辽宁高等教育自学考试应用本科

辽宁省高等教育自学考试（应用本科）

《化工机械设计基础（实践）》

一、实验题目：减速器拆装实验

二、实验目的：

1.通过拆装，了解齿轮减速器铸造箱体的结构以及轴和齿轮的结构；

2.了解减速器轴上零件的定位和固定、齿轮和轴承的润滑、密封以及各附

属零件的作用、构造和安装位置；

3.熟悉减速器的拆装和调整的方法和过程；

4.培养对减速器主要零件尺寸目测和测量能力。

三、仪器设备：

四、注意事项：

1、实验前必须预习实习指导书，初步了解有关减速器装配图。

2、文明拆装、切忌盲目。拆卸前要仔细观察零部件的结构及位置，考虑好合理的拆装顺序，拆下的零部件要妥善安放好，避免丢失和损坏。禁止用铁器直接打击加工表面和配合表面。

3、注意安全，轻拿轻放。爱护工具和设备，操作要认真，特别要注意手脚安全。

4、认真完成实验报告。

五、实验原理：

简单的讲，减速器就是利用各级齿轮传动来达到降速的目的。减速器就是由各级齿轮副组成的。比如用小齿轮带动大齿轮就能达到一定的减速的目的，再采用多级这样的结构，就可以大大降低转速了。

减速器一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机、内燃机或其它高速运转的动力通过减速器的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速器也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。

减速器一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速器的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速器也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。

减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。

减速器的作用

1、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器额定扭矩。

2、减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。减速器的种类一般的减速器有斜齿轮减速器(包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机等等。

六、实验步骤：

一、拆装过程：

（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。

1、拆卸

1. 开盖前先观察减速器外部形状，判断传动方式、级数、输入输出轴，观察有哪些箱体附件。

2. 拧下箱盖与底座联接螺栓及端盖螺钉，拔出定位销，借助起盖螺钉打开减速器箱盖。

3. 边拆卸边观察，并就箱体形状，轴上零件的定位固定方式及装配关系，润滑密封方式，箱体附件（如通气器、油标、油塞、起盖螺钉、定位销等）的结构特点和作用、位置要求和零件材料等进行分析。

（1）、仔细观察减速器外面各部分的结构，从观察中思考以下问题：

①如何保证厢体支撑具有足够的刚度？

答：在轴承孔附近加支撑肋。

②轴承座两侧的上下厢体连接螺栓应如何布置？

答：轴承座的连接螺栓应尽量靠近轴承座孔。

③支撑该螺栓的凸台高度应如何确定？

答：以放置连接螺栓方便的高度，也要保证旋紧螺栓时需要的扳手空间的大小。

④如何减轻厢体的重量和减少厢体的加工面积？

答：箱体的底座可以不采用完整的平面。

⑤减速器的附件如吊钩、定位销钉、启盖螺钉、油标、油塞和注油孔等各起何作用？其结构如何？应如何合理布置？

答：附件如下：

吊钩：当减速器重量超过25kg时，在箱体内设置起吊装置便于搬运，。

定位销钉：为了保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时的精度。

启盖螺钉：为加强密封效果，装配时通常在箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆装时往往因胶结紧密难以开盖。为此，常在箱盖连接凸缘的适当位置，设置有1－2个螺孔，旋入启箱螺钉，旋动启箱螺钉便可将上箱盖顶起。

油标：作用是检查减速器内池油面的高度，经常保持油池内有适量的油。一般在箱体内便于观察、油面较稳定的部位，装设油标。

油塞：为了换油时，能排放污油和清洗剂，应在箱座底部、油池的最低位置处开设放油孔，平时用螺塞将放油孔堵住。油塞和箱体接合面间应加放漏用的垫圈。

注油孔：为检查传动零件的啮合情况，并向箱体内注入润滑油，应在箱体的适当位置设置注油孔。注油孔应设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合的部

位。平时注油孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。

（2）、拆卸厢盖

(a)、用扳手或套筒扳手拆卸上、下厢体之间的连接螺栓；拆下定位销钉。将螺钉、螺栓、垫圈、螺母和销钉等集中放置，以免丢失。然后拧动启盖螺钉卸下厢盖（如无启盖螺钉，可用螺丝刀自上下箱体结合面处撬开）。

