蜗杆-齿轮减速器测绘

（蜗杆-齿轮减速器测绘）

实训测绘说明书

题 目： 蜗杆-齿轮减速器测绘 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械制造及其自动化 学生姓名： 学 号：指导教师：

2011年 112月28日

摘 要

“测绘”其实是考察学生全面在掌握基本理论知识的重要环节。本次是测绘的是一个蜗杆齿轮减速器，减速器是用于电动机和工作机之间的独立的闭式传动装置。本减速器属二级蜗杆减速器（电机——联轴器——减速器——联轴器——滚筒）。该测绘的内容包括：任务设计书，零件的加工工艺工艺分析，传动装置总体分析，重要零件的测绘方法例如：蜗杆齿轮减速器的传动分析，蜗杆、蜗轮、齿轮的基本尺寸设计，减速器箱体的结构设计，减速器其他零件的选择，减速器的润滑等和A2图纸装配图1张、A4图纸的零件图3张。齿轮的一些基本参数的确定和方案的选择通过查询有关资料所得。

蜗杆齿轮减速器的装配图绘制，我是通过使用CAD来完成，通过本课题的测绘，将进一步深入地对这一技术进行深入地了解和学习并能清楚、形象的表达减速器的外形特点。该减速器的试验报告基本上符合任务书所需的内容，如若有不足之处，望老师批评指正。“测绘”对于我们来说又是学习正确表达设计构思的一次独立实践的机会。测绘技术是一项重要的基本技能。

关键词 测绘、蜗轮蜗杆、工艺分析、蜗轮箱体

Abstract（三号加粗）：

(采用三号字、Times New Roman字体、加黑、居中、与内容空一行)

There is a kind of automatic access system that use automatic indemnification technology to identify user’s ID and rights, and according to user’s rights to control the door. ••• •••（内容采用小四号Times New Roman字体，要求300-500单词）

Key words（小四号加粗、Times New Roman字体、顶格）：

（内容采用小四号、Times New Roman字体、接排、各关键词之间有分号）

目 录

引 言 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„10

1 蜗杆-齿轮减速器简介及其工艺分析„„„„„„„„„„„„„

1.1 蜗杆-齿轮减速器简介„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1.2 蜗杆-齿轮减速器特点„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 1.3 蜗杆-齿轮减速器机构运动简图及其传动特点„„„„„„„„„„„„„

2 蜗杆-齿轮减速器零件的结构及设计„„„„„„„„„„„„„ 3 蜗杆-齿轮减速器内部附件结构特点„„„„„„„„„„„„„ 4 测绘前期准备„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

4.1 拆卸减速器„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4.2 分析装配方案„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 4.3 分析各零件作用、结构及类型„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

5 典型零件的测绘及其方法„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

5．1齿轮的测绘„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 5.2 轴的测绘„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

5.3 绘制轴系、装备草图„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 5.4 蜗轮蜗杆的测绘„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„

6 传动系统运动传动比计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 7 装配图设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 8 零件图设计„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„ 实训小结„„„„„„„ „„„„„„„„ „„„„„„„„„„„„32

谢辞 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 参考文献 „„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3 附录减速器的总装图

引言

减速器几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从各类交通工具的发动机、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的机械启动装置等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速器的应用，且在工业应用上，减速器具有减速及增加转矩的功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备中，比如现在比较先进的数控机床设备都采用此装置来进行工作，可见减速器是机械领域来的重要设备之一。

1蜗杆-齿轮减速器简介及其工艺分析

减速器是原动机和工作机之间的独立的封闭传动装置，它在降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩，也可在减速同时降低了负载的惯量。

由于减速器具有结构紧凑、传动效率高、传动准确可靠、使用维护方便等特点，故在各种机械设备中应用甚广。

减速器的种类很多，各具特点，用以满足各种机械传动的不同要求。本次测绘的减速器为涡轮—齿轮减速器，期具备以下特点。 1.1 蜗杆-齿轮减速器特点

1、若齿轮传动在高速级，则结构紧凑； 2、机械结构紧凑，体积外形轻巧、小型高效，

3、热交换性能好，散热快若蜗杆传动在高速级，则效率较高。 4、安装简易，灵活轻捷、性能优越、易于维护检修 5、传动平稳，噪音小，经久耐用 6、输出扭矩大。

7、适用性强，安全可靠性大。

1.2 蜗杆-齿轮减速器机构运动简图传动的特点：

特点：结构简单、效率高、容易制造、使用寿命长、维护方便。由于电动机、减速器与滚筒并列，导致横向尺寸较大，机器不紧凑。但齿轮的位置不对称，高速级齿轮布置在远离转矩输入端，可使轴在转矩作用下产生的扭转变形和轴在弯矩作用下产生的弯 曲变形部分地抵消，以减缓沿齿宽载荷分布有均匀的现象。

减速器采用蜗轮-齿轮二级减速器，以实现在满足较大传动比的同时拥有较高的效率，和比较紧凑的结构，同时封闭的结构有利于在粉尘较大的环境下工作。蜗杆传动布置在高速级，有利于啮合处油膜的形成，齿轮传动布置在低速级，可适当降低制造精度，降低成本。

1.2蜗杆-齿轮减速器内传动零件的设计 1.2.1箱体

箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度。 箱体通常用灰铸铁制造，对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体。单体生产的减速器，为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的箱体。

灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。为了便于轴系部件的安装和拆卸，箱体制成沿轴心线水平剖分式。上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台，应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间。为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附近加支撑肋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底座一般不采用完整的平面。

减速器的主要加工表面为孔系和平面，为了保证箱体部件的 配精度，对箱体零件的加工，主要有如下技术要求：

（1）支承孔的尺寸精度、形状精度和表面粗糙度

箱体上的主要支承孔(主轴孔)尺寸公差等级为IT6级，圆度为0.006~0.008mm，表面粗糙度值为Ra0.8~0.4um.其他支承孔的尺寸公差等级为IT6~IT7级，圆度为0.01mm左右，表面粗糙度值为Ra1.6~0.8um。

