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机械基础
第一章 课程实践指导
B- `$ s; L3 j$ w: R4 o! l9 q第一节 概述
9 q0 W9 T. R4 p$ b一、课程实践目的
' c9 ?3 a0 T5 z; V- [# z9 h# V4 V《机械制造基础》课程实践是在学完《机械制造基础》课程之后进行的一个教学环节，要求学生综合运用本专业有关课程理论和实践知识，进行减速器的拆装和对减速器零件技术分析，其目的在于：培养学生运用机械制造基础及有关课程（工程制图、互换性与测量技术等）的知识，结合生产实践中学到的知识，独立地拆装齿轮减速器，并能分析零件的技术要求、毛坯选择和分析机械加工工艺流程，进一步培养学生读图、制图、拆装齿轮减速器等基本技能。
- n/ l1 O ~2 I4 }3 Z二、课程实践要求: D) o2 n& M2 B T
本次课程实践要求为齿轮减速器的拆装，并能分析零件形状尺寸在图纸上表达、零件的技术要求、毛坯选择和熟悉简单的加工工艺流程。学生应在教师的指导下，认真、有计划地按时完成课程设计任务。
" ]5 s5 B8 ]3 K8 y( @
* F; Q; ?/ R. U课程实践的具体要求包括：
; W5 v* i9 c$ i零件图 1~2张
1 ?3 w. e' u1 I1 M# d2 i2 |装配图 1张; }9 @- T7 z0 S
课程实践报告 1份& |; f4 n& v: d( H- ~6 G8 y
6 {& }5 Z" D" `/ @! I& d" E5 z$ R三、课程实践的内容和步骤
6 ]% U0 a) M4 G4 [, i) v（一）按要求拆齿轮减速器3 s# m/ z: l$ v4 I- R/ L/ D6 a* L
（二）测绘齿轮减速器1~2个零件, |0 d3 |! t! g5 U
（三）绘制零件草图
) O1 _9 j d% U. K' ?（四）绘制减速器壳体的铸件图' M9 e# S" S2 p2 y
（五）零件材料、毛坯类型、热处理方法的选择
. ^* W" R' v% }& `" D7 \（六）分析零件的技术要求
4 P* \" D3 Z: c+ j0 a$ c B; }# ?（七）绘制零件装配图
, i7 t A- R7 v1 C9 D（八）编写零件机械加工工艺流程: y& | I6 C+ t, i i
（九）按齿轮减速器装配图要求装配减速器
% g( |0 [% S# f! [' ?5 ? ?$ R6 R) r/ r8 X. `- _. z
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9 S9 P6 e% _# k4 K& B/ T6 Z2 b; i/ U; e. z) c1 V; X
第二节 一齿差行星齿轮减速器介绍% b# `7 l6 H' R, f
一、一齿差行星齿轮减速器的组成和传动原理1 m( Z- A1 ~7 h: S" y; R5 V5 D
（一）组成
& V8 A( S' K% J8 T" M; O如图1-1所示一齿差行星齿轮减速器由输入轴（偏心轴）、输出轴、行星齿轮、内齿轮、十字滑块和滚动轴承等组成。
3 R+ s7 s6 Q% I（二）传动原理+ o. v$ {: ^, U% `) s( ?
如图1-2所示，偏心轴12装在电机轴上，当电机转动时，带动偏心轴12和滚动轴承15，使行星齿轮9绕电机轴线和内齿轮8作转动啮合（即行星运动）。 7 F; S6 Z9 \: x7 g- Y5 c# }( b
在这个轮系中，偏心轴（系杆）H为主动件，行星齿轮为从动件，输出的运动为行星齿轮的转动。由于行星齿轮作复杂的平面运动，既有转动又有平动（自转与公转），因此用一根轴直接把行星轮的转动输出是不可能的，而必须采用能传递平行轴之间回转运动的联轴器，图中采用的是十字滑块联轴器。 $ ?- T! R0 l+ Q9 Q6 U
十字滑块联轴器结构如 7 H* X% W; q. a; {7 I
图1-2所示，它是由两个在端面上开有凹槽的半联轴器1，3和一个两面带有凸牙的中间盘2所组成。中间盘两面的凸牙位于互相垂直的两个直径方向上，并在安装时分别嵌入1，3的凹槽中。因为凸牙可在凹槽中滑动，故可补偿安装及运转时两轴间的偏移。, f v8 x* n: U; I4 s
图1-2 十字滑块联轴器' ^ v# Q0 @ k) @( _
二、传动比计算/ A" Q) K! N9 ^* d; X
设行星齿轮齿数Z1=100，其转速n1，内齿轮齿数Z2=101，其转速n2
7 }- A9 ^7 E) D1 r5 f% K4 ] (内齿轮固定不动)) V6 V$ d# [( I0 L- \; E; ^& D
7 P+ J, }/ A9 w; E9 R
代入所设数值得： , }( U, h: b; s- J6 j
由上述传动比计算可知，当（Z2-Z1）=1，即“一齿差”时，则iH1=-Z1。这表示：“在一齿差行减速器中，当系杆H为主动件，行星齿轮1为从动件时，其传动比的大小等于行星齿轮的齿数，且输入与输出轴的转向相反”。或者说， 当偏心轴（即系杆H）旋转一周时，“一齿差”行星齿轮按相反方向转动一齿，即输出轴转速是输入轴转速的1/Z1转，且转向相反。
