机械设计课程设计3章综述.docx

1、机械设计课程设计3章综述第3章 减速器结构和润滑图3-1、图3-2、图3-3分别为单级圆柱齿轮减速器、双级圆柱齿轮减速器和蜗杆减速器的典型结构。表3-1和表3-2列出了计算减速器机体有关尺寸的经验值。3.1 减速器的附件图3-1 单级圆柱齿轮减速器(1) 窥视孔和窥视孔盖在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔，以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙，了解啮合情况。润滑油也由此注入机体内。窥视孔上有盖板，以防止污物进入机体内和润滑油飞溅出来。(2) 放油螺塞换油时，为了排出油污和清洗剂，应在减速器底部开设放油孔，平时放油孔用带有细牙螺纹的螺塞堵住。放油螺塞（油塞）和箱体接合面间应加防漏用的垫圈。图

2、3-2 双级圆柱齿轮减速器(3) 油标或油面指示器 油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量。油标有各种结构类型，有的已定为国家标准件。(4) 通气器 减速器运转时，由于摩擦发热，使机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙(如剖面、轴伸处间隙)向外渗漏。所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨气体自由逸出，达到机体内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能。(5) 定位销 为了保证轴承座孔的安装精度，在机盖和机座用螺栓联接后，镗孔之前装上两个定位销，销孔位置尽量远些。如机体结构是对称的(如蜗杆传动机体)，销孔位置不应对称布置。图3-3 蜗杆减速器(6) 调整垫片调整垫片由多片很薄的

3、软金属制成，用以调整轴承间隙。有的垫片还要起调整传动零件(如蜗轮、圆锥齿轮等)轴向位置的作用。(7) 吊环螺钉、吊钩 在机盖上装有吊环螺钉，用以搬运或拆卸机盖。在机座上铸出吊钩，用以搬运机座或整个减速器。(8) 密封装置 在伸出轴与端盖之间有间隙，必须安装密封件，以防止漏油和污物进入机体内。密封件多为标准件，其密封效果相差很大，应根据具体情况选用。表3-1 铸铁减速器机体结构尺寸名 称符号 荐 用 尺 寸 关 系齿 轮 减 速 器蜗 杆 减 速 器 箱 座 壁 厚一级0.025a+180.04a+38二级0.025a+38 箱 盖 壁 厚1一级0.02a+18蜗杆在 上：18 蜗杆在 下：1=

4、0.858 二级0.02a+38箱座剖分面处凸缘厚度b1.5箱盖剖分面处凸缘厚度b1 1.51箱座底凸缘厚度b2 2.5地脚螺栓直径df0.036a+120.036a+12地脚螺栓数目na250时，n=4a250500时，n=6b500时，n=8 4 轴承旁联接螺栓直径d10.75 df上下箱联接螺栓直径d2 (0.50.6)df联接螺栓d2的间距l150200轴承端盖螺钉直径d3 (0.40.5)df窥视孔盖螺钉直径d4 (0.30.4)df 定位销直径d (0.70.8)d2df、d1、d2至外机壁距离c1见表3-2df、d2至凸缘边缘距离c2见表3-2轴承旁凸台半径R1c2凸台高度h根据

5、低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准外机壁至轴承座端面距离l1 c1+c2+(812)大齿轮顶圆（蜗轮外圆）与内机壁距离1 1.2齿轮端面与内机壁距离2 箱盖肋厚m1 m10.851箱座肋厚m m0.85轴承端盖外径D2轴承孔直径+(55.5) d3；对嵌入式端盖D2=1.25D+10, D轴承外径轴承端盖凸缘厚度t(11.2) d3轴承旁联接螺栓距离S尽量靠近, 以Md1和Md2互不干涉为准，一般取SD2表3-2 c1、c2值（单位：mm）螺栓直径M8M10M12M16M20M24c1min131618222634c2min111416202428沉头座直径2024263240483.2