(2)支承孔之间的相互位置精度

箱体上有齿轮啮合关系的齿轮啮合孔系之间，应有一定的孔距尺寸精度和平行度要求，否则会影响齿轮啮合精度，使工作时产生噪声和振动，并影响齿轮使用寿命。这项精度主要取决于传动齿轮副的中心距允差和齿轮啮合的精度。同一轴线的孔应有一定的

同轴度要求，否则，不仅使轴的装配困难，并且使轴的运转情况不良，加剧轴承的磨损

1、电动机2、联轴器3、蜗轮4、蜗杆（高速轴）5、

轴承6、大齿轮7、大齿轮轴（低速轴）8、小齿轮轴（中速轴主动轮）9、小齿轮

和发热，影响机器的精度和正常工作。支承孔间的中心距允差一般为±0.0 5mm；轴心线的平行度为0.03~0.1mm；同轴线孔的同轴度为0.02mm。

(3)主要平面的形状精度、相互位置精度和表面粗糙度

箱体的主要平面一般都是装配或加工中的定位基准面，直接影响箱体与机器总装时的相对位置和接触刚度，也影响箱体加工中的定位精度。一般装配和定位基面的平面度在0.05范围之内；表面粗糙度值为Ra1.6um以内。 （4）支承孔与主要平面间的相互位置精度

箱体的主要支承孔与装配基面的位置精度由该部件装配后精度要求所确定，一般为0.02mm左右。 （二）毛坯的选择

一般箱体零件的材料为灰铸铁，灰铸铁具有容易成形、切削性能和抗震性能好、成本低等优点。常用牌号为HT150~HT250,这里我们选择HT200的铸件。 （三）工艺分析 1．加工方法的选择

（1）减速器箱盖、箱体主要加工部分是分割面、轴承孔、通孔和螺孔，其中轴承孔在箱盖、箱体合箱后再进行镗孔加工，以确保两个轴承孔中心线与分割面的位置，以及两个孔中心线的平行度和中心距。

（2）减速器整个箱体壁薄，容易变形，在加工前要进行时效处理，以消除内应力，加工时要注意夹紧位置和夹紧力大小，防止零件变形。

（3）箱盖、箱体分割面上的10×M8的孔的加工，采用专用钻模，按外形找正，这样可保证孔的位置精度要求。

（4）两孔平行度精度主要由设备精度来保证。工件一次装夹，主轴不移动，靠移动工作台来保证两孔的中心距。

（5）减速器箱盖、箱体不具有互换性，所以每装配一套必须钻、铰定位销。 （6）减速器若批量生产可采用专用镗床，从而保证加工精度及提高生产效率。 2．定位基准

粗基准的选择 箱体最先加工的是箱盖与箱座的结合面，以凸缘不加工面为粗基准，及箱盖以凸缘上表面，底座以凸缘面为粗基准。这样可以保证对合面凸缘厚薄均匀，减少箱体合装时对合面的变形。

精基准的选择 箱体的结合面与底面（装配基面）有一定的尺寸精度和相互位置精度要求；轴承孔轴线应在对合面上，与底面也有一定的尺寸精度和相互位置精度要求。为了保证以上几项要求，加工底座对合面时，应以底面为精基准，使对合面加工时的定位基准与设计基准重合；箱体合箱后加工轴承孔时，仍以底面为主要定位基准，并与底面上的两定位孔组成典型的“一面两孔”定位方式。这样轴承孔的加工，其定位基准既符合“基准统一”原则，也符合“基准重合”原则，有利于保证轴承孔轴线与对合面的

重合度及与装配基面的尺寸精度和平行度。

3．制定工艺路线

采用带有平旋盘的卧式镗床一次性加工出轴承端面和轴孔，从而保证孔和端面的垂直度，利用端铣刀进行端面铣削；轴孔利用后立柱刀杆支架支承镗刀杆的镗削方式进行加工，这种镗刀杆的形状误差、后立柱刀杆支架轴线与主轴轴线的重合度误差，对镗孔精度的影响是不大的 上 箱：（后附工艺卡）

(如果是小批单件生产，加工工艺过程中应安排划线的工序，但由于是大批生产，采用流水线生产，故省略划线工序。)

下 箱：

（由于下箱有两凸缘面的原因，因此下箱接合面与底面上螺栓孔的锪平不能用组合钻床直接锪平，而必须采用特殊的刀杆，把套式锪钻插装在特殊刀杆上来锪平螺栓孔。而且还应该先让刀杆穿过螺栓孔，在装上套式锪钻，然后再进行反锪。）

（因为两轴承孔的左右端面成对称分布，且端面上的螺孔也呈对称分布。因此，在加工端面，轴承孔以及螺孔时，综合考虑到受力和生产效率，采用两左右端面同时加工的方式。） 1.2.2轴

轴是机械加工中常见的典型零件之一。它在机械中主要用于支承齿轮、带轮、凸轮以及连杆等传动件，以传递扭矩。按结构形式不同，轴可以分为阶梯轴、锥度心轴、光轴、空心轴、曲轴、凸轮轴、偏心轴、各种丝杠等其中阶梯传动轴应用较广，其加工工艺能较全面地反映轴类零件的加工规律和共性。

根据轴类零件的功用和工作条件，其技术要求主要在以下方面：

⑴ 尺寸精度 轴类零件的主要表面常为两类：一类是与轴承的内圈配合的外圆轴颈，即支承轴颈，用于确定轴的位置并支承轴，尺寸精度要求较高，通常为IT 5~IT7；另一类为与各类传动件配合的轴颈，即配合轴颈，其精度稍低，常为IT6~IT9。

⑵ 几何形状精度 主要指轴颈表面、外圆锥面、锥孔等重要表面的圆度、圆柱度。其误差一般应限制在尺寸公差范围内，对于精密轴，需在零件图上另行规定其几何形状精度。 ⑶ 相互位置精度 包括内、外表面、重要轴面的同轴度、圆的径向跳动、重要端面对轴心线的垂直度、端面间的平行度等。

