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机械设计实验指导书机械设计实验指导书 芦娜芦娜 北京邮电大学机电工程实验教学中心北京邮电大学机电工程实验教学中心 2006.9 传动装置组合设计实验传动装置组合设计实验 一、实验目的一、实验目的 1加深对各种传动结构形式的认识；了解它们所组成的传动系统。2根据传动系统的需要，学习怎样合理选择轴系部件。3了解轴承部件的装配、固定、调整和密封。4通过对实物的组装和测绘，为正确设计传动系统、合理选用轴承部件和密封元件加深感性认识。二、实验设备及工具二、实验设备及工具 1五种传动副：直齿圆柱齿轮 2 个、斜齿圆柱齿轮 2 个、螺旋齿轮 2 个、锥齿轮 2 个、蜗轮蜗杆各一个。2两种轴承：四个深沟球轴承、四个圆锥滚子轴承。3六种密封元件：毛毡圈、橡胶油封、迷宫式油封、回油螺纹式密封、O 型圈密封、密封垫圈。4四根传动轴及轴套和调整垫圈。5四个轴承座和 6 个轴承端盖。6一个箱体。7一把卡环钳子、一个铜棒。8扳手、螺丝刀、卡尺、钢板尺各一把 9木锤。三、试验内容和安排：三、试验内容和安排：1试验设备可组成九种传动组合方案（参考附图 19）。本试验内容包括两部分：必做部分和选做部分。必做部分包括在一级传动组合（直齿圆柱齿轮，斜齿圆柱齿轮，螺旋圆柱齿轮，直齿圆锥齿轮，蜗轮蜗杆）和二级传动组合（同轴式圆柱齿轮，螺旋圆柱齿轮，圆锥圆柱齿轮，蜗轮圆柱齿轮，螺旋、二对圆柱齿轮分流传动，圆锥、二对圆柱齿轮分流传动，蜗轮、二对圆柱齿轮分流传动）中各选一组实现；选做部分是除去必做部分外其他传动方案。2根据所确定的传动方案，选出所需的传动零件和轴。13根据传动零件的受力方向，选出所需轴承。1）如仅受轴向力或受轴向力很小时，应该选用深沟球轴承。2）如轴向力较大时，应该选用圆锥滚子轴承。这种轴承必须成对使用（正装或反装），放在轴的两端各一个或轴的一端两个，另一端放其它型号轴承；也可悬臂布置。但这种轴承间隙必须调整。注 轴承的种类很多，应根据受力特点合理选用。本实验箱仅提供两种常用的轴承供选用。4选择轴的支承方式 1）两端固定式（参考附图 11）这种结构一定要考虑到轴的热变形，在轴承与端盖之间留有间隙，其值的大小与工作时的最大温度、轴的长度及热膨胀系数有关。在轴承端盖与箱体端口间加调整垫圈来保证=0.20.4 值的尺寸。2）一端固定，一端游动式（参考附图 12）3）悬臂式支承（参考图附 13）两个圆锥滚子轴承同在轴的一侧。此类轴承组装时一定要考虑留有游隙，因为径向间隙组装后难以测量，换算成轴向间隙，测量较方便。一般轴向间隙4.02.0=，在轴承内端面加以调整垫圈来保证。5轴承的配合与固定 1）轴承的外圈与轴承座（或箱体）配合不宜过紧，工作时外圈能够微动，使外圈滚道磨损均匀，可延长轴承使用寿命。外圈的固定参看附图 11、13。2）轴承内圈与轴的配合较紧，尤其是在传递大功率时，应采用过盈配合。安装时，要将轴承在油中预加热，且在拆卸时要用轴承抓子，装配时要用压力机。使用本实验箱时，因考虑到轴承要经常重复拆装，所以不宜配合得过紧，以免拆卸困难。轴承内圈的固定（参考附图 10）可采用卡环、轴端挡圈、锁紧螺母、套环等。6密封结构的选择 密封的可靠性是传动系中的难题之一，因为要旋转就必须有间隙，而有间隙就会漏油。既要有间隙，又不能漏油，必须采取密封措施。密封结构型式很多，应根据具体情况来选择。本实验箱仅给出几种常用的密封结构，供试验中选用。端口密封（参见附图 14），有 O 型圈和密封衬垫。间隙密封（参见附图 15），有迷宫式和回油式。接触式密封（参见附图 16），有毛毡圈和油封式。7.实验时间两个小时。2四、实验步骤四、实验步骤 1根据设计方案，选出合乎要求的齿轮、轴、轴承、轴承座、密封件等，先进行清洗。再对它们的主要尺寸进行测量，将测得的数据填入实验记录表中。2根据设计方案，进行传动系统的组装。3在组装过程中，应接受教师的指导和检查。4组装完毕并经教师认可后，画出装配草图。拆卸所组装的传动系统，将所有零件整理装箱。交实验室教师验收后，方可离开。五、思考题五、思考题 1轴承类型应如何选择？2轴向力是通过哪些零件传递到支承座上的？3轴的支承方式如何选择？4轴承内外环采用什么固定方式？5轴承如何安装和选择？六、填写实验报告六、填写实验报告 3附图附图 1 至至 16 4 5 传动装置组合设计实验报告传动装置组合设计实验报告 班级学号 姓 名 实验日期 同组人 指导教师 成 绩 （一）（一）实验目的:6（二）实验纪录：11主要零件尺寸表 名 称 尺 寸 齿 轮 齿形：齿数：模数：轴 与齿轮配合处直径：与轴承配合处直径：轴 承 型号：内径：外径：宽度：轴 承 座 内径；外径：宽度：轴 承 盖 内径：外径：宽度：密 封 件 内径：外径：材料：22主要零件的作用和功能 名 称 作 用 齿 轮 轴 轴 承 轴 承 座 轴 承 盖 密 封 件 （三）绘制所组装的传动图。