机械大作业齿轮传动(精选7篇)
学院:机电工程学院
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液压动力滑台液压传动系统设计
一、设计要求
1.要求的工作循环:快进接近工件、工进加工、快退返回、原位停止。
2.给定的设计参数:快进、快退速度v1=0.1m/s;工进速度v2=0.1×10-3m/s;静摩擦力Fs=1960N;动摩擦力Fd=980N;启动和制动惯性负载Fi=500N;工作负载Fe=32000N;启动、制动时间t=0.2s;快进行程L1=100mm;工进行程:L2=50mm。
二、工况分析
1.由给定的设计参数,计算各工况负载见表1,其中,取液压缸机械效率ηcm=0.9。
表1液压缸负载的计算
工
况
计算公式
液压缸负载F/N
液压缸驱动力F0/N
启
动
加
速
快
进
工
进
反向启动
加
速
快
退
F=Fs
F=Fd+Fi
F=Fd
F=Fe+Fd
F=Fs
F=Fd+Fi
F=Fd
1960
1480
980
32000
1960
1480
980
2178
1645
1089
35556
2178
1645
1089
2.计算快进、工进时间和快退时间。
快进
t1=L1/v1=100×10-3/0.1=1s
工进
t2=L2/v2=50×10-3/(0.1×10-3)
=500s
快退
t3=(L1+L2)/v1=(100+50)×10-3/0.1=1.5s
3.根据以上数据绘制液压缸F-t与v-t图,如图1所示。
图1
F-t与v-t图
三、确定液压缸参数
1.初选液压缸工作压力。由工况分析可知,工进阶段的负载最大,所以液压缸的工作压力按此负载计算。查找资料[1]表7-2,选p1=4MPa。为防止工进时突然发生前冲现象,液压缸回油箱应有背压,查找资料[1]表7-3,选背压p2=0.8MPa。为使快进快退速度相等,选用A1=2A2差动油缸。液压缸快进和快退时油管中压力损失设为Δp=0.5MPa。
2.计算液压缸尺寸。
则液压缸缸筒直径
查找[2]表42.4-2,取标准直径
D=110mm
因为A1=A2,所以
则液压缸有效面积为
3.液压缸工况计算。液压缸在工作循环中各阶段压力、流量和功率的计算结果见表2。绘制液压缸工况图,如图2所示。
表2
各工况下的主要参数值
工况
液压缸推力F0/N
回油腔压力p2/MPa
进油腔压力p1/MPa
输入流量q/L·s-1
输入功率P/kW
计算公式
快快进
启动
2178
——
0.88
——
——
p1=
q=Av1
P=p1q
加速
1645
1.27
0.77
——
——
恒速
1089
1.16
0.66
0.5
0.33
工进
35556
0.8
4.12
9.5×10-4
3.9×10-3
p1=
q=A1v2
P=p1q的快退
起动
2178
——
0.88
——
——
p1=
q=A2v1
P=p1q
加速
1645
0.5
1.43
——
——
恒速
1089
0.5
1.30
0.45
0.59
图2
液压缸工况图
四、拟定液压系统图
1.调速方式。该液压系统功率较小,滑台运动速度低,工作负载为阻力负载且工作中变化小,故可选用进口节流调速回路。为防止负载突变,在回油路上加背压阀。
2.液压泵的选择。从液压缸工况图可以看出工作循环主要由快进、快退行程低压大流量和工进行程的高压小流量两个阶段组成,qmax/qmin=0.5/(9.5×10-4)=526.3;其相应的时间之比(t1+t3)/t2=(1+1.5)/500=0.005。因此在一个工作循环中的大部分时间都处于高压小流量工作。从提高系统效率、节省能量角度来看,选用单定量泵油源显然是不合理的,为此可选用限压式变量泵或双联叶片泵作为油源。考虑到前者系统较简单,经济性好,且无溢流损失,系统效率高,温升较小,故选择限压式变量泵。
3.速度换接方式。采用二位二通电磁换向阀,控制由快进转为工进。与行程阀相比,管路较简单,行程大小容易调整。当滑台由工进转为快退时,回路流量较大,为保证换向平稳,可采用电液换向阀。
4.快速回路与工进转快退控制方式的选择。为使快进快退速度相等,选用差动回路作快速回路,换向阀选用三位五通阀。
5.综上所述,拟定液压系统图,如图3所示。
图3
液压系统图
1-限压式变量叶片泵;2-三位五通电液换向阀;3-二位二通电磁阀;4-调速阀;5、7、10-单向阀;6-压力继电器;8-液控顺序阀;9-背压阀;11-溢流阀;12-过滤器
其中,部分元件的作用如下:
压力继电器6:便于系统自动发出快速退回信号。
单向阀7:将工进时的进油路、回油路隔断,防止其相互接通,无法建立压力;
液控顺序阀8:防止滑台快进时回油路接通油箱,无法实现液压缸差动连接,阻止液压油在快进阶段返回油箱;
单向阀10:防止机床停止工作时系统中的液压油流回油箱,导致空气进入系统,影响滑台运动平稳性;
液压系统工作原理:三位五通电液换向阀处于左位,二位二通电磁阀处于右位时,液压缸实现快进;当二位二通电磁阀处于左位时,油液从调速阀4通过,液压缸实现工进;到达终点时,三位五通电液换向阀处于右位,二位二通电磁阀处于右位,液压缸快退。三位五通电液换向阀处于中位时,液压缸停止运动。
五、选择液压元、辅件
1.选择液压泵
由表2可知,工进阶段液压缸压力最大,取进油路总压力损失为0.8MPa,则液压泵最高工作压力
故泵的额定压力
由表2可知,工进时所需流量最小,为9.5×10-4L/s,则变量泵的最小流量为
快进时所需流量最大,为0.5L/s,则变量泵的最大流量为
根据以上计算,查资料[2]表42.3-68,选用YBX-25型限压式变量叶片泵,该泵技术规格如下:
表3
液压泵参数
型号
排量调节范围
mL/r
额定压力
MPa
压力调节范围MPa
额定转速
r/min
YBX-25
0~25
6.3
2.0~6.3
600~1500
2.选择电动机
由表2可知,最大功率出现在快退工况。快退时,取进油路压力损失为0.4MPa,则