(b)、仔细观察厢体内各零部件的结构及位置。从观察中思考以下问题：

①各传动轴轴向安装与定位方式？

答：传动轴轴向安装采用平键连接，轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖作轴向固定。

②轴承是如何进行润滑的？如厢座的结合面上有油沟，则厢盖应采取怎样

的相应结构才能使厢盖上的油进入油沟？

答：轴承可利用齿轮旋转时溅起的稀油，进行润滑。箱座中油沟的润滑油，被旋转的齿轮飞溅到箱盖的内壁上，沿内壁流到分箱面坡口后，从导油槽流入轴承。

(c)、卸下轴承盖；将轴和轴上零件随轴一起从箱座取出，按合理的顺序拆卸轴上零件。

(d)、测量实验的有关尺寸，并记录于表。

2、装配

按原样将减速器装配好。装配时按先内部后外部的合理顺序进行；装配轴套和滚动轴承时，应注意方向；应注意滚动轴承的合理拆装方法。经指导教师检查后才能合上箱盖。装配上、下箱之间的连接螺栓前应先安装好定位销钉。

二、实验记录与要求

调整方法；

答：减速器各部件的名称：箱盖、吊环螺钉、通气螺塞、视孔盖、调整垫片、定位箱、启盖螺钉、起重吊钩、游标尺、油塞、箱座、轴承盖、地脚螺钉。

通气螺塞：减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大。为使箱内的热胀空气能自由排出，以保持箱内外压力平衡，不至于润滑油分箱面或轴伸密封件等其它缝隙处渗漏，通常在箱体顶部装设通气螺塞。

轴承盖：为固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端应用轴承盖封闭。

吊环螺钉：用以搬运或拆卸机盖。

调整垫片：防止漏油或污物进入机体内。

地脚螺钉：使机体机构更加紧凑，造型也更为美观。

润滑的方式：传动零件的润滑都采用油润滑，其润滑方式多为浸油润滑。该减速器滚动轴承的润滑方式是浸油润滑。

密封方式：1、接触式密封：毡圈密封、唇形密封圈密封。

2、非接触式密封：油沟密封、迷宫密封。

该减速器的密封方式接触式密封。

轴系部件的调整方法：凸缘式和嵌入式。

三、对拆装的减速器，指出哪些地方不合理并提出改进意见。

答：拆装减速器时，没有特别不合理的地方，但是在测量时，同组同学在游标卡尺的运用上有疑问，测得数据偏差较大，可能与减速器在成型时的公差配合、粗糙度有关。同时，个别测量数据由于游标卡尺适用范围有限，只能用钢尺大致估算，误差更大。

七、思考题：

1. 轴上零件是如何定位和固定的?

