5机械设计基础实验指导书解析

实验指导书

班级＿＿＿＿＿＿

学号＿＿＿＿＿＿

姓名＿＿＿＿＿＿

烟台南山学院

实验一  平面机构和机械传动的陈列演示

一、 实验目的

1、《机械设计基础》是高校工科有关专业的一门重要的技术基础课，主要研究机械中的常用机构和通用零件的工作原理、结构特点、基本的设计理论和计算方法。是一门实践性很强的课程，学生在学习这门课程中必须做到理论联系实际，通过本实验把“机械设计基础”这门课程的绪论部分和课程具体内容有机的联系起来。

2、通过本实验使学生更具体的了解本课程的具体内容，初步了解平面机构和机械传动及通过零部件结构特点、组成、运动和传动特点。使学生对于学习本课程的具体内容及学习方法做到心中有数。

二、 实验步骤

1、实验室有两种模型陈列柜：一组为机械原理部分，另一组为机械设计部分。首先让同学观看机械原理部分（平面机构的结构、组成、运动特点），然后观看机械传动部分。实验时让平面机构和机械传动动起来，老师对每一部分进行介绍。

2、观看通用零部件。因每种零部件上都有说明。所以这一部分可以采取教师介绍的方法和同学自己观看的办法，让学生初步了解各种通用零部件的结构特点及用处。

三、观看内容

第一柜 机器的组成及特征 

单缸内燃机、颚式破碎机、缝纫机、运动副（转动副、移动副、平面高副） 。

第二柜 平面连杆机构 

 五杆铰链机构、曲柄滑块机构、大筛机构、铰链机构、铰链四杆机构、搅拌机、惯性筛机构、机车车辆机构、鹤式起重机、转动导杆机构（牛头刨床主运动机构、小型刨床）曲柄摇块机构、曲柄移动导杆机构、双转块机构、双滑块机构、曲柄摇杆机构的极位夹角、有急回特性的机构、夹紧机构。 

第三柜 凸轮机构 

 内燃机配气机构、靠模车削机构、自动送料机构、分度转位机构、力锁合凸轮（靠重力、弹簧力）、形锁合凸轮（沟槽凸轮、等宽凸轮、兴轭凸轮） 。

第四柜 间歇运动机构 

棘轮机构、双动式棘轮机构（钩头双动式棘爪、直头双动式棘爪）双向棘轮机构、槽轮机构、内啮合槽轮机构、空间槽轮机械、六角车床上的槽轮机构、外啮合不完全齿轮机构、内啮合不完全齿轮机构、凸轮式间歇运动机构。

第五柜 带传动

平带传动（张紧轮装置）、V带传动、（带定期张紧紧装置、滑道式）、V带传动（带定期张紧装置，摆架式）、V带传动（带的自动张紧装置）、圆型带传动（张紧轮装置）、同步带传动、V带轮的结构4种。

第六柜 螺纹联接和螺旋传动 

 螺纹的牙型（三角形、矩形、梯形、锯齿形）、螺纹的旋向（右旋、左旋）、螺纹的线数，螺距和导程、螺栓联接、双头螺栓联接、螺钉联接、紧定螺钉联接、常用标准螺纹联接件（六角头螺栓、螺柱、螺钉、紧定螺钉、六角螺母、垫圈）、常用的防松方法（弹簧垫圈、对顶螺母、尼龙圈锁紧螺母、槽形螺母和开口销、圆螺母用带翅垫片、止动垫片、冲点法防松、粘合防松、永久防松、串联钢丝）承受横向载荷的减载装置（用减载销、用减载套筒、用减载键）、螺栓承受偏心载荷、凸台与沉头座的应用、斜面垫圈的应用、受横向载荷的螺栓组联接、改善螺纹牙间载荷分布、柔性螺栓、螺母下装弹性元件、金属垫片和密封环密封、螺旋千斤顶、机床刀架进给机构、插管式外循环滚动螺旋 。

第七柜 螺纹联接和螺旋传动

链传动、齿形链、滚子链、双排滚子链、滚子链接头型式（A、B、C）、链轮结构（A、B、C）、链传动的张紧（A、B） 。

第八柜 齿轮传动 

外啮合直齿圆柱齿轮传动、内啮合直齿圆柱齿轮传动、齿轮齿条传动、外啮合斜齿圆柱齿轮传动、人字齿轮传动、传递相交轴运动（直齿锥齿轮传动、斜齿锥齿轮传动、曲线齿齿轮传动）、传递交错轴运动（蜗杆蜗轮） 。

