二級(jí)減速器設(shè)計(jì)學(xué)士學(xué)位論文

1、摘要隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，三維模型虛擬設(shè)計(jì)以及裝配技術(shù)已成為機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)能有效的優(yōu)化產(chǎn)品的性能，提高設(shè)計(jì)效率，從而縮短產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，降低成本，創(chuàng)造更多的價(jià)值。而ug軟件作為一款集成化的cad/cam系統(tǒng)軟件，能實(shí)現(xiàn)機(jī)器各個(gè)部件實(shí)體造型的建模仿真以及在ug環(huán)境下的虛擬裝配。減速器在機(jī)械設(shè)備行業(yè)是一種很常用的傳動(dòng)裝置，其在各類機(jī)械設(shè)備中有著非常廣泛的應(yīng)用，機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)性能的好壞與減速器設(shè)計(jì)的優(yōu)劣水平有著直接的關(guān)系。本文主要針對(duì)二級(jí)齒輪減速器，利用ug軟件對(duì)其進(jìn)行建模仿真以及虛擬裝配，并從中發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，獲取齒輪減速器的相關(guān)參數(shù)，提高齒輪減速器的設(shè)計(jì)效率。

2、在計(jì)算機(jī)技術(shù)的運(yùn)用中使產(chǎn)品更加多樣化、參數(shù)化和柔性化，并且降低產(chǎn)品的成本，以符合現(xiàn)代科技發(fā)展的要求，最終提高企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。關(guān)鍵詞：減速器；ug軟件；虛擬裝配；仿真abstractwith the development and application of computer technology, three dimensional model of virtual design and assembly technology has become the inevitable trend of the mechanical design field development. using

3、computer aided design is effective to optimize product performance and improve the efficiency of design, so as to shorten the cycle of product development, reduce costs and create more value. as a integrated system of cad/cam software, ug software can realize machine parts entity model of virtual as

4、sembly simulation and modeling in ug environment. reducer in the machinery industry is a very commonly used transmission device. it has very extensive application in all kinds of mechanical equipment. mechanical equipment transmission performance is good or bad and the pros and cons of reducer desig

5、n level have a direct relationship. this article mainly aimed at the secondary gear reducer and using ug software to carry on the modeling and simulation and virtual assembly, to discover and solve the problem, get relevant parameters of gear reducer,and make the gear reducer design more effectively

6、. in the use of computer technology make the products more diversified, parameterized and flexibility, and reduce the cost of the products, to meet the demands of the development of modern science and technology, eventually improve the comprehensive competitiveness of enterprise.keywords: reducer ;u

7、g software ;virtual assembly ;simulation目錄1緒論11.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11.2 ug簡(jiǎn)介31.2.1 ug中二維工程圖與autocad間的轉(zhuǎn)換31.2.2 參數(shù)化特征造型技術(shù)41.3 減速器的概述51.3.1減速器的分類51.3.2 減速器的主要組成51.4 本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介72 減速器傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)82.1 傳動(dòng)方案分析82.2 傳動(dòng)方案選擇82.2.1 選擇合適的電動(dòng)機(jī)92.2.2 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比102.2.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)103 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)與建模123.1 各軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)123.1.1 低速軸的

8、參數(shù)設(shè)計(jì)123.1.2 中間軸的參數(shù)設(shè)計(jì)153.1.3 高速軸的參數(shù)設(shè)計(jì)173.1.4齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)203.2 各軸及齒輪的建模233.2.1 低速軸的建模233.2.2 中間軸的建模243.2.3 高速軸的建模253.2.4 大齒輪的建模273.2.5其他齒輪零件的建模294 齒輪減速器箱體的設(shè)計(jì)與建模304.1 減速器參數(shù)設(shè)計(jì)304.2減速器箱體的建模314.2.1箱體的整體建模314.2.2 箱體其他零件的建模345 減速器的虛擬裝配355.1虛擬裝配的概念355.2 軸的裝配過(guò)程365.3 箱體的整體裝配過(guò)程375.3.1機(jī)蓋上零部件的安裝375.3.2 機(jī)座上零部件安裝375.3.3

9、 箱體的整體裝配386齒輪減速器的運(yùn)動(dòng)仿真416.1 運(yùn)動(dòng)仿真的概述416.2運(yùn)動(dòng)仿真的過(guò)程416.2.1創(chuàng)建連桿416.2.2創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副426.2.3創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)437小結(jié)44致謝45參考文獻(xiàn)46附錄471緒論1.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)是利用手工繪圖設(shè)計(jì)產(chǎn)品方案，并通過(guò)單件小批量生產(chǎn)加工工件。這樣的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)不僅效率低，設(shè)計(jì)與制造過(guò)程不并行。而且在裝配過(guò)程中如果零部件間誤差過(guò)大或是生產(chǎn)出來(lái)的成品不能滿足所需產(chǎn)品的技術(shù)要求，這就意味著設(shè)計(jì)的失敗，只能重新設(shè)計(jì)，重新生成樣品，重新裝配再檢驗(yàn)直到設(shè)計(jì)出符合要求的產(chǎn)品。從而造成設(shè)計(jì)成本高，產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期長(zhǎng)，資源浪費(fèi)等問(wèn)題。隨著科技的

10、發(fā)展和經(jīng)濟(jì)全球化的推進(jìn)，傳動(dòng)的工業(yè)設(shè)計(jì)已不能滿足現(xiàn)代社會(huì)的需求，而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（cad）就是在這種環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生的。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)室設(shè)計(jì)人員在cad系統(tǒng)的輔助下，根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)程序進(jìn)行設(shè)計(jì)的一項(xiàng)新技術(shù)，是隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而逐步發(fā)展起來(lái)的。它具有工程機(jī)設(shè)計(jì)分析計(jì)算、幾何建模、仿真與試驗(yàn)、繪制圖形、工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理、生成設(shè)計(jì)文件等功能。經(jīng)過(guò)四十多年的努力,cad技術(shù)的廣泛應(yīng)用已經(jīng)引起了一場(chǎng)工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的技術(shù)革命,特別是近二十年來(lái),由于計(jì)算機(jī)硬件性能的不斷提高,cad技術(shù)有了大規(guī)模的發(fā)展,目前cad技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于許多行業(yè),如機(jī)械,汽車,飛機(jī),船舶,電子,輕工,建筑,化工,紡織及服