⑷ 表面粗糙度 轴的加工表面都有粗糙度的要求，一般根据加工的可能性和经济性来确

定。支承轴颈常为0.2~1.6μm，传动件配合轴颈为0.4~3.2μm。 ⑸ 其他 热处理、倒角、倒棱及外观修饰等要求。 二、轴零件的材料、毛坯及热处理 1．轴零件的材料

⑴ 轴类零件材料 常用45钢，精度较高的轴可选用40Cr、轴承钢GCr15、弹簧钢65Mn，也可选用球墨铸铁；对高速、重载的轴，选用20CrMnTi、20Mn2B、20Cr等低碳合金钢或38CrMoAl氮化钢。

⑵ 轴类毛坯 常用圆棒料和锻件；大型轴或结构复杂的轴采用铸件。毛坯经过加热锻造后，可使金属内部纤维组织沿表面均匀分布，获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度。 2．轴零件的热处理

锻造毛坯在加工前，均需安排正火或退火处理，使钢材内部晶粒细化，消除锻造应力，降低材料硬度，改善切削加工性能。

调质一般安排在粗车之后、半精车之前，以获得良好的物理力学性能。 表面淬火一般安排在精加工之前，这样可以纠正因淬火引起的局部变形。 精度要求高的轴，在局部淬火或粗磨之后，还需进行低温时效处理。 1.2.3齿轮

1、齿轮毛坯 毛坯的选择

取决于齿轮的材料、形状、尺寸、使用条件、生产批量等因素，常用的毛坯种类油： 1）铸铁件：用于受力小、无冲击、低速的齿轮； 2）棒料：用于尺寸小、结构简单、受力不大的齿轮； 3）锻坯：用于高速重载齿轮；

4）铸钢坯：用于结构复杂、尺寸较大不宜锻造的齿轮。

⑶ 齿轮热处理 在齿轮加工工艺过程中，热处理工序的位置安排十分重要，它直接影响齿轮的力学性能及切削加工的难易程度。一般在齿轮加工中有两种热处理工序： 1）毛坯的热处理 为了消除锻造和粗加工造成的残余应力、改善齿轮材料内部的金相组织和切削加工性能，在齿轮毛坯加工前后通常安排正火或调质等预热处理。

2）齿面的热处理 为了提高齿面硬度、增加齿轮的承载能力和耐磨性而进行的齿面高频淬火、渗碳淬火、氮碳共渗和渗氮等热处理工序。一般安排在滚齿、插齿、剃齿之后，珩齿、磨齿之前。

2、齿轮齿面（形）加工方法： 1．齿轮齿面加工方法的分类

按齿面形成的原理不同，齿面加工可以分为两类方法：

⑴ 成形法 用与被切齿轮齿槽形状相符的成形刀具切出齿面的方法，如铣齿、拉齿和成型磨齿等；

⑵ 展成法 齿轮刀具与工件按齿轮副的啮合关系作展成运动切出齿面的方法，工件的齿

面由刀具的切削刃包络而成，如滚齿、插齿、剃齿、磨齿和珩齿等。 3、齿轮加工工艺过程分析

⑴ 定位基准的选择 对于齿轮定位基准的选择常因齿轮的结构形状不同，而有所差异。带轴齿轮主要采用顶尖定位，孔径大时则采用锥堵。顶尖定位的精度高，且能做到基准统一。带孔齿轮在加工齿面时常采用以下两种定位、夹紧方式：

1）以内孔和端面定位 即以工件内孔和端面联合定位，确定齿轮中心和轴向位置，并采用面向定位端面的夹紧方式。这种方式可使定位基准、设计基准、装配基准和测量基准重合，定位精度高，适于批量生产。但对夹具的制造精度要求较高。

2）以外圆和端面定位 工件和夹具心轴的配合间隙较大，用千分表校正外圆以决定中心的位置，并以端面定位；从另一端面施以夹紧。这种方式因每个工件都要校正，故生产效率低；它对齿坯的内、外圆同轴度要求高，而对夹具精度要求不高，故适于单件、小批量生产。

⑵ 齿轮毛坯的加工 齿面加工前的齿轮毛坯加工，在整个齿轮加工工艺过程中占有很重要的地位，因为齿面加工和检测所用的基准必须在此阶段加工出来；无论从提高生产率，还是从保证齿轮的加工质量，都必须重视齿轮毛坯的加工。

在齿轮的技术要求中，应注意齿顶圆的尺寸精度要求，因为齿厚的检测是以齿顶圆为测量基准的，齿顶圆精度太低，必然使所测量出的齿厚值无法正确反映齿侧间隙的大小。所以，在这一加工过程中应注意下列三个问题：

1）当以齿顶圆直径作为测量基准时，应严格控制齿顶圆的尺寸精度； 2）保证定位端面和定位孔或外圆相互的垂直度；

3）提高齿轮内孔的制造精度，减小与夹具心轴的配合间隙。

⑶ 齿端的加工 齿轮的齿端加工有倒圆、倒尖、倒棱和去毛刺等方式。倒圆、倒尖后的齿轮在换档时容易进人啮合状态，减少撞击现象。倒棱可除去齿端尖边和毛刺。倒圆时，铣刀高速旋转，并沿圆弧作摆动，加工完一个齿后，工件退离铣刀，经分度再快速向铣刀靠近加工下一个齿的齿端。齿端加工必须在齿轮淬火之前进行，通常都在滚（插）齿之后，剃齿之前安排齿端加工。 1.2.4齿轮轴

齿轮轴加工：锻件正火→取样化验化学成份→粗车毛胚车去黑皮→超声波探伤检查→调质→粗车各部位尺寸→超声波探伤检查→钳工→滚齿→渗碳→半精车去碳层→淬火→喷丸处理→精车各部→精磨基准→磨齿到要求（包括修形在内）→计量检查→磁粉齿表面探伤检查→退磁→铣键槽→去毛刺→入库检验 1.2.5蜗轮、蜗杆齿轮的功用与结构

