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项目七 减速器的拆装
一、教学目标
1. 了解减速器的内部零件组成。
2. 熟悉掌握键连接、销连接、齿轮传动、蜗杆传动、轴、轴承、联轴器、离合器、制动器的分类与维护。
3. 掌握掌握键连接、销连接、齿轮传动、蜗杆传动、轴、轴承、联轴器、离合器、制动器的数据计算。
二、课时分配
安排6课时。
三、教学重点
通过本项目的学习，可以掌握键连接、销连接、齿轮传动、蜗杆传动、轴、轴承、联轴器等相关知识，具备对键连接、销连接、齿轮传动、蜗杆传动、轴、轴承、联轴器进行结构、运动分析及拆装的能力。
四、教学难点
1．熟悉掌握键连接、销连接、齿轮传动、蜗杆传动、轴、轴承、联轴器、离合器、制动器的分类与维护。
2．掌握掌握键连接、销连接、齿轮传动、蜗杆传动、轴、轴承、联轴器、离合器、制动器的数据计算。
五、教学内容
如图7-1所示，减速器是原动机和工作机之间独立的闭式传动装置，用来降低转速，以适应工作机的需要。它一般由封闭在箱体内的齿轮传动、轴、轴承、键、销、联轴器等典型机构和零部件组成。由于减速器使用维护方便，在现代机械中应用十分广泛。
图7-1减速器
一、减速器
1．减速器类型
减速器常用类型有圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和蜗杆减速器。
（1）圆柱齿轮减速器
（2）圆锥齿轮减速器
（3）蜗杆减速器
2.减速器结构
减速器的结构由箱体、轴系零件和附件三部分组成。
（1）箱体
（2）轴系零件
（3）减速器附件
1）窥视孔及窥视孔盖
2）通气器
3）油塞
4）油标尺
5）起吊装置
6）定位销
7）启盖螺钉
二、键连接
1.键连接概述
键连接的功用是连接轴和轴上的旋转零件以传递运动和动力。根据键连接的结构和承受载荷情况，键连接可分为松键连接和紧键连接。
（1）松键连接
松键连接分为平键连接、半圆键连接和花键连接。
1）平键连接
①普通平键连接
②薄型平键连接
③导向平键和滑键连接
2）半圆键连接
3）花键连接
（2）紧键连接
紧键连接分为楔键连接和切向键连接。
1）楔键连接
2）切向键连接
2.平键连接的标准
（1）平键连接的尺寸选
(2)平键的标记
平键的标记为：键类型b×LGB／T1096-2003。对于圆头普通平键(A型)，字母A可以省略不标。
平键的标记示例如下：
三、销连接
1.销连接的功用
（1）用来确定零件间的相对位置，称为定位销，如图7-17所示。定位销不得少于两个。
图7-17定位销
(2) 用来传递横向力和转矩，称为连接销，如图7-18所示。
图7-18连接销
(3)用作安全装置中的被切断零件，称为安全销，如图7-19所示。
图7-19安全销
2.销的基本形式
3.销的常用材料
销的常用材料为35钢、45钢、30CrMnSiA或T8A、T10A等材料，并经淬火达到要求的硬度。开口销一般采用低碳钢制成。
四、齿轮传动
齿轮传动用来传递两轴间的运动和动力，是应用最广泛的一种传动。
1.齿轮传动概述
（1）齿轮传动的组成和工作原理
（2）齿轮传动的特点
1)传动比恒定，因此传动平稳，冲击、振动和噪音较小。
2)传动效率高、工作可靠且寿命长。齿轮传动的机械效率一般为0.95～0.99，且能可靠地连续工作几年甚至几十年。
3)可传递空间任意两轴间的运动。齿轮传动可传递两平行、相交和交错轴之间的运动和动力。
4)结构紧凑、传递的功率和圆周速度范围较大。齿轮传动所占的空间位置较小，传递功率可由很小到上百万千瓦，传递的速度可达300 m／s。
