礦山機電101課程設計指導書
礦山機電101課程設計指導書
一.課程設計的目的:是使學生對所學的理論和專業(yè)知識進行系統(tǒng)的總結,并結合實際加以綜合運用,鞏固和擴展所學知識,訓練實踐技能,提高分析問題和解決問題的能力。
通過設計,使學生了解和熟悉煤炭工業(yè)生產、建設方面的方針、政策和有關技術規(guī)程、規(guī)范等技術文件,增強學生對有關技術和文獻資料的查閱、收集、綜合和整理的能力,鍛煉學生綜合運用所學知識分析、研究和解決煤礦機械在實際生產中存在的技術問題的能力。
二設計內容:綜采設備選型設計三設計步驟:1采煤機選型設計
1.1采煤機的發(fā)展概況1.2采煤機的分類及組成
1.3機械化采煤類型(確定你所選擇的采煤工藝)1.4采煤機的選型(確定采煤機型號及驗算過程)1.5采煤機的使用及維護2.液壓支架的選型設計
2.1液壓支架的組成及工作原理2.2液壓支架的類型及各種類型適用條件2.3液壓支架架型選擇2.4液壓支架基本參數(shù)確定2.5液壓支架的使用及維護
四設計要求:
1)要求學生獨立自主完成選型設計.
2)提交設計說明書1份,(設計說明書中要有,綜采工作面布置圖,采煤機組成圖,采煤機滾筒調高液壓系統(tǒng)圖,液壓支架組成圖,液壓支架工作原理圖)
3)說明書后應附有參考資料和書籍索引。
設計題目:(一)3302工作面為330西翼采區(qū)首采工作面,工作面兩側均
為實炭區(qū),工作面切眼西距F5斷層2~6m,停采線東距330西翼軌道大巷最近119m。走向長度(m),1107傾斜長度(m)197,煤層厚度(m)5.85煤層傾角(°)4,頂板中等穩(wěn)定。工作面服務年限
工作面的服務年限=可采推進長度/月設計推進長度=1107/(6.4×30×80%)=7.2月
6.4日推進距離(m),(每天完成8個循環(huán),每循環(huán)推進0.8m,三班生產);30平均每月生產天數(shù);80%正規(guī)循環(huán)率。
(二)5307
工作面儲量
工作面工作面綜采設備選型設計
3該工作面走向長度為160m,傾向長度為52m,平均煤厚為2.2m,煤層容重1.35t/m,計算工作面基礎儲量為2.5萬t。根據(jù)煤炭資源回收率規(guī)定,工作面回采率按95%計算,計算得可采儲量2.4萬t。詳見表五。
儲量計算表表五
走向長度(m)游標值160傾向長度斜面積(m)(m)常數(shù)528311.82.22煤厚容重3基礎回采率儲量(%)可采儲量(萬t)952.4(m)(t/m)(萬t)1.352.5頂板破碎,不穩(wěn)定
工作面服務年限
工作面的服務年限=可采推進長度/月設計推進長度
=160/(12.8×30×80%)=0.53個月
12.8日推進距離(m),(每天機割16刀,每刀推進0.8m,三班生產);30平均每月生產天數(shù);80%正規(guī)循環(huán)率。
(三)1206工作面綜采設備選型設計
原始資料:
工作面走向長度:940m;工作面傾斜長度:150m;工作面傾角:6°;順槽傾角:5°
煤層厚度:1.8m~2.2m;直接頂類別:Ⅰ類(不穩(wěn)定)老頂級別:Ⅰ類(不明顯)底板類別:Ⅳ(中硬)
底版比壓:16MPa瓦斯?jié)舛龋焊咄咚?/p>
工作面設計產量:10萬噸/月煤質:中硬
工作制度;三八制(兩個班生產,一個班檢修)
(四)3322
工作面綜采設備選型設計:
工作面長度140米
采高9米(采3米放6米)走向長:1240米煤層傾角5~8°循環(huán)進度(截深)600毫米日產量2660.1噸月產量7.98萬噸可采煤量183萬噸工作面回采率85%服務年限22.93月(五)3311工作面綜采設備選型設計
工作面長度210米
采高6.2米(采3米放3.2米)走向長:660米煤層傾角5~8°循環(huán)進度(截深)600毫米日產量2748.噸月產量8.2萬噸工作面回采率85%服務年限12.2月(六)2219
工作面綜采設備選型設計
工作面長度120米采高3.5米走向長:740米煤層傾角517°循環(huán)進度(截深)600毫米日產量2970噸月產量8.9萬噸可采煤量40萬噸工作面回采率95%服務年限4.5月頂板中等穩(wěn)定
擴展閱讀:課程設計指導書-baiwking機電09
《機械設計》課程設計
指導書
重慶交通大學機電與汽車工程學院
二零一二年元月
第1章緒論
1.1機械設計基礎課程設計的目的
機械設計課程設計是繼《機械設計基礎》課程后的一個重要的綜合性與實踐性教學環(huán)節(jié),是學生第一次較為全面的機械設計訓練,其基本目的是:
(1)通過機械設計基礎課程設計,綜合運用先修課程的理論,結合生產實際知識,培養(yǎng)分析和解決一般工程實際問題的能力,并使所學知識得到進一步鞏固和擴展。
(2)學習機械設計的一般方法,掌握通用機械零件、機械傳動裝置或簡單機械的設計原理和過程。
(3)進行機械設計基本技能的訓練,如計算、繪圖、運用設計資料(手冊、標準、規(guī)范等)以及經驗估算、數(shù)據(jù)處理等。
1.2機械設計基礎課程設計的內容
選擇作為機械設計基礎課程設計的題目,通常是一般傳動裝置或簡單機械,例如圖1-1所示帶式運輸機的傳動裝置。
課程設計的內容通常包括:確定傳動裝置的總體設計方案;選擇電動機;計算傳動裝置的運動和動力參數(shù);傳動零件、軸的設計計算;軸承、聯(lián)軸器、潤滑和聯(lián)結件的選擇及校核計算;箱體結構及其附件的設計;繪制裝配工作圖及零件工作圖;編寫設計計算說明書。
要求每個學生在設計中完成以下工作:
一、總裝配圖1張(A0),比例尺1:1(1:1.25)二、零件圖2張(A3)三、說明書1份
1圖1-1帶式運輸機的傳動裝置1.3機械設計基礎課程設計的步驟
機械設計基礎課程設計的步驟通常是根據(jù)設計任務書,擬定若干方案并進行分析比較,
然后確定一個正確、合理的設計方案,進行必要的計算和結構設計,然后用圖紙表達設計結果,用設計計算說明書表達設計依據(jù)。
機械設計基礎課程設計一般可按表1-1中所述幾個階段進行。