6、 机体结构 减速器机体是用以支持和固定轴系零件，是保证传动零件的啮合精度、良好润滑及密封的重要零件，其重量约占减速器总重量的50。因此，机体结构对减速器的工作性能、加工工艺、材料消耗、重量及成本等有很大影响，设计时必须全面考虑。 图3-4 焊接机体机体材料多用铸铁(HTl50或HT200)制造。在重型减速器中，为了提高机体强度，也有用铸钢铸造的。铸造机体(图3-1、图3-2、图3-3)重量较大，适于成批生产。机体也可用钢板焊成，如图3-4所示。焊接机体比铸造机体轻1412，生产周期短，但焊接时容易产生热变形，故要求较高的技术，并应在焊后退火处理。机体可以作成剖分式或整体式。(1) 剖分式机体图

7、3-1、图3-2和图3-3所示减速器都是剖分式机体。剖分面多取传动件轴线所在平面，一般只有一个水平剖分面。在大型立式齿轮减速器中，为了便于制造和安装也有采用两个剖分面的(如图3-5)。剖分式机体增加了联接面凸缘和联接螺校，使机体重量增大。 图3-5 两个剖分面的机体 图3-6 齿轮传动的整体式机体 图3-7 蜗杆传动的整体式机体(2) 整体式机体图3-6为齿轮传动的整体式机体。图3-7为蜗杆传动的整体式机体。整体式机体加工量少、重量轻、零件少，但装配比较麻烦。3.3减速器的润滑在减速器中，良好的润滑可降低传动件和轴承的摩擦功率损耗，减少磨损，提高传动效率，并能带走摩擦表面的热量，防止零件生锈。

8、此外，较小的摩擦系数和摩擦面间油层的减振性可降低动裁荷，从而增加了运转的平稳性。3.3.1 减速器中齿轮、蜗轮及蜗杆的润滑减速器中的传动零件大都是采用润滑油润滑，它们的润滑方式有以下两种：1油池浸浴润滑在减速器中，当齿轮圆周速度v1215ms，圆柱蜗杆传动（下置式）圆周速度v20mm）和润滑油粘度较高时，可浸入半个齿高。对圆锥齿轮要使整个齿宽浸在油中。蜗杆上置的蜗杆减速器蜗轮的浸油深度与齿轮相同；蜗杆下置的蜗杆减速器，蜗杆浸油深度约为一个齿高，但不应超过滚动轴承最下面滚动体的中心线，否则容易漏油。（a） （ b）图3-8 浸浴润滑在多级减速器中，应尽量使各级大齿轮的浸油深度接近相等。在两级齿轮

9、减速器中，如果低速级大齿轮浸油太深，减速器箱体可做成斜接合面（图3-7b）；或采用带油轮将油带到未侵入油池内的齿轮的齿面上，可参见教材。油池应保持一定的深度，通常以大齿轮齿顶圆到油池底面的距离不小于3060mm为宜，否则，会激起沉积在箱底的污物杂质。同时，油池应保持一定的油量，单级圆往齿轮减速器的油量可按每传递lkw功率需油0.350.7L来计算；而在蜗杆传动中，则按每传递1kw功率需油0.61L计算。对于粘度高的润滑油，取较大值。油池的容积越大，润滑油的性能维持得越久，因而润滑状况越好。2压力喷油润滑当齿轮圆周速度v1215ms，或下置式蜗杆圆周速度v10 ms时，如果选用油池浸浴油滑，则扰

10、油消耗功率很大，使油温升高。同时，油被高速扰动会起泡和氧化，还会将油池底部的污物、沉积等杂物吸入喷合处。因此在这种情况下，就应采用压力喷油润滑。喷油润滑是用油泵将一定压力的润滑油经喷嘴喷到啮合的齿面上，见图3-9。当v26m/s时，喷嘴应置于齿轮啮出的一边，使喷出的油不但润滑了齿轮，而且还及时地冷却了刚啮合过的轮齿。喷油润滑也常用于速度并不很高而工作条件相当紫重的重型减速器，以及需要用大量润滑油进行冷却的重要减速器，这种润 图3-9 喷油润滑滑方法比较完善，摩擦表面不断受到经冷却和过滤过的润滑油喷射，润滑和冷却的效果良好，但须有专门的供油循环系统，成本较高。3.3.2 减速器中滚动轴承的润滑1