第九柜 齿轮的基本性质 

齿轮各部分的名称和符号、渐开线的形式、正确啮合条件、仿形法切制齿轮、展成法切制齿轮、轮齿折断、齿面点蚀、齿面磨损、齿面胶合、渐开线曲面形成、斜齿条的压力角、斜齿圆柱齿轮的受力分析、圆锥齿轮的受力分析、齿轮轴、实体式齿轮、腹板式圆柱圆锥齿轮、铸造轮辐式圆柱齿轮 。

第十柜 轮系 

定轴齿轮系（A、B）、平面行星齿轮第（A、B）、空间行星齿轮系、行星减速器中的齿轮系、可变向的齿轮系、汽车后桥差速器、摆线针轮传动机构、谐波齿轮传动、减速器 。

第十一柜 轴和轴毂联接

传动轴、直轴（光轴、阶梯轴、空心轴）、曲轴、挠性钢丝轴、圆螺母定位、弹性档圈固定、紧定螺钉固定、压板轴端固定装置、平键联接、导向平键联接、楔键联接、半圆键联接、花键联接 。

第十二柜 轴承

滚动体的种类、调心球轴承、调心滚子轴承、圆锥滚子轴承、推力球轴承、深沟球轴承、角接触球轴承、圆柱滚子轴承、轴承的直径系列、内圈轴向固定的常用方法、外圈轴向锁紧方法、全固式支承、固游式支承、整体式径向滑动轴承、部分式径向滑动轴承、油孔、油沟。

第十三柜 其它常用零部件 

套筒联轴器、凸缘联轴器、万向联轴器、齿轮联轴器、弹性套柱销联轴器、弹性柱销联轴器、牙嵌式离合器、磨擦离合器、牙嵌式安全离合器、滚柱式超越离合器、圆截面压缩弹簧、圆截面拉伸、盘簧、板弹簧、圆截面扭转弹簧。

四、 实验后的工作——实验报告

    1、实验名称；

2、实验目的；

3、实验使用的设备和器件：包括所用仪器、设备和器材的名称、型号和数量；

4、实验内容和步骤。

实验二  平面机构运动简图

一、实验目的

由于实际的机械往往都具有很复杂的外形和结构，为了便于对机构进行分析，通常是先从实际的机械中绘出能反映出机构的运动特性和组织情况的机构运动简图再根据它进行机构的结构、运动和动力分析。

1、掌握从实际机械中绘出机构运动简图的原则、方法和技巧。

2．进一步巩固机构结构分析的基本原理。

3．验证和巩固机构活动度的计算。

二、实验步骤

1、测绘时使测绘的机构缓慢地运动，从原动构件开始仔细观察机构运动，分清各运动单位，确定原动件、机架、传动部件和执行部件。从而确定组成机构的构件数目，运动副的数目。

2、根据联接构件间的接触情况及相对运动的性质，确定各个运动副的种类。

3、要选择最能表现机构特征的平面作为视图平面。

4、在稿纸上徒手按规定的符号及构件的联接次序逐步画出机构运动简图的草图。然后用数字1、2、3 …… 分别标出各构件，用A、B、C …… 分别标出各运动副。

5、仔细测量机构各运动尺寸（如转动副间的中心距、移动副导路的位置），对于高副则应仔细测出高副的轮廓曲线及其位置，然后以适当的比例做出机构运动简图。

绘制机构运动简图的步骤：

1)搞清机械的实际构造、动作原理和运动情况。 

2)沿运动传递路线，逐一分析每两个构件之间相对运动的性质，确定运动副的类型和数目。

3)恰当选择运动简图的视图平面，通常选择机械中多数构件的运动平面为视图平面。

4)选择恰当的作图比例尺。

5)确定各运动副的相对位置，用各运动副的代表符号、常用机构运动简图符号和简单线条，绘制机构运动简图。

6)在原动件上标出箭头以表示其运动方向。

三、绘制机构运动简图实用技巧

1、绘制机构运动简图实例1                            

2、绘制机构运动简图实例2

四、计算自由度

1、机构自由度计算 > 虚约束(Passive  Constraint)

