第5章装配工作图的设计和绘制

机械设计基础课程设计1第5章装配工作图的设计和绘制5.1概述5.2减速器装配图设计的准备5.3粗绘装配草图5.4设计和绘制箱体结构5.5装配草图的检查和修正5.6完成装配图机械设计基础课程设计2装配图是表达机械的整体结构、工作原理及零部件之间的组合关系、联接方式以及主要零件的结构形状的图样。装配图主要承载设计者的设计思想、反映装配体的工作原理、产品的基本技术水准及主要性能指标、反映构成装配体的零件的数量、作用、定位(配合)关系，是进行机械组装和调试的技术依据。在设计装配图时,应综合考虑零件的材料、强度、刚度、加工，拆装、润滑及经济性等各方面的要求，并精准详尽地表达在设计图上。为了解减速器的结构和各零部件的功能及作用，在进行减速器装配图设计前，应参观或拆装减速器。这样，在进行零件设计及装配图的设计中可以比较各种减速器的优缺点,从中挑选较好的结构作为设计参考。5.1概述机械设计基础课程设计3拟定减速器的结构后，就要进行装配图的版面布置。俗话说：“磨刀不误砍柴工”，装配图的版面布置合理将会减少反复，大大提高绘图质量，也会大大提高绘图速度。进行版面布置时，主要根据传动零件的中心距、齿轮顶圆直径及齿宽等，并考虑传动零件润滑油的深度(30～50mm),参考类似的减速器装配图，估计出减速器的总长、总宽、总高和轴的伸长度，并留出标题栏、明细栏、零件编号及技术要求等位置，尽量使布局匀称。由于在绘图过程中，某些零件的结构尺寸可能会修改，所以绘图时着笔要轻，线条要细，且零件的倒圆、倒角、剖面线都不必画出，待设计完毕，装配草图经审查修改后，再重新绘制装配图。机械设计基础课程设计4在装配草图之前应做好以下准备。①做好减速器的拆装试验，观看减速器实物(或模型)的结构了解减速器各个零部件的相互关系、位置状况及作用，拆装过程中注意画好减速器主从动齿轮的装配结构草图，特别是要对比区分几种不同的减速器的实物结构，了解轴承的润滑方式和润滑油路，认真阅读且要读懂一些典型减速装配工作图。②有关设计数据的准备，包括各传动零件的主要尺寸(如齿轮、轴、带轮的几何尺寸等)，电动机的型号规格及主要的安装尺寸(如轴伸尺寸、中心高等)，联轴器的型号及主要尺寸，传动件的密封及润滑要求、方法。③根据工作条件确定减速器箱体结构，通常齿轮减速器箱体采用沿齿轮轴线水平剖分式结构，对蜗杆减速器也可采用整体式箱体结构，常见的箱体结构见图4-3和图4-4。④选择合适的图样比例及合理布置图面，可以根据减速器内传动零件的尺寸，参考类似结构的减速器，估算所设计减速器的轮廓尺寸，同时要考虑到标题栏、明细表、技术要求等的位置，做到图面的合理布置。5.2减速器装配图设计的准备机械设计基础课程设计5装配草图设计的基本任务是通过绘图考察初拟的运动参数、各传动件的结构和尺寸是否协调、是否干涉；定出轴的结构、跨距和受力点的位置以计算轴和轴承；确定出所有部件和零件的结构与尺寸，为零件工作图设计和装配图总成设计提供必需的结构尺寸和依据。在组成机械的各部件中应选择对机械总体关联和影响最大的部件先行设计，胶带输送机中考虑为齿轮减速器。现以该直齿圆柱齿轮减速器为例，说明部件装配草图设计和绘制的大致步骤：5.3粗绘装配草图1．选择视图、图纸幅面、图样比例及布置图面位置装配图所选视图应以能简明表达各零件的基本外形及其相互位置关系为原则。一般减速器选用正视图、俯视图和侧视图三个视图来表达，结构简单者也可选用两个视图；必要时应加剖视图和局部向视图来表达机械设计基础课程设计6(1)确定视图布置在选择图样比例和布置图面之前，应根据传动件的中心距、顶圆直径及轮宽等主要结构尺寸及参考相近似的装配图，估计出外廓尺寸，并考虑零件序号、尺寸标注、明细表、标题栏、减速器接口参数表及技术要求的文字说明等所需页面空间，选择图样比例、合理布置页面．通常将正视图和俯视图布置在图纸左侧，明细表和标题栏布置在图纸右侧，接口参数表布置在图纸的右上角。