机械设计实验指导书.doc

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机械设计基础实验指导书

教师：李 伟
2017年3月

实验一 机构展示与认知实验
一、实验目的
1. 通过实验增强对机构与机器的感性认识；
2. 通过实验了解各种常用机构的结构、类型、特点及应用。
二、实验方法及主要内容
本陈列室陈列了一套CQYG-10B机械原理展示柜，主要展示平面连杆机构、空间连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系、间歇机构以及组合机构等常见机构的基本类型和应用。
通过演示机构的传动原理，增强学生对机构与机器的感性认识。通过实验指导老师的讲解与介绍，学生的观察、思考和分析，对常用机构的结构、类型、特点有一初步的了解。提高对学习机械原理课程的兴趣。
三、展示及分析
（一）机构的组成
通过对蒸气机、内燃机模型的观察，我们可以看到，机器的主要组成部分是机构。简单机器可能只包含一种机构，比较复杂的机器则可能包含多种类型的机构。可以说，机器乃是能够完成机械功或转化机械能的机构的组合。
机构是机械原理课程研究的主要对象。通过对机构的分析，我们可以发现它由构件和运动副所组成。机器中每一个独立运动的单元体称为一个构件，它可以由一个零件组成也可以由几个零件刚性地联接而组成；运动副是指两构件之间的可动联接，常用的有转动副、移动副、螺旋副、球面副和曲面副等。凡两构件通过面的接触而构成的运动副，通称为低副；凡两构件通过点或线的接触而构成的运动副，称为高副。

（二）平面连杆机构
连杆机构是应用广泛的机构，其中又以四杆机构最为常见。平面连杆机构的主要优点以能够实现多种运动规律和运动轨迹的要求，而且结构简单、制造容易、工作可靠。
平面连杆机构分成三大类：即铰链四杆机构；单移动副机构；双移动副机构。
1. 铰链四杆机构分为：曲柄摇杆机构、双曲柄机构、双摇杆机构，即根据两连架杆为曲柄，或摇杆来确定。
2. 单移动副机构，它是以一个移动副代替铰链四杆机构中的一个转动副演化而成的。可分为：曲柄滑块机构，曲柄摇块机构、转动导杆机构及摆动导杆机构等。
3. 双移动副机构是带有两个移动副的四杆机构，把它们倒置也可得到：曲柄移动导杆机构、双滑块机构及双转块机构。
通过平面连杆机构应用实例，我们可以归纳出平面连杆机构在生产实际中所解决的两类基本问题：一是实现给定的运动规律，二是实现预期的运动轨迹。
（三）凸轮机构
凸轮机构可以实现各种复杂的运动要求，结构简单紧凑，因此广泛应用于各种机械中。凸轮机构的类型很多，通常按凸轮的形状和推杆（从动件）的形状和运动来分类。凸轮有盘行凸轮、移动凸轮、圆柱凸轮；推杆按形状分有尖顶、滚子和平底，按运动形式分为直动和摆动推杆；封闭方式分为力封闭、形封闭等。

（四）齿轮机构
齿轮机构是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。具有传动准确、可靠、运转平稳、承载能力大、体积小、效率高等优点，广泛应用于各种机器中。根据轮齿的形状齿轮分为：直齿圆柱齿轮、斜齿圆柱齿轮、圆锥齿轮及蜗轮、蜗杆。根据主、从动轮的两轴线相对位置，齿轮传动分为：平行轴传动、相交轴传动、交错轴传动三大类。
1．平行轴传动的类型有：外、内啮合直齿轮机构、斜齿圆柱齿轮机构、人字齿轮机构、齿轮齿条机构等。
2．相交轴传动的类型有圆锥齿轮机构，轮齿分布在一个截锥体上，两轴线夹角常为90°。
3．交错轴传动的类型有：螺旋齿轮机构、圆柱蜗轮蜗杆机构，弧面蜗轮蜗杆机构等。在参观这部分时，学生应注意了解各种机构的传动特点，运动状况及应用范围等。
4．齿轮机构参数
齿轮基本参数有齿数z、模数m、分度圆压力角α、齿顶高系数h*a、顶隙系数c*等。