（1）用双转动副杆联接两构件上距离保持不变的两点   

 机构运动过程中，如果两构件上某两点之间的距离始终保持不变，则若用双转动副杆将这两点相连，将带入一个虚约束。 

下图机构的自由度是：F=3×3-2×4=1

（2）两构件上运动轨迹重合的点用转动副联接

在机构中，如果用转动副联接的时两构件上运动轨迹重合的点，将带入一个虚约束。下图机构的自由度是：F=3×3-2×4=1

（3）机构中对运动不起作用的对称部分

         机构的自由度F=3×3-2×3-2=1

2、机构自由度计算: 虚约束(Passive  Constraint)

   机构的自由度F=3×7-2×10=1

3、机构的高副低代--永久替代-- 组成高副的元素都是圆，圆半径分别为r1和r2,

机构自由度F=3×2-2×2-1=1,

高副低代后机构自由度F=3×3-2×4=1

4、机构的高副低代--永久替代--组成高副的元素分别为圆和点

机构自由度F=3×2-2×2-1=1,

高副低代后机构自由度F=3×3-2×4=1, 

5、机构的高副低代--永久替代--组成高副的元素分别为圆和直线

机构自由度F=3×2-2×2-1=1,

高副低代后机构自由度F=3×3-2×4=1,

五、平面机构运动简图实验报告

实验三  渐开线齿轮范成实验

一、实验目的

1、掌握用范成法加工渐开线齿廓的切齿原理，观察齿廓的渐开线及过度曲线的形成过程。

2、了解渐开线齿轮产生的根切现象和齿顶变尖现象的原因及避免用变位来避免发生根切的方法。

3、分析比较标准齿轮与正负变位齿轮齿形变化的异同点。

4、（选作）分析比较分度圆相同、模数不同的两种标准渐开线齿轮齿形的异同点。

二、实验仪器和工具

1、齿轮范成仪。

2、HB铅笔、橡皮、圆规（带延伸杆）、三角尺、剪刀、计算器。

3、自备：φ220mm的圆形绘图纸一张（圆心要标记清楚）。

三、齿轮范成法原理

范成法是利用一对齿轮（或齿轮齿条）互相啮合时，共轭齿廓互为包络线的原理来加工齿轮的。加工时，其中一轮为刀具，另一轮为轮坯，刀具和轮坯在机床链作用下保持定传动比传动，完全和一对真正的齿轮相互啮合传动一样；刀具作径向进给运动的同时，还沿轮坯的轴向作切削运动。这样切出的齿廓就是刀刃在各个位置的包络线。若用渐开线作刀具的齿廓，可以证明其所包廓就是刀刃在各个位置的包络线。若用渐开线作刀具的齿廓，可以证明其所包络出的齿廓必为渐开线，今用齿条渐开线（基圆半径为无限大时渐开线为一倾斜直线）齿廓加工齿轮，那么刀具刀刃在各个位置的包络线就是渐开线，即加工出的齿廓为渐开线齿廓。因为在实际加工时，看不到刀刃形成包络轮齿的过程，所以通过齿轮范成仪来表现这一过程，用铅笔将刀刃在各个位置描绘在轮坯纸上，这样就能清楚地观察到轮齿范成的过程。

四、齿轮成仪的构造及使用方法简介

齿轮仪所用的刀具模型为齿条插刀，其结构示意图如下。

图1

本范成仪所用的两把刀具模型为齿条型插齿刀，其参数为：m1=20mm和m2=8mm，

α=20°,ha*=1,c*=0.25。

CJDJ—B型齿轮范成仪的基本结构如图1所示，扇形齿轮2装置在固定轴5上，且与齿条3相啮合，扇形齿轮上的两种不完全齿轮具有相同的模数（m=2），但分度圆不同（大齿轮分度直径d=256，小齿轮d=160）。通过调整固定轴在底座位上的位置，可使大小扇形齿轮分别与齿条啮合，齿条与底座采用燕尾导轨联接。用手推动齿条时，扇形齿轮绕固定轴转动。齿条与扇形齿轮上的刻度对应关系表明二者在啮合传动过程中，齿轮节圆与齿条节线作纯滚动。

