《减速器测绘与分析》实训指导书

一、实训目的

1.通过对减速器的拆装与观察，了解减速器的整体结构、设计布局及传动方案，了解各组成部分的作用和润滑方式，加深对轴系结构的感性认识。

2.通过对减速器中某轴系部件的拆装与分析，了解轴上零件的定位方式、轴系与箱体的定位方式、轴承及其间隙调整方法、密封装置等；观察与分析轴的工艺结构。

3.通过分析轴的各部分结构尺寸的合理性，掌握联轴器、轴承、键等的选用方法，训练学生使用国家标准的能力。

4.通过对轴的工作能力分析，巩固和综合应用受力分析、失效分析、强度计算等的基本方法，培养学生必要的计算能力以及解决实际问题的能力。

5.通过对减速器轴系零部件的精度分析，理解国家标准对常用零部件各项精度的有关规定和选用原则，并加深了解根据零部件的功能要求选用其尺寸精度、配合精度、形状位置精度、表面粗糙度的基本方法。

6.通过传动系统运动简图、受力图、强度计算简图、轴的零件草图、轴系结构装配草图的绘制，以及编写课题说明书，提高图形表达技能和文字表达能力。

7.通过对不同类型减速器的分析比较，加深对机械零部件结构设计的感性认识，为机械零部件设计打下基础。

二、实训内容及任务要求

1.每小组（一般四人）拆装一台减速器，测绘、分析后将零件装配复原，并使传动系统能正常运转。对传动系统进行结构分析、运动分析、工作能力分析并确定电动机型号；对传动系统进行精度分析，合理确定并标注公差与配合；对低速级输出轴进行加工工艺分析，提出工艺流程；编写课题说明书。

2.综合运用机械设计基础、机械制造基础的知识和绘图技能，完成传动装置的测绘与分析，通过这一过程全面了解一个机械产品所涉及的结构、强度、制造、装配以及表达等方面的知识，培养综合分析、实际解决工程问题的能力，培养团队协作精神。

3.测绘全部非标准件草图（徒手绘制）每组完成一套，并依据测量数据确定全部标准件的型号。每人完成：减速器装配图A1一张、零件工作图A3两张（齿轮和轴各1张）、课题计算及说明书约6000字（含校核一根轴、一对齿轮、一对轴承）。

三、实训设备和工具

（1）拆装用减速器。单级直齿圆柱齿轮减速器、两级直齿圆柱齿轮减速器、锥齿轮减速器、蜗杆减速器。

（2）扳手、手锤、铜棒、直尺、铅丝、轴承拆卸器、游标卡尺、百分表及表架。 （3）煤油、油盆若干。 四、实训步骤

1.了解减速器的类型与结构

减速器是一种封闭在箱体内的齿轮、蜗杆蜗轮等传动零件组成的传动装置，装在原动机和工作机之间用来改变轴的转速和转矩，以适应工作机的需要。由于减速器结构紧凑、传动效率高、使用维护方便，因而在工业中应用广泛。

减速器常见的有圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和蜗杆减速器三种类型。在圆柱齿轮减速器中，按齿轮传动级数可分为单级、两级和多级。减速器的结构随其类型和要求的不同而异，一般由齿轮、轴、轴承、箱体和附件等组成。通过观察减速器外部结构，判断传动级数、输入轴、输出轴及安装方式。

2.拆卸减速器零部件

（1）观察减速器的外形与箱体附件，了解附件的功能、结构特点和位置，测出外廓尺寸、中心距、中心高。减速器的结构分析和零部件分析见本章后述内容。

（2）打开减速器箱盖，观察箱内零件间有无干涉现象，并观察结构中是如何防止和调整零件间相互干涉的。测量各级啮合齿轮的中心距；从箱体中取出各传动轴部件，分析工作情况、装配关系，画机构简图。