11、等,機(jī)械cad在整個(gè)工程cad中占有比較重要的地位。應(yīng)用cad技術(shù)起到了提高機(jī)械制造企業(yè)的設(shè)計(jì)效率，優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案，減輕技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短設(shè)計(jì)周期，加強(qiáng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化等作用，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)現(xiàn)代化提供了支持。當(dāng)前工業(yè)企業(yè)正面臨著市場(chǎng)全球化、制造國(guó)際化和品種需求多樣化的新挑戰(zhàn)，各企業(yè)間圍繞著時(shí)間、質(zhì)量和成本的競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。由此出現(xiàn)了一系列先進(jìn)制造技術(shù)、系統(tǒng)和新的生產(chǎn)管理方法。如并行工程、及時(shí)生產(chǎn)、精良生產(chǎn)、敏捷制造和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，所有這些先進(jìn)制造技術(shù)和系統(tǒng)都與cad系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用密切相關(guān)。目前cad系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面：1,cad系統(tǒng)應(yīng)用面向產(chǎn)品的全過(guò)程：在產(chǎn)品的全過(guò)程中，

12、要求產(chǎn)品的信息能在產(chǎn)品生命周期的不同環(huán)節(jié)方便地轉(zhuǎn)換有助于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在設(shè)計(jì)階段能全方位地考慮產(chǎn)品的成本、質(zhì)量、進(jìn)度及甩戶需求。2,cad系統(tǒng)應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的繼承性：在產(chǎn)品的更新?lián)Q代過(guò)程中，要求能方便地獲得產(chǎn)品的全部歷史數(shù)據(jù)以便充分利用已經(jīng)經(jīng)過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐的產(chǎn)品信息。1)在用cad系統(tǒng)進(jìn)行新產(chǎn)品成品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，只需對(duì)其中極少部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造即可得到全新的產(chǎn)品。2)對(duì)于類似零件，當(dāng)采用特征建模法完成新零件設(shè)計(jì)后，并當(dāng)類似的零件變型不斷出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)自動(dòng)將零件功能特征模型轉(zhuǎn)為典型零件模型。這不僅大大縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，節(jié)約了研制成本，還提高了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化程 度。保證了產(chǎn)品的一次成熟性和一次成功

13、性。cad系統(tǒng)應(yīng)滿足并行設(shè)計(jì)的要求：并行工程的關(guān)鍵是用并行設(shè)計(jì)方法代替串行設(shè)計(jì)方法。產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以容易地被分解為不同的模塊，分別由不同設(shè)計(jì)人員分工進(jìn)行設(shè)計(jì)然后通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組裝和集成。在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，使開(kāi)發(fā)組成員易于實(shí)現(xiàn)半結(jié)構(gòu)化通信同時(shí)不同的設(shè)計(jì)層具有不同的管理使用權(quán)限。對(duì)產(chǎn)品建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型后進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。3,cad系統(tǒng)應(yīng)滿足靈活的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：設(shè)計(jì)人員可在虛擬現(xiàn)實(shí)中創(chuàng)造新的產(chǎn)品模型。并檢查設(shè)計(jì)效果，可以及早看到新產(chǎn)品的外形，以便從多方面觀察和評(píng)審所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品。運(yùn)用虛擬工具任意改變產(chǎn)品的外形而無(wú)需耗費(fèi)材料及占用加工設(shè)備，這種方法可盡早地發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品研制過(guò)程的最初階段出現(xiàn)的設(shè)計(jì)缺

14、陷如結(jié)構(gòu)空間的干涉等問(wèn)題，以保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。4,cad系統(tǒng)要具有很好的可移植性和自組織性：在cad系統(tǒng)中，用戶可以根據(jù)自己的需要隨時(shí)加入運(yùn)行文件和模塊還可重新裝配各個(gè)模塊中的子模塊?；蛘甙凑兆约旱囊笮薷南到y(tǒng)中的不足之處，而這種修改不會(huì)影響這個(gè)cad系統(tǒng)。5,cad系統(tǒng)要具有很好的集成性：cad與capp、cam的集成已成為工程領(lǐng)域中急需解決的問(wèn)題。一般可以通過(guò)兩個(gè)途徑來(lái)解決：一是通過(guò)接口，將現(xiàn)有的各自獨(dú)立的cad、capp和cam系統(tǒng)連接起來(lái)；二是開(kāi)發(fā)集成的cad/capp/cam系統(tǒng)。6,智能cad系統(tǒng)：智能cad是一種新型的高層次計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方法和技術(shù)。它將人工智能的理論和技術(shù)與ca

15、d相結(jié)合，使計(jì)算機(jī)具有支持人類專家的設(shè)計(jì)思維、推理決策及模擬人的思維方法與智能行為的能力，從而把設(shè)計(jì)自動(dòng)化推向更好的層次。這種智能性具體表現(xiàn)為：（1）智能地支持設(shè)計(jì)人員，而且是人機(jī)接口也是智能的。系統(tǒng)必須懂得設(shè)計(jì)人員的意圖，能夠檢測(cè)失誤，回答問(wèn)題，提出建議方案等。（2）具有推理能力，使不熟悉的設(shè)計(jì)人員也能做出好的設(shè)計(jì)來(lái)。在未來(lái)的幾十年里，cad技術(shù)將在建模技術(shù)、軟件組件技集成智能化等方面進(jìn)一步發(fā)展，因而也必將在機(jī)械工程設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。近年來(lái)我國(guó)在cad技術(shù)的研究、開(kāi)發(fā)和推廣上取得了較大的進(jìn)展,但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比,在應(yīng)用或開(kāi)發(fā)的廣度和深度上還存在著很大的差距,國(guó)內(nèi)的cad軟

16、件功能單一,集成化程度低、性能穩(wěn)定性差,缺乏競(jìng)爭(zhēng)力,其商品化程度低,難以進(jìn)入市場(chǎng)。cad系統(tǒng)僅僅是圖板的代替品,設(shè)計(jì)人員借助cad來(lái)擺脫傳統(tǒng)的手工制圖,cad系統(tǒng)的深層次應(yīng)用不到位,在制造業(yè)領(lǐng)域、真正用cad技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的比例不高,這些都制約了cad技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮更大作用。這就要求我們要充分學(xué)習(xí)好現(xiàn)代科技，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)使產(chǎn)品更加多樣化、參數(shù)化和柔性化，提高生產(chǎn)效率降低成本，以符合現(xiàn)代科技發(fā)展的要求，最終提高企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力。1.2 ug簡(jiǎn)介unigraphics（簡(jiǎn)稱ug）是ugs公司推出的全面產(chǎn)品解決方案中產(chǎn)品開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的旗艦產(chǎn)品。它以航空航天與汽車工業(yè)的專業(yè)經(jīng)驗(yàn)為依托，現(xiàn)已