切割轮坯用的齿条刀具3安装在齿条体上，松开蝶形螺母6可靠刀具相对轮坏中心作径向移动，以演示变位加工原理，变位移距可以刻度上看出。

托盘2用于支承绘图纸，压坯7和滚花圆螺母1可将绘图纸压紧。

五、实验内容

本实验可分必做与选作两部分。

必须要求完成切制m=20mm、z=8的标准、正变位（x1=0.5）和负变位（x2=-0.5）渐开线齿廓，三种齿廓每种都须画出两个完整的齿形，比较这三种齿廓。

选做要求完成切制m1=20mm、z1=8 和m2=20mm、z2=8的标准渐开线齿廓，两种齿廓每种都须画出两个完整的齿形，比较这两种齿廓。

六、实验步骤

1、按轮坯制作m=20mm、z=8、α=20°、ha*=1、c*=0.25、x1=0.5、x2=-0.5分别计算标准、正变位、负变位三种渐开线齿廓的分度圆直径d、齿顶圆直径da、齿根圆直径df、基圆直径db和标准齿轮的周节P、分度圆齿厚S、齿间距e。将作为轮坯的圆形绘图纸均分为三个扇形区，分别在三个扇形区内画出三种齿廓的上述四个圆d、da、df、db。

此步骤应在实验课前完成。

2、绘制标准齿轮齿廓

（1）将轮坯圆纸安装在范成仪上，使标准齿扇形区正对齿条位置，旋紧螺母用压板1压紧原纸；

（2）调整齿条刀3位置，使其中线与轮坯分度圆相切，并将齿条刀3与滑板4固紧。

（3）将齿条刀推至一边极限位置，依次移动齿条刀（单向移动，每次不超过1mm），并以此用铅笔描出刀具刃廓各瞬时位置，要求绘出两个以上完整齿形。

（4）测量分度圆齿厚S、齿间距e，并观察根切现象。

3、绘制正变位齿轮齿廓

（1）松动压紧螺母，转动轮坯圆纸，将正变位扇形区正对齿条位置，并压紧圆纸；

（2）将齿条刀3中线调整到远离齿坯分度圆x1m=0.5*20=10mm处，并将齿条刀3与滑板4固紧。

（3）绘制出两个以上完整齿形（重复2（3）步骤）；

（4）观察此齿形与标准齿形的区别（齿顶、齿根及分度圆S、e）。

4、绘制负变位齿轮齿廓。

（1）松动压紧螺母，转动轮坯圆纸，将负变位扇形区正对齿条位置，并压紧圆纸；

（2）将齿条刀3中线调整到远离齿坯分度圆x2m=－0.5*20=－10mm处，并将齿条刀3与滑板4固紧。

（3）绘制出两个以上完整齿形（重复2（3）步骤）；

（4）观察此齿形与标准、正变位齿形的区别及根切现象。

5、选作部分

（1）按m1=20mm、z1=8、α=20°、ha*=1、c*=0.25及m2=8mm、z2=8、α=20°、ha*=1、c*=0.25制作轮坯分别计算并画出上述两种标准齿轮的分度圆直径d、齿顶圆直径da、齿根圆直径df、基圆直径db；

（2）绘制m1=20mm、z1=8、α=20°、ha*=1、c*=0.25的标准齿轮齿廓；

（3）绘制m2=8mm、z2=8、α=20°、ha*=1、c*=0.25的标准齿轮齿廓；

（4）比较上述两种标准齿廓的异同点。

七、思考题

1、用范成法加工齿轮时齿廓曲线是如何形成的？

2、试比较标准齿轮、正变位齿轮、负变位齿轮的齿形有什么不同？并分析其原因。

3、产生根切的原因是什么？如何避免根切现象？

4、分度圆相同、模数不同的两标准齿轮齿形的异同点是什么？

八、渐开线齿廓的范成原理实验报告

专业班级                姓名                日期              

同组人                  指导老师            成绩              

1、标准齿轮：

第一组    m1=20mm、z1=8、α=20°、ha*=1、c*=0.25

第二组    m2=8mm、 z2=8、α=20°、ha*=1、c*=0.25

正变位：x1=0.5；              负变位：x2=－0.5

实验四  皮带传动实验

一、实验目的

1、观察带传动中弹性滑动和打滑现象以及它们与带传递的载荷之间的关系。

2、比较预紧力对带传动承载能力的影响。

3、测定滑动率与所传递的载荷和带传动效率之间的关系，绘制带传动的弹性滑动曲线和效率曲线。 

4、了解带传动实验台的设计原理，掌握带传动转矩、转速的测量方法。

二、实验台的构造和工作原理

图1  皮带传动实验台主要结构图

1、电机移动底板 2、法码 3、传感器 4、弹性测力杆 5、主动电动机

6、平皮带 7、光电测速装置 8、发电机 9、负载灯泡 10、机壳 11、操纵面板

1、主要结构及工作原理:

由于弹性滑动率ε之值与打滑现象的出现以及带传动的效率η都与带传递的载荷的大小有密切关系，本实验台用灯泡作负载。实验台组成如图1所示。皮带轮转速和扭矩及加载参数可直接在面板上准确读取，通过RS-232接口将所测参数输出到计算机中进行测试分析，也可脱机(不需计算机)运行，人工记录进行测试分析。

该实验台主要由两个直流电机组成或其中一个为主动电机5，另一个为从动电机8,作发电机使用，其电枢绕组两端接上灯泡负载9，主动电机固定在一个以水平方向移动的底板1上，与发电机由一根平皮带6连接。在与滑动底板相连的法码架上加上法码，即可拉紧皮带6。 

电机锭子未固定可转动，其外壳上装有测力杆，支点压在压力传感器上通过计算即可得到电动机和发电机的转矩。

 两电机后端装有光电测速装置和测速转盘，所测转速在面板上各自的数码管上显示。

2、电气装置工作原理

图2 皮带传动实验台面板布置图

1、电流开关 2、转速调节 3、电动机扭矩 4、发电机扭矩

5、负载功率 6、电动机转速 7、发电机转速 8、加载装置

3、带轮转速的测量

主、从动轮分别固定在电动机、发电机主轴前端，两个主轴的后端分别装有转盘，转盘上有一小孔，转盘一侧固定有光电传感器，并使传感器的测头正对小孔，主轴转动时，就可在实验台面板窗口上直接读出数码管显示的主轴转速（即带轮转速）。

4、转矩的测量

主动轮的驱动转矩T1和从动轮的负载转矩T2均是通过电机外壳的反力矩来测定的。电动机和发电机的外壳均支撑在支座的滚动轴承中可绕转子轴线摆动。当电动机启动和发电机加负载后，由于定子、转子磁场的相互作用，电动机的外壳（定子）将向转子旋转地反向（逆时针）翻转，而发电机的外壳将向转子旋转地同向（顺时针）翻转。两个电机外壳上均固定有弹性测力杆，其翻转转矩可通过装在测力杆上的百分表读数，经计算得出：

主动轮上的转矩T1=Q1K1L1    （N·mm）

从动轮上的转矩T2=Q2K2L2    （N·mm）

式中：Q1Q2——测力杆百分表读数； 

K1K2——测力杆刚性系数（本实验台K1=K2=0.24N/格）；

L1L2——力臂，即转子中心至百分表测力杆中心距离（本实验台L1=L2=120mm）。

5、带的预紧力F

带的预紧力的大小直接影响带的应力及带传动的工作能力，本实验台采用改变砝码质量来调整带的预紧力。

6、弹性滑动率ε

主、从动轮的转速n1、n2可以从实验台面板窗口上直接读出，由于带传动存在弹性滑动，是n2ε=(v1-v2)/v1 %=(d1n1-d2n2)/d1n1 %

当d1=d2时：ε=（n1-n2）/n1 %

7、带传动的效率η                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                 

带传动的效率η=P2/P1=T2n2/T1n1×100%

式中：P1P2——主从动轮上的功率；

T1T2——主从动轮上的转矩；

n1n2——主从动轮上的转速（D1=D2）。

8、带传动弹性滑动曲线和效率曲线

改变带传动的负载，其中T1、T2、n1、n2也都在改变，这样就可算得一系列的ε及η值，以T2为横坐标可绘制出弹性滑动曲线和效率曲线，如图3所示：

图3弹性滑动曲线与效率曲线

图中A0为临界点，A0点以左为弹性滑动区，即带传动的正常工作阶段，在该区内随着载荷的增加，弹性滑动率ε和效率η逐渐增加；当载荷继续增加到超过临界点A0时，弹性滑动率ε急剧上升，效率η急剧下降，带传动进入打滑阶段，不能正常工作，应当避免。