5)制造、安装精度要求较高。
6)不适于中心距较大的传动。
7)使用维护费用较高。
8)精度低时，噪音、振动较大。
（3）齿轮传动的分类
2.渐开线齿廓
常用齿轮齿廓是渐开线。
（1）渐开线的形成
（2）渐开线的性质
3.直齿圆柱齿轮的主要参数及几何尺寸的计算
（1）直齿圆柱齿轮各部分名称及符号
如图7-24所示为直齿圆柱齿轮的一部分，其各部分的名称和表示符号如下。
1）齿顶圆
在圆柱齿轮上，齿顶所在的圆称为齿顶圆，其直径用da表示。
2）齿根圆
在圆柱齿轮上，齿槽底所在的圆称为齿根圆，其直径用df表示。
图7-24齿轮各部分名称
3）分度圆
4）齿距(周节)
5）齿厚
6）齿槽宽
7）齿顶高
8）齿根高
9）齿高
10）齿宽
（2）直齿圆柱齿轮的主要参数
1）齿数(z)
2）压力角(α)
3）模数m
4）齿顶高系数ha*和顶隙系数c*
（3）渐开线直齿圆柱齿轮几何尺寸计算
4.渐开线标准直齿圆柱齿轮的啮合传动
（1）啮合特性
1）保持恒定的瞬时传动比
2）传动的平稳性
3）传动的可分离性
（2）正确啮合条件
5.斜齿圆柱齿轮传动
（1）渐开线齿廓的形成及啮合特点
（2）斜齿圆柱齿轮主要参数及几何尺寸的计算
1）斜齿圆柱齿轮主要参数
①螺旋角β
②模数和压力角
2）斜齿圆柱齿轮几何尺寸的计算
（3）标准斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件
6.直齿锥齿轮传动
（1)圆锥齿轮传动概述
(2)直齿锥齿轮的主要参数及几何尺寸的计算
1）主要参数
2）几何尺寸的计算
（3）直齿锥齿轮正确啮合条件
7.蜗杆传动
（1)蜗杆传动概述
1)蜗杆传动的组成
2)蜗杆传动的类型
3)蜗杆传动的特点
（2）蜗轮旋转方向的判定
1）蜗杆（蜗轮）旋向的判定
2)蜗轮旋转方向的判定
(3)蜗杆传动的基本参数和几何尺寸的计算
1）基本参数
①模数m和压力角α
②蜗杆的导程角γ
③蜗杆分度圆直径d1和蜗杆直径系数q
④蜗杆头数z1及蜗轮齿数z2
⑤传动比i
2）蜗杆传动几何尺寸计算
(4)蜗杆机构的正确啮合条件
(5)蜗杆传动的结构
1）蜗杆的结构
2）蜗轮的结构
(6)蜗杆传动机构的散热
8.齿轮的加工、根切和最小齿数
（1）齿轮轮齿的加工方法
齿轮的加工方法很多，如铸造、冲压、模锻及切削加工等。常用的齿轮加工原理有仿形法和展成法两种。
1）仿形法
2）展成法
（2） 根切现象和最小齿数
9.齿轮传动常见失效形式
齿轮传动的失效主要发生在轮齿上，常见的失效形式有：轮齿折断、齿面疲劳点蚀、齿面磨损、齿面胶合和轮齿塑性变形等。
（1） 轮齿折断
（2） 齿面疲劳点蚀
（3）齿面磨损
(4)齿面胶合
(5)轮齿塑性变形
10.齿轮常用材料及热处理
对齿轮材料的基本要求如下：
（1）齿面应有足够的硬度，以抵抗齿面磨损、点蚀、胶合以及塑性变形等。
（2）齿芯应有足够的强度和较好的韧性，以抵抗齿根折断和冲击载荷。
（3）应有良好的加工工艺性能及热处理性能，使之便于加工且便于提高其力学性能。
11.齿轮的结构形式
齿轮结构形式有齿轮轴、实心式、腹板式和轮辐式四种。
（1）齿轮轴
（2）实心式齿轮
（3）腹板式齿轮
（4）轮辐式齿轮
12.齿轮传动的润滑
五、轴
所有的回转零件，如凸轮、带轮和齿轮等，都必须用轴来支承才能工作。轴是机械中不可缺少的重要零件。
1.轴的功用和类型
（1） 轴的功用
（2）轴的类型
1）心轴
2）传动轴
3）转轴
2．轴的材料
3．轴的结构
（1）典型轴系结构
（2）轴上零件的定位和固定