蜗轮、蜗杆的功用主要用于传递交错轴间运动和动力，通常，轴交角∑＝90°。其优点是传动比大，工作较平稳，噪声低，结构紧凑，可以自锁；缺点是当蜗杆头数较少时，传动效率低，常需要采用贵重的减摩有色金属材料，制造成本高。

蜗轮是回转形零件，蜗轮的结构特点和齿轮基本相似，直径一般大于长度，通常由外圆柱面、内环面、内孔、键槽（花键槽）、轮齿、齿槽等组成。根据结构形式的不同，齿轮上常常还有轮缘、轮毂、腹板（孔板）、轮辐等结构。按结构不同蜗轮可分为实心式、腹板式、孔板式、轮辐式等多种型式。

蜗杆的结构和轴相似，其结构特点是长度一般大于直径，通常由外圆柱面、圆锥面、螺纹及阶梯端面等所组成。蜗杆上啮合部分的轮齿呈螺旋状，有单头和多头之分， 单头蜗杆的自锁性能好、易加工，但传动效率低。

蜗杆轴类零件的毛坯常见的有型材（圆棒料）和锻件。大型的，外形结构复杂的轴也可采用铸件。内燃机中的曲轴一般均采用铸件毛坯。

型材毛坯分热轧或冷拉棒料，均适合于光滑轴或直径相差不大的阶梯轴。 锻件毛坯经加热锻打后，金属内部纤维组织沿表面分布，因而有较高的抗拉、抗弯及抗扭转强度，一般用于重要的轴。 1、蜗杆轴加工的工艺路线

外圆加工的方法很多，基本加工路线可归纳为四条。 ① 粗车—半精车—精车

对于一般常用材料，这是外圆表面加工采用的最主要的工艺路线。 ② 粗车—半精车—粗磨—精磨

对于黑色金属材料，精度要求高和表面粗糙度值要求较小、零件需要淬硬时，其后续工序只能用磨削而采用的加工路线。 ③ 粗车—半精车—精车—金刚石车

对于有色金属，用磨削加工通常不易得到所要求的表面粗糙度，因为有色金属一般比较软，容易堵塞沙粒间的空隙，因此其最终工序多用精车和金刚石车。 ④ 粗车—半精—粗磨—精磨—光整加工

对于黑色金属材料的淬硬零件，精度要求高和表面粗糙度值要求很小，常用此加工路线。

3、蜗杆-齿轮减速器内部附件结构特点

为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计应给予足够重视外，还应考虑到为减速器润滑池注油、排油、检查油面高度、检修拆装时上下箱的精确定位、吊运等辅助零部件的合理选择和设计。 （1） 检查孔及其盖板

为了检查传动零件的啮合情况、接触斑点、侧隙，并向箱体内注入润滑油，应在箱体的适当位置设置检查孔。所以本装配图中，减速器中的检查孔设在上箱顶盖能够直接观察到齿轮啮合部位的地方。平时，检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。检查孔一般为长方形，其大小应允许将手伸入箱内，以便检查齿轮啮合情况。 （2） 通气孔

减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大，为了箱内受热膨胀的空气能自由地排出，以保证箱体内外压力平衡，不至于使润滑油沿分箱面和轴伸或其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部设置通气孔。本次所测的减速器采用的通气孔是具有垂直相通气孔的通气螺塞。通气螺塞旋紧在检查孔盖板的螺孔中。这种通气器结构有滤网，用于工作环境多尘的场合，防尘效果较好。 （3） 轴承盖和密封装置

为了固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖板封闭。轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。本减速器采用的是凸缘式轴承盖，利用六角螺钉固定在箱体上。在轴伸处的轴承盖是盖端，透气盖中装有密封装置。凸缘式轴承盖的优点是拆装、调整轴承比较方便，但和嵌入式轴承盖相比，零件数目较多，尺寸较大，外观不够平整。 （4） 轴承挡油盘

轴承干油润滑和稀油润滑时的挡油盘的功能和结构都是不同的。轴承稀油润滑时，挡油盘只安装在高速轴齿轮轴上，以防齿轮齿侧喷出的热油进入轴承，影响轴承寿命。当齿根圆直径大于轴承座孔径时，可不必安装挡油盘。 （5） 定位销

为了精确地加工轴承座孔，并保证每次拆装后轴承座的上下半孔始终保持加工时的位置精度，应在精加工轴承座孔前，在上箱盖和下箱盖的联接凸缘上配装定位销。本减速器采用的两定位圆销安装在箱体纵向两侧联结凸缘上，并呈非对称布局以加强定位效果。

（6） 起箱螺钉

为了加强密封效果，通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密使分开困难。为此常在箱盖联接凸缘的适当的位置，加工出1~2哥螺钉，旋入启箱用的圆柱端或平端的起箱螺钉。旋动启箱螺钉便可将箱盖顶起。 （7） 放油螺塞

换油时，为了排除污油和清洗剂，应在箱体底部、油池的最低位置处开设放油孔，平时放油孔带有细牙螺纹的螺塞堵住。放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用垫圈。 （8） 起吊装置

当减速器的质量超过23Kg时，为了便于搬运，常需在箱体上设置起吊装置，如在箱体上铸出吊耳或吊钩等。本减速器上箱体设有吊耳。

4 测绘前期准备

4.1.1 拆卸减速器

按拆卸的顺序给所有零、部件编号，并登记名称和数量，然后分类、分组保管，避免产生混乱和丢失；拆卸时避免随意敲打造成破坏，并防止碰伤、变形等，以使再装配时仍能保证减速器正常运转。

