试验九轴系结构分析试验.docx
- 文档编号:6269330
- 上传时间:2023-01-05
- 格式:DOCX
- 页数:12
- 大小:189.42KB
试验九轴系结构分析试验.docx
《试验九轴系结构分析试验.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《试验九轴系结构分析试验.docx(12页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
试验九轴系结构分析试验
机械传动系统结构设计分析与综合虚拟仿真实验
—机械拆装及轴系结构设计
一、概述
减速器是一种应用非常广泛的传动装置,一般由箱体、轴系部件和附件等组成。
箱体是用来安装减速器上其它零部件,保证传动件准确运转、良好润滑和密封的重要零件。
为便于轴系部件的安装和拆卸,箱体多采用沿齿轮轴心线水平剖分式结构,即由箱盖和箱座两部分组成,通过普通螺栓把他们连接在一起。
轴系部件是指轴及其上所安装的齿轮、蜗轮、套筒、键、轴承及轴承端盖等的总称,是减速器的核心部分,其设计性能的优劣直接决定了机器的性能与使用寿命。
轴系结构设计包括轴的结构设计和轴承组合设计。
轴结构设计的目的是根据工作情况确定轴的合理外形和全部结构尺寸。
轴系结构主要取决于轴在机器中的安装位置及形状,轴上零件的类型、尺寸、数量以及和轴联接的方式,载荷的性质、大小、方向及分布情况,轴的加工工艺等。
由于影响轴的结构因素较多,且其结构又随具体工作条件的不同而改变,因此没有标准的结构模式,在设计中应针对不同的情况确定轴的结构,但无论情况如何,轴的结构都应满足以下主要要求:
(1)轴和轴上零件要有确定的工作位置及正确的定位;②轴应便于加工,轴上零件要易于装拆及调整;③轴应具有良好的工艺性;④轴应受力合理,有利于提高强度和刚度;⑤应尽量减小应力集中,并节省材料,减轻重量。
轴承组合设计的目的是合理地解决轴承的固定和配置、提高轴承系统的刚度、轴承的润滑及密封等。
轴承的轴向固定形式主要有:
①两端单向固定结构;②一端双向固定、一端游动结构;③两端游动结构(一般用于人字齿轮传动中的一根轴系结构设计)。
轴承的配合指轴承内圈与轴颈、外圈与轴承座孔的配合。
提高轴承系统的刚度主要有:
①改变轴承的安装方式;②对轴承进行预紧;③提高轴承支座的刚度和同轴度。
为了检查减速器内传动件的啮合情况、注油及排油、检查油面高度、通气、装拆吊运等,通常还需在减速器箱体上设置一些装置或附加结构,这些装置或附加结构统称附件(见图8-2)。
(1)窥视孔和窥视孔盖
箱盖上的窥视孔是为了检查传动件啮合情况、润滑状况及往箱内注入润滑油。
窥视孔设置在靠近传动件啮合区上方的箱盖上,并有足够的大小,以便手能伸入进行操作。
窥视孔平时用窥视孔盖盖住。
(2)通气器
减速器工作时,箱内温度升高,气压增大,润滑油可能从剖分面处被挤出,为此,常在箱盖顶部或窥视孔盖上装有通气器,使箱内空气能自由逸出,以保证箱体内外压力均衡,提高箱体缝隙处的密封性能。
简易的通气器常用带孔螺钉制成,但通气孔不要直通顶端,以免灰尘进入。
(3)油标尺
油标尺用来检查箱内油面高度,它常被装在便于观测油面及油面稳定之处(如低速级传动件附近)。
油标尺有各种形式,常用的有油尺、圆形油标、长形油标等,有的已标谁化。
(4)放油螺塞
箱座底部设有放油孔,用于放出污油。
放油孔的位置位于油池最低处,并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧,以便于放油。
放油孔平时用放油螺塞堵住。
(5)启盖螺钉
为了便于启盖,在箱盖侧边的凸缘上常装有一至二个启盖螺钉。
在拆卸箱盖时拧入启盖螺钉即可顶起箱盖。
(6)定位销
为了保证轴承座孔的装配精度,在箱体联接凸缘的长度方向两端各安置一个圆锥定位销,两销相距尽量远些,以提高定位精度。
定位销是在箱盖与箱座用螺栓联接紧固后,镗制轴承座孔前加工的。
选择定位销的位置时,要不妨碍邻近联接螺栓的装拆。
(7)起吊装置
为了拆卸及搬运,应在减速器上装有环首螺钉,或者铸出吊环或吊钩。
环首螺钉用于拆卸机盖,采用环首螺钉增加加工工序。
所以常在箱盖上直接铸出吊钩或吊环提升箱盖,而箱座两端铸出的吊钩用于整个减速器的提升与搬运。
二、实验目的
1.掌握减速器主要零部件拆装方法、调整方法和拆装步骤。
2.熟悉和掌握轴的结构与其设计,弄懂轴及轴上零件的结构形状及功能、工艺要求和装配关系。
3.熟悉并掌握轴及轴上零件的定位与固定方法。