表1-1機械設計基礎課程設計階段及設計主要內容階段主要內容1.分析設計任務,明確工作條件、設計要求、內容和步驟2.了解設計對象,閱讀有關資料、圖紙,觀察實物或模型以及進行減速器拆設計準備裝實驗等3.復習課程有關內容,熟悉機械零件的設計方法和步驟4.準備好設計需要的圖書、資料和用具,并擬定設計計劃等1.確定傳動方案,畫出傳動裝置簡圖傳動裝置總體設計2.計算電動機的功率、轉速,選擇電動機的型號3.確定總傳動比和分配各級傳動比4.計算各軸的功率、轉速和轉矩各級傳動零件設計1.減速器外的傳動零件設計(帶傳動設計)2.減速器內的傳動零件設計(斜齒輪傳動設計)1.選擇比例尺,合理布置視圖,確定減速器各零件的相互位置減速器裝配草圖設計2.初步計算軸徑,選擇聯(lián)軸器,初選軸承型號,進行軸的結構設計3.確定軸上力作用點及支點距離,進行軸、軸承的校核計算4.分別進行軸系部件、傳動零件、減速器箱體及其附件的結構設計減速器裝配圖設計1.繪制裝配圖、標注尺寸、配合及零件序號2.編寫明細表、標題欄、減速器技術特性及技術要求3.完成裝配圖1.軸類零件工作圖零件工作圖設計2.齒輪類零件工作圖3.箱體類零件工作圖編寫設計計算說明書設計總結及答辯
整理編寫設計計算說明書1.總結設計的收獲和經驗教訓,做好答辯前的準備工作2.參加答辯1.4機械設計基礎課程設計中應正確對待的幾個問題
(1)學生要明確學習目的,端正學習態(tài)度。
在設計的全過程中必須嚴肅認真、刻苦鉆研、一絲不苛、精益求精。只有這樣,才能在
設計思想、力法和技能等各方面部獲得較好的鍛煉和提高。(2)在教師指導下由學生獨立完成。
教師的指導作用主要在于使學生明確設計思路,啟發(fā)學生獨立思考,解答疑難問題和按設計進程進行階段審查等。在設計中.學生必須充分發(fā)揮創(chuàng)造性和主觀能動性.認真閱讀有關設計資料和課程設計指導書。仔細分析參考圖例的結構。提倡獨立思考問題、分析問題和解決問題,獨立完成設計,而不應被動地依賴教師和盲目抄襲。(3)正確處理理論計算和結構設計的關系。
機械零件的尺寸不可能完全由理論計算確定,而應綜臺考慮零件結構、加工、裝配、經濟性和使用條件等要求。通過強度條件計算出來的零件尺寸,常常是零件必須滿足的最小尺寸,而不一定就是最終采用的結構尺寸。例如軸的尺寸,在進行結構設計時,要綜合地考慮軸上零件的裝拆、調整和固定以及加工工藝等要求,并進行強度校核計算,之后才確定軸的尺寸。因此,在設汁過程中,設計汁算和結構設計是相互補充、交替進行的。應計意“邊計算、邊畫圖、邊修改”,因為產品的設計需要經過多次反復修改才能得到較高的設計質量。
此外,一些次要尺寸不需強度校核。有的可根據(jù)經驗公式確定,如箱體的結構尺寸等;有的則由設計者考慮加工、使用等條件,參照類似結構,用類比的方法確定,例如軸上的定位軸套、擋油環(huán)等。
(4)正確處理繼承與創(chuàng)新的關系。
長期的設計和生產實踐已經積累了許多可供參考和借鑒的寶貴經驗和資料.繼承和發(fā)展這些經驗和成果,不但可以減少重復丁作,加快設計進程,而且是提高設計質量的重要保證。設計人員應注意利用和繼承已有的成果和經驗,不應閉門造車、憑空臆造.要善于吸取前人的經驗和成果,學握和使用已有的設計資料。但是,不能盲目地、機械地抄襲已有的類似產品,應在繼承的基礎上,根據(jù)具體條件和要求.敢于創(chuàng)新.敢于提出新方案.不斷地完善和改進設計。所以,設計是繼承和創(chuàng)新相結合的過程,這樣才能使設計工作不斷地向前發(fā)展。(5)正確使用標準和規(guī)范。
設計中是否盡量采用標準和規(guī)范,也是評價設計質量的一項指標。例如設計中采用的滾動軸承、帶、聯(lián)軸器、密封件和緊固件等,其參數(shù)和尺寸必須嚴格遵守標準的規(guī)定。此外,繪圖時,圖紙的幅面及格式、比例、圖線、字體、視圖表達、尺寸標注等應嚴格遵守機械制圖標準,要求圖紙表達正確、清晰、圖面整潔,設計說明書要求計算正確無誤.書寫工整清晰。
第2章傳動裝置總體設計
傳動裝置總體設計的內容包括確定傳動方案、選擇電動機型號、合理分配傳動比、計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)。
2.1確定傳動方案
在課程設計中,設計任務書已給定傳動裝置方案如圖2-1所示,學生應了解和分析這種方案的特點。
傳動方案應首先滿足工作機的工作要求,如所傳遞的功率及轉速。此外,還應具有結構簡單、尺寸緊湊、加工方便、成本低廉、傳動效率高和使用維護方便等特點,以保證工作機的工作質量和可靠性。要同時達到這些要求,常常是困難的,設計時要統(tǒng)籌兼顧,保證重點要求。圖2-1所示是帶式運輸機的四種傳動方案。圖2-1所示是帶式運輸機的四種傳動方案。方案(a)選用了V帶傳動和閉式齒輪傳動。V帶傳動布置于高速級,能發(fā)揮它的傳動平穩(wěn)、緩沖吸振和過載保護的優(yōu)點,但此方案結構尺寸較大,V帶傳動也不適宜用于繁重工作要求的場合及惡劣的工作環(huán)境。方案(b)結構緊湊,但由于蝸桿傳動效率低,功率損耗大,不適宜用于長期連續(xù)運轉的場合。方案(c)采用二級閉式齒輪傳動,更能適應在繁重及惡劣的條件下長期工作,且使用維護方便。方案(d)適合布置在狹窄的通道(如礦井巷道)中上作,但加工圓錐齒輪比圓性齒輪困難,成本也較高。這4種方案各有其特點,適用于不同的工作場合。設計時要根據(jù)工作條件和設計要求,綜合比較.選取其中最優(yōu)者。本課程設計擬選用類似方案(a),即圖1-1所示裝置。
圖2-1帶式運輸機傳動方案
2.2選擇電動機
電動機是已經系列化的產品,在機械設計基礎課程設計中,要根據(jù)工作載荷大小及性質、轉速高低、啟動特性、過載情況、工作環(huán)境、安裝要求及空間尺寸限制和經濟性等要求,從產品目錄中選擇電動機的類型、結構型式、容量(功率)和轉速,最后確定具體型號。2.2.1選擇電動機的類型和結構型式
本課程設計選擇使用Y系列三相異步電動機。在交流電動機中,三相異步電動機在工業(yè)中廣泛應用。常用的Y系列三相異步電動機屬于一般用途的全封閉自扇冷式籠型三相異步電動機。其結構簡單、工作可靠、起動特性好、價格低廉、維護方便,適用于非易燃、非易爆、無腐蝕性和無特殊要求的機械上,如運輸機等。
常用的、設計需要的Y系列三相異步電動機技術數(shù)據(jù)如表2-1。表2-1Y系列三相異步電動機技術數(shù)據(jù)型號Y90L-4額定功率KW1.5滿載轉速r/min140014201*201*40144014401460Y100L1-42.2Y100L2-43Y112M-4Y132S-4Y132M-4Y160M-445.57.511電動機型號Y100L1-4的含義為:Y表示異步電動機,100表示機座中心高(mm),L表示機座長度代號,1表示鐵心長度代號,4表示極數(shù)。
2.2.2選擇電動機的容量
電動機的容量(功率)選擇是否合適,對電動機的工作和經濟性都有影響。容量小于工作要求,則不能保證工作機的正常工作,或使電動機因長期超載而過早損壞;容量選得過大,則電動機的價格高,傳動能力又不能充分利用,而且由于電動機經常在輕載下運轉,其效率和功率因數(shù)較低從而造成能源的浪費。