+ N$ @! [7 K/ e# y# W三、功用及优缺点 9 o" ~) n( G& v9 L# |! f1 ^
这种轮系结构构件少，但可获得较大传动比，结构紧凑，使渐开线齿轮齿廓加工较容易，装配也教方便。可用于取代一般的蜗杆蜗轮减速器或多级圆柱齿轮减速器。2 v; U: a; H& l5 E' D0 U
但为了防止由于齿数差很小而引起的两齿轮轮系的干涉，需要采用较大的啮合角，因而导致较大的轴承压力。此外还需一个输出机构，致使传递的功率和传递效率受到一定限制。
+ Q6 J8 }% `# K4 @; R: U# h“一齿差”行星减速器适用于中、小型的动力传动（传递功率N≤45KW），其传递效率约为0．8～0．94；用于增速传动时，则可能出现自锁。
0 Y' S" a) k( ?1 m# n$ a, \四、渐开线齿形的一齿差行星齿轮减速器结构图
( }8 ]5 g+ }* ^2 q! p3 J0 Z
+ K6 {% y, F" s; p! y6 W% o: I图1-3渐开线齿形的一齿差行星齿轮减速器: R5 t4 V9 t) L6 O7 M
1-输出轴 2-平键 3-油封圈 4-轴承 5-壳体 6-内六角螺栓 8-内齿轮( ]! U& K* x5 Y
9-行星齿轮 10圆柱头螺钉 12-偏心轴 15轴承 16-轴用挡圈 17-十字滑块 18-轴承* t( i# K- r& {5 J* @ J
第三节 零件的工作图设计8 z/ J- a3 B% D8 s
零件工作图是在完成装配图设计的基础上绘制的。零件工作图是零件制造和检验的主要技术文件。因此，它应完整清楚地表达零件的结构和尺寸，图上应注出尺寸偏差、形位公差和表面粗糙度，写明材料、热处理方式及其他技术要求等。
9 C! Z, ~. D' h9 E# g7 `零件工作图既要反映出设计意图，又要考虑到制造的可能性及合理性。正确的零件工作图可以降低生产成本、提高生产率和机器的使用性能等。1 \) ?3 c8 P- P f
机器的零件有外购件(一般指标准零部件)和自制件两类。外购件不必绘出零件工作图，只需列出清单进行采购即可。自制件则必须绘制出每个零件的零件工作图，以便组织生产。
2 e# m6 }$ U3 t% V$ v+ p: I课程设计中，由于受学时所限，绘制出具有代表性的几个主要零件工作图即可。
: M# L9 J* N" s& _3 K Y零件工作图中所表达的结构和尺寸应与装配图一致。如需更改，装配图上的对应零件也要修改。
) s3 l& t0 m; c, l) P3 Z一、零件工作图的内容及要求+ D7 m! r0 S5 f2 I# V
（一）视图( u7 H7 |1 Z, ]& W
所选取的视图应充分而准确地表示出零件内部和外部的结构形状和尺寸大小，而且视图及剖视图等数量应力求最少。
- V( z2 z Z( I! I% d3 \1 j. T（二）尺寸标注- t/ q- P$ Z" F0 ~8 Z
零件工作图中的尺寸是制造和检验零件的依据，所以要仔细标注。尺寸既要完整，又不应重复。在标注尺寸前，应根据零件的加工工艺过程，正确选择基准面，以利加工和检验，避免在加工时作任何计算。大部分尺寸最好标注在最能反映零件结构特征的视图上。) D5 z/ U! G; C9 j& c
（三）尺寸公差和形位公差
- o( m" J6 ?& Q' \1 J! a! U% ~零件工作图上所有的配合部位和精度要求较高的地方都应标注基本尺寸和极限偏差数值。如配合的孔、中心距等。
0 v& }% N$ W# Q2 s8 Y( @* \对于没有配合关系，而且精度要求不高的尺寸极限偏差可不注出，以简化图样标注。但对未注尺寸公差应在图样和技术文件中采用GB／T1804的标准号和未注公差等级符号表示。* n/ b* d$ q6 t/ c; |
零件工作图上要标注必要的形位公差。因为零件在装配时，不仅尺寸误差，而且几何形状和相对位置误差都会影响零件装配，降低零件的承载能力，甚至加速零件的损坏。5 b; V1 e& y& v% [( a$ ^" y" q5 g
形位公差值可用类比法或计算法确定，但要注意各公差值的协调，应使形状公差小于位置公差，位置公差小于尺寸公差。! F9 t- @' t7 S0 ^
对于配合面，当缺乏具体推荐值时，通常可取形状公差为尺寸公差的25％～63％。; `! `0 p4 I/ X X/ }
（四）表面粗糙度
& O/ S: Z9 ?9 K- ?+ t/ G零件的表面都应注明表面粗糙度。如果较多的表面具有相同的表面粗糙度，则要集中在图样右上角标注，并加作“其余”字样，但只允许就一个粗糙度进行这样的标注。, J( j, d2 }6 L% [
表面粗糙度的选择，一般可根据对各表面的工作要求和尺寸精度等级来决定，在满足工作要求的条件下，应尽量放宽对零件表面粗糙度的要求。) m% m3 `$ E$ ?# v. K& e6 M
（五）技术要求 y- s# T: V! q9 y$ {- d
技术要求是指一些不便在图上用图形或符号表示，但在制造或检验时又必须保证的要求它的内容随不同零件、不同要求及不同加工方法而异。其中主要应注明：# U; O. N4 {5 ?
