封垫片,以防漏油。

3.透气螺塞透气螺塞用来沟通箱体内、外的气流，箱体内的气压不会因减速器运转时的油温升高而增大，从而提高了箱体分箱面、轴伸端缝隙处的密封性能，透气螺塞多装在箱盖顶部或观察孔盖上，以便箱内的膨胀气体自由溢出。

4.油标为了检查箱体内的油面高度，及时补充润滑油，在油箱便于观察和油面稳定的部位，装设油标尺。

5.放油螺塞换油时，为了排放污油和清洗剂，在箱体底部、油池最低位置开设放油孔，平时放油孔用油螺塞旋紧。

6.起盖螺钉装配减速器时，常常在箱盖和箱座的结合面处涂上水玻璃或密封胶，以增强密封效果，但却给开启箱盖带来困难。

为此，在箱盖侧边的凸缘上开设螺纹孔，并拧人起盖螺钉。

开启箱盖时，拧动起盖螺钉，迫使箱盖与箱座分离。

7.起吊装置为了便于搬运，需在箱体上设置起吊装置。

有的减速器在箱盖上铸有吊耳孔，有的减速器在箱盖上铸有吊座，安装上吊环螺钉，用于起吊减速器。

一级圆柱齿轮减速器装配见图8-2所示，齿轮的零件图如图8—3所示。

9图8—2圆柱齿轮10减速器（凸缘式轴承盖）11图8—312齿轮传动平面齿轮传动齿轮齿条传动空间齿轮传动相交轴齿轮传动交错轴齿轮传动曲线齿圆锥齿轮传动蜗轮蜗杆传动8.2齿轮传动的类型及特点齿轮传动是现代机械中应用最广的一种机械传动形式。

通过轮齿的啮合将主动轴的运动和转矩传递给从动轴，使其获得预期的转速和转矩。

在工程机械、矿山机械、冶金机械、各种机床、汽车运输及仪器、仪表工业中被广泛地用来传递运动和动力。

8.2.1齿轮传动的类型（图8—4）直齿圆柱齿轮传动斜齿圆柱齿轮传动人字齿传动内啮合齿轮传动直齿圆锥齿轮传动斜齿圆锥齿轮传动交错轴斜齿轮传动准双曲面齿轮传动图8—4齿轮传动的类型8.2.2齿轮传动的特点131.齿轮传动的优点：

（1）能保证瞬时传动比的恒定，传动平稳性好，传递运动准确可靠。

（2）传递的功率和速度范围大。

（3）传动效率高，一般传动效率为0.94～0.99。

（4）结构紧凑，工作可靠，寿命长。

2.齿轮传动的缺点:

（1）制造和安装精度要求高，工作时有噪声。

（2）齿轮的齿数为整数，能获得的传动比受到一定的限制，不能实现无级变速。

（3）中心距过大时将导致齿轮传动机构结构庞大、笨重，因此，不适宜中心距较大的场合。

8.3渐开线的形成和基本性质8.3.1渐开线的形成（图8—5）图8—5渐开线的形成如图8-5（a）所示，设半径为rb的圆上有一直线L与其相切，当直线L沿圆周作纯滚动时，直线上任一点K的轨迹称为该圆的渐开线。

该圆称为基圆，rb称为基圆半径，直线L称为发生线。

齿轮的齿廓就是由两段对称渐开线组成的（见图8-19（b））。

8.3.21.发生线上沿基圆滚过的长度等于基圆上被滚过的弧长，即KNAN。

2.渐开线上任意点的法线与基圆相切。

切点N是渐开线上K点的曲率中心，线段NK是渐开线上K点的曲率半径。

14cosbkkrr3.作用于渐开线上K点的正压力FN方向（法线方向）与点K的速度Vk方向所夹的锐角αk称为渐开线在K点的压力角，由图8-5可知（8—1）因基圆半径rb为定值，所以渐开线齿廓上各点的压力角不相等，离中心愈远（即rk愈大），压力角愈大，基圆上的压力角αb=04.渐开线的弯曲程度取决于基圆的大小，基圆越大，渐开线越平直，当基圆半径趋于无穷大时，渐开线变成直线。

齿条的齿廓就是这种直线齿廓。

5.基圆内无渐开线。

8.4渐开线标准直齿圆柱齿轮的参数及几何尺寸8.4.1渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称及主要参数（图8—6）图8—6圆柱齿轮各部分的名称及符号（a外齿轮b内齿轮c齿条）1．齿数——在齿轮整个圆周上轮齿的总数称为该齿轮的齿数，用z表示。