對于載荷比較穩(wěn)定、長期運轉的機械(例如運輸機),通常按照電動機的額定功率選擇,而不必校核電動機的發(fā)熱和起動轉矩。選擇電動機容量時應保證電動機的額定功率Ped等于或稍大于工作機所需的電動機功率Pd,即
PedPd
工作機所需電動機功率為
PdPwKW
式中Pw工作機所需功率,指輸入輸送器軸的功率,KW;由電動機至工作機的總效率。
工作機所需功率Pw,在任務書第一類題目中已經給出。在第二類題目中,應由工作機的工作阻力(輸送帶工作拉力)F和運動參數(shù)如工作機線速度(輸送帶速度)v計算求得。
PwFvKW1000式中F工作機的工作阻力,N;
工作機的線速度,m/s。v
傳動裝置的總效率應為組成傳動裝置的各個運動副效率的乘積,即123n
式中1,2,3,,n分別為每一運動副、每對軸承、每個聯(lián)軸器及傳動滾筒的效率。各種傳動機構、軸承、聯(lián)軸器和滾筒的效率概略值見表2-2。
計算總效率時應注意以下幾點:
①資料中查出的效率值為一范圍時,按具體情況取值,一般可取中間值。②軸承效率是指一對軸承的效率。
③當動力經過每一個運動副時,都會產生功率損耗,故計算效率時應逐一計入。對于本課程設計,任務書第一類題目中總的效率為
聯(lián)軸承2齒帶
任務書第二類題目中總的效率為
滾筒聯(lián)軸承3齒帶
表2-2機械傳動和摩擦副的效率概略值
種類圓柱齒輪傳動8級精度油潤滑9級精度油潤滑V帶傳動滾動軸承球軸承效率0.970.980.960.990.980.99~0.9950.966
滾子軸承彈性聯(lián)軸器傳動滾筒2.2.3選擇電動機的轉速
除了選擇合適的電動機系列和容量外,還要選擇適當?shù)碾妱訖C轉速,以便確定滿足工作機要求的電動機型號。容量相同的同類型電動機,有幾種不同的轉速可供設計者選用,如三相異步電動機的同步轉速,一般有3000r/min(2極)、1500r/min(4極)、1000r/min(6極)及750r/min(8極)四種。電動機的同步轉速愈高,磁極對數(shù)愈少,其重量愈輕、外廓尺寸愈小、價格愈低。但是電動機轉速與工作機轉速相差過多勢必使總傳動比加大,致使傳動裝置的外廓尺寸和重量增加,價格提高。而選用較低轉速的電動機時,則情況正好相反,即傳動裝置的外廓尺寸和重量減小,而電動機的尺寸和外廓增大,價格提高。因此,在確定電動機轉速時,應進行分析比較,權衡利弊,選擇最優(yōu)方案。
設計中常選用同步轉速為1500r/min或1000r/min兩種電動機,如無特殊要求,一般不選用3000r/min和750r/min的電動機。
就本設計來講,電動機的選擇可查表2-1。
設計計算傳動裝置時,通常用工作機所需電動機功率Pd進行計算,而不用電動機的額定功率Ped。傳動裝置的輸入轉速可按電動機額定功率時的轉速,即滿載轉速nm計算,這一轉速與實際工作時的轉速相差不大。
2.3計算裝置的總傳動比和分配各級傳動比
由選定的電動機滿載轉速nm和工作機的轉速nw,可得傳動裝置總傳動比為
ianmnwnw在任務書第一類題目中已經給出,在任務書第二類題目中
nw式中D卷筒直徑,mm。
601000vr/min
D工作機的線速度(輸送帶速度),m/s。v
總的傳動比為各級傳動比i0,i1,i2,i3,,in的乘積,即
iai0i1i2i3in
就本課程設計而言,iai帶i齒輪
如何合理分配各級傳動比,是傳動裝置設計中又一個重要問題。傳動比分配得合理,可以減小傳動裝置的外廓尺寸、重量,達到結構緊湊、降低成本的目的,還可以得到較好的潤滑條件。就本課程設計而言,分配傳動比主要應考慮以下幾點:
(1)各級傳動比均應在推薦范圍內選取,不得超過最大值。V帶傳動的單級傳動比常用值為2~4,最大值為7;圓柱齒輪傳動的單級傳動比常用值為3~5,最大值為8。
(2)各級傳動零件應做到尺寸協(xié)調、結構勻稱,避免相互間發(fā)生碰撞或安裝不便。例如圖2-2所示,由V帶和一級圓柱齒輪減速器組成的二級傳動中,由于帶傳動的傳動比過大,使得大帶輪外圓半徑大于減速器中心高,造成尺寸不協(xié)調,安裝時需將地基控坑,為避免出現(xiàn)這種情況,應合理分配帶傳動與齒輪傳動的傳動比。
傳動比可按下式分配:
i齒輪(1.1~1.3)i帶注意:以上傳動比的分配只是初步的。傳動裝置的實際傳動比必須在各級傳動零件的參數(shù),如帶輪直徑、齒輪齒數(shù)確定后才能計算出來,故應在各級傳動零件的參數(shù)確定后計算實際總傳動比。一般允許總傳動比的實際值與設計要求的規(guī)定值有(3%~5%)的誤差。
圖2-2帶輪過大造成安裝不便2.4計算傳動裝置的運動和動力參數(shù)
在選定電動機型號,分配傳動比之后,應計算傳動裝置各部分的功率及各軸的轉速、轉矩,為傳動零件和軸的設計計算提供依據(jù)。
各軸的轉速可根據(jù)電動機的滿載轉速nm及傳動比進行計算;轉動裝置各部分的功率和轉矩通常是指各軸的輸入功率和輸入轉矩。
電動機軸的輸出功率、轉速和轉矩分別為
P0Pd,n0nm,T09550帶傳動的輸入功率和轉速分別為
P0(Nm)n0P帶P0,n1帶n0
主動軸的輸入功率、轉速和轉矩分別為
P主動軸P帶帶,n主動軸n1帶i帶,T主動軸9550主動軸承的轉速為
P主動軸n主動軸(Nm)
n主動軸承n主動軸
齒輪的輸入功率、轉速和轉矩分別為
P齒輪P主動軸軸承,
n1齒輪n主動軸,T1齒輪9550P齒輪n1齒輪(Nm)
從動軸的輸入功率、轉速和轉矩分別為
P從動軸P齒輪齒從動軸承的轉速為
,n從動軸n主動軸i齒,T從動軸9550P從動軸n從動軸(Nm)
n從動軸承n從動軸
聯(lián)軸器的輸入功率、轉速和轉矩分別為
P聯(lián)軸器P從動軸軸承,
nl聯(lián)軸器n從動軸,T聯(lián)軸器9550P聯(lián)軸器n聯(lián)軸器
設計與校核計算所需轉動裝置各部分的功率和轉速如表2-3。
表2-3轉動裝置各部分的功率和轉速輸入功率(KW)帶傳動主動軸主動軸承齒輪傳動從動軸從動軸承聯(lián)軸器P帶n1帶P主動軸P齒輪n1齒輪P從動軸P聯(lián)軸器輸入轉速(r/min)n主動軸n主動軸承n從動軸n從動軸承nl聯(lián)軸器
第3章傳動零件設計
傳動裝置是由各種類型的零、部件組成的,其中決定其工作性能、結構布置和尺寸大小的主要是傳動零件。而支承零件和聯(lián)結零件等都要根據(jù)傳動零件的需求來設計,所以,一般應先設計傳動零件。傳動零件的設計包括確定傳動零件的材料、熱處理的方法、參數(shù)、尺寸和主要結構。減速器是獨立、完整的傳動部件,為了使設計減速器時的原始條件比較準確,通常應先設計減速器外的傳動件,例如帶傳動等。