1)轴系零件的轴向定位和固定
2)轴系零件的周向定位和固定
（3）轴的结构工艺性
六、轴承
轴承的功用是支承轴及轴上零件，保持轴的旋转精度和减少轴与支承间的摩擦和磨损。根据工作时摩擦性质不同，轴承可分为滑动轴承和滚动轴承。
1．滑动轴承
（1）滑动轴承概述
（2）滑动轴承的类型
1）向心滑动轴承
常用的向心滑动轴承有整体式滑动轴承、剖分式滑动轴承和调心式滑动轴承三种。
①整体式滑动轴承
图7-74整体式滑动轴承
②剖分式滑动轴承
图7-75剖分式滑动轴承
③调心式滑动轴承
图7-76调心式滑动轴承
2）推力滑动轴承
图7-77推力轴承结构形式
根据工作时轴瓦和轴颈表面间呈现的摩擦状态的不同，滑动轴承可分为非液体摩擦滑动轴承和液体摩擦滑动轴承。
1）非液体摩擦滑动轴承
2）液体摩擦滑动轴承
（3）轴瓦和轴承衬
轴瓦是轴承中直接与轴颈接触的重要零件，它的结构和性能直接关系到轴承的效率、寿命和承载能力。
1）轴瓦的结构
2）轴瓦和轴承衬的材料
常用的轴瓦和轴承衬的材料有：
①轴承合金
②铸铁
③粉末冶金材料
④非金属材料
（4）滑动轴承的润滑
机械润滑的主要目的是减小摩擦、减轻磨损、提高效率和延长寿命，同时起冷却、防锈和吸振的作用。为了保证轴承有良好的润滑，应选择适当的润滑剂和润滑装置。
1)润滑剂
常用的润滑剂有润滑油、润滑脂和固体润滑剂三种。
2)润滑方式及润滑装置
①手工加油润滑
②滴油润滑
③油环润滑
④飞溅润滑
⑤压力循环润滑
2.滚动轴承
（1）滚动轴承概述
1）滚动轴承的结构
2）滚动轴承的特点
3)滚动轴承的结构特性
①公称接触角
②游隙
③偏位角
④极限速度
（2）滚动轴承的类型
（3）滚动轴承的代号
1）前置代号
2）基本代号
3）后置代号
（4）滚动轴承的主要失效形式
1）疲劳点蚀
2）永久变形
3）磨损和碎裂
（5）滚动轴承的固定、调整和支承
1）滚动轴承内圈的轴向固定
2)滚动轴承外圈的轴向固定
3）轴的轴向位置调整
4）保证支承部分的刚度和同轴度
（6）滚动轴承的润滑与密封
润滑和密封对滚动轴承的使用寿命有重要意义。润滑的主要目的是减小摩擦与磨损。滚动接触部位形成油膜时，还有吸收振动、降低工作温度等作用。密封的目的是防止灰尘、水分等进入轴承，并阻止润滑剂的流失。
1)滚动轴承的润滑
滚动轴承的润滑剂可以是润滑脂、润滑油或固体润滑剂。
脂润滑的优点是润滑膜强度高，能承受较大的载荷，润滑脂不易流失，故便于密封和维护，并且一次充填润滑脂可运转较长时间；缺点是摩擦较大，散热效果差。润滑脂的填充量一般不超过轴承内空隙的1／2～1／3，以免润滑脂太多导致摩擦发热，影响轴承的正常工作。它通常用于转速不高以及不便加油的场合。
油润滑的优点是摩擦阻力小，润滑可靠，且具有冷却散热和清洗的作用；缺点是对密封和供油的要求较高。它主要用于高速或工作温度较高的轴承。润滑油的黏度可按轴承的速度因数dn和工作温度t来确定。常用的油润滑方式有：
①油浴润滑。
②滴油润滑。
③飞溅润滑。
④喷油润滑。
⑤油雾润滑。
2)滚动轴承的密封
滚动轴承的密封方式分为接触式密封和非接触式密封两种。
触式密封
②非接触式密封
七、联轴器和离合器、制动器
联轴器和离合器是机器中的常用部件，它们的功用都是将两根轴连接成一体，以传递运动和转矩。联轴器和离合器的区别是联轴器只有在机器停止运转并把联轴器拆开的情况下，才能使两轴分开。离合器可以随时实现两轴的接合或分离的装置。联轴器和离合器的种类很多，多数已标准化和系列化。
1.联轴器
（1） 刚性联轴器