17、發(fā)展成為世界一流的集成化機(jī)械cad/cae/cam軟件。ug把cad/cae/cam無(wú)縫集成到一個(gè)一體化、開(kāi)放的環(huán)境中，為客戶提供嶄新的、更直觀的用戶界面和更強(qiáng)勁的創(chuàng)新功能。ug作為三維造型設(shè)計(jì)系統(tǒng)，是一套由設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，其功能強(qiáng)大，用途廣泛，是新一代cad/cam系統(tǒng)軟件。它以尺寸驅(qū)動(dòng)、特征建模、全參數(shù)設(shè)計(jì)、單一全關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬現(xiàn)實(shí)及多數(shù)據(jù)接口等優(yōu)點(diǎn)改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念，使設(shè)計(jì)工作直觀化、高效化、精確化和系統(tǒng)化，成為目前機(jī)械cad領(lǐng)域的性標(biāo)準(zhǔn)。與傳統(tǒng)的cad系統(tǒng)僅提供繪圖工具不同，ug提供了一套完整的機(jī)械產(chǎn)品解決方案，包括工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工制造、機(jī)

18、構(gòu)分析、有限元分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)管理、甚至包括了產(chǎn)品生命周期，是多項(xiàng)技術(shù)的集成產(chǎn)品。ug的主要特征有：3d實(shí)體模型；基于特征的參數(shù)化實(shí)體建模；單一數(shù)據(jù)庫(kù)；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)；行為建模技術(shù)；nc加工；強(qiáng)大的裝配功能；二次開(kāi)發(fā)技術(shù)等。1.2.1 ug中二維工程圖與autocad間的轉(zhuǎn)換ug是功能強(qiáng)大的專業(yè)cad/cam軟件，應(yīng)用范圍很廣。autocad有完善的二維工程圖設(shè)計(jì)功能及對(duì)系統(tǒng)要求低等特點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。目前在工程實(shí)踐中，二維工程圖作為重要的技術(shù)文檔時(shí)必不可少的。雖然在ug中可以對(duì)工程圖進(jìn)行尺寸、公差等標(biāo)注，但由于在ug中對(duì)實(shí)體作標(biāo)注，轉(zhuǎn)成二維工程圖時(shí)往往不符合我國(guó)的制圖標(biāo)準(zhǔn)，因此應(yīng)當(dāng)在au

19、tocad中完成尺寸標(biāo)注工作和添加標(biāo)題欄、技術(shù)要求等內(nèi)容，即利用ug參數(shù)化造型技術(shù)，對(duì)零件直接進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)，對(duì)零件設(shè)計(jì)修改，直至確定無(wú)誤后再將設(shè)計(jì)好的三維模型轉(zhuǎn)化為然后調(diào)入autocad中進(jìn)行編輯，二維工程圖，最后得到符合企業(yè)需要的、完善的工程圖。采用這種方法進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)。ug生成三維模型，再將其轉(zhuǎn)換然后由autocad輸出人們所熟悉的成二維工程圖，工程圖，可提高設(shè)計(jì)、繪圖和修改等工作的效率和質(zhì)量，并引起取長(zhǎng)補(bǔ)短的作用。另外，由于ug對(duì)數(shù)據(jù)格式和圖像格式的識(shí)別能力， ug中可以很容易的讀取autocad的二維在圖形作為拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、混成的草圖；同時(shí)autocad在我國(guó)普及率很高，許多人

20、對(duì)它都十分熟悉，而且很多企業(yè)早期的圖檔都在autocad中作的，因此可以使用已有的autocad二維圖形作為ug三維造型時(shí)的草圖，進(jìn)行三維轉(zhuǎn)換，也可以使用autocad來(lái)為ug繪制草圖， 從而避免重復(fù)勞動(dòng)和有效地利用已有資源。1.2.2 參數(shù)化特征造型技術(shù)參數(shù)化特征造型被公認(rèn)為目前幾何造型的發(fā)展趨勢(shì)，ug實(shí)體模型由一些工程特征組合而成，ug模塊提供了拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、過(guò)度、孔、槽、圓角、倒角、抽殼、拔模斜度、自由變形、變截面掃描等眾多的特征和特征的構(gòu)造方法，為用戶提供了設(shè)計(jì)非常復(fù)雜形狀或?qū)嶓w模型的有力工具?；谔卣鞯膮?shù)化造型時(shí)將參數(shù)化造型的思想和特征造型的思想有機(jī)的結(jié)合在一起，用尺寸驅(qū)動(dòng)或變

21、量設(shè)計(jì)的方法定義特征并進(jìn)行類似的操作，這樣就形成了參數(shù)化特征造型。由于特征全部用參數(shù)化定義，因此對(duì)形狀、尺寸、公差、表面粗糙度等均可隨時(shí)修改和更行，最終達(dá)到修改設(shè)計(jì)的目的。參數(shù)化方法使設(shè)計(jì)者在構(gòu)造幾何模型時(shí)可以集中于概念設(shè)計(jì)和整體設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮創(chuàng)造性，提高設(shè)計(jì)效率?；谔卣鞯募夹g(shù)為設(shè)計(jì)者提供了符合人們思維習(xí)慣的設(shè)計(jì)環(huán)境，二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)進(jìn)行實(shí)體造型將極大的提高設(shè)計(jì)效率。在ug的環(huán)境中，構(gòu)造實(shí)物實(shí)體的方法很多。選擇一種有效的方法，使建立的特征少，且能有效生成實(shí)體；形成的特征有利于后續(xù)特征的建立和修改是非常重要的。所以在設(shè)計(jì)之初，對(duì)零件的外型設(shè)計(jì)要一個(gè)整體規(guī)劃，要清楚自己所做的零件的復(fù)雜程度，首

22、先要確定整個(gè)零件的基準(zhǔn)參考中心和參考面，使后面建立的特征（feature）都是基于該基準(zhǔn)建立的，這樣有利于后面特征修改（modify）和再生成（regenerate）；其次要確定模型（model）的所有特征間構(gòu)建的大致先后順序，把一些小而非重要特征先做，對(duì)開(kāi)始不太明確的，并且需要經(jīng)常改動(dòng)變化的特征放到后面建立。這樣就可以在需要修改時(shí)改動(dòng)局部就可以了，既節(jié)省了時(shí)間又省去了許多麻煩1.3 減速器的概述減速器在機(jī)械設(shè)備行業(yè)是一種很常用的傳動(dòng)裝置，其在各類機(jī)械設(shè)備中有著非常廣泛的應(yīng)用，機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)性能的好壞與減速器設(shè)計(jì)的優(yōu)劣水平有著直接的關(guān)系。因而對(duì)齒輪減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)和研究有著非常重要的實(shí)際意義。1.