（五）轮系的类型
所谓轮系，是指由一系列齿轮所组成的齿轮传动系统。轮系的类型很多，其组成也各种各样，通过根据轮系运转时各个齿轮的轴线相对机架的位置是否都是固定的，而将轮系分为定轴轮系、周转轮系和混合轮系大类。周转轮系按自由度分为行星轮系和差动轮系，还可根据基本构件的不同加以分类，包含一个系杆H，两个中心轮K，称之为2K—H型周转轮系；包含有三个中心轮，叫作3K型周转轮系。在实际机构中采用最多的是2K—H型轮系。复合轮系可能既包含定轴轮系部分，也包含周转轮系部分，或者是由几部分周转轮系组成。计算复合轮系传动比的正确方法，是将其所包含的各部分定轴轮系和各部分周转轮系——加以分开，并分别应用定轴轮系和周转轮系传动比的计算公式求出它们的传动比，然后加以联立求解，从而求出该轮系的传动比。

（六）间歇运动机构
间歇运动机构广泛用于各种需要非连续传动的场合。常见的有棘轮机构；摩擦式棘轮机构；槽轮机构；不完全齿轮机构；凸轮式间歇运动机构；万向节及非圆齿轮机构等。通过各种机构的动态演示学生应知道各种机构的运动特点及应用范围。
（七）组合机构
由于生产上对机构运动形式，运动规律和机构性能等方面要求的多样性和复杂性，以及单一机构性能的局限性，以致仅采用某一种基本机构往往不能满足设计要求，因而常需把几种基本机构联合起来组成一种组合机构。组合机构可以是同类基本机构的组合，也可以是不同类型基本机构的组成，常见的组合方式有串联、并联、反馈以及叠加等。
四、按要求完成实验报告，实验报告应包含以下内容：
(一) 实验目的
(二) 实验设备名称及型号
(三) 实验方法及主要内容
(四) 实验结果
1 完成如下相关的习题
1) 机器是由什么组成？机构是由什么组成？什么叫构件? 什么叫运动副？
2) 铰链四杆机构有哪三种基本类型？铰链四杆机构可演化成哪些其他四杆机构？试列举应用实例。
3) 凸轮机构是如何分类的？可分哪些类型?
4) 齿轮机构根据其齿形可分为哪些类型？根据两轴线的位置又可分为哪些类型？分析各种类型的特点及应用场合。
5) 轮系有哪些类型？轮系有哪些功用并列举应用实例？
2实验的体会与收获

实验二 机构运动简图测绘与分析实验
一、 实验目的
1． 熟悉并掌握机构运动简图绘制的原理和方法，学会根据实际机械和模型绘制机构运动简图的技能；
2． 加深和巩固机构自由度的计算方法，并检验机构是否具有确定运动；
3． 加深对平面机构结构分析的了解。
二、 实验内容及要求
1． 以指定的3～4种机构模型或机器为研究对象，进行机构运动简图的绘制；
2． 分析所画各机构的构件数、运动副类型和数目，计算机构的自由度，并验证它们是否具有确定的运动；
3． 进行机构的结构分析。
三、 实验设备和工具
1． 各种机器实物和模型；
2． 学生自备铅笔、直尺、圆规、橡皮、草稿纸等；
四、 实验原理
机器和机构都是由若干构件及运动副组合而成。而机构的运动是由原动件的运动规律、联接各构件的运动副类型和机构的运动尺寸（即各运动副间相对位置尺寸）来决定的。因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简单的线条来代替构件。构件的表示法见图1。用规定的符号代表运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此表明机构的运动特征。常用运动符号示例见表1－1。
五、 实验步骤
1、确定组成机构的构件数：缓慢转动机器，沿着运动传递的线路仔细看清各构件间的相对运动(有些相互连接构件间的相对运动非常微小)，从而确定组成机构的构件数目。
2、确定运动副的类型：根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动特点，确定各个运动副的类型。
3、选定视图平面：一般选择与多数构件运动平面平行的平面为视图平面。
4、绘制机构示意图的草图：凭目测在草稿纸上徒手按规定的运动副代表符号，从原动件开始，按各构件的连接次序，用简单的线条代表构件，逐步画出机构示意图的草图。用数字1、2、3……分别标准各构件，用字母A、B、C……分别标准各运动副。
5、计算机构的自由度数，并将计算结果与实际机构的自由度相对照，观察二者是否相符。机构自由度的计算公式：F=3n-2PL-PH
(式中： n为活动构件的数目;PL为低副的数目; PH为高副的数目。)
6、测量机构运动尺寸：对转动副测量回转中心间的相对尺寸；对移动副测量导路方向线和与其有关的其他运动副间的相对尺寸。
7、选取适当的比例尺：长度比例尺
8、绘制机构运动简图：按一定的比例尺。用制图仪器画成正式的机构运动简图。