(如图5-1所示)图样比例须符合标准规定，为增强设计的真实感，应优先采用1:1的图样比例，若视图相对图纸尺寸过大或过小时，也可选用其他合适且常用的图样比例。视图、图纸幅面，图样比例的选择和图面位置的布置，彼此密切相关，绘图时应全盘考虑、统筹兼顾、合理选定。ABC主视图俯视图左视图技术要求标题栏减速器明细表接口参数表图5—1减速器装配草图布置机械设计基础课程设计7(2)绘制主视图①确定箱内传动件轮廓及相对位置。首先根据齿轮计算结果，确定箱内传动件的中心线、齿顶圆(或蜗轮外圆)、齿轮轮毂宽度等尺寸；对双级齿轮减速器一般从中间轮开始，再画高速或低速齿轮位置。设计时应注意运动零件间必须保持一定的间隙。如二级齿轮减速器，两级齿轮端面间的间距c要大于2m(m为齿轮模数)，并大于8mm，如图5-2所示。②箱体内壁位置的确定箱体内壁与传动件间应留有一定的间距，如齿轮齿顶圆至箱体内壁应留有间隙Δ1，齿轮端面至箱体内壁间应留有间隙Δ2，如图5-2所示，Δ1、Δ2的值见表4-2。图5—2齿轮端面间距11δ022abc机械设计基础课程设计82．画传动件的中心线及轮廓线3．初估轴的外伸端直径通过绘图进行轴和轴承部件结构的初步设计及轴上零件作用力的位置计算,并验算,可参考本书配套教材进行设计。4．轴、轴承及键联接的校核计算5．进一步绘图，进行传动件、固定装置、密封装置，箱体及附件的结构设计6．装配草图的检查和修正上述工作完成之后，应对装配草图仔细检查，认真修正，检查次序亦如绘制装配草图“由主到次”进行。机械设计基础课程设计91．箱体的结构型式(1)铸造箱体和焊接箱体箱体一般用灰铸铁HTl50或HT200制造。对重型减速器．为提高其承受振动和冲击的能力，也可用球墨铸铁QTS00-7或铸钢ZG270-500、ZG310-570制造。(2)剖分式箱体和整体式箱体剖分式箱体具有接合面，除为了有利于多级齿轮传动的等油面浸油润滑作成剖分面倾斜式外，一般均为水平式，且接合面多数通过各轴的中心线。(3)平壁式箱体和凸壁式箱体平壁式箱体，常设外筋，凸壁式箱体，常设内筋。凸壁式箱体的刚性、油池容量和散热面积等都比较大，且外表光滑、美观；但高速时油的阻力大，铸造工艺也较为复杂，且外凸部分只能采用螺钉或双头螺柱联接。箱座上须制出螺纹孔。5.4设计和绘制箱体结构5.4.1减速器箱体的结构机械设计基础课程设计102．铸造箱体的结构分析箱体是支承和固定减速器零件及保证传动件啮合精度的重要机件，其重量约占减速器总重量的50％对减速器的性能、尺寸，重量和成本均有很大影响．箱体的具体结构与减速器传动件、轴系和轴承部件以及润滑密封等密切相关，同时还应综合考虑、强度、刚度及铸造、机械加工和装拆工艺等多方面因素。3.箱体的结构尺寸由于箱体的结构和受力情况比较复杂，目前尚无对箱体进行强度和刚度计算的成熟的方法，箱体的结构尺寸通常根据其中的传动件、轴和轴系部件的结构按经验设计关系在减速器装配图的设计和绘制过程中确定，图4-4为圆柱齿轮减速器铸造箱体结构，图4-3为圆柱蜗杆减速器铸造箱体结构，表4-1为其尺寸的经验关系。减速器箱体常用灰铸铁制造。灰铸铁具有良好的铸造性能和减振性能，易获得美观外形，适宜于批量生产。对于重载或受冲击载荷的减速器也可采用铸钢箱体。单件生产的减速器可采用钢板焊接的箱体，其制造工艺简单、生产周期短、材料省、重量轻、成本低，但对焊接技术要求较高。机械设计基础课程设计11减速器箱体兼作油池。减速器传动零件一般采用浸油润滑方式进行润滑：(1)对于单级圆柱齿轮减速器，以浸入大齿轮一个齿全高为宜，但浸油深度不应小于10mm。为避免由于齿轮旋转搅起沉积在箱底的油污，大齿轮顶圆与油池面的距离应取大于30～50mm。(2)对于两级圆柱齿轮减速器，在高速级与低速级的两大齿轮直径相差较大的情况下，若保证高速级大齿轮按上述要求浸油，则低速级大齿轮往往浸油过深。对于圆周速度v0.5~0.8m/s的大齿轮，允许浸油深度达1/6～1/3的齿轮分度圆半径；为减小低速级大齿轮浸油深度，也可采用带油轮把润滑油间接带给高速级齿轮进行润滑。