刚性联轴器只能传递运动和转矩，不能补偿轴的偏移。常用的刚性联轴器有套筒联轴器、凸缘联轴器和夹壳联轴器。
1）套筒联轴器
2）凸缘联轴器
3）夹壳联轴器
（2）挠性联轴器
1）十字滑块联轴器
2）尼龙滑块联轴器
3）十字轴万向联轴器
4）齿式联轴器
5）弹性套柱销联轴器
6）弹性柱销联轴器
7）轮胎式联轴器
2.离合器
（1）操纵离合器
1）牙嵌离合器
2）单片摩擦离合器
3）多片摩擦离合器
（2）自控离合器
1）超越离合器
2）安全离合器
3.制动器
（1）带式制动器
（2）外抱块式制动器
双级圆柱齿轮减速器的拆装
任务工单：参照图7-124所示双级圆柱齿轮减速器结构图，完成减速器拆装。
一、双级圆柱齿轮减速器结构分析
1.减速器工作原理分析
2.零件间的装配关系、连接方式分析
（1）输入轴
（2）中间轴
（3）输出轴
二、拆装工具
台虎钳、一字旋具、十字旋具、呆扳手、内六角扳手、活扳手、手锤、冲子、铜棒、手钳、套筒
三、拆卸减速器
1.拆卸箱体
（1）拆卸油塞；
（2）拆卸视孔盖；
（3）拆卸上下盖连接螺栓；
（4）拆卸定位销；
（5）利用起盖螺钉和起吊装置拆卸箱盖；
2.拆卸输入轴
（1）取出轴承闷盖；
（2）取出输入轴；
（3）拆卸输入轴轴头螺母，取下轴承透盖；
（4）拆卸输入轴两端轴承；
（5）取下挡油板。
3.拆卸中间轴
（1）取出中间轴两轴承闷盖；
（2）取出中间轴；
（3）拆卸中间轴轴承；
（4）取下套筒；
（5）拆卸齿轮，如图7-136所示；
（6）用尖嘴钳拔出键，如图7-137所示；
（7）拆卸另一个中间轴轴承；
（8）取下挡油板。
4?拆卸输出轴
（1）取出轴承闷盖；
（2）取出输出轴；
（3）取下轴承透盖；
（4）拆卸轴承；
（5）取下套筒；
（6）拆卸齿轮；
（7）用尖嘴钳拔出键；
（8）取下套筒；
（9）拆卸另一个轴承。
四、装配减速器
1.装配输出轴
（1）装配轴承；
（2）安装套筒；
（3）装配键；装配齿轮；
（4）安装套筒；
（5）装配另一个轴承；
（6）安装轴承透盖；
（7）将输出轴装入箱体；
（8）安装轴承闷盖。
2.装配中间轴
（1）安装挡油板；
（2）装配轴承；
（3）装配键及齿轮；
（4）安装套筒；
（5）装配另一个轴承；
（6）将中间轴放入箱体；
（7）安装中间轴两轴承闷盖。
3.装配输入轴
（1）安装挡油板；
（2）装配两端轴承；
（3）安装轴承透盖；
（4）将输入轴放入箱体；
（5）安装轴承闷盖。
4.装配箱体
（1）涂密封胶后利用起吊装置安装箱盖；
（2）装配定位销；
（3）装配上下盖连接螺栓；
（4）安装视孔盖；
（5）安装油塞，安装油标尺，注入润滑油，如图7-144所示。
六、课后作业
1.一对齿轮啮合时,两齿轮的________始终相切。
2.一标准直齿圆柱的齿距为15.7mm，齿顶圆直径为400mm,则该齿轮的齿数为________。
3.齿轮传动的标准安装是指__________________________。
4.齿轮传动的重合度越大，表示同时参与啮合的轮齿对数___________-，齿轮传动也越__________。
5.一般来说，_______更能承受冲击，_____-更适合于较高的转速下工作。
6.转轴是指______________________传动轴是指___________________
7.一个阶梯轴由______，_________，______________三部分组成。
8.键连接可分为 和 。销主要有 和 两种形式。
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