1．齿轮、蜗轮类零件的啮合特性及部分公差要求。
. w1 ?' B4 b& l, b. C0 o( I# x2．对加工的要求。如轴端是否保留中心孔、是否需要在装配中加工、是否与其他零件—起配合加工(如有的孔要求配钻、配铰)等。
% a* v6 q% H7 Y5 s) h0 @- y0 M8 ?3．对材料的要求。如热处理方法(正火、调质、淬火等)及热处理后表面应达到的硬度等。2 p0 Z" Z4 }; M* T3 p+ E
4．表面处理(渗碳、氰化、渗氮、喷丸等)、表面涂层或镀层(油漆、发兰、镀铬、镀镍等)以及表面修饰(去毛边、清砂)等。
; u* s3 k# I& n5 d6 B, ^; |5．给出图中未注明的尺寸。如圆角、倒角、铸造斜度等。8 s6 Z( v) u O7 o
6．对线性尺寸未注公差和未注形位公差的要求。9 J5 V* ^& u' z5 w6 A1 B( q3 T* T9 e
7．其他特殊要求。如许用不平衡力矩以及检验、包装、打印等要求。
2 ]! r: @) e9 v+ ]: h技术要求中，文字应简练、明确、完整，不应含混，以免引起误会，而且各要求中所述内容和表达方法均应符合机械制图标准的规定。2 L5 m p6 i+ m! ?
（六）零件图标题栏( H# `2 @) A' S% p* T; {
在图样右下角应画出零件图标题栏。标题栏格式如图1—4所示。
8 } R& ^) ~! h3 X; J" q图1—4 零件图标题栏格式% j9 Z" l0 a3 q0 ^% ^5 x+ N0 X3 o
6 v7 A8 D2 G9 _+ t二、轴类零件工作图
( D& Z" z6 J$ V+ @: q N5 N/ n（一）视图
- |: t |( x3 Y' C+ Q9 ~/ y' n轴类零件的工作图，一般只需一个主视图。在有键槽和孔的地方，可增加必要的局部剖面图，对于退刀槽、中心孔等细小结构必要时应绘制局部放大图，以便确切地表达出形状并标注尺寸。
1 J6 P$ _2 u) W+ Y（二）标注尺寸
P" d* v G9 e7 V$ F0 c9 _' r轴类零件一般都是回转体，因此主要是标注直径尺寸和轴向长度尺寸。标注直径尺寸时应特别注意有配合关系的部位。当各轴段直径有几段相同时，都应逐一标注不得省略。即使是圆角和倒角也应标注无遗，或者在技术要求中说明，不致给机械加工造成困难或给操作者带来不便。因此需要考虑基准面和尺寸链问题。
& ~2 d7 F' b: t5 z! ]标注轴向尺寸时应以工艺基准面作为标注" i$ j$ o# ^7 X
轴向尺寸的主要基准面。
+ e0 C3 B; I* {" A如图1—5所示，其主要基准面选择在轴肩I—I处，它是大齿轮的轴向定位面，同时也影响其他零件在轴上的装配位置。只要正确定出轴肩I—I的位置，各零件在轴上的位置就能得到了保证。, B( z; I5 Q3 ?- M
图1—6为齿轮轴的实例，它的轴向尺寸主要基准面选择在轴肩I—I处，该处是滚动轴承的定位面，图上是用轴向尺寸L1确定这个位置的。这里应特别注意保6 v. k1 z7 P8 ` c( X) u
证两轴承间的相对位置尺寸L2。 f8 N' c$ @# O
应该注意，在标注轴向尺寸时尺寸链不要封闭。 |
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发表于 2009-3-24 07:12