(3)对于两级圆锥—圆柱齿轮减速器，一般按大锥齿轮有足够的浸油深度来确定油面位置，然后检验低速级大齿轮浸油深度不应超过1/6～1/3的齿轮分度圆半径。通常以大锥齿轮整个齿宽或至少0.7倍齿宽浸入油中为宜，齿顶圆为油池底面的距离应取大于30～50mm。(4)对于蜗杆减速器，将蜗杆上置时，与单级圆柱齿轮减速器相同；将蜗杆下置时，蜗杆浸油深度为0.75～1.0倍蜗杆齿全高，蜗杆轴线与箱底距离可取0.8～1.0倍的中心距。机械设计基础课程设计125.4.2结构的合理设计在以上对减速器具体结构分析的基础上，将结构合理设计方面所应注意的几个共性的问题作出些归纳和充实。（1）零件结构应与生产条件，批量大小及获得毛坯的方法相适应；（2）零件结构应便于机械加工，装拆，调整与检测；（3）零件结构应有利于提高强度，刚度，精度，延长寿命和节省材料；（4）考虑人的因素进行结构设计；（5）重视采用新材料，新工艺和新技术；（6）正确规定零件的精度，公差，配合与表面粗糙度等技术要求；（7）零件结构设计应遵守国家标准或部颁标准，并尽可能标准化、系列化、通用化，尽量采用优先数。机械设计基础课程设计13在以上上述工作完成之后，应对装配草图仔细检查，认真修正，检查次序亦如绘制装配草图“由主到次”进行．检查的主要内容如下：(1)装配草图是否与传动方案(运动简图)一致。如轴伸出端的位置，电动机的布置及外接零件(带轮和联轴器等)的匹配是否符合传动方案的要求。(2)传动件、轴、轴承及轴上其他零件的结构是否合理，定位、固定、加工、装拆及密封是否可靠和方便。(3)箱体的结构与工艺性是否合理，附件的布置是否恰当，结构是否正确。(4)重要零件是否满足强度、刚度、耐磨等要求，其计算是否正确，计算出的尺寸是否与设计计算相符。(5)图纸幅面、图样比例、图面布置等是否合适。视图表达是否符合机械制图标准的规定，投影是否正确，可重点检查三个视图的投影关系是否协调一致，啮合轮齿、螺孔及滚动轴承等的规定画法和简化画法是否正确。以上较详细地阐述了单级圆柱齿轮减速器装配草图的设计和绘制，读者可以由此得到启迪，从而自己进行两级圆柱齿轮、圆锥-圆柱齿轮以及蜗杆等减速器装配草图的设计与绘制；设计与绘制装配草图的步骤和方法基本相同，现仅就其中若干特点作些说明和提示。5.5装配草图的检查和修正机械设计基础课程设计14装配工作图各视图都应完整、清晰，避免采用虚线表示零件的结构形状，对必须表达的内部结构或细部结构，可以用局部剖视或向视图表示。装配图上某些结构可用机械制图标准规定的简化画法，例如螺栓、螺母、滚动轴承可以采用简化画法；对于类型、尺寸、规格、材料均相同的螺栓联接，可以只画一个，其他则用中心线表示。5.6完成装配图5.6.1按机械制图标准绘制结构视图5.6.2标注主要尺寸和配合1．特性尺寸反映技术性能、规格或特征的尺寸。2.外形尺寸如减速器的总长、总宽和总高等。3．安装尺寸为设计支承件(如机架、电动机座)，外接零件提供联系的尺寸。4．配合尺寸表明各配合零件之间装配关系的尺寸。机械设计基础课程设计155.6.3编制零件序号、明细表和标题栏装配工作图上所有零件均应标出序号，但对形状、尺寸及材料完全相同的零件只需标一个序号。各独立部件，虽然是由几个零件所组成，也只编一个序号。对于装配关系清楚的零件组，可用一条公用指引线，但各零件仍应分别给予编号。序号应安排在视图外边，并沿水平方向及垂直方向以顺时针或逆时针顺序整齐排列，不得重复和遗漏。各序号引线不应相交，并尽可能不与视图的剖面线平行。明细表和标题栏在装配工作图上的布置可参见图5-3，标题栏应布置在图纸的右下角．1040888比例图号158校核制图共张第张(装配图名称)15088882030253020备注材　　料量数名　　称号序垫片螺栓M6×16窥视孔盖通气器Q235衬垫石棉板GB5782-86141112341055图5-3明细表和标题栏在装配工作图上的布置机械设计基础课程设计165.6