各類傳動零件的設計方法均按有關教材所述,這里不再重復。下面僅就應注意的問題做簡要提示。
普通V帶傳動設計
通常,由于課程實際的學時限制,帶傳動設計只需確定主要參數(shù)和尺寸,而不進行詳細的結構設計。
設計普通V帶傳動所需的已知條件主要有:原動機種類和所需的傳遞功率;主動輪和從動輪的轉速(或傳動比);工作要求及對外廓尺寸、傳動位置的要求等。設計內容包括:帶的型號、長度和根數(shù);帶輪的材料、結構類型、基準直徑及傳動中心矩。另外,特別要求出作用在軸上的載荷FQ以及輪轂的長度l。輪轂的長度l可按軸孔直徑d的大小確定,常取
l(1.5~2)d。而輪轂長度則取決于帶的型號和根數(shù)。
3.2減速器內傳動零件設計
本設計采用圓柱齒輪傳動,齒輪傳動的設計步驟可參閱有關教材。下面僅就應注意的問題做簡要提示。
齒輪頂圓直徑da400~500mm時,一般采用鍛造毛坯;當齒輪直徑與軸的直徑相差不大時,應將齒輪和軸做成一體。
齒輪傳動的幾何參數(shù)和尺寸應分別進行標準化、圓整或計算其精確值。例如,模數(shù)必須標準化;中心矩和齒寬應該圓整;分度圓、齒頂圓和齒根圓、螺旋角等必須計算其精確值。
齒輪的結構尺寸計算查閱相關資料并應盡量圓整,以便于制造和測量。另外,其結構設計還有賴于第四章軸的結構設計即軸頭部分直徑的確定。
第4章裝配草圖設計
裝配圖是表達各零件的相互關系、位置、形狀和尺寸的圖樣,也是機器組裝、調試、維護和繪制零件圖等的技術依據(jù)。由于裝配圖的設計和繪制比較復雜,因此,應先做裝配草圖設計。在設計過程中,必須綜合考慮零件的工作條件、材料、強度、剛度、制造、安裝、調整、潤滑和密封等方面的要求,以期得到工作性能好、便于制造維護、成本低廉的機器。
裝配草圖的設計內容包括:確定軸的結構及其尺寸;選擇軸承型號;確定軸的支點距離和軸上零件力的作用點;設計和繪制軸上的傳動零件和其它零件的結構;箱體及其附件的結構,為工作圖(裝配工作圖和零件工作圖等)的設計打下基礎。在繪圖過程中要注意:傳動零件的結構尺寸是否協(xié)調和是否有干涉;驗算軸的強度和軸承的壽命。
在裝配草圖的設計過程中,繪圖與計算是交互進行的,經過反復修改,以獲得較好的設計效果。應該避免單純追求圖紙的表面美觀,而不愿意修改已發(fā)現(xiàn)的不合理結構。設計時通常采用“邊計算、邊畫圖、邊修改”,逐步完善和細化設計圖紙。
裝配草圖設計可按初繪裝配草圖,軸、軸承的校核計算,完成裝配草圖三個階段進行。
4.1初繪減速器裝配草圖
4.1.1初繪裝配草圖前的準備
在繪制裝配草圖前,應做好以下準備工作:
(1)通過參觀和拆裝實際減速器,觀看有關減速器的錄象,閱讀減速器裝配圖,了解各零部件的功用、結構和相互關系,做到對設計內容心中有數(shù);
(2)確定主要零件的主要尺寸,如齒輪的分度圓和齒頂圓直徑、寬度、輪轂長度、傳動中心矩等;
(3)按工作條件和轉矩選定聯(lián)軸器的類型和型號,查出對兩端軸孔直徑和孔寬及其有關裝配尺寸的要求。具體的型號確定還有賴于軸的結構尺寸的確定;
(4)按工作條件初步選擇軸承類型;
(5)確定滾動軸承的潤滑和密封方式。當大齒輪的圓周速度v2~3m/s時,可采用飛濺的潤滑油潤滑軸承;當v2m/s時,可采用潤滑脂潤滑軸承。軸承的密封型式可根據(jù)軸承的潤滑方式和工作環(huán)境選定;
(6)推薦減速器箱體的結構采用剖分式,如圖4-1。圖4-2和4-3為鑄造箱體的減速器結構圖,其各部分尺寸可按表4-1、4-2所列公式確定。
圖4-1一級圓柱齒輪減速器圖4-2二級圓柱齒輪減速器圖4-3圓錐圓柱齒輪減速器圖4-4軸承在箱體中的位置圖4-5軸承座結構(a)油潤滑(b)脂潤滑
表4-1鑄鐵一級圓柱減速器箱體結構尺寸
名稱箱座壁厚箱蓋壁厚箱座凸緣厚度箱蓋凸緣厚度箱座底凸緣厚度地腳螺釘直徑地腳螺釘數(shù)目符號尺寸關系0.025a180.02a181.51bb1b2df1.512.50.036a12a250時,n4a250~500時,n6a500時,n8n軸承旁聯(lián)結螺栓直徑箱蓋與箱座聯(lián)結螺栓直徑聯(lián)結螺栓d2的間距軸承端蓋螺釘直徑窺視孔蓋螺釘直徑定位銷直徑d1d20.75df(0.5~0.6)dfld3150~200(0.4~0.5)df(0.3~0.4)dfd4dC1d(0.7~0.8)d2見表4-2見表4-2dfdf、d1、d2至外箱壁距離、d2至凸緣邊緣距離(0.7~0.8)dC2軸承旁凸臺半徑凸臺高度外箱壁至軸承座端面距離大齒輪頂圓與內箱壁距離齒輪端面與內箱壁距離箱蓋、箱座筋厚軸承端蓋外徑軸承旁聯(lián)結螺栓距離R1C2根據(jù)低速級軸承座外徑確定,以便于扳手操作為準hl112m1、mC1C2(5~10)1.2m10.851,m0.85軸承座直徑(5~D25.5)d3S盡量靠近,以Md1和Md3互不干涉為準,一般取SD2
表4-2C1、C2值螺栓直徑M8141218M10161422M12181626M16222033M20262440M24342848M30403561C1minC2min沉頭座直徑4.1.2初繪裝配草圖的步驟
傳動零件(齒輪)、軸和軸承是減速器的主要零件,其它零件的結構隨之確定。繪圖時先畫主要零件,后畫次要零件;由箱內零件畫起,內外兼顧,逐步向外畫;先畫零件的中心線及輪廓線,后畫細部結構。畫圖時以一個視圖為主,兼顧其它視圖。
初繪裝配草圖的步驟如下:4.1.2.1選擇比例尺,合理布置視圖
盡量選用1:1比例。布圖時,應根據(jù)齒輪的中心矩、頂圓直徑及輪寬等主要尺寸,估計出減速器的輪廓尺寸,合理布置圖面。
4.1.2.2確定減速器各零件的相互位置繪圖順序如下:
(1)確定傳動件的輪廓和相對位置
在主、俯視圖上畫出箱體內齒輪的中心線、齒頂圓、分度圓、齒寬和輪轂長等輪廓尺寸,其它細部結構暫不畫出。
(2)確定箱體內壁和軸承座端面的位置
大齒輪頂圓和齒輪端面與箱體內壁之間留有一定距離1和2,以避免由于箱體鑄造誤差引起的間隙過小,造成齒輪與箱體相碰。1和2取值參見表4-1。小齒輪頂圓與箱體內壁間的距離,可待完成裝配草圖階段由主視圖上箱體結構的投影關系確定。
減速器箱體內壁至軸承內側之間的距離為4。如軸承采用箱體內潤滑油潤滑時,4的值見圖4-4(a),如軸承采用潤滑脂潤滑時,則需要裝擋油環(huán),4的值見圖4-4(b)。在軸承位置確定后,畫出軸承輪廓。
箱體內壁至軸承座端面的距離l2的值的確定要考慮扳手空間的尺寸C1、C2,參見圖4-5;C1、C2值見表4-2。
4.1.2.3初步計算軸徑
畫出齒輪和箱體的輪廓圖后,根據(jù)軸所傳遞的轉矩,按扭轉強度初步計算軸的直徑,具體可查有關教材。
當從動軸外伸部分與聯(lián)軸器聯(lián)結時,計算軸徑應在所選聯(lián)軸器孔徑的允許范圍內,否