（3）拆卸减速器时注意：①按拆卸顺序给所有零、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，记录减速器零部件的相关内容，见表1；②拆卸时避免随意敲打造成破坏，并防止碰伤、变形等，以便再装配时仍能保证减速器正常运转。

表1 零部件明细表

序号 名称及型号 材料 数量 基本尺寸 标准代号 3.测绘零件

（1）分析各种零部件的结构、功能、类型，并分出标准件和非标准件；对标准件，要测量出其基本尺寸，然后查有关的国家标准确定其代号，列于表1；对于非标准件要绘制草图，测量、标注尺寸，确定技术要求，给每个零件草图画图框和标题栏，并在标题栏中注明零件名称、材料、标准及代号、数量、编号（按拆卸顺序所编的号）。

（2）确定各齿轮参数：齿数z、中心距a、旋向及几何尺寸，并标于草图上（待用），测量方法见表2。

（3）测定轴承的轴向间隙。固定好百分表，用手推动轴至一端，然后再推动轴至

另一端，百分表所指示出的量值差即是轴承轴向间隙的大小。

（4）测定齿轮副的侧隙。将一段铅丝插入齿轮间，转动齿轮碾压铅丝，铅丝变形后的厚度即是齿轮副侧隙的大小，用游标卡尺测量其值。

（5）仔细观察箱体剖分面及内部结构、箱体内轴系零部件间相互位置关系，确定传动方式。数出齿轮齿数并计算传动比，判定斜齿轮或蜗杆的旋向及轴向力、轴承型号及安装方式，绘制机构传动示意图。

（6）取出轴系部件，拆卸零件并观察分析各零件的作用、结构、周向定位、轴向定位、间隙调整、润滑、密封等问题。把各零件编号并分类放置。

（7）分析轴承内圈与轴的配合，轴承外圈与机座的配合情况。

表2 常用测量方法 项目 测量方法 项目 测量方法

齿轮模数 标准斜齿圆柱齿轮分度圆压力角αn=20°， 螺旋角β可以通过拓印的办法得到，模数不能直接测量，要通过间接测量其他几何量、计算、取标准值得出。计算办法： mnzd2mnacosβamn(zz)122cosβ对标准齿轮，其模数m=da/(z+2)。偶数齿可先用游标深度尺直接测得齿顶圆直径da，奇数齿可间接测出齿顶圆直径da=2e+d 曲面曲线轮廓 上式中，中心距a，齿顶圆直径da和齿数z是可以直接测量的，联立求解可求得mn和β。取m为标准值；β值精确到“秒”。 n 对精确度要求不高的曲面轮廓，可以用拓印法在纸上拓出它的轮廓形状，然后用几何作图的方法求出各连接圆弧的尺寸和中心位置，如图中的φ68、R8、R4和3.5 曲面曲线轮廓 用圆角规测量圆弧半径 续表2

项目 测量方法 项目 测量方法 直线尺寸 可用钢直尺或游标卡尺直接测量读数，如图中的长度94、13和28 可用内、外卡钳间接测量或用游标深度尺直接测量读数，如图中直径d 中心高 可用钢直尺或用钢直尺和内卡钳配合测量，如图中中心高H=A+d/2及43.5=18.5+50/2 直径尺寸 螺纹的螺距 P=1.5 可用螺纹规或钢直尺测得，如图中螺距 可用卡钳（或游标卡尺）结合钢直尺测量，如图中两孔中心距A=K+d及A=K-（D+d）/2 壁厚尺寸