4.熟悉和掌握轴系结构设计的要求与常用轴系结构。
5.掌握零部件的测量技术。
6.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。
三、实验设备和工具
1.工程用二级展开式圆柱齿轮减速器
二级展开式圆柱齿轮减速器结构简图如图8-1所示。
图8—1二级展开式圆柱齿轮减速器
2.工程用单级圆柱齿轮减速器
单级圆柱齿轮减速器结构简图如图8-2所示。
图8—2单级圆柱齿轮减速器
1一箱座2一箱盖3一上下箱联接螺栓4一通气罩5一检查孔盖板
6一吊环螺钉7一定位销8一油标尺9一放油螺塞10一平键
lI一油封12一齿轮轴13一挡油盘14一轴承15一轴承端盖
16一轴17一轴套18一齿轮
3.模块化轴段(可组装不同结构形状的阶梯轴)。
4.轴上零件:
齿轮、蜗杆、带轮、联轴器、轴承、轴承座、端盖、套杯、套筒、圆螺母、轴端挡圈、止动垫圈、轴用弹性挡圈、孔用弹性挡圈、螺钉、螺母等。
5.工具:
扳手、游标卡尺、内外卡钳、300mm钢板尺、铅笔、三角板等。
四、实验内容与要求
(一)减速器拆装及认知
1.了解减速器类型(见表8-1)及结构特点。
2.了解减速器附件名称及功用。
3.熟悉减速器内零部件的固定方式及安装顺序、轴承及其间隙的调整、密封润滑。
4.测量减速器主要零件尺寸。
(二)轴系结构设计
1.从表8-2、表8-4和表8-5轴系结构设计实验方案中选择设计实验方案号。
2.进行轴的结构设计与滚动轴承组合设计。
每组学生根据实验方案规定的设计条件和要求,确定需要哪些轴上零件,进行轴系结构设计。
解决轴承类型选择,轴上零件的固定、装拆、轴承游隙的调整、轴承的润滑、密封、轴的结构工艺性等问题。
3.绘出轴系结构设计装配草图,并应使设计结构满足轴承组合设计的基本要求,即采用何种轴系基本结构。
4.考虑滚动轴承与轴、滚动轴承与轴承座的配合选择问题。
五、实验步骤
1.了解减速器的外部形状、主要附件及功能。
2.拆开箱盖(用套筒扳手、活动扳手、启箱螺钉)观察减速器内部轴系结构。
3.进行目测训练。
先用目测法估计第一级中心距,第一级齿轮齿数、模数、轴的直径、齿轮外园直径等,将数据记录在草稿纸上。
4.在压力机上卸下轴上的所有零件,分析各零件之间的装配及定位关系,各自的形状、结构和作用。
5.擦净拆下的各零件,然后用测量工具(游标卡尺、直尺等)测量上述尺寸并与目测值比较,将数据记录在实验报告上。
6.依次将各零件装回,盖好箱盖。
7.根据选定的实验方案,构思轴系结构方案
(1)根据齿轮类型选择滚动轴承型号;
(2)确定支承轴向固定方式(两端单向固定;一端双向固定、一端游动);
(3)根据齿轮圆周速度(高、中、低)确定轴承润滑方式(脂润滑、油润滑);
(4)选择端盖形式(凸缘式、嵌入式)并考虑透盖处密封方式(毡圈、皮碗、油沟);
(5)考虑轴上零件的定位与固定;
(6)轴承间隙调整等问题。
8.绘制轴系结构方案装配草图。
9.组装阶梯轴
利用实验箱中的模块化轴段组装阶梯轴,使其与装配草图中轴的结构尺寸一致或尽可能相近。
10.组装轴系部件
根据轴系结构装配草图,选择相应的实物零件,按装配工艺要求顺序安装到轴上,检查轴系结构设计是否合理,并对不合理的结构进行修改。
合理的轴系结构应满足下述要求:
表8-1减速器的主要类型及传动比适用范围
传动级数
传动示意图
圆柱齿轮减速器
圆锥(圆柱-圆锥)齿轮减速器
蜗杆减速器
蜗杆-圆柱齿轮减速器
单级
直齿i≤5;斜齿、人字齿i≤8~10
直齿i≤3;斜齿i≤5~6;
曲齿i≤10
i≤10~80
-
两级
a)展开式b)分流式
c)同轴式
i=8~60
锥齿轮为直齿i≤22;
锥齿轮为曲齿i≤40
i=43~3600
i=15~480
三级
i=35~340(400)
i=25~75
-
-
(1)轴上零件装拆方便,轴的加工工艺性良好;
(2)轴上零件的轴向固定、周向固定可靠;
(3)一般滚动轴承与轴过盈配合、轴承与轴承座孔间隙配合;
(4)滚动轴承的游隙调整方便;
(5)锥齿轮传动中,其中一锥齿轮的轴系设计要求锥齿轮的位置可以调整。
11.测绘各零件的实际结构尺寸(对机座不测绘、对轴承座只测量其轴向宽度)。
12.将实际零件放回箱内,排列整齐,工具放回原处。
13.在实验报告上,按l∶1比例绘出测绘轴系的设计装配图,图中应标出:
(1)各段轴的直径和长度、支承跨距;
(2)滚动轴承与轴的配合、滚动轴承与轴承座的配合、齿轮(或带轮)与轴的配合;
(3)轴及轴上各零件的序号。