則應改變軸徑d,與其相匹配。
4.1.2.4進行軸的結構設計
軸的結構設計包括確定軸的合理外形和全部結構尺寸。
軸的結構應滿足:軸和軸上零件有準確的工作位置;軸上零件應便于裝拆和調整;軸應具有良好的制作工藝等。通常把軸做成階梯形(圖4-6)。
圖4-6軸的結構(a)軸承脂潤滑(b)軸承油潤軸的結構設計參考有關教材。
注意:軸的外伸長度取決于外接零件及軸承蓋的結構。4.1.2.5初步選擇軸承型號
軸承型號和具體尺寸可根據(jù)軸的直徑初步選出,一般一根軸上取同一型號的軸承,使軸承孔可一次鏜出,保證加工精度。
4.1.2.6選擇鍵的類型及型號4.1.2.7畫出軸承蓋外形
除畫出軸承蓋外形外,還要完整畫出一個聯(lián)結螺栓,其余只畫出中心線。4.1.2.8確定軸上力的作用點及支點距離
軸的結構確定后,根據(jù)軸上傳動零件和軸承的位置可定出軸上力的作用點和軸的支點距離(圖4-7)。軸承的支點可近似取軸承寬度的重點位置。
確定出傳動零件的力作用點及支點距離后,便可進行軸和軸承的校核計算。
4.2軸、軸承的校核計算
4.2.1校核軸的強度
軸的強度校核可參閱有關教材。4.2.2驗算滾動軸承壽命
軸承壽命計算可參閱有關教材。注意的一點是,軸承的徑向載荷應該由齒輪所受徑向力與切向力的合力計算獲得。
圖4-7一級圓柱齒輪減速器初繪草圖4.3完成減速器裝配草圖
這一階段的主要任務是對減速器的軸系部件進行結構細化設計,并完成減速器箱體及其附件的設計。
4.3.1軸系部件結構設計
以初繪草圖階段所確定的設計方案為基礎,對軸系部件(包括齒輪、軸上其它零件和與軸承組合有關的零件)進行結構設計。設計步驟大致如下。
4.3.1.1齒輪的結構設計
齒輪的結構設計可參閱有關教材。4.3.1.2滾動軸承的細部結構軸承的簡化畫法可參閱有關書籍。4.3.1.3軸承蓋的結構
軸承蓋用于固定軸承、調整軸承間隙及承受軸向載荷,軸承蓋有嵌入式和凸緣式兩種。嵌入式軸承蓋結構簡單,但間隙調整比較麻煩。本課程設計推薦使用凸緣式。
凸緣式軸承蓋調整軸承間隙比較方便,密封性能好,應用較多。
凸緣式軸承蓋多用鑄鐵鑄造,應使其具有良好的鑄造工藝性。對穿通式軸承蓋,由于安裝密封件要求軸承蓋與軸配合處有較大厚度,設計時應使其厚度均勻,如圖4-8所示的結構。
當軸承采用箱體內的潤滑油潤滑時,為了將傳動件飛濺的油經箱體剖分面上的油溝引入軸承.應在軸承蓋上開槽,并將軸承蓋的端部直徑做小些。以保證油路暢通(圖4-9)。
軸承蓋的結構尺寸見附表3。
圖4-8凸緣式軸承蓋4.3.1.4軸外伸處的密封設計
圖4-9油潤滑軸承軸承蓋結構在輸入軸或輸出軸的外伸處,為防止?jié)櫥瑒┩饴┘巴饨绲幕覊m、水分和其它雜質滲入,造成軸承的磨損或腐蝕,要求設置密封裝置。
密封的型式很多,密封效果也不相同。本課程設計推薦采用氈圈密封。氈圈密封使用于脂潤滑及轉速不高的稀油潤滑,其結構型式見圖4-10。
18圖4-10氈圈密封4.3.1.5擋油環(huán)的細部結構
擋油環(huán)的細部結構可參閱有關書籍。4.3.1.6軸套、軸端擋圈等的結構
軸套結構簡單,可根據(jù)實際結構自行設計。軸端擋圈是標準件,其結構型式和尺寸可參閱有關書籍。
4.3.2減速器箱體的結構設計
減速器箱體是支承和固定軸系部件、保證傳動傳動零件正常嚙合、良好潤滑和密封的基礎零件。因此,應具有足夠的強度和剛度。
箱體多用灰鑄鐵鑄造。
為便于軸系部件的安裝和拆卸,箱體多做成剖分式,由箱座和箱蓋組成,剖分面多取軸的中心線所在平面,箱座和箱蓋采用普通螺栓聯(lián)結,圓錐銷定位。剖分式鑄造箱體的設計要點如下。
4.3.2.1軸承座的結構設計
為保證減速器箱體的支承剛度,箱體軸承座處應有足夠的厚度,并且設置加強肋。4.3.2.2軸承旁聯(lián)結螺栓凸臺的結構設計
為了提高箱體軸承座孔處的聯(lián)結剛度,應使軸承孔兩側的聯(lián)結螺栓盡量靠近軸承,但應避免與箱體上固定軸承蓋的羅紋孔及箱體剖分面上的油溝發(fā)生干涉。通常取兩聯(lián)結螺栓的中心矩SD2(D2為軸承蓋外徑)。
為提高聯(lián)結剛度,在軸承座旁聯(lián)結螺栓處應做出凸臺,凸臺的高度h由聯(lián)結螺栓直徑所確定的扳手空間尺寸C1和C2確定(圖4-11)。由于減速器上各軸承蓋的外徑不等,為便于制造,各凸臺高度應設計一致,并以最大軸承蓋直徑D2所確定的高度為準。
凸臺的尺寸由作圖確定,畫凸臺結構時應按投影關系,在三個視圖上同時進行。4.3.2.3箱蓋圓弧半徑的確定
通常箱蓋頂部在主視圖上的外廓由圓弧和直線組成,大齒輪所在一側箱蓋的外表面圓弧半徑
Rra11(ra為齒頂圓半徑)。在一般情況
下,軸承旁螺栓凸臺均在圓弧內側,按有關尺寸畫出即可。而小齒輪一側的外表面圓弧半徑應根據(jù)結構作圖確定。
4.3.2.4箱體凸緣的結構設計
為了保證箱蓋與箱座的聯(lián)結剛度,箱蓋與箱座聯(lián)結凸緣應有較大的厚度b1和b,箱座底面凸緣的寬度B應超過箱座的內壁,以利于支撐(圖4-12)。
4.3.2.5箱體凸緣聯(lián)結螺栓的布置
為保證箱體密封,除箱體剖分面聯(lián)結凸緣要有足夠的寬度及剖分面要經過精剖或刮研加
19圖4-11凸臺結構工外,還應合理布置箱體凸緣聯(lián)結螺栓。通常對中小型減速器,螺栓間距取100~150mm。盡量對稱均勻布置,并注意不要與吊耳、吊鉤和定位銷等發(fā)生干涉。
圖4-12箱體聯(lián)結凸緣及底座凸緣4.3.2.6油面位置及箱座高度的確定
當傳動零件采用浸油潤滑時,浸油深度應根據(jù)傳動零件的類型而定。對于圓柱齒輪,通常浸油深度為一個齒高。
為避免傳動零件轉動時將沉積在油池底部的污物攪起,造成齒面磨損,應使大齒輪齒頂距油池底面的距離不小于30~50mm(圖4-13)。
為保證潤滑及散熱的需要,減速器內應有足夠的油量。單級減速器每傳遞1KW的功率,需油量為
V00.35~0.7L。V0小值用于低粘度油,大值用于
高粘度油。
圖4-13減速器油面及油池深度應使油池容積VV0,油池容積越大,則潤滑油的性能維持越久,潤滑效果越好。綜合以上各項要求即可定出箱座高度。4.3.2.7油溝的結構型式及尺寸
當軸承利用傳動零件飛濺起來的潤滑油潤滑時,應在箱座的剖分面上開設輸油溝,使濺起的油沿箱蓋內壁經斜面流入輸油溝內,再經軸承蓋上的導油槽流入軸承(圖4-9)。
輸油溝有鑄造油溝和機加工油溝兩種結構型式。機加工油溝容易制造,工藝性好,故用得較多,其結構尺寸見圖4-14。
為提高減速器箱體的密封性,可在箱座的剖分面上制造出與箱內溝通的回油溝,使?jié)B入箱體剖分
圖4-14輸油溝結構面的油沿回油溝流回箱內。
4.3.2.8箱體結構應具有良好的工藝性(1)鑄造工藝性