取泵的最大流量为q=35L/min=5.8×10-4m3/s,查找资料[2]表42.3-68取泵的总效率ηP=0.72,则
根据以上计算结果,查找资料[3]表16-2,选用与上述功率和液压泵转速相适应的Y90L-4三相异步电动机,额定功率为1.5kW,满载转速为1400r/min。
3.选择其他元、辅件
根据系统的工作压力以及通过阀的实际流量,查找液压技术手册[2]和[4],选择其他液压元件和辅件,其型号和参数见下表:
表4
其他元、辅件的选择
序号
元件名称
通过阀的最大流量
规格
额定流量
额定压力
MPa
型号
三位五通电液换向阀
6.3
35D-100B
二位二通电磁阀
610
6.3
22D-100BH
调速阀
<1
6.3
Q-6B
单向阀
6.3
I-100B
压力继电器
——
——
0.6~6.3
DP-63B
单向阀
6.3
I-63B
液控顺序阀
<1
6.3
XY-25B
背压阀
<1
6.3
B-10B
单向阀
6.3
I-63B
溢流阀
YF3-E10B
过滤器
6.3
XU-100×100
4.选择油管
管道尺寸根据选定的液压阀的连接油口尺寸确定。液压缸的进出油管按输入、排出的最大流量计算。快进时流量最大,其实际流量为泵的最大供应量的两倍,达到66L/min,则进出油管可选用内径为15mm,外径为18mm的无缝钢管。
5.确定油箱容量
按经验公式计算油箱容量
V=(5~7)qp=6×1500r/min×25mL/r=225L
参考资料
[1]官忠范主编.液压传动系统.北京:机械工业出版社,2004
[2]中国机械工程协会主编.中国机械设计大典.南昌:江西科学技术出版社,2002
[3]程志红,唐大方编著.机械设计课程上机与设计.南京:东南大学出版社,2006
我国煤炭储量主要分布在华北、西北地区, 集中在昆仑山—秦岭—大别山以北的北方地区, 以山西、陕西、内蒙古等省区的储量最为丰富。晋陕蒙 (西) 地区 (简称“三西”地区) 集中了中国煤炭资源的60%, 另外还有近9%集中于川、云、贵、渝地区, 陕西地区的深度通常在500~1200m, 超深的矿井带来了许多新问题, 如高瓦斯、高地压、岩石软化特征等, 在高地压、软岩的环境下实现快速掘进就显得十分必要。此外, 煤矿岩石巷道的掘进速度与矿山建设的成本密切相关。本矿井岩巷掘进速度保持在70-80m/月, 直接影响了矿井的正常接续, 迫切需要提高机械化掘进速度。
1 施工巷道概述
西区辅助运输大巷为全岩巷道, 设计长度2000m, 巷道坡度为3‰的平直巷道, 为直墙半圆拱巷道, 掘进断面24.1m2, 荒高4850mm, 荒宽5700mm;净断面20.6m2, 净宽5.4m, 净高4.4m, 铺底厚度300mm。
设计采用锚网索喷联合支护, 锚杆采用Φ20×2300mm, 间排距为800×800mm, 锚索采用Φ17.8×6300mm, 间排距2000×1600mm, 喷浆厚度为150mm。
巷道整体布置在岩巷巷中巷道主要穿过砂质泥岩, 细粒砂岩, 粉砂岩, 岩石硬度系数f=3~4, 巷道上距煤层底板35m。
2 施工工艺
西区辅助运输大巷施工时采用四个班组滚班制作业方式, 全断面掘进, 永久支护、初喷紧跟迎头, 施工中严格遵守光面爆破的技术要求, 掘进期间迎头后50m由喷浆班负责成巷。
工艺流程:凿岩台车打眼→装药放炮→临时支护→初喷→拱部支护 (出矸) →拱部初喷→出矸清底→帮部支护→帮部喷浆
2.1 巷道装备情况
西区辅助运输大巷采用1台CMJ2-27型矿用液压钻车、1台LG936L侧卸式装载机、1台电动挖掘机、1.5t U型矿车、1台5T电机车组成的机械化作业线施工。
2.2 破岩及出矸工序流程
液压钻车打眼, 中深孔光面控制爆破, 出矸时使用侧卸式装载机将矸石装入U型矿车内, 由5T电机车牵引至副井井底车场, 从车场内由副井提升至地面 (见图1) 。
2.3 辅助材料及支护材料运输
施工中采用轨道进行运输, 通过矿车进行装卸物料。
3 经济效益
(1) 机械化作业线在高家堡矿井西区辅助运输大巷应用3个月, 平均每月进尺100~110m, 比钻爆法效率提高30%。
(2) 采用机械化作业线打眼时间大大降低, 平均打眼爆破时间在3~4小时, 相比与传统的钻爆法时间缩短1~2小时。
(3) 采用侧翻式装载机, 铲取能力大, 生产效率高, 对大块岩石、坚硬岩石适应性强;履带行走, 活动灵活, 装载宽度大, 清底干净;操作简单、省力。每班人员在7~8人, 传统钻爆法每班迎头人数在10左右, 施工环节中用人少, 节省了人员开支, 降低了成本。
4 应用前景
为保证大断面快速掘进, 采用机械化该作业线, 改善了作业环境, 减轻了劳动强度, 提高了岩巷单进速度, 提高了掘进效率, 保证安全生产等方面均有显著作用。针对现代化生产线, 在成本管理上采取了科学的现代化管理手段, 适应了机械化作业线的需要, 成功完成了预算、用料、调整、分配。
合理的组织机械化生产线已成为现在化矿井的需求, 推进现代化的进程, 提高开拓工作面装备的水平, 用科技生产力代替原始的生产力是实现“高速高效”的必要手段, 也是实现“高速高效”的先决条件。
5 结语
综上所述, 机械化配套作业线在大断面巷道中的使用越来越普遍, 此次煤矿工艺改革采用这一施工方案即借鉴了传统施工工艺, 同时也加入了自己的创新, 这样的改革能够在短时间内顺利安全完成施工。对整个工程来说机械化配套作业线缩短了工期, 减少了人工费;有效解决了只采用主动支护带来的巷道维护和反复修复的问题, 同时提高了安全性。总而言之, 机械化配套作业线在大断面巷道中的使用方法可行、技术先进、经济合理。本文的观点希望对大家的课题研究提供参考。
参考文献
[1]高扬文.机械化是开发矿山的必由之路——在全国有色金属矿山机械化会议上的讲话 (摘要) [J].有色金属 (矿山部分) , 1980 (02) .
[2]齐国斌.省有色矿山举行第三届平巷机械化作业线掘进技术表演赛[J].湖南冶金, 1981 (01) .