图1 构件的表示法
表1－1常用运动符号

六、实验安排
1、先由指导教师对测绘过程进行讲解示范，然后分组进行测绘。
2、每个同学应测量4个机构。

机构运动简图测绘实验报告
机构运动简图绘制
1.机构名称：
2.机构名称：

比例尺
比例尺

计算自由度：

机构运动是否确定？
理由：

计算自由度：

机构运动是否确定？
理由：

3.机构名称：
4.机构名称：

比例尺
比例尺

计算自由度：

机构运动是否确定？
理由：

计算自由度：

机构运动是否确定？
理由：

七、思考题
1、机构运动简图在工程上有什么作用？
2、正确的“机构运动简图”应能说明哪些内容？
3、机构自由度的计算对测绘机构运动简图有何帮助？
4、自由度大于或小于原动件数时会产生什么结果？

实验三：齿轮参数的测定
一、目的
1. 熟悉齿轮各部分名称和几何关系。
2. 学会运用一般测量工具测定渐开线齿轮的各基本参数，通过参数测量，从中掌握标准齿轮与变位齿轮的基本判别方法。
3. 学会测量齿厚的一般方法。
二、设备和工具
被测齿轮、游标卡尺，并自备计算器和稿纸。
三、测量原理和方法
通过改变标准刀具对齿轮毛坯的径向位置或改变标准刀具的齿槽宽切制出的齿形为非标准渐开线齿形的齿轮。切制轮齿时，改变标准刀具对齿轮毛坯的径向位置称为径向变位。改变标准刀具的齿槽宽称为切向变位。最常用的是径向变位，切向变位一般用于圆锥齿轮的变位。