為便于造型、澆鑄及減少鑄造缺陷,箱體應力求形狀簡單、壁厚均勻、過渡平緩,為避免產生金屬積聚,不宜采用形成銳角的傾斜肋和壁。
考慮液態(tài)金屬的流動性,箱體壁厚不應過薄,砂型鑄造圓角半徑一般可取R5mm。為便于造型時取模,鑄件表面沿拔模方向應設計成1:10~1:20的拔模斜度,拔模斜度在圖上可不畫出,但應在零件圖中注出。
在鑄造箱體的拔模方向上應盡量減少凸起結構,必要時可設置活塊,以減少拔模難度。當鑄件表面有多個凸起結構時,應當盡量連成一體,以便于木模制造和造型。
箱體設計應盡量避免出現(xiàn)狹縫,因砂型強度較差,拔模時容易帶砂,澆鑄時容易被鐵水沖壞而形成廢品。
(2)機加工工藝性
各軸承座的外端面要盡量位于同一平面內,兩側與箱體中心線對稱,以便于加工和檢驗。為了減少箱體的加工面積,箱體上任何一處的加工面與非加工面必須分開。
箱體與其它零件的結合處,如箱體軸承座端面與軸承蓋、窺視孔與窺視孔蓋、螺塞及吊環(huán)螺釘?shù)闹С忻嫣幘鶓龀鐾古_,以便于機加工。
箱體底面的結構型式如圖4-15所示。
螺栓頭及螺母的支撐面需銑平或锪平,應設計出凸臺或沉頭座。
圖4-15箱體底面的結構形狀4.3.2.9箱體造型設計
設計箱體時,應盡量使其外形簡潔明快、造型美觀、重量減輕。目前,廣泛應用的是內肋方型外廓減速器箱體。4.3.3減速器附件設計
為了保證減速器正常工作,除了對箱體、軸系部件的結構設計應給予足夠重視外,還應考慮到為減速器潤滑油池注油、排油、指示油面,裝拆時箱座與箱蓋的精確定位、啟蓋及吊運等減速器附件的合理選擇和設計。減速器各種附件的作用及設計要點如下:
4.3.3.1窺視孔及窺視蓋
為了檢查傳動零件的嚙合和潤滑情況,并為了向箱體內注入潤滑油,應在傳動件嚙合區(qū)的上方設置窺視孔。窺視孔應足夠大,以便于檢查操作。
窺視孔上設有窺視蓋,用螺釘緊固,視孔蓋可用鋼板、鑄鐵或有機玻璃等材料制造,其結構型式可參考圖4-16,尺寸由結構設計確定。
視孔蓋下面墊有封油墊片,以防止污物進入箱體或潤滑油滲入出來(圖4-17)。
圖4-16視孔蓋結構圖4-17窺視孔位置及結構4.3.3.2通氣器
減速器運轉時,由于摩擦發(fā)熱,箱內會發(fā)生溫度升高、氣體膨脹、壓力增大等現(xiàn)象。為使箱體內受熱膨脹的空氣和油蒸氣能自由地排出,以保證箱體內外氣壓相等,不致使?jié)櫥脱叵潴w結合面、軸伸處及其它縫隙滲漏出來,通常在箱蓋頂部或視孔蓋上設置通氣器。
通氣器的結構形式很多,圖4-18為簡單通氣器,用于比較清潔的場合。通氣器結構尺寸見附表2。
4.3.3.3放油孔及螺塞
為了將污油排放干凈,應在油池的最低位置設置放油孔(圖4-19)。
平時放油孔用螺塞及封油墊圈密封。螺塞直徑約為箱體壁
厚的2~3倍,墊圈材料為耐油橡膠、石棉及皮革等;螺塞及密封墊圈的尺寸見附表1。
4.3.3.4油面指示器
為了指示減速器內油面的高度,以保證箱內正常的油量,應在便于觀察和油面比較穩(wěn)定的部位設置油面指示器。
油面指示器的結構形式及尺寸見圖4-20,檢查油面時需將油標拔出,由其上的油痕判斷油面高度是否合適。
設計時應合理確定桿式油標插座的位置及傾斜角度,既要避
圖4-19放油孔位置免箱體內潤滑油溢出,又要便于油標的插取及插座上沉頭座孔的加工。
圖4-18通氣器4.3.3.5起吊裝置
為了便于搬運減速器,應在箱體上設置起吊裝置。起吊裝置有吊環(huán)螺釘、吊鉤及吊耳、吊環(huán)等。本課程設計采用吊鉤或吊環(huán)(圖4-21、4-22)。
圖4-20桿示油標4.3.3.6定位銷
為了精確地加工軸承座孔,并保證減速器每次裝拆后軸承座的上下半孔始終保持加工時的位置精度,應在箱蓋和箱座的剖分面加工完成并用螺栓聯(lián)結之后、鏜孔之前,在箱蓋和箱座的聯(lián)結凸緣上裝配兩個定位圓錐
圖4-21吊鉤的結構和尺寸銷。定位銷的位置應便于鉆、鉸加工,且不防礙附近聯(lián)結螺栓的裝拆。兩圓錐銷應相距較遠,且不宜對稱布置,以提高定位精度。
圓錐銷的公稱直徑(小端直徑)可取為(0.7~0.8)d2(d2為箱蓋和箱座聯(lián)結螺栓直徑),其長度應稍大于箱蓋和箱座聯(lián)結凸緣的總厚度(4-23),以便于裝拆。
定位銷直徑應取標準值。4.3.3.7啟蓋螺釘
圖4-22吊環(huán)的結構和尺寸為了加強密封效果,防止?jié)櫥蛷南潴w剖分面滲漏,通常在箱蓋和箱
座剖分面上涂以水玻璃或密封膠,因而在拆卸時往往因粘接較緊而不易分開。為此,常在箱蓋凸緣的適當位置設置1~2個啟蓋螺釘。
啟蓋螺釘?shù)闹睆脚c箱蓋凸緣聯(lián)結螺栓直徑相同,其長度應大于箱蓋凸緣的厚度。其端部應為圓柱形或半圓形,以免在擰動時將其端部破壞,見圖4-24。
圖4-23定位銷結構圖4-24啟蓋螺釘結構
4.3.4裝配草圖的檢查及修改
完成減速器裝配草圖后,應進行認真檢查并做必要的修改。檢查的主要內容為:裝配圖設計與傳動方案布置是否一致;輸入、輸出軸的位置及結構尺寸是否符合設計要求;圖面布置和表達方式是否合適;視圖選擇、投影關系是否正確;傳動件、軸、軸承、箱體、箱體附件及其它零件結構是否合理;定位、固定、調整、加工、裝拆是否方便可靠;重要零件的結構尺寸與設計計算是否一致,如中心距、分度圓直徑、齒寬、軸的結構尺寸等。
圖4-25是減速器裝配草圖設計中常見的錯誤及其改正方法,可供檢查時參考。
25正改及例示誤錯見常圖配裝器速減52-4圖第5章裝配圖設計
裝配圖是表達產品中各零件之間裝配關系的圖樣。在設計過程中,應先畫出裝配圖,根據(jù)裝配圖畫零件圖。零件加工完后,根據(jù)裝配圖進行裝配和檢驗。所以裝配圖在整個產品的設計、制造、裝配過程中起著重要作用。
裝配圖是在裝配草圖的基礎上繪制的,在設計時要綜合考慮裝配草圖中各零件的材料、強度、剛度、加工、裝拆、調整和潤滑等要求,修改其錯誤和不合理之處,保證裝配圖的設計質量。
減速器裝配圖的主要內容包括:表達減速器裝配結構和位置的圖形;尺寸標注和配合代號;技術要求;技術特性表;零件編號;標題欄和明細表。
5.1繪制減速器裝配圖
繪制裝配圖前應根據(jù)裝配草圖確定圖紙幅面、圖形比例,綜合考慮裝配圖的各項設計內容,合理布置視圖。
減速器裝配圖選用兩個或三個視圖,必要時加輔助剖面、剖視或局部視圖。在完整、準確地表達產品零、部件的結構形狀、尺寸和各部分相互關系的前提下,視圖數(shù)量應較少。
畫剖視圖時,同一零件在各剖視圖中的剖面線方向應一致,相鄰的不同零件,其剖面線方向或間距應取不同,以示區(qū)別。對于薄的零件,其剖面可以涂黑。
裝配圖上某些結構可以采用機械制圖標準規(guī)定的畫法,例如螺栓、螺母、滾動軸承等。對于相同類型、尺寸、規(guī)格的螺栓聯(lián)結可以只畫一個,其余用中心線表示。