《汽车机械基础》是汽车类专业的专业基础课,其主要课程主要内容包括力学基础、传动知识、常用机构、轴系零件,等等。该门课程中具有所涉及的概念繁杂、理论知识抽象等的特点,对于学生来说具有一定的难度;该课程是一门非常重要的专业基础课,为后续的其他专业课的开设奠定了基础,所以,必须要引导学生进行认真学习和牢固把握,从而为其专业技能的获得以及专业素养的提高而助力。目前,在各高职院校中,《汽车机械基础》大多还是采用以前大专模式的教材,这就使得学生在实际的学习过程中会出现一些问题。第一,是难度上的问题,以前大学专科模式的《汽车机械基础》教材会涉及到诸如《工程力学》《机械制图》《金属材料》《机械原理》《液压传动》等多学科的内容,这对于职业学校的学生来说接受度低,难度较大,从而影响到了他们的学习兴趣。第二,是教育教学多方面的限制性条件问题,该门课程需要相应的实际操作设备和场地,从而加强理论和实践的结合,然而,事实情况是,很多学校缺乏这方面的设施,从而使得学生在进行学习时会产生严重的理论和实践脱节,缺乏学习兴趣。第三,在高职院校中,有相当一部分教师缺乏与时俱进的教学方法,往往是满堂灌的教学模式,这就使得该门课程的教学更加难以展开,从而影响了教学有效性。
基于以上在教学过程中所出现的问题,笔者将项目教学法融入到了《汽车机械基础》中齿轮传动的教学中,并从多个方面对其进行了不断实践与研究与实践,取得了一定的效果。《汽车机械基础》中齿轮传动项目教学方法将课堂教学内容得到了拓展化和实用化处理,促进了理论教学和实践教学的紧密结合,更有利于学生对以往那些抽象化的理论知识的理解和掌握,有利于提高学生的实际学习效果,有利于促进学生们的创新能力培养。此外,教师通过积极应用项目教学方法于《汽车机械基础》中齿轮传动教学中,可以促进其自身教学水平和教学质量的大幅提高,使得自己的整体教学能力得到了增强。笔者将从“《汽车机械基础》中齿轮传动项目教学方法探索”角度来进行分析和研究,希望能够对于该门课程的教学提供一定的借鉴性作用,并以此与同行之间进行不断的交流和相互的提高,从而为学生知识和技能发展做出贡献。
“项目教学法”主要是通过教师的指导,使得学生可以亲自处理一个项目的全过程,并在这一过程中可以将教学计划内的教学内容得以熟悉和掌握。项目教学法可以使学生在进行学习和处理的过程中学会如何全部或部分独立组织、安排其学习行为,解决在处理项目中所遇到的困难,从而极大地提高了学生的学习兴趣和参与积极性。因此,“项目教学法”是一种以学生为中心的教学方法,实现了教师角色的换位(从以往的主体地位转变为了引导地位),有利于加强对学生自学能力、创新能力的培养。《汽车机械基础》融合了多门学科知识,具有内容多且杂的特点,而齿轮传动是《汽车机械基础》中有关机械传动中应用最广的一种传动形式教学内容,在实际生产中发挥着重大的作用。因此,笔者主要从以下方面来实施《汽车机械基础》中齿轮传动项目教学方法。
在教学过程中要遵守理论实践一体化的教学原则,以项目为载体,通过案例导学,突出项目知识点,加深新旧只是之间的练习,在教学过程中注意培养学生积极思考和自主学习能力以及综合应用的实用性能力。围绕《汽车机械基础》中齿轮传动项目的教学,笔者采用了“实践—理论—实践”的教学模式来进行教学。第一步的“实践”是通过案例导入环节来实现观察实物和训练动手能力的这两个教学目标。在观察,学生对于齿轮传动的特点有了直观性了解,得出齿轮传动是一种指用主、从动齿轮通过齿轮直接啮合来传递运动和动力的装置。然后指导学生进行相关装置的拆卸和装配动手操作,让学生可以更好地体验齿轮转动的结构、特点和作用,这就为其后续的理论性学习奠定了重要的实践性基础,同时也可以使得学生的学习积极性和热情得到激发和推动。第二步的理论讲解部分,教师一定要改变以往的填鸭式教学模式,通过采用现代化的多媒体教学手段的方式来将讲授理论知识部分中的难点和重点以一种更加易于接受的形式给与呈现,结合职业学校学生的特点(理论基础较薄弱),将其中的难以理解的、繁琐的公式推导、理论证明、逻辑推理等进行简化处理,渗透实用性的原则,以培养学生的应用知识和实际解决能力为目标,提高学生的实际就业操作技能的需要。第三步的实践环节教学,这是对于上一个理论知识讲解环节的消化、吸收、应用和检验的环节,可以将理论知识深入到实践活动中来,是理论知识得以实际应用的关键性环节。为此,笔者在这部分的教学中往往会安排几个更为具体的实践项目,目的是在理论知识讲解后来分别完成不同的项目教学目标。例如,实践项目“齿轮几何尺寸的测量”主要是为完成“为汽车部件更换失效齿轮”的教学目标的,实践项目“齿轮的结构及应用”完成“齿轮应用”的教学目标的,实践项目“汽车主轴运动分析”是为了完成“多级减速器或者是变速箱设计”的教学目标的,等等。通过诸如以上的具体的实践活动的亲自动手操作以及由此所进行分析和思考活动,学生可以自觉地对于上一环节中所讲授的理论知识进行联想和应用,从而体验到理论知识的指导性作用,促进其今后的理论知识学习过程中的主动性和积极性的发挥。在实际教学活动中,学生要在教师的指导下制定实践方案和实施方案并最终给与其评估。在每个项目实施前,教师要首先介绍项目背景,并将其中的项目活动分析、方法与步骤进行讲解,使学生在学习每个项目开始就知道他们的学习任务和项目要求。例如,在进行有关“齿轮结构的学习和运动分析”的学习过程中,教师就需要首先明确所选用的项目为“齿轮传统分析”;然后告知学生活动分析内容有两个,即:理解渐开线形成和渐开线齿轮传动过程及特点;分析齿轮传动的种类和结构特点;运用轮系知识,计算手动变速器和自动变速器各档传动比。那么,在实际的教学过程中就可以很自然地引出“齿轮的基本常识”、“齿轮的计算”等理论性知识,并将其有关齿轮结构、材料及工艺等具体问题进行演示和讲解。具体实施如下:
1.实践环节(引导观察并分析和思考)。
教师介绍:齿轮传动是在现代机械中应用最广泛的传动方式之一,例如汽车变速器中的齿轮传动。本节课的具体学习内容是对齿轮传动进行分析。了解齿轮传动的特点、常见齿轮传动的类型和学习计算简单的齿轮传动比。