用展成法加工齿轮时,若齿条形刀具的中线NN与齿轮毛坯的分度圆相切并作纯滚动，加工出来的齿轮称为标准齿轮。若齿条形刀具的中线不与齿轮毛坯的分度圆相切，而是与刀具中线平行的另一条分度线 （机床节线）与齿轮毛坯的分度圆相切并作纯滚动，则加工出来的齿轮称为径向变位齿轮。加工径向变位齿轮时，齿条形刀具的中线相对被加工齿轮分度圆移动的距离称为变位量,用xm表示,x称为变位系数，m为模数。通常规定，刀具中线相对轮心移远时，x取正值,称为正变位；刀具中线相对轮心移近时，x取负值，称为负变位。
变位齿轮与标准齿轮相比，其模数、齿数、压力角均无变化；但是正变位时，齿廓曲线段离基圆较远，齿顶圆和齿根圆也相应增大，齿根高减小，齿顶高增大，分度圆齿厚与齿根圆齿厚都增大，但齿顶容易变尖；负变位时，齿廓曲线段离基圆较近，齿顶圆和齿根圆也相应减小，齿根高增大，齿顶高减小，分度圆齿厚和齿根圆齿厚都减小。
径向变位齿轮传动可分为高变位齿轮传动和角变位齿轮传动。
高变位齿轮传动又称变位零传动，其特点是两轮的变位系数x1+x2=0。因此，高变位齿轮传动的啮合角α′等于标准齿轮压力角α，即α′=α；节圆与分度圆重合，即r′=r；中心距a′等于标准齿轮传动的中心距a，即a′=a。但由于变位齿轮齿顶高和齿根高发生了变化，高变位齿轮传动可用于中心距等于标准中心距，而又需要提高小齿轮齿根弯曲强度和减小磨损的场合。
角变位齿轮传动的特点是x1+x2≠0，故α′≠α，r′≠r，a′≠a。 与标准齿轮传动相比，其啮合角发生了变化。当x1+x2>0 时，称为正传动，此时α′>α，r′>r,a′>a。采用正传动可以提高轮齿的接触强度和弯曲强度，改善轮齿的磨损，凑配中心距，但重合度有所减小。当x1+x2<0 时，称为负传动，此时α′<α，r′<r，a′<a。采用负传动除重合度有所增大外，轮齿弯曲强度降低，磨损加剧。因此，除凑配中心距外，尽量不采用负传动。
变位齿轮的作用，即为什么要对标准齿轮进行变位。原因有三个：
1）一对啮合的标准齿轮，由于小齿轮齿根厚度薄，参与啮合的次数又较多，因此强度较低，容易损坏，影响了齿轮传动的承载能力。
2）标准齿轮中心距用a表示，若实际需要的中心距（用A表示）A<a时，就根本无法安装；若A>a,可以安装，却产生大的侧隙，重合度也降低，都影响了传动的平稳性。
3）若滚齿切制的标准齿轮（压力角为20度）齿数小于17，则会发生根切现象，影响实际使用。
齿数Z、模数 m、压力角α、齿顶高系数、顶隙系数Cx、变位系数X等是齿轮的基本参数，这些参数可能过测量或计算而得。这些参数一旦被确定，则该齿轮的各部分尺寸即可确定。
由图3—1可知，当游标卡尺的两卡脚分别与两渐开线齿廓的不同位置相切时，两切点间距和均为两渐开线的公法线，根据渐开线性质可知：＝＝，且必与基圆相切。
卡脚与齿廓的切点位置与卡测数Ｋ的多少有关，如果卡测齿数过多，则卡脚可能与两齿顶相接触而不是相切；相反，如果卡齿数过少，则两卡脚可能与齿根接触，也不一定是相切。这时所测出的两触点间的距离不是真正的公法线长度。测量公法线长度时，最好使两卡脚与两齿廓的切点大致落在分度线附近。为此卡测齿线Ｋ可按下表选取：
z
12～18
19～26
27～36
37～45
46～54
55～63
64～72
k
２
３
４
５
６
７
８
通过测量公法线长度、，齿数Z、顶圆直径da则可求出齿轮的主要参数：m、α、x、和Cx。方法如下：
1. 齿数Z：可直接由具体齿轮数出。
2. 模数m和压力角α
根据齿数Z由上表查出卡测数K（或由附表3—1）求得，并分别测出公法线长度、（亦可），由图3—2可得，
=Pb（k-1）+Sb （1）
=Pb·k+Sb （2）
由（2）与（1）相减得基圆齿距
Pb=-=πmcosα
∴ 模数 m= （3）
其中：α——分度圆压力角。
一般α=20°但也有α=15°，故分别以α=20°和15°代入式求出m值，如与标准值相符或极接近者，则此压力角为该齿轮压力角。所求得的m值为该齿轮的模数。
测量时，千分尺的卡脚与齿廓工作段中部附近相切，即卡脚与齿轮两个渐开线齿面相切在分度圆的附近。
3. 变位系数
根据测得的公法线长度和（由附表3—1求得），则可得齿轮变位系数
X= （4）
根据计算结果：如X=0，则为标准齿轮；如果X>0，则为正变位齿轮；如果X<0，则为负变位齿轮。对非机类专业，由于变位齿轮是超出其教学要求，故不要求非机类同学进一步测定和计算变位齿轮的有关参数和尺寸。
4. 分度圆直径d：对直齿圆柱齿轮
d=mz （5）
5. 测量齿顶圆直径da和齿根圆直径df，，当齿数Z为偶数时，可直接量出和.。当齿数Z为奇数时
（6）
（7）
（
H1和H2分别为从齿轮孔壁到齿顶和齿根之距（见图3—3）
6. 齿顶高系数
齿顶高
（8）
对标准直齿圆柱齿轮
（9）
由（8）和（9）式得出齿顶高系数
（10）
如果求出的符合标准值：如=1则为正常齿，此时Cx=0.25，如=0.8，则为短齿，此时Cx=0.80。
7. 齿厚测量
齿厚测量常是切齿过程用以测量和检验切削用量以及控制齿侧间隙的一种方法。
圆柱齿轮齿厚测量常用公法线长度或分度圆弦齿厚（或固定弦齿厚）。公法线长度的测量原理和它所用的工具如前所述。测量时，卡测齿数K及公法线长度Wk的理论值可由附表3—1求得。分度圆弦齿厚的测量可用齿轮游标卡尺来进行（图3—4）。齿轮游标卡尺实际上是由垂直和水平方向上的两把游标卡尺组成。测量时，分度圆弦齿高按附表3—2求得，以齿顶为基准，并按调整垂直方向上的游标卡尺。然后在水平游标卡尺上读出分度圆弦齿厚。
四、实验步骤
单个齿轮参数的测量可按下列方框图所示的方法和步骤进行。
附表3—1标准直齿圆柱齿轮公法线长度Wk与卡测齿数K（α=20°）
Z
12
18
25
33
34
Wko（m=1mm）
4.582
4.680
7.730
10.795
10.809
K
2
2
3
4
4
注：1. 当m≠1时，公法线长度：Wk等于表中数值乘以该轮模数而得。
2. 变位直齿圆柱齿轮公法线长度Wk=（Wko+0.684x）m
卡测齿数=0.111Z+0.5+1.75x
附表3—2标准圆柱齿轮分度圆弦齿厚和弦齿高（α=20°，m=1mm，=1）
Z
12
18
25
33
34