2．齿顶圆——过齿轮所有轮齿顶端的圆称为齿顶圆，用ra和da分别表示其半径和直径。

3．齿槽宽——在任意半径（图8—6）上，两侧齿槽间的弧长称为该圆周上的齿槽宽，以ek表示。

4．齿厚——在任意半径的圆（图8—6）上所量得的同一轮齿两侧齿廓之间的弧长称为该圆周上的齿厚，以sk表示。

5．齿根圆——过齿轮所有齿槽底的圆称为齿根圆，用rf和df分别表示其半径和直径。

krkr15（8—4）6．齿距——沿任意圆周上所量得相邻两齿同侧齿廓之间的弧长称为该圆周上的齿距，以pk表示。

由图8-6可知，在同一圆周上的齿距等于齿厚与齿槽宽之和。

即：

pk=sk+ek7．模数和分度圆

（1）模数——由导出（8—2）上式中的π是无理数，给齿轮的计量和制造带来麻烦，为了便于确定齿轮的几何尺寸，人们有意识地把pk与π的比值制定为一个简单的有理数列，并把这（8—3）个比值称为模数，以m表示。

即常用的标准模数见表8—2。

表8—2标准模数系列（GB/T1357—1987）单位：

mm注：

1、选取时优先采用第一系列，括号内的模数尽可能不用。

2、对斜齿轮，该表所表示为法面模数。

3、模数是齿轮一个极其重要的参数，只有模数和压力角相同的同类齿轮才能啮合。

同样齿数的齿轮，模数越大，齿轮的尺寸越大，轮齿也越大（图8—7）。

图8—7相同齿数不同模数齿轮的比较

（2）分度圆——直径d所对应的圆称为分度圆，d—分度圆直径、r—分度圆半径。

分度圆上的齿厚、齿槽宽、齿距和压力角分别用s、e、p和α（我国规定α=20°

）表示。

2kkkrdZpkkpdZpmdmz16

（2）ahhcm（）fahhcm8．齿顶高、齿根高和全齿高如图8—6所示，轮齿被分度圆分为两部分，轮齿在分度圆和齿顶圆之间的部分称为齿顶，其径向高度称为齿顶高，以ha表示。

介于分度圆和齿根圆之间的部分称为齿根，其径向高度称为齿根高，以hf表示，轮齿在齿顶圆和齿根圆之间的径向高度称为全齿高，以h表示。

标准齿轮的尺寸与模数m成正比。

如：

齿顶高—aahhm齿根高—全齿高—式中h*a称为齿顶高系数，c*称为顶隙系数。

表8—3圆柱齿轮标准齿顶高系数及顶隙系数系数正常齿短齿h*a10.8c*0.250.3顶隙c=c*m是指一对齿轮啮合时，一个齿轮的齿顶圆到另一个齿轮的齿根圆之间的径向距离。

在齿轮传动中，为避免齿轮的齿顶端与另一齿轮的齿槽底相抵触，留有顶隙以利于贮存润滑油以便于润滑，补偿在制造和安装中造成的齿轮中心距的误差以及齿轮变形等。

9．齿轮宽度——沿齿轮轴线的长度称为齿宽,用b表示。

8.4.2标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算标准齿轮是指分度圆上的齿厚s等于齿槽宽e,且m、α、h*a、c*为标准值的齿轮。

齿数、模数和压力角为渐开线标准直齿圆柱齿轮的三个主要参数,齿轮的几何尺寸和齿形都与这些参数有关（参见表8—4）。

表8—4标准直齿圆柱齿轮几何尺寸计算的计算公式17cos[（0.5）（tan）]KWmKZ[2.9521（0.5）0.014]KWmKZ8.4.3渐开线直齿圆柱齿轮公法线长度和分度圆弦齿厚在齿轮检验与加工过程中，需要测量公法线长度或分度圆弦齿厚1.公法线长度如图8-8所示，用卡尺的两脚跨过齿轮的k个齿，两卡脚分别与两条反向的渐开线相切，两切点A、B的连线AB就是这两条渐开线在切点处的公法线。