拆卸顺序：

①、拆卸观察孔盖。

②、拆卸箱体与箱盖联连螺栓，起出定位销钉，然后拧动起盖螺钉，卸下箱盖。 ③、拆卸各轴两边的轴承盖、端盖。

④、一边转动轴顺着轴旋转方向将高速轴轴系拆下，再用橡胶榔头轻敲轴将低、中速轴系拆卸下来。

⑤、最后拆卸其它附件如油标、放油螺塞等。 5.1.2 分析装配方案

按照先拆后装的原则将原来拆卸下来的零件按编好的顺序返装回去。

①、检查箱体内有无零件及其他杂物留在箱体内后，擦净箱体内部。将各传动轴部件装入箱体内；

②、将嵌入式端盖装入轴承压槽内，并用调整垫圈调整好轴承的工作间隙。 ③、将箱内各零件，用棉纱擦净，并塗上机油防锈。再用手转动高速轴，观察有无零件干涉。经检查无误后，合上箱盖。

④、松开起盖螺钉，装上定位销，并打紧。装上螺栓、螺母用手逐一拧紧后，再用扳手分多次均匀拧紧。

⑤、装好轴承小盖，观察所有附件是否都装好。用棉纱擦净减速器外部，放回原处，摆放整齐。

5.1.3分析各零件作用、结构及类型： （1）、主要零部件：

①、轴：主要功用是直接支承回转零件，以实现回转运动并传递动力。高速轴和中速轴都属于齿轮轴；低速轴为转轴、 属阶梯轴。

②、轴承：用来支承轴或轴上回转零件、保持轴的旋转精度、减小磨擦和磨损。高、中速轴的为GB/T276—1994沟球轴承6206；低速轴为GB/T276—1994深沟球轴承6208。

③、齿轮：用来传递任意轴间的运动和动力，在此起传动及减速作用，其中齿轮1和齿轮3属于齿轮轴，为主动轮，齿数分别为z1=11；z3=14。齿轮2得齿轮4为从动轮，齿数分别为z2=88；z4=85。都为斜齿圆柱齿轮。

④、联轴器：主要用于联接两轴，使他们一起转动以传递运动和转矩。 （2）、附件：

①、窥视孔：窥视孔用于检查传动零件的啮合、润滑及轮齿损坏情况，并兼作注油孔，可向减速器箱体内注入润滑油。

②、通气器：使箱体内受热膨胀的气体自由排出，以保持箱体内外压力平衡，不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件处向外渗漏。

③、定位销：对由箱盖和箱座通过联接而组成的剖分式箱体，为保证其各部分在加工及装配时能够保持精确位置，特别是为保证箱体轴承座孔的加工精度及安装精度。

④、启箱螺钉：由于装配减速器时在箱体剖分面上涂有密封用的水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖，旋动启箱螺钉可将箱盖顶起。

⑤、放油孔及放油螺塞：为排放减速器箱体内污油和便于清洗箱体内部，在箱座油池的最低处设置放油孔，箱体内底面做成斜面，向放油孔方向倾斜1～2使油易于流出。

5 典型零件的测绘

5.1.1 齿轮的测绘 （1）、几何参数测量：

①、齿数Z：直接从齿轮上数出来。

②、齿顶圆直径da：用游标卡尺直接量取。 ③、齿根圆直径d

f

：

齿数为偶数时：用游标卡尺直接量取；

⑥、齿宽b：直接用游标卡尺从各齿轮上量取。

⑦、分度圆直径d:由d=mn⋅z求取。 （2）、基本参数的确定： cosβ

①、法向模数mn; 旋向β：

根据前面所求得的齿顶圆直径da；中心距a及齿数Z1、Z2代入公式： ⎧m⎪nz ⎪da=⎨cosβ+2mn或:h=2.25mn ⎪⎪ ⎩a=mn(z1+z2

)

求得2mcosβn、β后并查[1]P208表9-1取mn为标准值；β值精确到“秒”。（3）、将几何参数及基本参数标在图上：

其中α=20︒ h**a=1 c=0.25

齿轮几何参数及基本参数列表

f=D+2n

5.1.2 轴的测绘：

（1）、轴径：查[4]P10取：GB/T2822-1981尺寸系列 （2）、轴段长度：直接用游标卡尺量取。 （3）、键槽：b、t、l查[3]P258~259读取。 5.1.3 绘制轴系、装备草图。（徒手绘、目测）

5.1.4 蜗轮、蜗杆的测绘

蜗轮、蜗杆的测绘比较复杂，要想获得准确的测绘数据，就必须具备较全面的蜗杆传动方面的知识。同时应合理选择测量工具及必要的检测仪器，掌握正确的测量方法，并对所测量的数据进行合理的分析处理，提出接近或替代原设计的方案，直接为生产服务。

测绘蜗轮、蜗杆时，主要是确定蜗杆轴向模数ma（即蜗轮端面模数mt），蜗杆的直径系数q和导程角γ(即蜗轮的螺旋角β)。下面以普通圆柱蜗轮蜗杆测绘为例，说明标准蜗轮蜗杆的基本测绘步骤。

1. 首先对要测绘的蜗轮、蜗杆进行结构和工艺分析。

2. 画出蜗轮、蜗杆的结构草图和必须的参数表，并画出所需标注尺寸的尺寸界线及尺寸线。

3. 数出蜗杆头数z1和蜗轮齿数z2。

4. 测量出蜗杆齿顶圆直径dal、蜗轮喉径dai和蜗轮齿顶外圆直径dae。

5. 在箱体上测量出中心距a。 6. 确定蜗杆轴向模数ma (即涡轮端面模数mt)

7. 确定蜗杆的导程角γ(蜗轮的螺旋角β)，并判定γ及β的方向。

根据计算公式 tgγ= z1ma / d1，因 d1 = da1-2ma 则

γ= tg -1 z1ma / (da1-2ma)

8. 确定蜗杆直径系数q

根据计算公式q = d1 / ma或q = z1 / tgγ计算出q值，且应按标准系列选取与其相近的标准数值。

9. 根据计算公式，计算出其它各基本尺寸，如齿根圆直径df1、df2，齿顶高ha1、ha2，齿根高hf1、hf2等。

10. 所得尺寸必须与实测中心距a核对，且符合计算公式： a = ma / 2 (q+z2)