1.5663
1.5688
1.5698
1.5702
1.5702

1.559
1.0342
1.0247
1.0187
1.0181
注：当m≠1时，实际的和值可用表中数值第乘以该模数m而得。
五、思考题
1. 决定齿廓形状的基本参数有哪些？
2. 测量公法线长度时，卡尺的卡脚若放在渐开线齿廓的不同位置上，对所测定的公法线长度和有无影响？为什么？
3. 在测量顶圆直径da和根圆直径df时，对偶数齿和奇数齿的齿数的齿轮在测量方法上有什么不同？
六、测量结果
齿轮齿数Z

跨测齿数K

公法线长度测量值

测量次数
1

2

3

公法线长度平均值

基节Pb=-

m=
α=20°

α=15°

与标准比较后取值
m

α

公法线长度计算值Wk

变位系数X=

判断齿轮
属标准齿轮

属变位齿轮

齿轮的其他参数
测量值
计算值
测量值
计算值
测量值
计算值
分度圆直径d

顶圆直径da

根圆直径df

分度圆弦齿厚S

分度圆弦齿高ho

实验四 轴系结构设计实验
一、实验目的
1. 熟悉并掌握轴、轴上零件的结构形状及功用、工艺要求和装配关系；
2. 熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法，为轴系结构设计提供感性认识；
3. 了解轴承的类型、布置、安装及调整方法，以及润滑和密封方式；
4. 掌握轴承组合设计的基本方法，综合创新轴系结构设计方案。
二、实验设备
1. 组合式轴系结构设计与分析实验箱。箱内提供可组成圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系和蜗杆轴系三类轴系结构模型的成套零件，并进行模块化轴段设计，可组装不同结构的轴系部件。
2. 实验箱按照组合设计法，采用较少的零部件，可以组合出尽可能多的轴系部件，以满足实验的要求。实验箱内有齿轮类、轴类、套筒类、端盖类、支座类、轴承类及联接件类等8类40种168个零件。
3. 测量及绘图工具:直尺、游标卡尺、铅笔、三角板、稿纸等（除游标卡尺外，其余需自带）。
三、实验原理
1. 轴系的基本组成
轴系是由轴、轴承、传动件、机座及其它辅助零件组成的，以轴为中心的相互关联的结构系统。传动件是指带轮、链轮、齿轮和其它做回转运动的零件。辅助零件是指键、轴承端盖、调整垫片和密封圈等一类零件。
2. 轴系零件的功用
轴用于支承传动件并传递运动和转矩，轴承用于支承轴，机座用于支承轴承，辅助零件起联接、定位、调整和密封等作用。
3. 轴系结构应满足的要求
（1）定位和固定要求：轴和轴上零件要有准确、可靠的工作位置；
（2）强度要求：轴系零件应具有较高的承载能力；
（3）热胀冷缩要求：轴的支承应能适应轴系的温度变化；
（4）工艺性要求：轴系零件要便于制造、装拆、调整和维护。
四、实验内容
1. 根据教学要求每组学生可自行选择实验内容（圆柱齿轮轴系、小圆锥齿轮轴系或蜗杆轴系等）；
2. 熟悉实验箱内的全套零部件，根据提供的轴系装配方案（可参考图1-图6或有教师提供），选择相应的零部件进行轴系结构模型的组装；
3. 分析轴系结构模型的装拆顺序，传动件的周向和轴向定位方法，轴的类型、支承形式、间隙调整、润滑和密封方式；
4. 通过分析并测绘轴系部件，根据装配关系和结构特点画出轴系结构装配图。