2.滚动轴承在安装时为什么要留出轴向间隙？应如何调整？

3.滚动轴承的安装、调整、润滑与密封等问题

4.箱体的中心高度的确定应考虑哪些因素？

5.减速器中哪些零件需要润滑？如何选择润滑剂？

6.如何选择减速器主要零件的配合与精度？如齿轮、联轴器与轴的配合，滚动

轴承与轴及箱体孔的配合。

7、齿轮减速器的箱体为什么沿轴线做成剖分式？

8、箱体的筋板有何作用？为什么有的上箱盖没有筋板？

9、上下箱体连接的凸缘在轴承处比其他处要高，为什么？

10、上箱体设有吊环，为什么下箱体还设有吊钩？

11、箱体上的螺栓连接处均做成凸台或沉孔？

12、上下箱体连接螺栓处及地脚螺栓处的凸缘宽度主要是由什么因素决定的？

13、有的轴承内侧装有挡油板，有的没有，为什么？

14、如何具体判断小齿轮须与轴做成一体？

15、小齿轮和大齿轮的齿顶圆距箱体内壁的距离为什么不相同？

16、箱体有哪些面需要机械加工？需要精加工的面有哪些？各有何主要加工要

求？

17、轴各处的轴肩高度是否相同，为什么？

18、观察孔、通气孔、定位稍、油面指示器、放油孔等正确合理的位置在哪里？

参考答案：

1.答：齿轮：中间的带键槽的是安装齿轮的，进行周向固定，通过轴肩和轴套径

向固定；

轴承：轴承端盖用螺钉或箱体连接而使轴承外圈得到轴向定位；

联轴器：键槽固定，防止轴向滑动；定位螺丝固定，定位位置。

2.答：轴承一般是配对使用，安装方向相反，在轴上它有一个调节螺母，安装时

留一点轴向间隙防止轴承工作时温度升高膨胀而卡死从而损坏设备。间隙的大小视负荷轻重即轴承大小而定。轴承使用一段时间后还应重新调整轴承间隙，不然会加速轴承的损坏。

3.答：（1）、轴和安装轴承的外壳或轴承座，以及轴承装置中的其他受力零件必

须足够的刚性，因为这些零件的变形都要阻滞滚动体的滚动而使轴承提

前破坏。

（2）、一般来说，一根轴需要两个支点，每个支点可由一个或一个以上的轴承组成，常用的轴承配置方法有：双支点各单向固定、一支点双向固

定，另一端支点游动、两端游动支承。

（3）、锥齿轮或蜗杆在装配时，通常需要进行轴向位置的调整。

（4）、轴承的配合是指内圈与轴颈及外圈与外壳孔的配合。

（5）、润滑对于滚动轴承具有重要意义，轴承中的润滑剂不仅可以降低摩擦阻力，还可以起着散热、减小接触应力、吸收振动、防止锈蚀等作用，

常用的润滑方式有油润滑及脂润滑两类。

（6）、轴承的密封装置是为了阻止灰尘、水、酸气和其他杂物进入轴承，并阻止润滑剂流失而设置的，可分为接触式和非接触式两大类。

4.答：箱体中心高度决定于安装在它的内部或外部的零件和部件的尺寸和形状及

其相互配置、受力与运动情况。其次，还需达到需求刚度，满足力学性能和工艺要求。

5.答：齿轮、轴承、传动轴等等。选用润滑剂时要考虑的几个主要因素：运动

速度、载荷大小、工作环境温度、摩擦副表面、周围环境、润滑装置。

6.答：齿轮和联轴器与轴使用的是键连接的方式，有定心要求且是可拆连接，固

采用有一定过盈量的过渡配合，公差等级可均为IT9。滚动轴承与轴需要有

较高的相对转动，固采用基孔制间隙配合，轴的精度可为IT8；滚动轴承与箱体孔可采用基轴制有一定过盈量的过渡配合，孔的精度采用IT9。

7. 答:为了便于安装,箱体一般采用剖分式结构，即沿轴线所在平面将箱体制成上（箱盖）、下（箱座）两部分。

8. 答：为了箱体本身有足够的刚度，箱体上经常加有筋板。有的上箱盖刚度已经满足要求，不需要再加上筋板。

9. 答：一是保证轴承连接处有足够的强度，二是考虑到连接刚度问题：为了提高轴承座处的连接刚度，应该使得该处的螺栓尽量靠近，凸缘在轴承处比其他处要高，便于安装螺栓。

10.答：减速器的很多零件一般都单独加工，为了便于拆装和搬运，箱体上设有吊环，而提升整个减速器时则用箱座两侧的吊钩。

11.答：做成凸台是为了便于加工、提高加工效率，做成沉孔是为了保证连接螺栓的上下垫片所在的平面保持平行。

12.答：主要是扳手操作空间决定的。

13.答：在实验课上看到的情况是：小齿轮所在轴承内侧装有挡油板，大齿轮所在轴承上没有。两个齿轮在传动的过程中，润滑油在其接触处被挤压而向箱体的内侧飞溅，小齿轮直径小，在飞溅油液的影响范围内，因此装有挡油板，而大齿轮直径大，不再飞溅油液的影响范围内，因此没有挡油板。装不装挡油板，主要看轴承是否在飞溅油液的影响范围内，如果大齿轮也在这范围内，则其也要装挡油板。

14.答;假设小齿轮也采用键连接，压力在键的接触长度内均匀分布，则其挤压强度条件为（静连接）p 2[]''p T l h d

σσ=≤，而耐磨性的强度条件为（动连接）：2[]''T p p l h d

=≤ 式中：T ——传递的转矩

d ——轴的直径

h'——键与毂或轴的接触高度

l'——键的接触长度

[]p σ——许用挤压应力 []p σ——许用压强

计算后，如果强度不够，则考虑将小齿轮与轴做成一体。

15.答：一是考虑质量的均匀分布，二是考虑减速器外形的美观。

16.答：零件的配合面均需要机械加工。需要精加工的面有上下箱体的配合面等，主要考虑配合的精度，对粗糙度或者加工误差有要求。

17.答：一般不相同，因为轴肩的高度根据用途的不同而不同，比如考虑安装的方便是经常使用正差（加强固定）和反差，此时形成的轴肩高度很小，而用于轴向定位时，轴肩高度一般比较大。

18.答：观察孔在减速器的正上方（透明玻璃），通气孔在观察孔的玻璃上，定位稍在箱体配合面的对角处，油面指示器在箱体侧面的中部，放油孔在箱体侧面的底部（在油面指示器的下方）。