由渐开线的性质可知，该公法线必与基圆相切，其长度AB则称为公法线长度，用Wk表示。

运用基圆齿距和基圆齿厚的概念可得：

（8—5）而式中：

pb为基圆齿距、sb为基圆上的齿厚、K为跨齿数、m为模数、α为压力角、z为齿数。

当α=20°

时

（1）kbbWkps18WK为使卡尺的卡脚切于渐开线齿轮的分度圆附近,以保证测量准确,可推导出跨齿数的计算公式为（8—6）图8—8齿轮的公法线长度图8—9齿轮的分度圆弦齿厚2.分度圆弦齿厚和齿高如图8—23所示，测量公法线长度，对于斜齿圆柱齿轮将受到齿宽条件的限制；

对于大模数齿轮，测量也有困难；

此外，还不能用于检测锥齿轮和蜗轮。

在这种情况下，通常改测齿轮的分度圆弦齿厚。

分度圆上齿厚对应的弦长AB称分度圆弦齿厚，用h表示（图8—9）为了确定测量位置，把齿顶到分度圆弦齿厚的径向距离称为分度圆弦齿高，用h表示。

标准齿轮分度圆弦齿厚和弦齿高的计算公式分别为（8—7）（8—8）例题：

有一对外啮合标准直齿圆柱齿轮传动，已知模数m=2.5，中心距a=90mm，传动比i=2.6，正常齿。

试计算这对齿轮的d1、d2、da1、da2、ha、hf、h、W1、W2。

解：

根据导出Z2=iZ1=2.6�0�620=52*90sin901cos2asmzzzhmhz112

（1）（）22mzimazz1229020

（1）2.5（12.6）azmi0.50.1110.59zkz19d1=mZ1=（2.5�0�620）=50d2=mZ2=（2.5�0�652）=130da1=（Z1+2h*a）m=（20+2�0�61）�0�62.5=55da2=（Z2+2h*a）m=（52+2�0�61）�0�62.5=135ha=h*am=1�0�62.5=2.5hf=（h*a+c*）m=（1+0.25）�0�62.5=3.125h=ha+hf=2.5+3.125=5.625K1=0.111�0�6Z1+0.5=0.111�0�620+0.5=2.72,取K1=3W1=m[2.9521�0�6（K1-0.5）+0.014Z1]=2.5�0�6[2.9521�0�6（3-0.5）+0.014�0�620〕=19.125K2=0.111�0�6z2+0.5=0.111�0�652+0.5=6.272,取K2=6W2=m[2.9521�0�6（k2-0.5）+0.014Z2]=2.5�0�6[2.9521�0�6（6-0.5）+0.014�0�652〕=42.4118.5渐开线直齿圆柱齿轮的啮合传动8.5.1齿廓啮合基本定律如图8-10所示，设两渐开线齿廓某一瞬时在K点接触，主动轮1以角速度ω1顺时针转动并推动从动轮2以角速度ω2逆时针转动，两轮齿廓上K点的速度分别为：

111kVOK和222kVOK。

过K点作两齿廓的公法线nn，与两基圆分别切于N1、N2。

由图7-3可知，两基圆半径分别为11111cosbKrONOK，22222cosbKrONOK。

为使两轮连续且平稳地工作，VK1和VK2在公法线nn上的速度分量应相等，否则两齿廓将互相压入或分离。

因而：

齿轮1线速度（8—9）齿轮2线速度（8—10）K点无相对运动，即得从图8—10中可以看出：

得于是该瞬时的传动比为111KVOK222KVOK1122coscosKKKKVV111222coscosKKOKOK12212211coscosKKOKiOK221211ONiON2222cosKOKON1111cosKOKON20112221221121bbrONOCiONrOC（8—11）通过上式说明：

1.互相啮合传动的一对齿轮在任一瞬时的传动比等于该瞬时两齿轮连心线被其啮合齿廓接触点的公法线分割的两线段长度的反比——齿廓啮合基本定律。

2.要使齿轮传动的瞬时传动比i为恒定值，则必须保持不变。

不论齿廓在任何位置接触，过接触点（图中为K点）所做的齿廓公法线（图中线段nn）必须与连心线交于一定点（图中C点），该点称为节点。

C——啮合节点所以有——齿轮1节圆半径——齿轮2节圆半径。

图8—10齿廓啮合示意图3.一对齿轮传动可视为两轮节圆做纯滚动，其传动比等于两轮节圆的反比。

8.5.2渐开线齿廓的啮合特性1.中心距可分性：

如图8—11所示，两轮中心O1、O2的距离称中心距用a′表示，则：

（8—12）由于制造、安装和轴承磨损等原因会造成齿轮中心距的微小变化，节圆半径也随之改变。

但由式（8-11）可知，因两轮基圆半径不变，所以传动比仍保持不变。

这种中心距稍有变化并不改变传动比的性质，称为中心距可分性。

这一性质为齿轮的制造和安装等带来方便。

中心距可分性是渐开线齿轮传动的一个重要优点。

2.渐开线齿廓间正压力方向恒定不变如图8-11所示，一对渐开线齿轮制造、安装完毕，两基圆同一方向只有一条内公切线N1N2，由渐开线性质2可知，无论两渐开线齿廓在何位置接触，过接触点K所作的公法线nn均与两基圆内公切线相重合。