教师引导:指导学生进行相关装置的拆卸和装配动手操作,让学生可以更好地体验齿轮转动的结构、特点和作用。帮助学生了解齿轮的基本常识。除此之外,还要帮助学生分析齿轮在传动过程中失去正常工作能力的现象称为失效,了解其主要失效形式并对齿轮失效形式进行研究,了解失效产生的原因,帮助学生正确选择齿轮材料及延长齿轮的使用寿命。
2.理论知识环节(常见的齿轮及相关运算公式)。
齿轮的类型:
交错轴齿轮机构:两啮合齿轮的传动轴线为空间任意交错位置,它是一种空间齿轮机构。常见类型有准双曲线齿轮机构、交错轴斜齿轮机构和蜗杆传动等。教师在讲解时通过多媒体的手段给与展示,让学生形象地理解其中的内容。
平行轴齿轮机构:两啮合齿轮的传动轴线相互平行,这是一种平面齿轮机构。常见类型有外啮合齿轮机构、内啮合齿轮机构和齿轮齿条机构等。教师运用多媒体的手段给与展示,让学生形象地理解其中的内容。
相交轴齿轮传动机构:讲解有关理论知识“相交轴齿轮传动机构”,并通过多媒体的手段给与展示,让学生形象地理解其中的内容。
轮系的分类及特点:
定轴轮系:通过实例展示,加上现代教学手段分析定轴轮系的特点。
周转轮系:周转轮系的结构相对来说比较复杂,并且特点较多,应用较广,在讲解的时候要更加系统全面。
汽车轮系传动比的计算:
齿轮啮合的传动比计算:齿轮传动系统中首轮与末轮的转速或角速度之比称为轮系的传动比,用i1k表示,即:i1k=n1/nk=ω1/ωk
轮系传动比的计算:轮系传动比的计算步骤比较复杂,并且运算过程较为繁琐,所以在讲解的过程中,教师要更加细心,结合实例进行分析。
周转轮系传动比的`计算方法:求解周转轮系传动比最常用的方法是转化机构法。它是利用反转法给整个周转轮系加上一个的公共角速度-ωH(或转速-),将原周转轮系转化为假想的定轴轮系,然后间接地利用定轴轮系的传动比公式来求解周转轮系的传动比。
3.实践环节(理论知识的实践性检验和加深理解)。
这一步的实践环节教学主要是对于上一个理论知识讲解环节的消化、吸收、应用和检验的环节,可以将理论知识深入到实践活动中来,是理论知识得以实际应用的关键性环节。
齿轮的基本常识学习:完成深化基础知识的的教学目标帮助学生了解所学内容的基本并运用的实际中。
齿轮传动机构的类型、特点和应用:实现在实践过程中学生更好地工作的教学目标。
汽车轮系传动比计算的分析:实现“齿轮转向的确定和计算齿轮的实际情况”的教学目标。
在实际的操作中,例如,有关“汽车轮系传动比计算”公式会涉及很多的公式和概念的理解和记忆,学生对于这些知识和计算是比较困难的,所以教师需要通过新旧知识的对比分析来进行,这样既回顾了旧知识又学习了新概念,最重要的是降低了学生的学习难度。
(一)课程的定位
《液压传动》这门课程是工程机械专业学生必修的一门专业基础课程;它是以机械制图、机械基础、电工与电子等课程为基础,同时对后续的工程机械的液压系统分析与故障诊断,解决生产实践问题都有极其重要的作用。所以它在先修和后续课程中起到承上启下的作用。
几乎所有的工程机械都包含有液压传动知识,该专业对应的职业岗位有工程机械装配、调试、维修和售后服务。根据岗位要求的职业能力和职业素养,我们把该课程的目标定位为:培养具有一定职业能力的从事工程机械使用保养、检测、维护维修、运行管理及技术服务等工作的高素质技能型人才。
(二)课程的设计思路
基于该课程的定位,课程设计的思路从两方面考虑。一方面,根据行业和岗位特点,确定有效的教学内容和教学形式;另一方面,针对中职学生的总体特点,确定全新的课程教学模式。
将枯燥难懂的教学内容融入工作过程中,整个课程由若干个学习情境构成,每个学习情境包含不同的工作任务。希望同学们完成各个工作任务后对液压知识从认识了解到熟悉熟练。整个教学过程中知识点的难度在逐步增加,但希望教师的讲授程度逐步降低,从最初的讲授者、引导者直到学习的陪伴者;学生的学习自主度逐步升高,从最初的凝听者、参与者直到学习的主导者。
教学模式的确定遵照任务驱动、实践主导、能力拓展、教学做一体的原则,以典型任务为目标配以行动导向为指引;以学为主体,导为主线实现任务驱动的理实一体化教学模式最终实现课程的知识目标:够用为度;技能目标:从模仿到熟练;情感目标:职业素养的养成。
二、教学内容的选择
课程设计教学内容的选择有两方面考虑。一方面,以“必须”“够用”为度选取教学内容;另一方面,根据岗位要求构建若干学习情境,及各个实用典型任务。
每个工作任务包含任务目的,主要知识点及工作任务书三部分内容。学生以小组学习的方式完成各任务工作过程及工作任务书。教学全部在专业的理实一体化教室完成,用四周半的时间实行整体连续性教学。
三、教学过程的组织与实施
根据对学情的分析,15个典型工作任务基本采用的是六步教学法,这是参照了德国行动导向六步法,在理实一体化教学的实践基础上形成的。分为设疑定标,自主探究,合作交流,引导创新,自主展示,反馈评价六步。以第一个工作任务液压千斤顶为例:
第一步,设疑定标:教师布置信息收集任务,让学生明白任务目标;学生收集传动的例子。
第二步,自主探究:教师从学生感兴趣的生产实例引入,通过播放视频,从生活中常见的液压设备出发,从而引发学生对本课程的联想,为什么液压千斤顶是大力士?学生分组讨论、观察、研究千斤顶。
第三步,合作交流:教师设置千斤顶游戏,给出引导问题,引导学生玩游戏的过程中如何观察、体验、思考。学生小组合作完成游戏,根据老师设定的引导问题,小组讨论交流。
第四步,引导创新:教师根据重难点给出探讨问题,小组探讨。巡视各组的探讨情况,及时给出不同的意见和指导。学生按小组讨论探讨问题。学生在老师的点拨下突破重难点。
第五步,自主展示:教师听各个小组的成果展示。学生以小组为单位自主展示小组探讨结果。
第六步,反馈评价:教师小结并点评各小组在合作、探讨、展示中的表现。学生对本任务的完成情况进行小组互评、自评。完成工作任务书。
四、教学方法和手段