23、3.1減速器的分類減速器按用途可以分為通用加速器和專用減速器兩大類。其中常見(jiàn)的減速器一般包括：（1）一級(jí)圓柱齒輪減速器：傳動(dòng)、比一般小于5，使用直齒、斜齒或人字齒齒輪，傳遞功率可達(dá)數(shù)萬(wàn)千瓦，效率較高。工藝簡(jiǎn)單，精度易于保證，應(yīng)用廣泛。軸線可作水平布置、上下布置或鉛垂布置。（2）二級(jí)圓柱齒輪減速器：傳動(dòng)比一般為8到40，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。又可分展開(kāi)式、分流式、同軸式三種。（3）斜齒一級(jí)錐齒輪減速器：傳動(dòng)比一般小于3，使用直齒、斜齒或曲齒齒輪。（4）一級(jí)蝸桿減速器：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸緊湊，但效率較低，適用于載荷較小、間歇工作的場(chǎng)合。1.3.2 減速器的主要組成減速器主要由傳動(dòng)零件(齒輪或蝸桿)、軸、

24、軸承、箱體及其附件所組成。其基本結(jié)構(gòu)有三大部分：1，齒輪、軸及軸承組小齒輪與軸制成一體，稱齒輪軸，這種結(jié)構(gòu)用于齒輪直徑與軸的直徑相關(guān)不大的情況下，如果軸的直徑為d，齒輪齒根圓的直徑為df，則當(dāng)df-d67mn時(shí)，應(yīng)采用這種結(jié)構(gòu)。而當(dāng)df-d>67mn時(shí)，采用齒輪與軸分開(kāi)為兩個(gè)零件的結(jié)構(gòu)，如低速軸與大齒輪。此時(shí)齒輪與軸的周向固定平鍵聯(lián)接，軸上零件利用軸肩、軸套和軸承蓋作軸向固定。兩軸均采用了深溝球軸承。這種組合，用于承受徑向載荷和不大的軸向載荷的情況。當(dāng)軸向載荷較大時(shí)，應(yīng)采用角接觸球軸承、圓錐滾子軸承或深溝球軸承與推力軸承的組合結(jié)構(gòu)。軸承是利用齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)濺起的稀油，進(jìn)行潤(rùn)滑。箱座中油池的潤(rùn)

25、滑油，被旋轉(zhuǎn)的齒輪濺起飛濺到箱蓋的內(nèi)壁上，沿內(nèi)壁流到分箱面坡口后，通過(guò)導(dǎo)油槽流入軸承。當(dāng)浸油齒輪圓周速度2m/s時(shí)，應(yīng)采用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑軸承，為避免可能濺起的稀油沖掉潤(rùn)滑脂，可采用擋油環(huán)將其分開(kāi)。為防止?jié)櫥土魇Ш屯饨缁覊m進(jìn)入箱內(nèi)，在軸承端蓋和外伸軸之間裝有密封元件。2，箱體箱體是減速器的重要組成部件。它是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。箱體通常用灰鑄鐵制造，對(duì)于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。單體生產(chǎn)的減速器，為了簡(jiǎn)化工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體。灰鑄鐵具有很好的鑄造性能和減振性能。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿軸心線水平剖分式。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一

26、體。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔，而軸承座旁的凸臺(tái)，應(yīng)具有足夠的承托面，以便放置聯(lián)接螺栓，并保證旋緊螺栓時(shí)需要的扳手空間。為保證箱體具有足夠的剛度，在軸承孔附近加支撐肋。為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加工面積，箱體底座一般不采用完整的平面。3，減速器附件為了保證減速器的正常工作，除了對(duì)齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤(rùn)滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時(shí)箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。 （1)窺視孔及窺視孔蓋：由于要防止污物進(jìn)入機(jī)體和潤(rùn)滑油飛濺出來(lái)，因此蓋板下應(yīng)加防滲漏的墊片?？?/p>

27、慮到濺油量不大，故選用石棉橡膠紙材質(zhì)的紙封油圈即可。（2)通氣器：為防止由于機(jī)體密封而引起的機(jī)體內(nèi)氣壓增大，導(dǎo)致潤(rùn)滑油從縫隙及密封處向外滲漏，使密封失靈。（3)放油孔及放油螺塞：為了能在換油時(shí)將油池中的污油排出，清理油池，應(yīng)在機(jī)座底部油池最低處開(kāi)設(shè)放油孔。（4)油面指示器：為了能隨時(shí)監(jiān)測(cè)油池中的油面高度，以確定齒輪是否處于正常的潤(rùn)滑狀態(tài)，故需設(shè)置油面指示器。（5)吊耳和吊鉤：為了方便裝拆與搬運(yùn)，在機(jī)蓋上設(shè)置吊耳，在機(jī)座上設(shè)置吊鉤。 (6)定位銷：本減速器機(jī)體為剖分式，為了保證軸承座孔的加工和裝配精度，在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓聯(lián)接后，在鏜孔之前，在機(jī)蓋與機(jī)座的連接凸緣上應(yīng)裝配定位銷。定位銷采用圓錐銷，

28、安置在機(jī)體縱向兩側(cè)的聯(lián)接凸緣得結(jié)合面上，呈非對(duì)稱布置。(7)起蓋螺釘：在機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接凸緣的結(jié)合面上，為了提高密封性能，常涂有水玻璃或密封膠。因此聯(lián)接結(jié)合較緊，不易分開(kāi)。為了便于拆下機(jī)蓋，在機(jī)蓋地凸緣上設(shè)置一個(gè)起蓋螺栓。1.4 本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介本設(shè)計(jì)主要是對(duì)二級(jí)齒輪減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)減速器的工作環(huán)境，擬定減速器的傳動(dòng)方案，通過(guò)計(jì)算確定減速器的各個(gè)參數(shù)，包括軸的直徑、長(zhǎng)度、材料以及加工工藝，齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、樣式和材料等。并利用這些參數(shù)，結(jié)合計(jì)算機(jī)軟件，即ug nx。繪制出齒輪減速器各個(gè)零部件的三維模型。并根據(jù)已經(jīng)建立的三維零件模型和ug的各種應(yīng)用功能模塊對(duì)模型進(jìn)行虛擬裝配操作,創(chuàng)建齒輪減速器的實(shí)體