表8-2轴系结构设计实验方案
方案
类型
序
号
方
案
号
设计条件
轴系布置简图
轴系固定方式
轴承代号
l=(mm)
传动件
齿轮
带轮
联轴器
单
级
齿
轮
减
速
器
输
入
轴
01
1-1
两端固定结构
6206
95
A
A
02
1-2
两端固定结构
7206C
95
A
B
03
1-3
两端固定结构
30206
95
A
B
二
级
齿
轮
减
速
器
输
入
轴
04
2-1
两端固定结构
6206
145
B
A
05
2-2
两端固定结构
7206C
145
B
B
06
2-3
两端固定结构
30206
145
B
C
二
级
齿
轮
减
速
器
中
间
轴
07
4-1
两端固定结构
7206
135
B.C
08
4-2
两端固定结构
30206
135
B.C
表8-3传动件结构及相关尺寸
齿轮
带轮
联轴器
A
B
C
A
B
A
B
C
表8-4轴系结构设计实验方案
方案
类型
序
号
方
案
号
设计条件
轴系布置简图
轴系固定方式
轴承代号
l=(mm)
传动件
蜗
杆
减
速
器
输
入
轴
09
3-1
一端固定
一端游动
固定端7206C
游动端6306
168
联轴器
10
3-2
一端固定
一端游动
固定端7206C
游动端N306
168
11
3-3
一端固定
一端游动
固定端30206
游动端6306
168
12
3-4
一端固定
一端游动
固定端30206
游动端N306
168
13
3-5
一端固定
一端游动
固定端6206
游动端6206
157
14
3-6
一端固定
一端游动
固定端6206
游动端N206
157
表8-5轴系结构设计实验方案
方案
类型
序
号
方
案
号
设计条件
轴系布置简图
轴系固定方式
轴承代号
l=(mm)
传动件
齿轮
联轴器
锥
齿
轮
减
速
器
输
入
轴
15
5-1
两端因定结构
6205
80
A
16
5-2
两端因定结构
6205
80
B
17
5-3
一端固定
一端游动
固定端6205
游动端6305
80
A
18
5-4
一端固定
一端游动
30205
80
A
19
5-5
一端固定
一端游动
30205
80
B
20
5-6
一端固定
一端游动
30205
75
B
表8-6齿轮结构及相关尺寸
A
B
六、拆装要求及注意事项
1.拆开箱盖前应仔细观察拆装对象。
2.操作的同学首先应戴上手套。
3.用套筒扳手、活动扳手等工具将减速器箱盖和机座间的联接螺栓,轴承端盖与箱体间的联接螺钉拆下,将箱体间的定位销冲掉,再用起盖螺钉将箱体的箱盖和箱座顶开。
4.箱盖拆下后应平稳地放在实验台上。
5.在拆卸轴系部件时应在零件间作上记号,以保证轴系部件装配时的正确性。
6.在压力机上卸下和装配齿轮与轴承时要注意安全(搬运和拆卸齿轮与轴承时应仔细小心,防止坠物伤人)。
7.测量减速器上的尺寸及参数时,要正确使用拆卸工具和量具。
六、思考题
1.减速器的用途是什么?
有哪些类型?
2.减速器有哪些附件,它们的作用是什么?
3.吊环螺钉、起盖螺钉、定位销、窥视孔起何作用?
4.减速器箱体内所装润滑油有何作用?
5.减速器采用什么密封装置,有何特点?
6.在减速器的箱座凸缘面上加工有沟槽,它有何作用?
7.为了减轻减速器的重量,可否把箱体的壁厚做得很薄?
为什么?
8.通过减速器的拆装,扳手空间应为多大?
如何考虑?
9.从设计的观点,减速器在结构和工艺方面应注意哪些问题?
10.轴的结构设计要考虑那些问题?
11.为什么大多数转轴要做成阶梯轴?
12.轴上零件的周向固定有那些方法?
13.轴上零件的轴向固定有那些方法?
14.从轴的结构上分析,有那些减小应力集中的措施?
15.轴的大小是否仅仅决定于它的设计准则?
轴上零件(如:
轴承、联轴器等)对轴径的影响怎样考虑?
16.齿轮减速器中,为什么低速轴直径要比高速轴的直径大的多?
17.对于最常见的两支点轴系,轴承的组合设计有那几种型式?
各有何特点?
各适用于何种情况?
18.传动零件和滚动轴承一般采用什么润滑方式进行润滑?
19.轴上的两个键槽或多个键槽为什么常常设计成同在一条直线上?
20.轴承采用什么类型?
选择的根据是什么?
它们的布置和安装方式有何特点?
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 试验 九轴系 结构 分析
![提示](https://static.bdocx.com/images/bang_tan.gif)