学习任务的过程中利用游戏法、兴趣法、反馈法、设问法等让学生分组探讨、自主学习、自我评价、理论联系实际实现知识的传递、迁移和融合最终促成学生养成良好的学习习惯,职业素养。利用透明教具、解剖教具、多媒体、动画视屏、实物图片等教学手段直观多样,激发同学们的学习兴趣。这样的教学方法和手段达到了一定的效果,让同学们的学习积极性和自觉性有所增加,整体反应良好。
五、考核与评价
对这门课程的总体考核与评价分四个部分。考勤与文明安全生产占20%;小组内表现(包括代表小组总结陈述,小组内讨论的积极性,任务执行的结果)占20%;操作表现占20%;期末考核占40%。其中期末考核包括操作,笔试,口试三部分。
该课程教学设计的特点是以任务驱动的理实一体化教学,教学模式注重学生能力拓展及多元化考核。
课堂类型:讲授教学目的:1、介绍齿轮的作用和常见的齿轮传动形式2、讲解直齿圆柱齿轮的的画法和啮合画法;各部分的名称与尺寸关系教学要求:1、了解齿轮的种类、用途及模数的定义2、掌握直齿圆柱齿轮的的画法、尺寸标注和啮合画法3、掌握直齿圆柱齿轮的各部分的名称、定义和尺寸计算方法教学重点:直齿圆柱齿轮的的画法、尺寸标注和啮合画法教学难点:分度圆的概念;模数的概念教 具:模型:“直齿圆柱齿轮”;挂图:“齿轮参数”、 “直齿圆柱齿轮的画法”、“直齿圆柱齿轮的啮合画法”教学方法:对照挂图和教学模型讲解,
机械制图教程第35讲-齿轮
。教学过程:一、复习旧课1、键的作用和种类。2、普通平键连接的装配画法和零件上键槽的画法和尺寸标注。二、引入新课题齿轮是机器设备中应用十分广泛的传动零件,用来传递运动和动力,改变轴的旋向和转速。常见的传动齿轮有三种:圆柱齿轮传动——用于两平行轴间的传动;圆锥齿轮传动——用于两相交轴间的传动;蜗杆蜗轮传动——用于两交错轴间的传动。如图7-26所示。(a)圆柱齿轮 (b)圆锥齿轮 (c)蜗杆蜗轮图7—26 齿轮传动形式三、教学内容(一)直齿圆柱齿轮各部分的名称及参数(如图7—27所示)1、齿数z——齿轮上轮齿的个数。2、齿顶圆直径d a ——通过齿顶的圆柱面直径。3、齿根圆直径d f ——通过齿根的圆柱面直径。4、分度圆直径d ——分度圆直径是齿轮设计和加工时的重要参数。分度圆是一个假想的圆,在该圆上齿厚s与槽宽e相等,它的直径称为分度圆直径。5、齿高h ——齿顶圆和齿根圆之间的径向距离。6、齿顶高h a ——齿顶圆和分度圆之间的径向距离。7、齿根高h f ——分度圆与齿根圆之间的径向距离。8、齿距p ——在分度圆上,相邻两齿对应齿廓之间的弧长。9、齿厚s ——在分度圆上,一个齿的两侧对应齿廓之间的弧长。10、槽宽e ——在分度圆上,一个齿槽的两侧相应齿廓之间的弧长。11、模数m ——由于分度圆的周长πd = p·z ,所以d =·z ,就称为齿轮的模数。模数以mm为单位,它是齿轮设计和制造的重要参数。为便于齿轮的设计和制造,减少齿轮成形刀具的规格及数量,国家标准对模数规定了标准值。渐开线齿轮的模数见表7—4。12、压力角α——相互啮合的一对齿轮,其受力方向(齿廓曲线的公法线方向)与运动方向之间所夹的锐角,称为压力角。同一齿廓的不同点上的压力角是不同的,在分度圆上的压力角,称为标准压力角。国家标准规定,标准压力角为20°。课 题:直齿圆柱齿轮课堂类型:讲授教学目的:1、介绍齿轮的作用和常见的齿轮传动形式2、讲解直齿圆柱齿轮的的画法和啮合画法;各部分的名称与尺寸关系教学要求:1、了解齿轮的种类、用途及模数的定义2、掌握直齿圆柱齿轮的的画法、尺寸标注和啮合画法3、掌握直齿圆柱齿轮的各部分的名称、定义和尺寸计算方法教学重点:直齿圆柱齿轮的的画法、尺寸标注和啮合画法教学难点:分度圆的概念;模数的概念教 具:模型:“直齿圆柱齿轮”;挂图:“齿轮参数”、 “直齿圆柱齿轮的画法”、“直齿圆柱齿轮的啮合画法”教学方法:对照挂图和教学模型讲解。教学过程:一、复习旧课1、键的作用和种类。2、普通平键连接的装配画法和零件上键槽的画法和尺寸标注。二、引入新课题齿轮是机器设备中应用十分广泛的传动零件,用来传递运动和动力,改变轴的旋向和转速。常见的传动齿轮有三种:圆柱齿轮传动——用于两平行轴间的传动;圆锥齿轮传动——用于两相交轴间的传动;蜗杆蜗轮传动——用于两交错轴间的传动。如图7-26所示。(a)圆柱齿轮 (b)圆锥齿轮 (c)蜗杆蜗轮图7—26 齿轮传动形式三、教学内容(一)直齿圆柱齿轮各部分的名称及参数(如图7—27所示)1、齿数z——齿轮上轮齿的个数,2、齿顶圆直径d a ——通过齿顶的圆柱面直径。3、齿根圆直径d f ——通过齿根的圆柱面直径。4、分度圆直径d ——分度圆直径是齿轮设计和加工时的重要参数。分度圆是一个假想的圆,在该圆上齿厚s与槽宽e相等,它的直径称为分度圆直径。5、齿高h ——齿顶圆和齿根圆之间的径向距离。6、齿顶高h a ——齿顶圆和分度圆之间的径向距离。7、齿根高h f ——分度圆与齿根圆之间的径向距离。8、齿距p ——在分度圆上,相邻两齿对应齿廓之间的弧长。9、齿厚s ——在分度圆上,一个齿的两侧对应齿廓之间的弧长。10、槽宽e ——在分度圆上,一个齿槽的两侧相应齿廓之间的弧长。11、模数m ——由于分度圆的周长πd = p·z ,所以d =·z ,就称为齿轮的模数。模数以mm为单位,它是齿轮设计和制造的重要参数。为便于齿轮的设计和制造,减少齿轮成形刀具的规格及数量,国家标准对模数规定了标准值。渐开线齿轮的模数见表7—4。12、压力角α——相互啮合的一对齿轮,其受力方向(齿廓曲线的公法线方向)与运动方向之间所夹的锐角,称为压力角。同一齿廓的不同点上的压力角是不同的,在分度圆上的压力角,称为标准压力角。国家标准规定,标准压力角为20°。13、中心距a ——两啮合齿轮轴线之间的距离。图7—27 直齿圆柱齿轮各部分名称和代号(二)直齿圆柱齿轮的尺寸计算在已知模数m和齿数z时,齿轮轮齿的其他参数均可按表7—5里的公式计算出来。表7—5 标准直齿圆柱齿轮各基本尺寸计算公式
基本参数:模数m和齿数z
关键词:齿轮,侧隙,传动
1 齿轮概述及发展历程