29、效果圖，并完成減速器二維工程圖的創(chuàng)建。最后對(duì)減速器進(jìn)行虛擬仿真運(yùn)動(dòng)，以直觀的反應(yīng)減速器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為得到相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)做基礎(chǔ)。在設(shè)計(jì)中不但可以熟悉機(jī)械的設(shè)計(jì)過(guò)程，完善設(shè)計(jì)思路，了解現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展的趨勢(shì)，充分認(rèn)識(shí)和掌握現(xiàn)代設(shè)計(jì)的方法。了解ug軟件的功能和使用方法，為以后的工作學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。2 減速器傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置在整臺(tái)機(jī)器的質(zhì)量和成本中占有很大的比例，機(jī)器的工作性能和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也在很大的程度上取決于轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的優(yōu)劣。減速器作為機(jī)械中常用的傳動(dòng)裝置，連接了高速級(jí)與低速級(jí)，因此選擇合適的傳動(dòng)方案能有效地提高傳動(dòng)的穩(wěn)定性和傳動(dòng)效率。2.1 傳動(dòng)方案分析1，帶傳動(dòng)是一種撓性傳動(dòng)，通過(guò)摩擦傳遞運(yùn)動(dòng)和

30、動(dòng)力。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸振等特點(diǎn)。但承載能力小，宜布置在高速級(jí)；2，鏈傳動(dòng)也是一種撓性傳動(dòng)，通過(guò)鏈輪與鏈條的嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。制造和安裝精度要求低，成本低。但只能實(shí)現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動(dòng)，不能保持恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比，穩(wěn)定性差，且有沖擊振動(dòng)，宜布置在低速級(jí)；3，蝸桿傳動(dòng)沖擊載荷小，傳動(dòng)平穩(wěn)，但傳動(dòng)效率低，磨損嚴(yán)重。放在高速級(jí)時(shí)蝸輪材料應(yīng)選用錫青銅，否則可選用鋁青銅；4，開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑條件差，磨損嚴(yán)重，應(yīng)布置在低速級(jí)；5，錐齒輪、斜齒輪宜放在高速級(jí)。二級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比一般為8-40，使用斜齒、直齒或人字齒。減速器的高速級(jí)一般通過(guò)帶傳動(dòng)或直接通過(guò)聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相連

31、接。低速級(jí)則通過(guò)鏈傳動(dòng)或其他傳動(dòng)方式與工作機(jī)相連接。2.2傳動(dòng)方案選擇由減速器的實(shí)際工作環(huán)境具體分析，擬定合適的傳動(dòng)方案。本文設(shè)計(jì)環(huán)境以長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷變化不大，使用期限八年（每年按300個(gè)工作日計(jì)算），輸送帶速度v的容許誤差為±5，工作機(jī)的效率w=5的機(jī)械為例。表2-1工作環(huán)境參數(shù)每日工作時(shí)間t/h24輸入帶工作壓力/n2200輸入帶傳送速度 /m/s1.3工作機(jī)直徑/mm1602.2.1 選擇合適的電動(dòng)機(jī)1，選擇電動(dòng)機(jī)的類型和結(jié)構(gòu)型式電動(dòng)機(jī)有交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)之分，一般工廠都采用三相交流電，因而多采用交流電動(dòng)機(jī)。一般選擇y型三相異步電動(dòng)機(jī)。2，電動(dòng)機(jī)的額定功率電動(dòng)

32、機(jī)功率的選擇直接影響到電動(dòng)機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能的好壞。所選電動(dòng)機(jī)的功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)的正常工作，使電動(dòng)機(jī)經(jīng)常過(guò)載而提前損壞；如果電動(dòng)機(jī)的功率過(guò)大，則電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不能滿載運(yùn)行，功率因數(shù)和功率較低，從而增加電能消耗、造成浪費(fèi)。工作機(jī)最大的使用功率：pw=fv/1000w=2.98kw電機(jī)至工作機(jī)的總效率：總 =帶×2軸承×齒輪×聯(lián)軸器×滾筒=0.96×0.9801×0.97x0.99x0.96=0.8674則電動(dòng)機(jī)所需功率pd需= pw/=3.1kw由于該機(jī)械載荷變化不大，電動(dòng)機(jī)額定功率pd只需略大于pd需即可，故取電動(dòng)機(jī)

33、的額定功率pd為4kw。3，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速同一類型的、相同額定功率的電動(dòng)機(jī)也有幾種不同的轉(zhuǎn)速。低轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的極數(shù)多、外闊尺寸及重量較大、價(jià)格較高，但可使傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及尺寸減小，高轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)則與其相反。一般多選用同步轉(zhuǎn)速為1500r/min或1000r/min的電動(dòng)機(jī)。工作機(jī)的工作轉(zhuǎn)速：nw=60×1000v/d=60×1000x1.3/3.14x160 =155r/min 按推薦的傳動(dòng)比合理范圍，取v帶傳動(dòng)比i1=24;一級(jí)直齒輪傳動(dòng)比i2=35，則總傳動(dòng)比的推薦范圍：i= i1xi2=620，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍：nd=ixnw=(616)x155=9302480

34、r/min經(jīng)查表，再綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，則轉(zhuǎn)速為960r/min的y132m1-6型電動(dòng)機(jī)比較適合。其主要參數(shù)為額定功率：4kw，滿載轉(zhuǎn)速960r/min，額定轉(zhuǎn)矩2.2。2.2.2 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比總傳動(dòng)比i=nd/nw=960/155=6.19。對(duì)于二級(jí)齒輪減速器而言i=i1xi2，為使v帶輪的尺寸不致過(guò)大，取i1=2.4，分配時(shí)傳動(dòng)比應(yīng)保證i1<i2，所以去i2=3.9。確定總傳動(dòng)比后應(yīng)合理分配各級(jí)傳動(dòng)比，限制傳動(dòng)件的圓周速度以減小動(dòng)載荷，降低傳動(dòng)精度等級(jí)。分配各級(jí)傳動(dòng)比時(shí)要考慮到：1，各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)該在推薦的范圍內(nèi)選取。2，應(yīng)使

35、傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸較小、重量較輕。3，應(yīng)使各傳動(dòng)件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱、合理，避免互相干澀碰撞。4，對(duì)于二級(jí)展開(kāi)式齒輪減速器而言，高速級(jí)和低速級(jí)的大齒輪直徑應(yīng)盡量相等，以利于浸油潤(rùn)滑。一般推薦高速級(jí)傳動(dòng)比為i1=（1.31.5）xi2。一般允許工作機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速之間的相對(duì)誤差為±（35）。2.2.3 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)為了確定傳動(dòng)方案，還需推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。一般按由工作機(jī)至工作機(jī)之間運(yùn)動(dòng)傳遞的路線推算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。1各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算: 軸：n=nd /i1=400r/min 軸：n=n/i2=102r/min工作機(jī)軸：nw=n=102r/min2各軸的