11. 测量其它各部分尺寸，如毂孔直径、键槽尺寸等。 12. 根据使用要求，确定蜗轮、蜗杆的精度，一般为7~9级。 13. 用类比法或查资料确定配合处的尺寸公差和形位公差。 14. 用粗糙度量块对比或根据各部分的配合性质确定表面粗糙度。 15. 尺寸结构核对无误后，绘制零件图。 1. 几何参数的测量

（1）蜗杆头数z1〔齿数)、蜗轮齿数z2 目测确定z1，并数出z2。

（2）蜗杆齿顶圆及蜗轮喉圆直径da1，da2

可用高精度游标卡尺或千分尺直接测量，用游标卡尺测量蜗轮喉圆直径da2的方法如图8-16所示。测量时，可在三、四个不同直径位置上进行，取其中的最大值。当蜗轮齿数为偶数时，齿顶圆直径就是将卡尺的读数减去两端量块高度之和，当蜗轮的齿数为奇数时，可按圆柱齿轮奇数齿所介绍的方法进行。

（3）蜗杆齿高h l

蜗杆齿高hl可按以下方法测量：

① 用高精度游标卡尺的深度尺或其他深度测量工具直接测量蜗杆齿高，如图2-3所示。

图2蜗轮喉圆直径da2的测量 图3蜗杆齿高h l的测量

② 用游标卡尺测量蜗杆的齿顶圆直径da1＇和蜗杆齿根圆直径df1＇，并按下式计算： h1=da1'-df1' （4）蜗杆轴向齿距pz ＇

测量蜗杆轴向齿距pz ＇可以用直尺或游标卡尺在蜗杆的齿顶圆柱上沿轴向直接测量，如图8-18所示。为了精确起见，最好多跨几个轴向齿距，然后将所测得的数除以跨齿数，就是蜗杆的轴向齿距。

（5）蜗杆齿形角α

蜗杆齿形角可用角度尺或齿形样板在蜗杆的轴向剖面和法向剖面内测量，将两个剖面的

作比较来判断。

（6）蜗杆副中心距ａ＇

蜗杆副中心距的测量对蜗杆传动啮合参数的确定以及对校核所定参数的正确性都是很重要的。因此，应该仔细测量，力求精确。需要注意的是：只有当根据测绘的几何参数所计算出来的中心距与实测的中心距a＇相一致时，才能保证蜗杆传动的正确啮合。

测量中心距时，可利用设备原有的蜗杆和蜗轮轴，清洗后重新装配进行测量。测量时，首先要测量这些轴的本身尺寸(Ｄ'1，D'2)与形位公差，以便作为修正测量结果的参考。

常用的测量方法有：

① 用高精度游标卡尺或千分尺，测出两轴外侧间的距离L＇，如图8-19所示，并按下式计算中心距：

a'=L'-D'1+D'2

② 用内径千分尺测出两轴内侧间的距离M'，如图8-20所示，并按下式计算中心距。

a'=M'+D'1+D'2

③ 当中心距不大，用上述方法测量有困难时，可

用量块测量两轴内侧间的距离K'，如图8-21所示，并按下式计算中心距。

22

2

蜗杆轴向齿距的测量

数值都记录下来，作确定参数时的参考。也可以用不同齿形角的蜗轮滚刀插入齿部

图4 测蜗杆蜗轮轴外侧间的距离L＇

图 8

测蜗杆蜗轮轴内侧间的距离L＇ 用量块测量两轴内侧间的距离

a'=K'+

D'1+D'2 2

在划线平台上测出L'1及L'2，如 图所示，再分别测出蜗杆、蜗轮轴径D1，D2，并按下式计算中心距：

a'=L'1-L'2-

D'1D'2 +22

2. 基本参数的确定

（1）蜗杆齿面齿形的判别 普通圆柱蜗杆根据齿面齿廓曲线的不同分为阿基米德蜗杆(ZA)、法向直廓蜗杆(ZN)、渐开线蜗杆(ZI)和锥面包络蜗杆(ZK)等四种。测量时以直廓样板进行试配。

当蜗杆轴向齿形是直线齿廓时， ① 该蜗杆为阿基米德蜗杆。

② 当蜗杆法向齿形是直线齿廓时，该蜗杆为法向直廓蜗杆传动。

③ 当蜗杆在某一基圆柱的切面上剖切齿形是直线齿廓时，该蜗杆为渐开线蜗杆传动。

④ 当以直廓样板试配的过程中与上述三种类型不符，蜗杆轴向或法向齿廓也不呈中凹，就应该考虑是否属于锥面包络蜗杆。

在缺乏条件的情况下测绘，要准确判断蜗杆齿形是很困难的，所以对要求保证传动精度的蜗杆副的更换，建议采用成对更换的方法。

在平台上测蜗轮蜗杆轴线间的距

离

6 传动系统运动传动比计算

6.1 计算总传动比i;

传动系统简图如下：

7 装配图设计

7.1 装配图的作用

1、电动机2、联轴器3、蜗轮4、蜗杆（高速轴）5、轴承6、大齿轮7、大齿轮轴（低速轴）8、小齿轮轴（中速轴主动轮）9、小齿轮

作用：装配图表明减速器各零件的结构及其装配关系，表明减速器整体结构，所有零件的形状和尺寸，相关零件间的联接性质及减速器的工作原理，是减速器装配、调试、维护等的技术依据，表明减速器各零件的装配和拆卸的可能性、次序及减速器的调整和使用方法。