齿轮是有齿并且能够相互啮合的机械零部件。齿轮在很早以前就已经出现了, 最早对于齿轮的描述出现在大约公元前300多年亚里士多德的《机械问题》中。而在中国, 东汉时期的马钧在由他创造的指南车里面就大量的应用了轮系。紧接着在1674年和1765年, 丹麦的罗默和瑞士的L.欧拉先后提出了用外摆线和渐开线作为齿廓的曲线。随后, 美国的E.怀尔德哈伯于1923年提出了圆弧齿廓的齿轮, 齿轮真正用于生产则是在苏联的M.A.诺维科夫对于圆弧齿廓齿轮的深入研究下进行的。
齿轮的结构包括轮齿 (齿) 、齿槽 (齿间) 、齿顶圆、齿根圆、分度圆、齿廓、齿厚、齿距 (周节) 、模数。而且齿轮按照区分方法不同还分为很多种类, 比如:按照齿廓曲线可以分为渐开线齿轮、摆线齿轮和圆弧齿轮。若是按外形又可分为圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条和蜗杆-蜗轮等。按照轮齿所在表面的不同可以分为外齿轮和内齿轮。若是按照齿线的形状可大致分为直齿轮、斜齿轮、人字齿轮以及曲线齿轮。此外, 按照制造的方法也可以分为铸造齿轮、切制齿轮、轧制齿轮以及烧结齿轮等。
2 齿轮传动侧隙的优缺点
齿轮侧隙是指两个齿轮在啮合的状态下一个齿轮的一个齿和另一个齿轮的其中一个齿的齿面在接触时, 前一个齿的另一个齿面和第二个齿轮相啮合的齿相邻的齿在分度圆上的间隙。理论上来说齿轮侧隙应该为零, 但在齿轮的实际运行过程中齿型会随着温度的上升而不断变大。但是如果在常温状态下没有了侧隙就会咬死, 而且可以在侧隙中留下储油的空间。所以出现侧隙是很正常的。但是侧隙也有许多缺点, 比如当齿轮转向时会引起回程的误差以及冲击。侧隙要根据情况不同而进行改变, 例如仪表要想减小回程的误差就必须是小的侧隙。但是太小的侧隙也容易咬死并且因为储油问题而导致润滑不到位。可是侧隙太大也是肯定不行的。所以侧隙的测量方法就变得非常重要, 在装配中我们常用铅丝法来测量侧隙, 也就是说用一个粗细均匀的铅丝让两个齿在啮合的过程中夹一下, 然后测量铅丝的厚度来测量侧隙的大小。
3 齿轮传动侧隙的计算方法
一定的侧隙能够使齿轮正常进行传动工作, 并且能够保证齿面良好的润滑作用, 防止齿轮的两边轮卡住, 还可以补偿齿轮传动过程中的热变形、弹性变形以及齿轮的加工和安装误差对于齿轮传动的影响。所以我们有必要规定一个最小极限的侧隙, 那么如何来计算侧隙呢?
在计算齿轮的最小侧隙的时候, 我们需要考虑到两个因素, 首先是确保润滑作用正常的侧隙值 (由润滑的方式以及齿轮的速度决定) , 我们将这个因素称作a, 其次是齿轮传动时的温度, 我们将其称作b, 也就是说由于材料, 温度的不同, 会对a造成影响, 所以, 齿轮的最小侧隙是a和b的总和。
4 齿轮侧隙设计中存在的问题
根据最小侧隙的计算方法, 最大实效齿厚的计算公式和根据测量基础上所讲到的端面实效齿厚上偏差没有什么区别, 他们都解释了一种现象, 那就是要么端面实效齿厚上偏差影响齿厚, 要么就是齿厚上的偏差影响了实际的齿厚, 但是实际上, 上述两种都不能作为判断齿厚是否合格的依据, 真正能够判断齿厚是否合格要看最大检测半径。所以说在齿轮侧隙设计中我们应该充分考虑齿厚的判断标准。
5 齿轮侧隙的解决方法
由前文叙述可知, 虽然齿轮传动侧隙可以提供储油空间起到润滑作用, 但是对于那些对精度有较高要求机械作业, 过大的侧隙就会造成很大的障碍。所以我们有必要消除齿轮传动的过大间隙。
5.1 弹力补偿消隙法
齿轮传动系统由于时常会处于自动变向的状态下, 当他处于反向时, 如果齿轮传动中出现了间隙, 就会使这种传动滞后, 也就影响了他的传动精度, 因此, 我们必须要消除齿轮在传动过程中的间隙, 来提高精度。由于橡胶弹簧的弹性模量小, 并且加载之后有较大的弹性变形空间, 能够吸收冲击以及振动。而且橡胶弹簧的减振效果非常好。所以我们可以用橡胶弹簧来作为弹性元件, 这样可以使结构变小, 当橡胶弹簧压缩变形的时候, 弹力会大于齿轮的最大传递力矩的轴向分力, 此时, 薄片齿轮就具有了自动补偿的作用。
5.2 采用斜齿轮
所谓斜齿轮, 就是采用垫片错齿调整和轴向压簧错齿来消除齿轮间隙。而垫片错齿调整就是在与宽齿轮啮合的两个薄齿轮中间垫上一个垫片, 这种结构非常简单, 两轮齿廓是由点开始接触的, 接触线也是由短变长, 然后再变短, 直到点接触之后, 再脱离啮合, 也就是说是逐渐进入啮合然后逐渐脱离啮合, 这样能够使齿轮传动平稳, 降低噪音。而轴向压簧错齿法, 是在压簧的作用下, 让与宽齿轮相互啮合的两个薄片齿轮互相靠紧, 让螺旋线错开分布, 这种齿轮侧隙可以自动补偿, 提高传动精度。
5.3 涡轮蜗杆传动
所谓涡轮蜗杆适用于两轴既不相交也不平行, 并且成90°角的情况, 用来传递两轴之间的动力, 主动件是涡轮, 相反, 被动件就是蜗杆, 这种传动方式结构紧凑、平稳, 没有噪音, 承载能力强, 还可以自锁, 即当蜗杆的角度小于啮合齿之间的摩擦角时, 机械就具有自锁性, 并且可进行反向自锁, 也就是说只能由蜗杆来带动蜗轮, 相反则不能成立。
5.4 齿轮误差放大补偿
传动链的间隙会对齿轮的传动造成很大的影响, 所以传动链的间隙补偿就变得尤为重要。因此我们首先要对这种误差进行严密的测量。首先我们要确定机械原点, 机械原点是整个测量过程中的基础, 接下我们就要对误差进行测量, 最后是根据测量误差得出的数值来进行误差补偿, 但必须注意的是, 误差的测量和补偿必须在统一基准点上, 这样才能有效的提高误差的测量和补偿精度, 最终达到齿轮传动间隙的消除。
总结
综上所述, 虽然齿轮传动侧隙在齿轮的设计中起到了非常重要的作用, 但并不能说侧隙越大越好或是越小越好, 所以我们要对齿轮侧隙进行计算, 齿轮侧隙要依据齿轮的模数、箱的材料、齿轮工作时的温度、齿轮中距精度等通过一系列的公式来计算, 通过这种计算我们可以计算出齿轮的最小侧隙, 之后为了提高齿轮传动的精度, 我们有必要对齿轮传动侧隙进行严密的控制。也就是说, 根据前文的描述, 我们可以通过更改齿轮的种类, 改变齿轮的零部件等等来控制齿轮传动侧隙。
参考文献
[1]胡顺.齿轮副侧隙计算方法[J].金属加工 (冷加工) , 2008 (4) .