36、輸入功率: 軸：p=pdx01=4x0.96=3.84kw 軸： p= px12=3.84x0.99x0.97=3.69kw 工作機(jī)軸：p=px23=3.69x0.99x0.97=3.54kw3各軸的轉(zhuǎn)矩：電動(dòng)機(jī)軸：td=9550xpd/nd=9550x4/960=39.79n·m 軸： t=tdxi1x01=39.79x2.4x0.96=91.68 n·m 軸：t= txi1x12=91.68x3.9x0.99x0.97=345.5n·m 工作機(jī)軸：t= tx2x4=345.5x0.99x0.97=331.8 n·m表2-2運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)軸名功率kw轉(zhuǎn)

37、矩n.m轉(zhuǎn)速r/min電機(jī)主軸439.79960軸3.8491.68400軸3.69345.5102工作機(jī)3.54331.8155根據(jù)計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)件的參數(shù)選擇合適的傳動(dòng)方案，確定各傳動(dòng)件的尺寸、聯(lián)軸器類型和規(guī)格、傳動(dòng)齒輪的模數(shù)、齒數(shù)以及傳動(dòng)軸的材料類型等。3 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)與建模3.1 各軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)3.1.1 低速軸的參數(shù)設(shè)計(jì)1，選擇軸的材料為45號(hào)調(diào)制剛。2，軸的受力分析，簡(jiǎn)圖如圖所示。圖3-1軸的受力分析圖圖中l(wèi)ab=340mmlbc=n3/2+c+k+bh2/2=43mmlac=lablbc=297mm3，計(jì)算齒輪的嚙合力； 式（3.1） 式（3.2）4,求水平面內(nèi)的支承反力

38、軸在水平面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖所示：圖3-2 軸水平方向的受力分析圖5,求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖；軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖所示圖3-2軸垂直方向的受力分析圖求支承反力：軸的初步計(jì)算 式（3.3）45號(hào)鋼調(diào)質(zhì) 許用彎曲應(yīng)力，取折算系數(shù)將以上數(shù)值代入軸計(jì)算截面（c截面）直徑計(jì)算公式：在此軸段開(kāi)有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大4%，計(jì)算截面直徑軸的最小直徑:6，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器低速級(jí)從動(dòng)軸的危險(xiǎn)截面直徑，取減速器低速軸的危險(xiǎn)截面直徑根據(jù)軸上零件的位置、安裝和定位的需要，初定各軸段的直徑及長(zhǎng)度，其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)籌考慮。安裝齒輪處軸段長(zhǎng)度：軸段

39、長(zhǎng)度等于輪轂長(zhǎng)度減2mm軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑：42、 50、56、64、68、59、55。 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長(zhǎng)度整個(gè)低速軸長(zhǎng)度為340mmi段軸承安裝軸承和擋油環(huán)，6211寬度b=21，該段長(zhǎng)度選為43mm。ii段軸考慮到齒輪齒寬的影響，所以長(zhǎng)度為73mm。iii段為定位軸肩，長(zhǎng)度略小11mm。iv段用于安裝大齒輪，考慮齒寬長(zhǎng)度為48mm。v段用于安裝軸承與擋油環(huán)，長(zhǎng)度與i相同，為45mm。vi長(zhǎng)度與聯(lián)軸器有為55mm。圖3-3 軸的工程圖3.1.2 中間軸的參數(shù)設(shè)計(jì)1，選擇軸的材料用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，2，軸的受力 lab=205mm85mm115mm 162mm3，計(jì)算齒

40、輪的嚙合力； ,4，求水平面內(nèi)的支承反力5，求垂直面內(nèi)的支承反力6， 求支承反力 7，軸的初步計(jì)算材料45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，許用彎曲應(yīng)力取折算系數(shù)軸的最小直徑為:在此軸段開(kāi)有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大4%計(jì)算截面直徑 8，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器高速級(jí)從動(dòng)軸的危險(xiǎn)截面直徑取減速器中間軸的危險(xiǎn)截面直徑，根據(jù)軸上零件的布置，安裝和定位的需要，初定各軸的直徑及長(zhǎng)度其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)果尺寸。聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)籌考慮。安裝齒輪處軸段長(zhǎng)度：軸段長(zhǎng)度=輪轂長(zhǎng)度2mm軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑：55、62、72、60、55。根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長(zhǎng)度：i段軸承安裝軸承和擋油環(huán)，軸承6211

41、寬度b=17，該段長(zhǎng)度選為40mm。ii段軸考慮到齒輪齒寬的影響，所以長(zhǎng)度為45mm。iii段為定位軸肩，長(zhǎng)度略小5mm。iv段用于安裝大齒輪，考慮齒寬長(zhǎng)度為67mm。v段用于安裝軸承與擋油環(huán)，為43mm。圖3-4中間軸的工程圖3.1.3 高速軸的參數(shù)設(shè)計(jì)1， 軸上齒輪的直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，軸和齒輪的材料及熱處理一致，選用40調(diào)質(zhì)處理后表面淬火。圖3-5 軸的受力簡(jiǎn)圖lab=257mm92mm165mm3，計(jì)算齒輪的嚙合力4，求水平面內(nèi)的支承反力軸在水平面內(nèi)的彎矩圖和受力簡(jiǎn)圖，如圖示：圖3-6軸在水平方向的彎矩圖5，直面內(nèi)的支承反力軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖和受力簡(jiǎn)圖，如圖示圖3-7軸在垂直方

42、向的彎矩圖軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖如上圖示。6，面c處彎矩考慮啟動(dòng)，停機(jī)的影響，扭矩為脈動(dòng)循環(huán)強(qiáng)度校核45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，由彎扭合成強(qiáng)度滿足要求。7軸的初步計(jì)算軸為40cr調(diào)質(zhì)，許用彎曲應(yīng)力值取折算系數(shù) 將以上數(shù)值代入軸計(jì)算截面（c截面）得d=50mm軸的最小直徑:d1= 25mm按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器輸入軸的軸端直徑，（dm機(jī)軸端直徑)參考聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑，取減速器高速軸的軸端直徑d減=25mm根據(jù)軸上零件的布置，安裝和定位的需要，初定各軸段的直徑及長(zhǎng)度其中軸頸，軸頭結(jié)構(gòu)尺寸與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)籌考慮。軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑可選取：25、5、45 、5、50、36。各段長(zhǎng)度的確