三、实验步骤

1、接通电源，实验台的指示灯亮，检查一下测力计的测杆是否处于平衡状态。

2、调整百分表，使其指针对“0”刻度。

3、加法码3KG，使带具有预紧力。

4、按顺时针方向慢慢地旋转调速按钮，使电机从开始运转逐渐加速到n1=1000转/分左右，运转10分钟后，记录n1、n2和Q1、Q2一组数据。

5、间隔5~10秒钟，逐个打开灯泡（即加载），逐组几率数据和Q1、Q2，注意n1、n2之间的差值，即观察带传动的弹性滑动现象。

6、再逐渐增加负载，重复第5步，直至ε≥3%左右，带传动开始进入打滑，若再加载则n1、n2之差值迅速增大，带传动出现明显打滑现象。

7、关闭全部灯泡（即卸载），将砝码减到2Kg，再重复第4~6步。

8、关闭电源，取下砝码。

9、整理实验数据，绘制弹性滑动曲线和效率曲线。

四、实验报告要求

1.实验台的工作条件：

（1）实验带的种类、规格；

（2）预紧力；

（3）带轮基准直径；

（4）测力杆力臂长度；

（5）测力杆刚性系数；

（6）包角。

2.实验数据记录表

3.弹性滑动曲线和效率曲线

4.思考题：

（1）比较带传动的弹性滑动与打滑现象，分析它们产生的原因，说明它们引起的后果。

（2）比较两次不同预紧力的弹性滑动曲线、效率曲线各有不同。

（3）综合分析影响带传动承载恩那个里的因素。

五、带传动实验报告

专业班级                学号               姓名                  

同组人                  指导教师           成绩         日期     

1、实验台工作条件

实验带种类、规格：聚酰胺片基平带（L20×800GB11063-）

预紧力：2F01=       N；2F02=      N.

带轮基准直径：D1=D2=      mm；

测力杆力臂长：L1=L2=      mm;

测力杆刚性系数：K1=K2=      N/格；

包角α1=α2=    

2、实验数据记录表

第一次：预紧力2F0=      N

（1）带传动的弹性滑动和打滑有什么区别？

（2）预紧力对带的应力及带传动承载能力有何影响？

（3）如何计算带传动的弹性滑动率ε及效率η？

实验五  减速器的拆装

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。

（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；观察与分析轴的工艺结构。

（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）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（下置式）。

（2）观察、比较用减速器  单级斜齿圆柱齿轮减速器，两级斜齿圆柱齿轮减速器，蜗杆减速器（上置式），摆线针轮行星减速器。

（3）活动扳手、手锤、铜棒、钢直尺、铅丝、轴承拆卸器、游标卡尺、百分表及表架。

（4）煤油若干量、油盘若干只。

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，分别见实5-l图a、b、c所示。

a）单级圆柱齿轮减速器          b）锥齿轮减速器         c）下置式蜗杆减速器

实5-1图  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，分别见实5-2图、、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5-3图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

   实5-2图  减速器传动布置形式

    1—起盖螺钉；

  2—通气器；

5               3—视孔盖；

                4—箱盖；

6               5—吊耳；

7               6—吊钩；

 8              7—箱座；

 9              8—油标尺；

9—油塞；

10—油沟；

10              11—定位销

11

实5-3图  单级圆柱齿轮减速器结构图

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器，使箱体内外气压平衡，否则易造成漏油。为便于拆卸箱盖，其上装有起盖螺钉。为拆卸方便，箱盖上设有吊耳或吊环螺钉。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17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17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。

（6）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。

（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）在煤油里清洗各零件。

（10）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，必须按规则用箱座上的吊钩缓吊轻放，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）箱体结合面用什么方法密封？

（2）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？

（3）测得的轴承轴向间隙如不符合要求，应如何调整？

（4）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？

（5）扳手空间如何考虑？正确的扳手空间位置如何确定？

八、减速器的拆装实验报告

（图中应标出中心距、输入轴、输出轴、齿轮代号及旋向、轴承代号等）

3.列出减速器外观附件名称

4.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）轴肩长度应比齿轮（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），否则将与轴承相碰擦。

（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。