[2]周海, 赵熙萍.齿轮副法向侧隙的计算与控制[J].机械工程师, 2005 (1) .
课 题:1、直齿圆锥齿轮
2、蜗杆、蜗轮简介3、滚动轴承4、弹簧课堂类型:讲授教学目的:1、简单介绍直齿圆锥齿轮和蜗杆、蜗轮的画法2、讲解滚动轴承和弹簧的种类、用途和规定画法教学要求:1、了解直齿圆锥齿轮和蜗杆、蜗轮的画法2、熟悉滚动轴承的种类、用途和规定画法3、熟悉弹簧的种类、用途和规定画法教学重点:1、滚动轴承的种类、用途和规定画法2、弹簧的种类、用途和规定画法教学难点:1、直齿圆锥齿轮的画法2、蜗杆、蜗轮的画法教 具:模型:“直齿圆锥齿轮”、“蜗杆、蜗轮” 、“单列向心球轴承” 、“圆柱螺旋压缩弹簧”;挂图:“齿轮参数”、 “直齿圆柱锥轮的画法”、“蜗杆、蜗轮的画法”、“滚动轴承的画法”、“弹簧的画法”、教学方法:对照挂图和教学模型讲解,机械制图教程第36讲-齿轮、轴承和弹簧
。教学过程:一、复习旧课1、复习直齿圆柱齿轮各部分的名称及参数。2、复习直齿圆柱齿轮的的画法、尺寸标注和啮合画法。二、引入新课题本次可继续介绍另外两种齿轮——直齿圆锥齿轮和蜗杆、蜗轮,以及两种常用件——滚动轴承和弹簧。三、教学内容(一)直齿圆锥齿轮1、直齿圆锥齿轮各部分的名称由于圆锥齿轮的轮齿加工在圆锥面上,所以圆锥齿轮在齿宽范围内有大、小端之分, 如图7—31(a)所示。为了计算和制造方便,国家标准规定以大端为准。在圆锥齿轮上,有关的名称和术语有:齿顶圆锥面(顶锥)、齿根圆锥面(根锥)、分度圆锥面(分锥)、背锥面(背锥)、前锥面(前锥)、分度圆锥角δ、齿高h、齿顶高h a及齿根高h f等,如图7—31(b)所示。(a) (b)图7—31 圆锥齿轮各部分名称2、直齿圆锥齿轮的画法简介(1)单个圆锥齿轮画法(如图7—32所示)(a) (b)(c) (d)课 题:1、直齿圆锥齿轮2、蜗杆、蜗轮简介3、滚动轴承4、弹簧课堂类型:讲授教学目的:1、简单介绍直齿圆锥齿轮和蜗杆、蜗轮的画法2、讲解滚动轴承和弹簧的种类、用途和规定画法教学要求:1、了解直齿圆锥齿轮和蜗杆、蜗轮的画法2、熟悉滚动轴承的种类、用途和规定画法3、熟悉弹簧的种类、用途和规定画法教学重点:1、滚动轴承的种类、用途和规定画法2、弹簧的种类、用途和规定画法教学难点:1、直齿圆锥齿轮的画法2、蜗杆、蜗轮的画法教 具:模型:“直齿圆锥齿轮”、“蜗杆、蜗轮” 、“单列向心球轴承” 、“圆柱螺旋压缩弹簧”;挂图:“齿轮参数”、 “直齿圆柱锥轮的画法”、“蜗杆、蜗轮的画法”、“滚动轴承的画法”、“弹簧的画法”、教学方法:对照挂图和教学模型讲解。教学过程:一、复习旧课1、复习直齿圆柱齿轮各部分的名称及参数。2、复习直齿圆柱齿轮的的画法、尺寸标注和啮合画法。二、引入新课题本次可继续介绍另外两种齿轮——直齿圆锥齿轮和蜗杆、蜗轮,以及两种常用件——滚动轴承和弹簧。三、教学内容(一)直齿圆锥齿轮1、直齿圆锥齿轮各部分的名称由于圆锥齿轮的轮齿加工在圆锥面上,所以圆锥齿轮在齿宽范围内有大、小端之分, 如图7—31(a)所示。为了计算和制造方便,国家标准规定以大端为准。在圆锥齿轮上,有关的名称和术语有:齿顶圆锥面(顶锥)、齿根圆锥面(根锥)、分度圆锥面(分锥)、背锥面(背锥)、前锥面(前锥)、分度圆锥角δ、齿高h、齿顶高h a及齿根高h f等,如图7—31(b)所示。(a) (b)图7—31 圆锥齿轮各部分名称2、直齿圆锥齿轮的画法简介(1)单个圆锥齿轮画法(如图7—32所示)(a) (b)(c) (d)图7—32 单个圆锥齿轮的画图步骤3、圆锥齿轮的啮合图画法(如图7—33所示)图7—33 圆锥齿轮啮合图的画法(二)蜗杆、蜗轮简介1、蜗杆的规定画法蜗杆的形状如梯形螺杆,轴向剖面齿形为梯形,顶角为40°,一般用一个视图表达。它的齿顶线、分度线、齿根线画法与圆柱齿轮相同,牙型可用局部剖视或局部放大图画出。具体画法见图7—34所示。图7—34 蜗杆的规定画法2、蜗轮的规定画法蜗轮的画法与圆柱齿轮基本相同,如图7—35所示。在投影为圆的视图中,轮齿部分只需画出分度圆和齿顶圆,其它圆可省略不画,其它结构形状按投影绘制。图7—35 蜗轮的规定画法3、蜗杆、蜗轮的啮合画法蜗杆、蜗轮的啮合画法,如图7—36所示。在主视图中,蜗轮被蜗杆遮住的部分不必画出。在左视图中蜗轮的分度圆与蜗杆的分度线应相切。图7—36 蜗杆蜗轮的啮合画法(三)滚动轴承图7—37 滚动轴承的结构滚动轴承是用来支承旋转轴的部件,结构紧凑,摩擦阻力小,能在较大的载荷、较高的转速下工作,转动精度较高,在工业中应用十分广泛。滚动轴承的结构及尺寸已经标准化,由专业厂家生产,选用时可查阅有关标准。1、滚动轴承的结构和类型滚动轴承的结构一般由四部分组成,如图7—37所示。外圈——装在机体或轴承座内,一般固定不动。内圈——装在轴上,与轴紧密配合且随轴转动,滚动体——装在内外圈之间的滚道中,有滚珠、滚柱、滚锥等类型。保持架——用来均匀分隔滚动体,防止滚动体之间相互摩擦与碰撞。滚动轴承按承受载荷的方向可分为以下三种类型:向心轴承——主要承受径向载荷,常用的向心轴承如深沟球轴承。推力轴承——只承受轴向载荷,常用的推力轴承如推力球轴承。向心推力轴承——同时承受轴向和径向载荷,常用的如圆锥滚子轴承。2、滚动轴承的代号滚动轴承的代号一般打印在轴承的端面上,由基本代号、前置代号和后置代号三部分组成,排列顺序如下:前置代号 基本代号 后置代号(1)基本代号基本代号表示滚动轴承的基本类型、结构及尺寸,是滚动轴承代号的基础。