7.2 减速器装配图的绘制 7.2.1装备图的总体规划： （1）、视图布局：

①、选择3个基本视图，结合必要的剖视、剖面和局部视图加以补充。

②、选择俯视图作为基本视图，主视和左视图表达减速器外形，将减速器的工作原理和主要装配关系集中反映在一个基本视图上。

布置视图时应注意：

a、整个图面应匀称美观，并在右下方预留减速器技术特性表、技术要求、标题栏和零件明细表的位置。

b、各视图之间应留适当的尺寸标注和零件序号标注的位置。 （2）、尺寸的标注：

①、特性尺寸：用于表明减速器的性能、规格和特征。如传动零件的中心距及其极限偏差等。

②、配合尺寸：减速器中有配合要求的零件应标注配合尺寸。如：轴承与轴、轴承外圈与机座、轴与齿轮的配合、联轴器与轴等应标注公称尺寸、配合性质及精度等级。查[3]P106表7-2。

③、外形尺寸：减速器的最大长、宽、高外形尺寸表明装配图中整体所占空间。

④、安装尺寸：减速器箱体底面的长与宽、地脚螺栓的位置、间距及其通孔直径、

外伸轴端的直径、配合长度及中心高等。 （3）、标题栏、序号和明细表：

①、说明机器或部件的名称、数量、比例、材料、标准规格、标准代号、图号以及设计者姓名等内容。查GB10609.1-1989

和GB10609.2-1989标题栏和明细表的格式。

②、装备图中每个零件都应编写序号，并在标题栏的上方用明细表来说明。 （4）、技术特性表和技术要求：

①、技术特性表说明减速器的主要性能参数、精度等级、表的格式参考[3]P108表7-3，布置在装配图右下方空白处。

②、技术要求包括减速器装配前、滚动轴承游隙、传动接触斑点、啮合侧隙、箱体与箱盖接合、减速器的润滑、试验、包装运输要求。 7.3 绘制过程： 7.3.1画三视图：

①、绘制装配图时注意问题：

a先画中心线，然后由中心向外依次画出轴、传动零件、轴承、箱体及其附件。 b、先画轮廓，后画细节，先用淡线最后加深。 c、3个视图中以俯视图作基本视图为主。

d、剖视图的剖面线间距应与零件的大小相协调，相邻零件剖面线尽可能取不同。 e、对零件剖面宽度δ≤2mm的剖视图，剖面允许涂黑表示。 f、同一零件在各视图上的剖面线方向和间距要一致。 ②、轴系的固定：

a、轴向固定：滚动轴承采用轴肩和闷盖或透盖，轴套作轴向固定；齿轮同样。 b、周向固定：滚动轴承采用内圈与轴的过渡配合，齿轮与轴除采用过盈配合还采用圆头普通平键。查[3]P258~259得中速轴齿轮键为10x8x22GB1096-79(90)，低速轴齿轮键为GB1096-79（90），14x9x36。 7.3.1润滑与密封 ①、润滑：

齿轮采用浸油润滑。参考[1]P245。当齿轮圆周速度v≤12m/s时，圆柱齿轮浸入油的深度约一个齿高，三分之一齿轮半径，大齿轮的齿顶到油底面的距离≥30~60mm。参

11

考[1]P310。轴承润滑采用润滑脂，润滑脂的加入量为轴承空隙体积的~，采

32

度较小润滑脂。

②、密封：

防止外界的灰尘、水分等侵入轴承，并阻止润滑剂的漏失。查[4]P383表10-37，高低速轴密封圈为：唇形密封圈（FB型）GB/T9877.1-1998。 7.3.3 减速器的箱体和附件：

①、箱体：用来支持旋转轴和轴上零件，并为轴上传动零件提供封闭工作空间，防止外界灰砂侵入和润滑逸出，并起油箱作用，保证传动零件啮合过程良好的润滑。 材料为：HT200。加工方式如下：

加工工艺路线：铸造毛坯→时效→油漆→划线→粗精加工基准面→粗、精加工各平面→粗、半精加工各主要加工孔→精加工主要孔→粗、精加工各次要孔→加工各紧固孔、油孔等→去毛刺→清洗→检验

②、附件：

包括窥视孔及窥视孔盖、通气器、轴承盖、定位销、启箱螺钉、油标、放油孔及放油螺塞、起吊装置。 7.4 完成装配图：

（1）、标注尺寸：参考[3]P105、P106表7-2，标注尺寸反映其的特性、配合、外形、安装尺寸。

（2）、零件编号（序号）：由重要零件，按顺时针方向依次编号，并对齐。 （3）、技术要求：参考[3]P107~110 （4）、审图 （5）、加深

8 零件图设计

8.1零件图的作用：

作用：

1、反映设计者的意图，是设计、生产部门组织设计、生产的重要技术文件。 2、表达机器或部件运载零件的要求，是制造和检验零件的依据。 8.2 零件图的内容及绘制： 8.2.1选择和布置视图：

（1）、轴：采用主视图和剖视图。主视图按轴线水平布置，再在键槽处的剖面视图。 （2）、齿轮：采用主视图和侧视图。主视图按轴线水平布置（全剖），反映基本形状；侧视图反映轮廓、辐板、键槽等。 8.3 合理标注尺寸及偏差：

（1）、轴：参考[3]P113，径向尺寸以轴线为基准标注，有配合处径向尺寸应标尺寸偏差；轴向尺寸以轴孔配合端面及轴端面为基准，反映加工要求，不允许出现封闭尺寸链。 （2）、齿轮：参考[3]P116~117：径向尺寸以轴线为基准，轴孔、齿顶圆应标相应的尺寸偏差；轴向尺寸以端面为基准，键槽尺寸应相应标出尺寸偏差。 8.4 轴的加工工序

工序(a):车两端面，打中心孔，定总长227 mm。

工序（b）：中心孔定位，粗车ø55mm,长154mm,精车ø40mm长105mm。 工序（c）：精车ø38mm，长58mm，满足ø40mm长为47mm。

工序（d）：掉头，精车ø45mm,长74mm

工序（e）:精车ø40mm, 长32mm，满足ø45mm长为42mm. 工序（f）:铣与齿轮配合的键槽：14X36。 工序（g）:铣与联轴器配合的键槽：10X55。 轴的加工工序简图如下图所示：