43、定：各段長(zhǎng)度的確定從左到右分述如下：該段軸連接聯(lián)軸器，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度為38mm，該段長(zhǎng)度定為34mm。該段綜合考慮齒輪與箱體內(nèi)壁的距離、軸承與箱體內(nèi)壁距離（采用油潤(rùn)滑），還有二級(jí)齒輪的寬度，定該段長(zhǎng)度為130mm，由于考慮到軸的質(zhì)量問(wèn)題，該軸做成階梯軸。該段長(zhǎng)度分別為54,32,46。同時(shí)留有砂輪越層槽。該段考慮齒輪的寬度，根據(jù)齒輪校核，選定該段52mm。該段軸肩選定長(zhǎng)度10mm。該段與相同取30mm。圖3-8 高速軸的工程圖3.1.4齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)1，選擇45鋼調(diào)質(zhì)淬火回火處理，齒面硬度分別為220hbs，280hbs，屬軟齒閉式傳動(dòng)，載荷平穩(wěn)齒輪速度不高，初選7級(jí)精度，小齒輪齒

44、數(shù)z1=30大齒輪齒數(shù)z2=i1xz1=80，按軟齒面齒輪非對(duì)稱安裝取齒寬系數(shù)d=1，實(shí)際傳動(dòng)比i12=2.67，誤差i12-i12/ i12=2.67-2.633/2.67=0.0131±5%.在設(shè)計(jì)給定的±5%范圍內(nèi)可用。2，面接觸疲勞降低的計(jì)算。 式（3.4）確定各式參數(shù)：載荷系數(shù)試選: kt=1.5小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩:t1=9.55×106p/n1=1.399×105 n·m材料系數(shù):大、小齒輪的接觸疲勞極限:應(yīng)力循環(huán)次數(shù):接觸疲勞壽命系數(shù)確定許用接觸應(yīng)力,取安全系數(shù),取h= h1 計(jì)算小齒輪分度圓直徑: 計(jì)算圓周速度:計(jì)算載荷系數(shù)k系數(shù)

45、，根據(jù)，選7級(jí)精度,得動(dòng)載系數(shù)=0.7 ,=1.0則 校正分度圓直徑3，齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 式（3.5）確定公式中各參數(shù)值:1) 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限查取2) 彎曲疲勞壽命系數(shù)查取3) 取定彎曲疲勞安全系數(shù),應(yīng)力修正系數(shù)許用彎曲應(yīng)力: 4) 系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) ，計(jì)算比較取其中較大值代入公式計(jì)算 式（3.6） 5)輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 所以彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。4，齒輪的幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 1)計(jì)算模數(shù)，按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù)m=2.5mm 2)兩輪分度圓直徑d1=mz12.5×30=75mm d2=mz2=2.5×80=200mm 3)中心距 4)齒

46、寬b=dd1=1.0×75=75mm ，b2=b1+（510）mm 取b1=70mm，b2=65mm 5）齒全高h(yuǎn)=2.25m=2.25×2.5=5.625mm3.2 各軸及齒輪的建模3.2.1 低速軸的建模設(shè)計(jì)思路：確定軸各端的長(zhǎng)度與直徑，繪制出草圖，利用回轉(zhuǎn)功能生成低速軸模型。1， 繪制草圖單擊草圖命令，以x-y面為草繪平面，繪制如圖所示的草繪圖。圖3-9 低速軸的草繪圖2，完成草繪后，利用回轉(zhuǎn)命令以y軸為旋轉(zhuǎn)軸，完成旋轉(zhuǎn)體。如圖圖3-10低速軸的旋轉(zhuǎn)示意圖3，創(chuàng)建矩形槽特征(1)利用設(shè)計(jì)特征中鍵槽命令創(chuàng)建基準(zhǔn)平面：圖3-11創(chuàng)建基準(zhǔn)平面（2）在實(shí)體中選擇與基準(zhǔn)平面相切

47、的圓柱面，編輯鍵槽參數(shù)，創(chuàng)建鍵槽特征。圖3-12 低速軸的效果圖3.2.2 中間軸的建模設(shè)計(jì)思路與低速軸類似，草繪中間軸尺寸：圖3-13中間軸的草繪圖利用回轉(zhuǎn)命令，回轉(zhuǎn)出中間軸特征：圖3-14 中間軸的旋轉(zhuǎn)示意圖創(chuàng)建鍵槽特征：圖3-15 中間軸鍵槽創(chuàng)建圖3.2.3 高速軸的建模設(shè)計(jì)思路：利用ug軟件，通過(guò)曲線操作生成齒形輪廓，通過(guò)拉伸等建模工具，生成齒輪軸。1，利用工具菜單中的表達(dá)式命令，鍵入齒輪參數(shù)：圖3-16 齒輪創(chuàng)建參數(shù)圖上訴表達(dá)式中，m表示齒輪模數(shù)；z表示齒輪齒數(shù)；t表示系統(tǒng)內(nèi)部變量，在0和1之間自動(dòng)變換；pi表示圓周率；d表示分度圓直徑；da表示齒輪齒頂圓直徑；df表示齒輪齒根圓直徑

48、；alpha表示齒輪壓力角；s表示齒厚；2，利用菜單欄中的規(guī)律曲線命令中的規(guī)律函數(shù)，創(chuàng)建漸開(kāi)線以及齒輪各曲線，單擊根據(jù)方程按鈕，確定xt、yt、zt方向。打開(kāi)規(guī)律曲線參數(shù)設(shè)置對(duì)話框，接受系統(tǒng)默認(rèn)參數(shù)，生成漸開(kāi)線。然后利用基本曲線命令分別繪制齒輪的齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓。再連接漸開(kāi)線曲線與齒根圓的交點(diǎn)和基圓的象限點(diǎn)。完成半個(gè)齒闊形狀。利用編輯菜單中的移動(dòng)對(duì)象命令繪制一條以原點(diǎn)為端點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為5的線段，作為軸線。打開(kāi)編輯菜單中的變換命令，選擇已繪制的半個(gè)齒形，單擊確定按鈕，彈出變換對(duì)話框。再選擇通過(guò)一直線鏡像命令，選擇現(xiàn)有的直線（剛旋轉(zhuǎn)所得的），點(diǎn)擊復(fù)制按鈕。修剪后即可生成完整的齒形。圖3

49、-17 齒輪齒形創(chuàng)建圖3，修剪后利用設(shè)計(jì)特征中的拉伸命令，繪制出輪齒齒行模型：圖3-18 齒型效果圖4， 插入設(shè)計(jì)特征中的圓柱體命令，編寫(xiě)參數(shù)繪制齒輪圓柱體部分。再在編輯菜單欄中選擇移動(dòng)對(duì)象命令，以齒輪輪齒為對(duì)象，并以垂直于圓柱體端面方向?yàn)橹付ㄊ噶浚詧A柱端面的圓心為指定軸點(diǎn)、在結(jié)果中選擇復(fù)制原先的，再鍵入要復(fù)制的副本數(shù)，即齒數(shù)為12。最后對(duì)圓柱體與輪齒進(jìn)行求和處理，使之成為一個(gè)整體。并完成齒根部分的圓倒角處理。5，創(chuàng)建凸臺(tái)特征，建造齒輪軸模型。并創(chuàng)建鍵槽，完成齒輪軸的建模：圖3-19 齒輪軸效果圖3.2.4 大齒輪的建模齒輪是減速器的重要零件，大齒輪的建模與齒輪軸的齒輪部分基本相似。利用表達(dá)