裝配圖繪制好后,先不要加深,待零件工作圖設計完成后,修改裝配圖中某些不合理的結構或尺寸,然后再加深完成裝配圖設計。
5.2標注尺寸
根據(jù)使用要求,在裝配圖中應標注以下幾類尺寸:
(1)特性尺寸:表明減速器性能和規(guī)格的尺寸。如傳動零件中心距及其偏差。(2)配合尺寸:表明減速器內零件之間裝配關系的尺寸。主要零件的配合處都應標出尺寸、配合性質和精度等級。如軸與傳動零件、軸承、聯(lián)軸器的配合尺寸,軸承與軸承座孔的配合尺寸等。配合與精度的選擇對于減速器的工作性能、加工工藝及制造成本影響很大,應根據(jù)設計資料認真選定。
(3)安裝尺寸:表明減速器安裝在基礎上或安裝其它零、部件所需的尺寸。如箱體底面尺寸;地腳螺栓孔的中心距、直徑和定位尺寸;減速器的中心高;軸外伸端配合長度和直徑;軸外伸端面與減速器某基準軸線的距離等。
(4)外形尺寸:表明減速器總長、總寬和總高的尺寸。以供包裝運輸和車間布置時參考。
標注尺寸時,應使尺寸線的布置整齊、清晰,尺寸應盡量標注在視圖外面,并盡可能集中標注在反映主要結構的視圖上。
5.3標注減速器的技術特性
應在裝配圖上的適當位置列表說明減速器的技術特性,所列項目及格式見表。技術特性輸入功率P/kW輸入轉速n效率η/(r/min)傳動比imn傳動特性z2z1β精度等級
5.4編寫技術要求
裝配圖技術要求是用文字說明在視圖上無法表示的有關裝配、調整、檢驗、潤滑和維修等方面的內容。正確地制訂技術要求,以保證減速器的工作性能。減速器裝配圖主要有以下幾方面的技術要求。5.4.1對零件的要求
在裝配前所有零件均用煤油或汽油清洗,配合表面涂上潤滑油。箱體內不允許有任何雜物存在,箱體內壁涂上防侵蝕涂料。5.4.2對安裝和調整的要求5.4.2.1滾動軸承的安裝和調整
為保證滾動軸承的正常工作,在安裝時必須留出一定的軸向游隙。對于可調間隙的軸承(角接觸軸承)的軸向間隙可查表。對于不可調間隙的軸承(向心軸承),可在軸承蓋與軸承外圈端面間留出適當間隙(0.25~0.4mm)。
軸向游隙調整方法有墊片調整和螺紋零件調整兩種。本課程設計推薦使用墊片調整法(如圖5-1)。
5.4.2.2傳動側隙和接觸斑點
齒輪安裝后,所要求的傳動側隙和接觸斑點是由傳動精度確定的,可查表得到。
圖5-1滾動軸承游隙的調整
5.4.3對潤滑的要求
潤滑對減速器的傳動性能有很大影響,在技術要求中應注明傳動件和軸承的潤滑劑品種、用量和更換時間。
選擇傳動件的潤滑劑時,應考慮傳動特點、載荷性質、載荷大小及運轉速度。一般說,重載、高速、頻繁啟動、反復運轉等情況,由于刑場油膜的條件差,溫升高,所以應選用粘度高、油性和極壓性好的潤滑油。輕載、高速、間歇工作的傳動件可選用粘度較低的潤滑油。
當傳動件與軸承采用同一潤滑劑時,應優(yōu)先滿足傳動件的要求,適當兼顧軸承的要求。傳動件與軸承所用潤滑劑的選擇方法參見教材或手冊。
減速器換油時間取決于油中雜質的多少和被氧化與被污染的程度,一般為半年左右。5.4.4對密封的要求
減速器剖分面、各接觸面和密封處均不允許漏油。剖分面上允許涂密封膠或水玻璃,不允許使用墊片或填料。5.4.5對實驗的要求
減速器作空載實驗時,在額定轉速下正反轉各一小時,要求運轉平穩(wěn),噪聲小,聯(lián)結處不松動,無滲漏等。作負載實驗時,在額定轉速和額定功率下,油池溫升不得超過35C,軸承溫升不得超過40C。
5.4.6對外觀、包裝和運輸?shù)囊?/p>
箱體表面應涂漆;外伸軸及零件需涂油并包裝嚴密;運輸及裝卸時不可倒置。
005.5零件編號
裝配圖中零件序號的編排應符合機械制圖國家標準的規(guī)定。序號按順時針或逆時針方向依次排列整齊,避免重復或遺漏,對于相同的零件用1個序號,一般只標注1次,序號字高比圖中所注尺寸數(shù)字高度大一號。指引線相互不能相交,也不應與剖面先平行。一組緊固件及裝配關系清楚的零件組,可以采用公共指引線。
標準件和非標準件可混編編號或采用分編編號。
5.6編制標題欄和明細表
標題欄用來說明減速器的名稱、圖號、比例、重量和件數(shù)等,應置于圖紙的右下角。明細表是減速器所有零件的詳細目錄,應按序號完整地寫出零件的名稱、數(shù)量、材料、規(guī)格和標準等,對傳動零件還應注明模數(shù)、齒數(shù)、螺旋角、導程角等主要參數(shù)。
編制明細表的過程也是最后確定材料及標準的過程,因此,填寫時應考慮到節(jié)約貴重材
料,減少才來哦及標準件的品種和規(guī)格。
本課程用標題欄和明細表的格式可查手冊。
5.7檢查裝配圖
裝配圖完成后,應按下列項目認真檢查:
(1)視圖的數(shù)量是否足夠,投影關系是否正確,是否清楚地表達減速器的工作原理和裝配關系。
(2)各零件的結構是否合理,并便于加工、裝拆、調整、潤滑、密封及維修。(3)尺寸標注是否正確,配合和精度的選擇是否適當。
(4)零件編號是否齊全,標題欄和明細表是否符合要求,有無多余或遺漏。(5)技術要求和技術特性表是否完善、正確。
(6)圖樣及數(shù)字和文字是否符合機械制圖國家標準的規(guī)定。
圖紙經檢查修改后,待畫完零件圖再加深。注意保持圖面整潔,文字和數(shù)字要求清晰。
第6章零件圖設計
零件圖是制造、檢驗和制訂零件工藝規(guī)程用的圖樣。它是由裝配圖拆繪和設計而成的,零件圖既要反映出設計意圖,又要考慮到制造的可能性和合理性。一張完整的零件圖應全面、正確、清晰地表達出零件的內外結構、制造和檢驗時的全部尺寸和應達到的技術要求。
在課程設計中,繪制零件圖主要是培養(yǎng)學生的設計能力和掌握零件圖的內容、要求和繪制方法。根據(jù)教學要求,繪制由教師指定的1~3個典型零件的工作圖。
零件圖的設計要點:(1)選擇和布置視圖
零件圖選取視圖(包括剖視圖、剖面圖、局部視圖等)的數(shù)量要恰當,以能完全、正確、清楚地表明零件的結構形狀和相對位置關系為原則,每個視圖應有其表達重點。零件圖優(yōu)先選用1:1的比例。布置視圖時,要合理利用圖紙幅面,若零件尺寸較小或較大時,可按規(guī)定的放大或縮小比例畫出圖形。對于細部結構如有必要,可以采用局部放大圖。
零件圖的基本結構和主要尺寸應與裝配圖一致,不應隨意改動。如必須改動時,應對裝配圖作相應的修改。
(2)標注尺寸
零件圖上的尺寸是加工與檢驗的依據(jù)。在圖上標注尺寸時,應做到正確、完整、書寫清晰、工藝合理、便于檢驗。
對于配合尺寸或要求精確的尺寸,應注出尺寸的極限偏差。
零件的所有表面(包括非加工面)都應注明表面粗糙度。如較多表面具有同一粗糙度時,可在圖紙右上角集中標注,并加“其余”字樣,但僅允許標注使用最多的一種粗糙度。粗糙度的選擇應根據(jù)設計要求確定,在保證正常工作的前提下,盡量取較大的粗糙度值。