基本代号由轴承类型代号、尺寸系列代号和内径代号构成(滚针轴承除外),其排列顺序如下:类型代号 尺寸系列代号 内径代号1)类型代号轴承类型代号用阿拉伯数字或大写拉丁字母表示,其含义见表7—6。对照表7—6讲解。2)尺寸系列代号尺寸系列代号由滚动轴承的宽(高)度系列代号和直径系列代号组合而成,用两位数字表示。它主要用来区别内径相同而宽(高)度和外径不同的轴承。详细情况请查阅有关标准。3)内径代号内径代号表示轴承的公称内径,见表7—7。对照表7—7讲解。(2)前置代号和后置代号前置代号和后置代号是轴承在结构形状、尺寸、公差、技术要求等有改变时,在其基本代号左、右添加的补充代号。具体情况可查阅有关的国家标准。轴承代号标记示例:6208 第一位数6表示类型代号,为深沟球轴承。第二位数2表示尺寸系列代号,宽度系列代号0省略,直径系列代号为2。后两位数08表示内径代号,d=8×5=40mm。N2110 第一个字母N表示类型代号,为圆柱滚子轴承。第二、三两位数21表示尺寸系列代号,宽度系列代号为2,直径系列代号为1。后两位数10表示内径代号,内径d=10×5=50mm。3、滚动轴承的画法国家标准GB/T4459.7—对滚动轴承的画法作了统一规定,有简化画法和规定画法,简化画法又分为通用画法和特征画法两种。(1)简化画法用简化画法绘制滚动轴承时,应采用通用画法和特征画法。但在同一图样中,一般只采用其中的一种画法。1)通用画法 在剖视图中,当不需要确切地表示滚动轴承的外形轮廓、载荷特性、结构特征时,可用矩形线框以及位于线框中央正立的十字形符号来表示。矩形线框和十字形符号均用粗实线绘制,十字形符号不应与矩形线框接触,通用画法的尺寸比例见表7—8。对照表7—8讲解。2)特征画法 在剖视图中,如果需要比较形象地表示滚动轴承的结构特征时,可采用在矩形线框内画出其结构要素符号的方法表示。特征画法的矩形线框、结构要素符号均用粗实线绘制。常用滚动轴承的特征画法的尺寸比例示例见表7—9。对照表7—9讲解。(2)规定画法必要时,滚动轴承可采用规定画法绘制。采用规定画法绘制滚动轴承的剖视图时,轴承的滚动体不画剖面线,其各套圈等可画成方向和间隔相同的剖面线,滚动轴承的保持架及倒角等可省略不画。规定画法一般绘制在轴的一侧,另一侧按通用画法绘制。规定画法中各种符号、矩形线框和轮廓线均用粗实线绘制。其尺寸比例见表7—10。对照表7—10讲解。(四)弹簧弹簧是机械、电器设备中一种常用的零件,主要用于减震、夹紧、储存能量和测力等。弹簧的种类很多,使用较多的是圆柱螺旋弹簧,如图7—38所示。本节主要介绍圆柱螺旋压缩弹簧的尺寸计算和规定画法。(a) 压缩弹簧 (b) 拉伸弹簧 (c) 扭力弹簧图7—38 圆柱螺旋弹簧1、圆柱螺旋压缩弹簧各部分的名称及尺寸计算(1)簧丝直径d ——制造弹簧所用金属丝的直径。(2)弹簧外径D ——弹簧的最大直径。(3)弹簧内径D1 ——弹簧的内孔直径,即弹簧的最小直径。D1=D-2d。(4)弹簧中径D2 ——弹簧轴剖面内簧丝中心所在柱面的直径,既弹簧的平均直径,D2=(D+D1)/2=D1+d=D-d。(5)有效圈数n ——保持相等节距且参与工作的圈数。(6)支承圈数n2 ——为了使弹簧工作平衡,端面受力均匀,制造时将弹簧两端的至1圈压紧靠实,并磨出支承平面。这些圈主要起支承作用,所以称为支承圈。支承圈数n2表示两端支承圈数的总和。一般有1.5、2、2.5圈三种。(7)总圈数n1 ——有效圈数和支承圈数的总和,即n1=n+n2。(8)节距t ——相邻两有效圈上对应点间的轴向距离。(9)自由高度H0 ——未受载荷作用时的弹簧高度(或长度),H0=nt+(n2-0.5)d。(10)弹簧的展开长度L ——制造弹簧时所需的金属丝长度,L≈n1。(11)旋向——与螺旋线的旋向意义相同,分为左旋和右旋两种。2、圆柱螺旋压缩弹簧的规定画法(1)弹簧的画法GB/T4459.4—对弹簧的画法作了如下规定:1)在平行于螺旋弹簧轴线的投影面的视图中,其各圈的轮廓应画成直线。2)有效圈数在四圈以上时,可以每端只画出1~2圈(支承圈除外),其余省略不画。3)螺旋弹簧均可画成右旋,但左旋弹簧不论画成左旋或右旋,均需注写旋向“左”字。4)螺旋压缩弹簧如要求两端并紧且磨平时,不论支承圈多少均按支承圈2.5圈绘制,必要时也可按支承圈的实际结构绘制。弹簧的表示方法有剖视、视图和示意画法,如图7—39所示。(a) 剖视 (b) 视图 (c) 示意图图7—39 圆柱螺旋压缩弹簧的表示法圆柱螺旋压缩弹簧的画图步骤如图7—40所示。(a) (b)(c) (d)图7—40 圆柱螺旋压缩弹簧的画图步骤(2)装配图中弹簧的简化画法在装配图中,弹簧被看作实心物体,因此,被弹簧挡住的结构一般不画出。可见部分应画至弹簧的外轮廓或弹簧的中径处,如图7—41(a)、(b)所示。当簧丝直径在图形上小于或等于2mm并被剖切时,其剖面可以涂黑表示,如图7—41(b)所示。也可采用示意画法,如图7—41(c)所示。(a)被弹簧遮挡处的画法 (b)簧丝断面涂黑 (c)簧丝示意画法图7—41 装配图中弹簧的画法四、小结1、直齿圆锥齿轮和蜗杆、蜗轮的画法2、滚动轴承的种类、用途和规定画法3、弹簧的种类、用途和规定画法【机械大作业齿轮传动】推荐阅读:
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