若不计齿廓间摩擦力的影响，则齿廓间传递的压力总是沿着公法线N1N2方向。

所以渐开线齿廓间正压力方向恒定不变，它使传动平稳，这是渐开线齿轮传动的又一个优点。

'

21'

arr12OCOC'

11rOC'

22rOC21b1b2p=p图8—11渐开线齿廓的啮合图8—12渐开线齿轮的正确啮合由于啮合过程中，两渐开线齿廓的接触点都在公法线N1N2范围内，故啮合线（啮合点的轨迹）为一条直线，N1N2称为理论啮合线。

过节点P作两节圆的公切线tt，它与啮合线N1N2所夹的锐角α′称为啮合角，在数值上等于渐开线在节圆上的压力角。

8.5.3渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件如图8—25所示，一对渐开线齿轮转动时，由于两轮齿廓的啮合点必定在啮合线N1N2上，并且各对轮齿都可能同时啮合。

当前一对轮齿在K点啮合而后一对轮齿同时在K′点啮合时，为保证两对齿廓均在啮合线上相接触，则必须使两齿轮的法向齿距相等。

即因cosbpm，所以：

1122coscosmm由于齿轮的模数m和压力角α都已标准化，所以：

m1=m2=m（8—13）α1=α2=α一对渐开线直齿圆柱齿轮的正确啮合条件是：

两齿轮的模数和压力角相等。

这样，一对齿轮的传动比为：

（8—14）8.5.4渐开线齿轮连续传动条件及重合度22如图8—13所示，要使齿轮连续传动，必须保证在前一对轮齿啮合点尚未移到B1点脱离啮合前，第二对轮齿能及时到达B2点进入啮合。

显然两轮连续传动的条件为：

B1B2≥pb通常把实际啮合线长度与基圆齿距的比称为重合度，以ε表示即所以，为保证一对齿轮能连续传动，必须满足条件≥1。

ε越大,表明同时参与啮合轮齿的对数多,或同时参与啮合所占的时间比例大,每对齿的负荷小,传动平稳性好。

因此,ε是衡量齿轮传动质量的主要指标之一。

图8—13渐开线齿轮连续传动条件8.5.5齿轮传动的无侧隙啮合和标准中心距1．无侧隙啮合的条件一对啮合传动的齿轮,一齿轮节圆上的齿槽宽与另一齿轮节圆上的齿厚之差称为齿侧间隙（侧隙）。

正确安装的齿轮机构在理论上应达正确安装的齿轮机构在理论上应达到无齿侧间隙,否则啮合过程中会产生冲击和噪声；

反向啮合时,会出现空程。

如图8—14所示，实现这种无侧隙啮合应满足的条件是:

一齿轮的节圆齿厚必须等于另一齿轮的节圆齿槽宽,即s1′=e2′、s2′=e1′。

图8—14外啮合齿轮传12bBBP12bBBP23121212（）2mzzaarrrr动一对正确啮合的渐开线标准齿轮,其模数相等,两轮分度圆上的齿厚与齿槽宽相等,显然,当标准齿轮的分度圆与节圆重合时,即可实现无侧隙啮合。

2.中心距如图8—14所示，一对标准齿轮节圆与分度圆相重合的安装称为标准安装。

标准安装的中心距称为标准中心距,以a表示。

齿轮实际安装的中心距用a′表示。

如图8—27所示,对于外啮合齿轮机构，标准中心距为：

实际上,考虑工作时轮齿的膨胀以及储存润滑油等情况,轮齿间应留有微小侧隙,其大小由制造公差予以控制,而设计计算齿轮尺寸时仍按无侧隙计算。

所以a′≥a。

8．6渐开线齿轮的切制原理与根切现象8.6.1渐开线齿轮的切制原理齿轮轮齿成形的加工方法很多,如切削法、铸造法、热轧法、冲压法、模锻法等,切削法最常用。

按加工原理,切削法分为仿形法和范成法两种。

1.仿形法仿形法是利用成形刀具的轴面齿形与渐开线齿槽形状一致的特点,