零件圖上應標注必要的形位公差,它是評定零件加工質量的重要指標之一。其具體數(shù)值和標注方法查表。
對于傳動零件,要列出主要參數(shù)、精度等級和誤差檢驗項目表。(3)編寫技術要求
對于零件在制造或檢驗時必須保證的要求和條件,不便用圖形或符號表示時,可在零件圖技術要求中注出。它的內容根據(jù)不同的零件和不同的加工方法的要求而定。
(4)畫出零件圖標題欄
在圖紙的右下角畫出標題欄,用來說蜜柑內零件的名稱、圖號、數(shù)量、材料、比例等內容,其格式見表。
6.1軸類零件圖設計
6.1.1視圖
軸類零件圖,一般只畫出一個視圖,在有鍵槽和孔處,可增畫剖面圖。對于軸的細部結構,如螺紋退刀槽、砂輪越程槽、中心孔等處,必要時可畫出局部放大圖。6.1.2標注尺寸、表面粗糙度和形位公差
軸類零件應標注各軸段的直徑尺寸、長度尺寸、鍵槽和細部結構尺寸等。
標注直徑尺寸時,凡有配合處的直徑,都應標出尺寸偏差,同一尺寸的幾段直徑,應逐一標出,不得省略。
標注長度尺寸時,應根據(jù)設計及工藝要求確定主要基準和輔助基準,并選擇合理的標注形式,盡量使標注的尺寸反映加工工藝及測量的要求,不允許出現(xiàn)封閉的尺寸鏈。對于長度尺寸精度要求較高的軸段應直接注出。精度要求不高的軸段,可取其作為封閉環(huán),其長度尺寸不標注。
軸的所有表面都要加工,其表面粗糙度可查表選擇,在滿足設計要求的前提下,盡量取較大的粗糙度值。
為保證軸的加工精度和裝配質量,在軸類零件圖上還應標注形位公差。圖6-1為軸類零件尺寸標注示例。
圖6-1軸的尺寸標注①主要基準②輔助基準
6.1.3技術要求
軸類零件圖的技術要求包括:
(1)對零件的機械性能和化學成分的要求,允許的代用材料等。
(2)對零件表面機械性能的要求,如熱處理方法和熱處理后的表面硬度、滲碳深度及淬火深度等。
(3)對加工的要求,如是否要求保留中心孔,若要保留,應在零件圖上畫出或按國標加以說明。與其它零件一起配合加工處(如配鉆或配鉸等)也應說明。
(4)在圖中未注明的圓角、倒角的說明以及其它特殊要求。
6.2齒輪類零件圖設計
6.2.1視圖
齒輪類零件可用一個視圖(附軸孔和鍵槽的局部視圖)或兩個視圖表示。軸線水平布置,用全剖或半剖視圖畫出齒輪的內部結構。6.2.2標注尺寸、表面粗糙度和形位公差
齒輪類零件圖的徑向尺寸以軸線為基準標出,寬度方向的尺寸則以端面為基準標出。分度圓是設計的基本尺寸,必須標注。軸孔是加工、測量和裝配時的主要基準,應標出尺寸偏差。齒頂圓的偏差值與其是否作為測量基準有關。齒根圓是根據(jù)齒輪參數(shù)技工得到的結果,在圖紙上不必標出。
齒輪的齒坯公差對傳動精度影響較大,應根據(jù)齒輪的精度等級查表標注。齒輪的表面粗糙度查表。齒輪齒坯的形位公差查表。6.2.3嚙合特性表
齒輪的嚙合特性表應布置在圖幅的右上角,其內容包括齒輪的主要參數(shù)和誤差檢驗項目。齒輪的精度等級和相應的誤差檢驗項目的極限偏差或公差值查表。6.2.4技術要求
齒輪類零件圖的技術要求包括:
(1)對鑄件、鍛件或其它類型坯件的要求,如要求不允許有氧化皮及毛刺等。(2)對材料的機械性能和化學成分的要求及允許代用的材料。
(3)對零件表面機械性能的要求,如熱處理方法和熱處理后的表面硬度、滲碳深度及淬火深度等。
(4)在圖中未注明的圓角、倒角的說明。
(5)其它特殊要求,如對大型或高速齒輪要進行平衡實驗等。
第7章編寫設計計算說明書
設計計算說明書是圖紙設計的理論依據(jù),是設計計算的整理和總結,是審核設計的技術文件之一。因此,編寫設計計算說明書是設計工作的一個重要組成部分。
7.1設計計算說明書的內容
說明書的內容大致包括:(1)目錄(標題及頁次);(2)設計任務書;
(3)傳動方案的分析與擬定(簡要說明并附傳動方案簡圖);(4)電動機的選擇計算;
(5)傳動裝置的運動及動力參數(shù)的選擇計算;(6)傳動零件的設計計算;(7)軸的計算;
(8)滾動軸承的選擇和計算;(9)鍵聯(lián)結的選擇;(10)聯(lián)軸器的選擇;
(11)減速器的潤滑方式和密封類型的選擇,潤滑油的牌號選擇和裝油量計算;(12)設計小結(對課程設計的體會,設計的優(yōu)缺點和改進意見等);(13)參考資料(資料編號、作者、書名、出版單位和出版年份)。
7.2設計計算說明書的要求和注意事項
設計計算說明書要求計算正確、論述清楚、文字精練、插圖簡明、書寫工整。同時還應注意下列事項:
(1)計算內容的書寫,只需列出計算公式,代入有關數(shù)據(jù),最后寫下計算結果并表明單位,寫出簡短的結論或說明。不必列出運算過程。
(2)所引用的計算公式和數(shù)據(jù)應注明來源。
(3)為了清楚地說明計算內容,說明書中應附有必要的簡圖(如傳動方案簡圖、軸的結構簡圖、受力圖、彎矩圖和轉矩圖等)。
(4)對每一自成單元的內容,都應列出大小題目,使之突出醒目。
設計計算說明書要用鋼筆或圓珠筆寫在規(guī)定格式的16開紙上,標出頁數(shù),編好目錄,最后裝訂成冊。
7.3準備答辯
一、總裝配圖1張(A0),比例尺1:1(1:1.25)二、零件圖2張(A3)三、說明書1份
第8章參考圖例及設計題目
8.1參考圖例
圖8-1(油潤滑凸緣式軸承端蓋)一級圓柱齒輪減速器
圖8-2(脂潤滑嵌入式軸承端蓋)一級圓柱齒輪減速器
39圖8-3大齒輪零件圖40
圖件零軸4-8圖
8.2機械設計基礎課程設計題目
(一)為帶式運輸機設計傳動裝置,采用傳動方案如圖。運輸機單向連續(xù)工作,載荷變化不大,兩班制,使用10年,每年按250工作日算。輸送帶的速度允許誤差為5%。
原始數(shù)據(jù)輸送器軸輸入功率Pw(KW)題號1-131-23.31951-33.8201*-441951-54201*-64.52051-74.8201*-852051-95.62101-105.8220輸送器軸轉速190nw(rpm)
原始數(shù)據(jù)輸送帶工作拉力F(KN)輸送帶速度V(m/s)卷筒直徑D(mm)題號1-111-121-131-141-151-161-171-181-191-202.41.5201*225021.627031.93002.41.93202.42.53502.523002.62.33602.21.42202.71.6240
附表1:外六角螺塞(JB/ZQ4450-86摘錄)、紙封油圈(ZB71-62摘錄)、皮封油圈(ZB70-62摘錄)
附表2:通氣塞附表3:凸緣式軸承蓋
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