50、式、規(guī)律曲線、拉伸、圓柱體等命令生成大齒輪的基本形狀。大齒輪直徑較大，因此應(yīng)采用腹板式齒輪，以減輕齒輪重量。單擊插入菜單中設(shè)計(jì)特征的腔體命令。選擇要加工的齒輪面為圓柱形腔體的加工面。在圓柱形腔體對(duì)話框內(nèi)輸入相信的參數(shù)：腔體直徑為180mm，深度為25mm，底面半徑以及錐度為零。確定后利用點(diǎn)到點(diǎn)定位，使圓柱形腔體中心位于齒輪的中心位置。然后再利用設(shè)計(jì)特征中的凸臺(tái)命令，繪制出一個(gè)直徑80mm，高度25mm的圓柱形凸臺(tái)。如圖所示。圖3-20齒輪創(chuàng)建過(guò)程圖利用設(shè)計(jì)特征中的孔命令，以齒輪軸線位置為軸線加工一個(gè)直徑為80的通孔。并且在草繪命令中確定腹板上一個(gè)孔的位置，利用編輯菜單欄中的移動(dòng)對(duì)象命令，選擇之

51、前繪制的孔，輸入旋轉(zhuǎn)角度為60，副本數(shù)為6，特別注意指定矢量和指定軸點(diǎn)的選擇。最后顯示出六個(gè)孔的位置。再以孔命令，以六個(gè)孔的位置為指定點(diǎn)加工直徑為25mm的通孔，并對(duì)實(shí)體進(jìn)行布爾求差。如圖所示：圖3-21腹板孔的創(chuàng)建最后以xc-yc、xc-zc、tc-zc平面類型建立基準(zhǔn)平面，然后在腔體命令中選擇矩形腔體，以xc-zc為基準(zhǔn)接受默認(rèn)邊，以xc-yc為水平參考，創(chuàng)建長(zhǎng)為12mm寬為78mm深度為35mm的矩形腔，以加工出輪轂上的鍵槽，并對(duì)齒輪進(jìn)行圓倒角、斜倒角處理，如圖所示：圖3-22 齒輪效果圖3.2.5其他齒輪零件的建模中間軸小齒輪的直徑小，設(shè)計(jì)成整體式。建模過(guò)程與齒輪軸的齒輪部分相似。建模

52、后的實(shí)體效果如圖所示：圖3-23 中間軸小齒輪效果圖4 齒輪減速器箱體的設(shè)計(jì)與建模4.1 減速器參數(shù)設(shè)計(jì)箱體結(jié)構(gòu)對(duì)減速器的工作性能、加工工藝、材料消耗、質(zhì)量及成本等有很大影響。因此合理的設(shè)計(jì)減速器箱體的結(jié)構(gòu)材料對(duì)減速器的生成和使用有直接影響。其材料為ht2100。箱體結(jié)構(gòu)為剖分時(shí)，剖分面為水平面，與傳動(dòng)件軸心線平面重合，有利于軸系部件的安裝與拆卸。計(jì)算箱體的各部分尺寸參考已有計(jì)算數(shù)據(jù)可列：箱座壁厚：1=0.025a+3=0.025×（117+137.5）+3=9.4mm取15mm箱蓋壁厚：2=0.02a+1=0.02×（117+137.5）+1=6取12mm箱座凸緣厚：b1

53、=1.51=1.5×10=15mm箱蓋凸緣厚：b2=1.52=1.5×8=12mm箱體深度：hdra+30=130mm分箱面凸緣圓角半徑：r3=10mm平凸緣底座厚：b2=2.5=2.5×10=25mm軸承旁聯(lián)接螺栓直徑：d1=0.75df=15.8mm箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑：d2=10.58112.697mm軸承端蓋螺栓螺釘直徑：d3=8.464810.581mm窺視孔蓋螺釘直徑：d4=6.34858.4648mm定位銷直徑：d=（0.70.8）mm d1=（11.1100512.6972）mm沉頭座锪平深度：=2mm箱蓋座肋厚：6.8mm，箱座肋厚：8.5mm

54、軸承旁凸臺(tái)半徑：rc2=11mm軸承旁聯(lián)接螺栓距：s=d2外箱壁至軸承座端面距：l1=c1+c2+(58)=30mm大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離：1=12mm齒輪端面與內(nèi)箱壁距離2=10mm箱座壁厚=0.025a+38mma為二級(jí)圓柱齒輪減速器的低速級(jí)中心距a=206.25，=8.16>=8滿足要求，取壁厚=10mm；表4-1 各尺寸分布表凸緣底座螺栓至外機(jī)壁距：c1mil=13mm26mm到凸緣邊距離c2mil=11mm24mm沉頭座直徑d0mil=20mm40mm表4-2 端蓋處尺寸分布端蓋高速軸中間軸低速軸外孔徑d2122mm122mm135mm內(nèi)孔徑d727285外壁厚e121212螺

55、栓101010螺孔111111螺孔直徑253545內(nèi)孔深度626275密封圈軸徑軸徑軸徑氈圈40jb/zq4606-19864.2減速器箱體的建模4.2.1箱體的整體建模減速器機(jī)蓋是減速器機(jī)蓋是減速器零件中的外形比較復(fù)雜的部件，其上分布各種槽、凸臺(tái)、拔模面等。1，在ug主界面中進(jìn)入草繪命令，在x-y平面內(nèi)繪制出長(zhǎng)度580mm，寬度232mm的長(zhǎng)方形。完成草繪命令，并對(duì)草繪圖進(jìn)行拉伸處理，拉伸高度為20mm。再進(jìn)入草繪命令，以x-z平面為草繪平面，繪制如圖所示的箱蓋外形輪廓。完成后對(duì)其進(jìn)行拉伸，拉伸寬的為212mm，得到箱蓋的整體輪廓。圖4-1 箱蓋的草圖圖示2，選擇x-y平面為基準(zhǔn)平面，在箱蓋兩側(cè)分別繪制長(zhǎng)為520mm寬為10mm的草圖。完成草圖后對(duì)其進(jìn)行拉伸處理，拉伸高度為30mm。并進(jìn)行布爾求和處理。再選擇箱蓋兩側(cè)為基準(zhǔn)，繪制軸承凸臺(tái)的