图1 小圆锥齿轮轴系装配方案（正装）

图2 小圆柱齿轮轴系装配方案之一

图3 小圆柱齿轮轴系装配方案之二

图4 大圆柱齿轮轴系装配方案

图5 小圆锥齿轮轴系装配方案（反装）

图6 蜗杆轴系装配方案

五、实验步骤
1. 明确实验内容及要求，复习轴的结构设计及轴承组合设计等内容；
2. 每组学生使用一个实验箱，根据给出的轴系结构装配示意图之一，构思轴系结构装配方案；
3. 在实验箱内选取所需要的零部件，进行轴系结构模型的组装；
4. 分析总结轴系结构模型的装拆顺序，传动件的周向和轴向定位方法，轴承的类型、支承形式、间隙调整、润滑和密封方式；
5. 使装配轴系部件恢复原状，整理所用的零部件和工具，放入实验箱内规定位置，经指导教师检查后可以结束实验；
6. 根据实验过程及要求，每个学生写出一份实验报告(含回答思考题)，并绘制一份轴系结构装配图。
六、实验结果分析
1、轴上各键槽是否在同一条母线上。
2、轴上各零件（如齿轮、轴承）能否装到指定位置。
3、轴上零件的轴向、周向固定是否可靠。
4、轴承能否拆下。
5、 轴系结构分析（组成零件功能表）
序号
零件名称
数量
功能作用
1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

实验五 减速器拆装试验
一、实验目的
（1）通过对减速器的拆装与观察，了解减速器的整体结构、功能及设计布局。
（2）通过减速器的结构分析，了解其如何满足功能要求和强度、刚度要求、工艺（加工与装配）要求及润滑与密封等要求，分析了解各种附件的功能。
（3）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。
（4）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、实验设备和工具
（1）展开式双级斜齿圆柱齿轮减速器拆装模型，分流式两级斜齿圆柱齿轮减速器拆装模型。
（2）观察、比较用减速器 WD130蜗杆减速器、NGW31摆线针轮减速器、JZQ250双级斜齿圆柱齿轮减速器。
（3）活动扳手、手锤、钢直尺、游标卡尺。
三、减速器的类型与结构
减速器是一种由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。
减速器常见类型有以下三种：圆柱齿轮减速器、锥齿轮减速器和蜗杆减速器，分别见图5-l 、、所示。
）单级圆柱齿轮减速器 ）锥齿轮减速器 ）下置式蜗杆减速器
图5-1 减速器的类型
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。蜗杆减速器又可分为蜗杆上置式和蜗杆下置式。
两级和两级以上的减速器的传动布置形式有展开式、分流式和同轴式三种形式，分别见图5-2 、、所示。展开式用于载荷平稳的场合，分流式用于变载荷的场合，同轴式用于原动机与工作机同轴的特殊的工作场合。
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。实图5-3为单级圆柱齿轮减速器的结构图。
箱体为剖分式结构，由箱盖和箱座组成，剖分面通过齿轮轴线平面。箱体应有足够的强度和刚度，除适当的壁厚外，还要在轴承座孔处设加强肋以增加支承刚度。
）展开式 ）分流式 ）同轴式
图5-2 减速器传动布置形式
一般先将箱盖与箱座的剖分面加工平整，合拢后用螺栓联接并以定位销定位，找正后加工轴承孔。对支承同一轴的轴承孔应一次镗出。装配时，在剖分面上不允许用垫片，否则将不能保证轴承孔的圆度误差在允许范围内。
箱盖与箱座用一组螺栓联接。为保证轴承孔的联接刚度，轴承座安装螺栓处做出凸台，并使轴承座孔两侧联接螺栓尽量靠近轴承座孔。安装螺栓的凸台处应留有扳手空间。
为便于箱盖与箱座加工及安装定位，在剖分面的长度方向两端各有一个定位圆锥销。箱盖上设有窥视孔，以便观察齿轮或蜗杆蜗轮的啮合情况。窥视孔盖上装有通气 图5-3 单级圆柱齿轮减速器结构图
器，使箱体内外气压平衡，否则易造成漏油。 1—起盖螺钉；2—通气器；3—视孔盖；4—箱盖；
为便于拆卸箱盖，其上装有起盖螺钉。 5—吊耳；6—吊钩；7—箱座；8—油标尺；
为拆卸方便，箱盖上设有吊耳或吊环螺 9—油塞；10—油沟；11—定位销
钉。为搬运整台减速器，在箱座上铸有吊钩。
箱座上设有油标尺用来检查箱内油池的油面高度。最低处有放油油塞，以便排净污油和清洗箱体内腔底部。箱座与基座用地脚螺栓联接，地脚螺栓孔端制成沉孔，并留出扳手空间。
四、减速器的润滑与密封
减速器的润滑主要指齿轮与轴承的润滑，其润滑方式及润滑剂的选择见第12章及第16章。
减速器需密封的部位很多，可根据不同的工作条件和使用要求选择不同的密封结构。轴伸出端的密封和轴承靠箱体内侧的密封见第16章。箱体接合面的密封通常于装配时在箱体接合面上涂密封胶或水玻璃。
五、实验步骤
（1）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）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。
（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）拧下箱盖和箱座联接螺栓，拧下端盖螺钉（嵌入式端盖除外），拔出定位销，借助起盖螺钉打开箱盖。
（5）测定齿轮直齿圆柱齿轮齿数、模数，轴径。用游标卡尺测量其值。
（6）仔细观察箱体剖分面及内部结构（润滑、密封、放油螺塞等），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。
（7）取出轴系部件，拆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。
（8）分析轴承内圈与轴的配合，轴承外圈与机座的配合情况。
（9）拆、量、观察分析过程结束后，按拆卸的反顺序装配好减速器。
六、注意事项
（1）减速器拆装过程中，若需搬动，只准搬动模型，并注意人身安全。
（2）拆卸箱盖时应先拆开联接螺钉与定位销，再用起盖螺钉将盖、座分离，然后利用盖上的吊耳或环首螺钉起吊。拆开的箱盖与箱座应注意保护其结合面，防止碰坏或擦伤。
（3）拆装轴承时须用专用工具，不得用锤子乱敲。无论是拆卸还是装配，均不得将力施加于外圈上通过滚动体带动内圈，否则将损坏轴承滚道。
七、思考题
（1）减速器的用途是什么？有哪些类型？
（2）箱体结合面用什么方法密封？
（3）减速器箱体上有哪些附件？各起什么作用？分别安排在什么位置？
（4）测得的轴承轴向间隙如不符合要求，应如何调整？
（5）轴上安装齿轮的一端总要设计成轴肩（或轴环）结构，为什么此处不用轴套？
（6）扳手空间如何考虑？正确的扳手空间位置如何确定？
 八、实验记录
1.拆装减速器的主要参数
减速器名称