11、润滑油润滑减速器中的滚动轴承可以直接利用减速器油池内的润滑油进行润滑，方便简单。缺点是容易漏油，对密封装置的要求较高。此外，被磨落的金属削混在润滑油中，可能被带入滚动轴承，使轴承易被磨损。采用润滑油的润滑方式有以下几钟：(1) 飞溅润滑。减速器中只要有一个齿轮的圆周速度v2m/s，滚动轴承就可依靠齿轮飞溅起来的油进行润滑，飞溅起来的油可以直接进入轴承。如果齿轮的圆周速度v=1.5m/s左右，则靠飞溅到箱壁上的油来润滑轴承。飞溅在箱壁上的油顺着箱盖的内壁流入箱底的油槽中，沿油槽经轴承端盖上的缺口进入轴承，如图3.10。为使润滑油能流入油槽，箱盖内壁靠 图3-10 输油沟结构 近接合面处应做成斜面

12、，否则油不能流入油槽。油槽应在箱座的接合面上，可直接铸出或铣出。油槽尺寸一般取为a=35mm(机加工)，a=58mm(铸造)；b=610mm；c=35mm。为使油槽中的润滑油能进入轴承，轴承端盖与轴承接触处需开有缺口，否则油进不了轴承座，如图3-11所示，其中（a）不正确，（b）为正确的结构。（a） 误 （b） 正图3-11 轴承座进油(2) 刮板润滑。当齿轮的圆周速度很低而不能采用飞溅润滑时，可利用装在箱体内的特制刮板，它与轮缘端面间保持微小间隙（约0.5mm），当轮子转动时，轮缘上的油就被刮板刮下，然后沿特制的油槽流向轴承，如图3-12所示。 图3-12 刮板润滑(3) 油池浸浴润滑。如下

13、置式蜗杆轴上的轴承，将轴承的滚动体浸在油中取得润滑，但油面不能高于最下面滚动体的中心，以免增大搅油损耗功率。当轴承转速超过1000r/min时，一般不采用这种润滑方式，因为搅油损耗功率太大。(4) 压力喷油润滑。如轴承转速太高，可采用压力喷油润滑。2润滑脂润滑当齿轮的圆周速度v1.5m/s时，就不能依靠油的飞溅来润滑轴承，宜采用润滑脂润滑。在装配时，就把润滑脂填入轴承中，添油时可拆去轴承端盖，也可开加油孔，通过箱盖油杯或拆去轴承端盖，也可开加油孔，通过油杯或用油枪供油。润滑脂的装入量可占轴承空间的1/3。每工作三个月后，补加新油；每过一年，拆开清洗部件，并换用新油。为了不使润滑脂因箱体内润滑齿

14、轮的润滑油浸入而稀释(稀释后易流失)，应在轴承靠近箱体内壁的一侧安装封油环，见图3-13。滚动轴承采用润滑脂润滑时，不易漏油，故密封装置可以较简单。 图3-13 封油环思考题1减速器机体有那些结构形式？各自有哪些特点？2铸造机体和焊接机体有什么区别？各自采用什么材料？使用条件有什么？3机体上有关尺寸如何确定？需考虑哪些问题？4通气器、油标、螺塞的作用是什么？有哪些结构形式？各自有哪些持点？5窥视孔的作用是什么？如何确定其位置？窥视孔盖可用哪些材料？6为什么要安装启盖螺钉，其大小如何确定？7定位销的作用是什么？其位置如何确定？8吊环、吊钩有那些结构形式？设计时应考虑哪些问题？为什么机盖和机座都有吊环或吊钩？9密封装置的作用是什么？有哪些结构型式？适用于什么场合？