可用钢直尺测量，如图中底壁厚度h=A-B，或用卡钳和钢直尺测量如图中侧壁厚度t=C-D 孔间距 （8）零件测绘时的注意事项。①对实际测量所得的数据有时不能直接标注在图上，而要进行有效的处理；②零件上非配合面、非接触面、不重要表面在测量所得的尺寸有小数时，应圆整，并尽可能与标准尺寸系列中的数值相同或相近；③零件中相配合的轴、孔尺寸应取一致；有配合关系的尺寸应在测出其基本尺寸的基础上，经分析、查阅有关手册后确定；④对一些计算尺寸不能圆整的，应精确到小数点后三位，如中心距、中心高等重要尺寸的计算；⑤对标准结构或与标准件相配合的结构，如直径、键槽、轮齿、退刀槽、销孔等以及与滚动轴承相配合的轴或箱体孔，测量出尺寸后应查国家标准取标准值。⑥零件上的制造缺陷如缩孔、刀痕、砂眼、毛刺以及使用过程中所造成的磨损或损坏的部位，不画或加以修正；零件上的工艺结构，如倒角、退刀槽等应查有关标准手册来确定并画在图样上。

4.绘制装配草图

绘制减速器装配草图是进行结构设计的一种方法，是检验减速器传动零件、轴及轴承装置、箱体及附件的结构是否合理的重要手段。因此，减速器装配草图应与减速器零件测绘交叉、相互补充、反复修改后完成。减速器装配草图必须按比例绘制，可视具体情况画1～2个视图。画图过程中注意：①零件是否得到可靠的定位和固定；②零件能否被顺利进行装拆；③零件是否具有良好的制造工艺性；④传动零件及轴承的良好润滑是否有保证；⑤减速器整体结构是否紧凑与合理。

5. 传动系统运动分析计算

（1）基本参数计算。计算系统总传动比、总效率，电机的转速、输出转矩、确定电机型号，并将有关参数填于表3；计算各级传动比和效率、计算各轴的转速、功率与转矩填于表4。计算方法在本节后叙内容。

表3

电机型号 参数 轴名 轴Ⅰ 轴Ⅱ 轴Ⅲ

额定功率Pm 满载转速nm 表4

输出功率 P（kW） 转速 n（r/min） 输出转矩 T（Nm） 同步转速 轴伸尺寸 总传动比 传动比i 效率 i12＝ 12＝ i23＝ 23＝ （2）工作能力分析计算。①校核低速级大齿轮齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度（参考本教材第六章）；②校核输出轴的强度（参考本教材第十二章）；③校核输出轴的滚动轴承（参考本教材第十二章）。

6. 绘制装配图和零件工作图

根据零件草图画装配图，绘制零件工作图，绘制方法和注意事项参阅本章前述内容。绘图时注意进行精度分析，合理选择并标注公差配合，标注尺寸及其偏差、形位公差、表面粗糙度，注写必要的技术要求，填写标题栏等。对低速级输出轴进行加工工艺分析，画工艺流程图。

7.编写计算说明书

格式及内容要求参阅本章后述内容。此外，说明书还可以包括一些其他技术说明，如装配、拆卸、安装时的注意事项，将采取的措施，啮合件及轴承的润滑方法和润滑剂的选择，散热和冷却等；测绘过程；测量方法；传动系统运动分析计算；低速级输出轴进行加工工艺分析；对存在问题提出改进意见等。

8.装配

拆卸、测量、观察、分析过程结束后，按拆卸的反顺序装配好减速器。步骤如下： ①在煤油里清洗各零件，检查有无零件及其他杂物留在箱体内后，擦净箱体内部，将各传动轴部件装入箱体内；②将嵌入式端盖装入轴承压槽内，并用调整垫圈调整好轴承的工作间隙；③将箱内各零件擦净并塗上机油防锈，再用手转动高速轴，观察有无零件干涉，经指导老师检查无误后合上箱盖；④松开起盖螺钉，装上定位销，并打紧。装上螺栓、螺母，用扳手分多次均匀拧紧；⑤装好轴承端盖，观察所有附件是否都装好。最后用棉纱擦净减速器外部，放回原处，摆放整齐。

（五）减速器的有关参数

（1）工作机转矩：约100～200 N﹒m，不计工作机效率损失。

（2）动力来源：电压为380V的三相交流电源；电动机输出功率Pd=1.5kW。 （3）工作情况：两班制，连续单向运行，载荷较平稳。 （4）使用期：10年，每年按360天计。