齿数及旋向

中 心 距
a12

a34

中 心 高

外廓尺寸
长×宽×高

地脚螺栓孔距
长×宽

传 动 比
12
i

轴承代号及数量
34
i

润滑方式
齿轮(蜗杆、蜗轮)

轴 承

与轴承配合处轴径

密封方式
有相对运动的部位

无相对运动的部位

模 数
mn
高 速 级

低 速 级

2.根据测量数据用CAD画出轴系结构的俯视剖面图。
3.轴系结构分析（选择填空题）
（1）分析对象为 （高速、中速、低速）轴系。
（2）齿轮(或蜗轮)在轴上的轴向定位是由 （轴肩、轴套、端盖、挡圈）实现的。周向定位是由 （销、键、过盈配合、紧定螺钉）实现的。
（3）轴承在轴上的轴向定位是由 （轴肩、轴套、端盖、挡圈）实现的，周向定位是由 （销、键、过盈配合、紧定螺钉）实现的。
（4）轴系在箱体上的定位是由 （轴承座孔、端盖、螺钉）实现的。
（5）需要进行间隙调整的地方是 （轴向间隙、径向间隙），调整方法是 （调整螺母、调整螺钉、增减调整垫片）。需调整的原因是 （转动灵活、齿轮啮合好、保持适当的间隙）。
（6）轴段长度应比齿轮（蜗轮）轮毂宽度 （大、小），才能使齿轮（蜗轮）轴向定位。
（7）轴肩高度应比轴承内圈外径 （大、小、相等），以便对轴承进行拆装。
（8）轴承端盖与轴承外圈接触处的厚度不能太 （厚、薄），否则将与 相碰擦。
（9）轴承端盖孔与轴外径之间应留有足够的 （轴向间隙、径向间隙），以避免二者碰擦，而此处的泄漏问题由 （密封装置、回油装置、防尘装置）避免。

精选