8.5 合理标注形状和位置公差：

（1）、轴：取公差等级为6级，查[3]P115表8-2，及[1]P103表6-16，P104表6-18并参考[3]P119图8-5轴求得形位公差推荐标注项目有圆柱度、圆跳动度、对称度。 （2）、齿轮：取公差等级为8级。查[3]P117表8-4及[1]P103表6-16，P104表6-18并参考[3]P121图8-7求得形位公差。推荐标注项目有圆柱度、圆跳动度、对称度。 8.6 合理标注表面粗糙度：

（1）、轴：查[3]P115表8-1轴加工表面粗糙度Ra荐用值。 ①、与传动件及联轴器等轮毂相配合的表面取1.6。 ②、与滚动轴承相配合的表面，轴承内径d≤80mm取1.0. ③、与传动件及联轴器相配合的轴肩端面取3.2。 ④、平键键槽工作面取3.2，非工作面取6.3。 ⑤、与滚动轴承相配合的轴肩端面，d≤80mm的取2.0. （2）、齿轮：查[3]P117表8-3齿轮表面粗糙度Ra荐用值。

①、齿轮工作面、齿顶圆、与轴肩配合的端面取3.2。

②、轴孔取1.6。③、平键键槽取3.2（工作面）；12.5（非工作面） 8.7 技术要求：

（1）、轴：调质处理217~255HBS （2）、齿轮：正火处理162~217HBS 8.8 标题栏：

装配图：

主视图

俯视图

左 视 图

测绘小结

2个星期的测绘时间，让我学到了很多东西，不仅使我在理论上对减速器有了全新的认识，在实践能力上也得到了提高，明白了作为一名新时期的高职技术人才一定要做到了学以致用，更学到了其它很多为人处事的道理，这些对我来说受益非浅。这也是对以前所学知识的一个初审吧！这次试验的测绘对于我以后学习、找工作也真是受益菲浅，在短短的一个月中让我初步从理性回到感性的重新认识，也让我得到很大的锻炼！相信这些宝贵的经验会成为我今后成功的重要的基石。

蜗杆齿轮减速器的结构分析是一个较为复杂的过程，他的尺寸测绘是机械设计课程的一个重要环节，它可以让我进一步巩固和加深我所学的理论知识，通过设计把机械设计及其他有关先修课程（如机械制图、材料力学、工程材料等）中所获得的理论知识在设计实践中加以综合运用，使理论知识和生产实践密切的结合起来。而且，本次设计是我们学生首次进行完整综合的机械设计，它让我树立了正确的设计思想，培养了我对机械工程设计的独立工作能力；让我具有了初步的机构选型与组合和确定传动方案的能力；为我今后的设计工作打了良好的基础。

通过本次课程设计，还提高了我的计算和制图能力；同时对减速器的结构和设计步骤有了一个大概的了解，对之前所学的专业知识作了一个很好的总结，设计中尚有很多不合理和不理解的地方，以待在今后的学习工作中来弥补。设计过程中我能够比较熟悉地运用有关参考资料、计算图表、手册、图集、规范；熟悉有关的国家标准和行业标准（如GB、JB等），获得了一个工程技术人员在机械设计方面所必须具备的基本技能训练。

但是在工作的同时我起初并不是很顺利，当一份比较象样的课程设计完成的时候，我的内心无法用文字来表达。几天以来日日夜夜的计算与绘图和在电脑前编辑排版说明书，让我感觉做一个大学生原来也可以这么辛苦。但是，所有的这一切，都是值得的，它让我感觉大学是如此的充实

我感受最深的，就有以下几点：

其一、实训测绘是对每个人综合能力的检验。要想做好任何事，除了自己平时要有一定的功底外，我们还需要一定的实践动手能力，操作能力。

其二、此次实训测绘，我深深体会到了积累知识的重要性。俗话说：“要想为事业多添一把火，自己就得多添一捆材”。我对此话深有感触。

在短暂的实训测绘过程中，让我深深的感觉到自己在实际运用中的专业知识的匮乏，刚开始的一段时间里，对一些工作感到无从下手，茫然不知所措，这让我感到非常的难过。在学校总以为自己学的不错，一旦接触到实际，才发现自己知道的是多么少，

这时才真正领悟到“学无止境”的含义。这也许是我一个人的感觉。不过有一点是明确的，就是我们的理论教育与实践的确是有一段距离的。

作为一名专业学生把握一门或几门制图软件同样是必不可少的，固然本次课程设计没有要求用 auto CAD制图，但我却在整个设计过程中都用到了它。用cad制图方便简洁，易修改，速度快，我的设计，大部分尺寸都是在cad上设计出来的，然后按这尺寸画在图纸上。这样，有了尺寸就能很好的控制图纸的布局。

这一段时间所学到的经验和知识大多来自老师和同学们的教导，这是我一生中的一笔宝贵财富，也要感谢郭老师和李老师对我的指导，虽然我们之间的交流不是很多但是在实训的开始与结尾，我一直在灌输着你们的思想，以致我们把任务顺利完成真的谢谢你们！

谢 辞

在此次实训测绘即将完成之际，我的心情无法平静，从开始进入课题到设计的顺利完成，有多少可敬的师长、同学给了我无言的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意！同时我还要特别感谢郭老师和李老师对我这次实训测绘指导付出的苦心与汗水，谢谢你们。要是没有你们的指导与帮助，我想也许我自己一个人无法这么快这么顺利的完成了。

参考文献

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[3] 任金泉 主编.机械设计课程设计.西安:西安交通大学出版社,2002.12 [4] 吴宗泽 主编.机械设计实用手册.北京:高等教育出版社,2003.11 [5] 张义平 杜玉玲 张海涛 《镗工》 化学工业出版社 [6] 范崇洛 《机械加工工艺学》 东南大学出版社 [7] 王先逵 《机械制造工艺学》 机械工业出版社