（绘图的要求可根据课时长短和教师安排决定）。（四）回答思考题 1.轴向力是通过哪些零件传递到支承座上的？7 2.轴承内外环采用什么固定方式？3.轴承间隙如何调整？（五）收获和体会 8减速器拆装实验减速器拆装实验 一、实验名称：减速器拆装 二、实验目的：1、了解减速器的作用；2、了解减速器的组成与分类；3、了解组成减速器的各类零件的结构特点、作用、尺寸精度、形状位置精度、表面光洁度要求，以及他们之间的装配关系和对减速器工作质量的影响。三、实验设备：拆装实验用减速器 在一般机器设备的传动中，从原动机到工作机之间，一般都装有减速器。减速器的作用为：降低转速，传递运动和动力，增大转矩，减速器输入轴与原动机（动力机）的联接一般采用联轴器，或者采用皮带传动，减速器输出轴与工作机的联接，一般采用联轴器。减速器一般由箱体、齿轮、轴、轴承等主要零件和其他零件等组成。根据传动零件的种类和不同组合，减速器可分为:圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器、蜗杆减速器、圆锥圆柱齿轮减速器和蜗杆齿轮减速器。根据传动的级数，可分为：单极（一级）、二级和多级减速器。本实验用的是圆柱齿轮减速器和圆柱圆锥齿轮减速器。减速器传动功率的大小，应通过设计计算决定，它决定了减速器的主要传动零件齿轮轴的几何参数和结构尺寸大小。齿轮与轴的配合，一般采用过度配合。齿轮与轴的轴向固定，一般采用键联接。齿轮在轴上的轴向定位和固定，一般采用轴肩、轴环、套筒、档圈和轴端制动垫片等。减速器轴的径向支撑，一般采用滚动轴承。滚动轴承的类型、规格、尺寸，应根据载荷大小和性质，通过计算决定。当载荷为径向载荷或同时有很小的轴向载荷时，可采用向心轴承；当载荷为径向载荷同时有不大的轴向载荷时，可采用向心推力轴承；当载荷仅为轴向轴承时，可采用推力轴承。滚动轴承与轴和轴承座的配合为过度配合。一般动圈配合紧些，静圈配合松些，有时静圈甚至采用较紧的动配合。减速器齿轮的润滑。最简单是采用油池浸油润滑，复杂一些是采用油泵喷油润滑。轴承的润滑，可采用稀油润滑或油脂润滑。当轴承采用油脂润滑时，为避免减速器箱体内润滑油由 9于飞溅而进入轴承，应在轴承靠近箱体内表面一侧装有挡油环。当轴承采用稀油润滑时则应在上下箱体的接合面处分别开斜坡和油沟，以便润滑油流入轴承座，进入轴承润滑。为防止润滑油从减速器的剖分面、轴承处向下渗透，一般在箱体解剖分面处涂密封胶；在轴承盖与箱体的接合面处加密封垫；在输出轴和输入轴的轴承透盖处应加密封装置。为观察减速器内润滑油的多少，油位高低，可采用窗口式油标直接观察，也可以采用油尺检查。为定期更快的更换润滑油或清洗箱体时排油方便，一般在下箱体底部水平设置螺旋油塞。为观察减速器的齿轮传动情况。通常在上箱体上部开有窥视孔。一般还在上箱体的最高位置上装有通风罩或透气塞。这是为了防止减速器运动时由于发热而便内部压力增高。造成各处密封润滑油向外渗漏。设置通气孔，使得内外相通，内部压力就不会增高了。本次实验备有拆装测量工具一套，计有套筒扳手、活动扳手、起子、钢卷尺等。四、实验步骤 1、拆开轴承盖（注意装配位置，最好做上记号）；2、拆开上下箱体联接螺栓，拧开启盖螺钉，取下上箱盖；3、拆下滚动轴承、齿轮、观察轴、箱体、轴承等零件的结构及装配关系等；4、测量齿轮模数、螺旋角等；5、将拆开的零件重新组装成减速器。五、注意事项 1、减速器较重，搬动，拆装时注意安全；2、注意拆装顺序，拆开的零件摆放整齐；3、箱体、齿轮等零件，都是用待用材料铝制造的，注意不要磕碰，以免损伤；4、拆装螺栓时扳手要调整好，以免将螺钉拧“圆”；5、实验报告要按要求内容全部完成，书写要工整，计算要准确。六、实验报告内容要求 在实验报告中要写下列内容：1、实验名称，实验者的姓名班级；2、实验目的简述；103、轴上零件轴向和径向固定采用了哪些方法？4、窥视孔、通气孔、油面指示器、放油孔、吊环吊耳的作用时什么 5、如何调整轴承游隙；6、计算出减速器的传动比 i（用齿数比表示）；7、测量算出斜齿轮的模数和螺旋角；8、根据轴径 d 估算减速器所能传递最大功率；P（d/c）n 式中：p功率（kw）；d轴颈（mm）；n轴转速（/min），n=1430 转/分;c轴材料决定的系数，对于 45 号钢，c=112.9、试分析影响减速器工作质量的因素；10、其他收获和体会。11