基于solidworks二級(jí)減速器三維造型設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、基于solidworks技術(shù)的二級(jí)減速器三維造型設(shè)計(jì)摘 要減速器作為一種重要的動(dòng)力傳遞裝置，在機(jī)械化生產(chǎn)中起著不可替代的作用。目前在減速器的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，研究開發(fā)以產(chǎn)品設(shè)計(jì)為目標(biāo)，全過程綜合應(yīng)用CAD及其相關(guān)的一體化集成技術(shù)已成為必然趨勢(shì)。這對(duì)于減速器的三維綜合設(shè)計(jì)及模擬仿真，對(duì)提高減速器設(shè)計(jì)技術(shù)水平、快速響應(yīng)市場(chǎng)要求有著十分重要的意義。由于減速器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如果單獨(dú)用二維看上去不能一目了然，三維造型設(shè)計(jì)就解決了這樣的一個(gè)問題，它能把減速器的關(guān)鍵部件很清晰的展現(xiàn)出來。因此，通過減速器的三維造型設(shè)計(jì)來研究三維造型設(shè)計(jì)技術(shù)具有很強(qiáng)的代表性。本設(shè)計(jì)以SolidWorks軟件為主，并結(jié)合AutoCAD、

2、CAXA電子圖板等二維繪圖軟件，設(shè)計(jì)了一個(gè)二級(jí)圓柱齒輪減速器，實(shí)現(xiàn)了減速器的三維模型生成，以及由此生成二維工程圖的設(shè)計(jì)思想。通過該軟件特有的三維設(shè)計(jì)功能，檢查、優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，實(shí)現(xiàn)了減速器的運(yùn)動(dòng)仿真，完成了減速器在計(jì)算機(jī)中的模擬設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：solidworks技術(shù)；減速器；三維造型Design of the Three-Dimensional Of the Two Reducer Based on SolidworksAbstract Reducer as an important driving force transmission device, in the mechanized pro

3、duction plays an irreplaceable role. Reducer in the design, research and development to product design as the goal, the entire process of comprehensive application of the integration of CAD and related integration technology has become an inevitable trend. This three-dimensional integrated reducer d

4、esign and simulation, designed to improve the technological level of reducer, rapid response to market demand is very important. As reducer complex internal structure, if not separate two-dimensional look at a glance, three-dimensional design to solve such a problem, it can reducer the key component

5、s to present a clear, therefore, adopted the three-dimensional modeling reducer Designed to study three-dimensional design technology are highly representative. Solidworks software to design the main, combined with AutoCAD, CAXA electronic drawing board, such as two-dimensional mapping software, des

6、igned a two cylindrical gear reducer, and a reducer of three-dimensional model generated, and the resulting generation of two-dimensional engineering drawings Design ideas. The adoption of the software features unique three-dimensional design, inspection, and optimize the design, to achieve a reduce

7、r of motion simulation, completed a reducer in the computer simulation in design. Key words: solidworks technology ; reducer ;three-dimensional modeling目 錄1 緒 論11.1 三維造型軟件概述11.1.1 AutoCAD介紹11.1.2 CAD技術(shù)的開展方向11.1.3 Solidworks2006介紹12 二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器總體方案設(shè)計(jì)32.1 確定減速器的工作條件32.2 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)32.3 選擇電機(jī)42.3.1 電機(jī)功率計(jì)算

8、42.3.2 電機(jī)轉(zhuǎn)速和型號(hào)確定42.4 分配傳動(dòng)比52.5 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算52.5.1 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速5計(jì)算各軸輸入功率62.5.3 計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩63 V帶的設(shè)計(jì)84 齒輪的設(shè)計(jì)104.1 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)104.2 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)115 軸的設(shè)計(jì)135.1 高速軸的設(shè)計(jì)135.1.1 確定各軸段直徑和長度135.1.2 校核高速軸和軸承145.1.3 軸承壽命校核15 鍵的設(shè)計(jì)與校核155.2 中間軸的設(shè)計(jì)165.2.1 確定各軸段直徑和長度165.2.2 校核高速軸和軸承175.2.3 軸承壽命校核185.2.4 鍵的設(shè)計(jì)與校核185.3 從動(dòng)軸設(shè)計(jì)195.3.1 確定

9、各軸段直徑195.3.2 確定各軸段長度195.3.3 校核高速軸和軸承205.3.4 軸承壽命校核215.3.5 鍵的設(shè)計(jì)與校核226 選擇聯(lián)軸器237 減速器箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)248 確定潤滑方式279 減速器零件的三維建模28 齒輪三維模型289.2 軸的三維模型29 箱體的三維模型29 其他零件三維模型成型319.4.1 軸承的三維模型成型319.4.2 軸承蓋、油標(biāo)、通氣塞的三維模型3110 減速器的運(yùn)動(dòng)模擬仿真32總 結(jié)35致 謝36參 考 文 獻(xiàn)37附錄A38附錄B39附錄C42附錄D431 緒 論 三維造型軟件概述 AutoCAD介紹AutoCAD是由美國Autodesk公司開發(fā)的通

10、用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，是目前世界上應(yīng)用最廣的機(jī)械設(shè)計(jì)軟件之一。隨著時(shí)間的推移和軟件的不斷完善，AutoCAD已由原來的側(cè)重于二維繪圖技術(shù)為主，開展到二維、三維繪圖技術(shù)兼?zhèn)?，且具有網(wǎng)上設(shè)計(jì)的多功能CAD軟件系統(tǒng)。在AutoCAD的不斷完善中，使得它具有廣泛的適應(yīng)性，能夠讓非計(jì)算機(jī)專業(yè)的人員較快的學(xué)會(huì)使用。然而因?yàn)樗拿畋葦M多，對(duì)用戶所需要的塊定義缺乏，所以對(duì)于初學(xué)者來說還有很大的困難，操作較為不方便。同時(shí)在保存的時(shí)候，保存格式較少，不便于和其他軟件相結(jié)合。其中它的線框造型、曲面造型和實(shí)體造型功能還需要不斷的完善。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷開展，AutoCAD已經(jīng)可以提供功能極為強(qiáng)大的互聯(lián)網(wǎng)工具，可以讓

11、設(shè)計(jì)師與設(shè)計(jì)師、設(shè)計(jì)師與用戶、設(shè)計(jì)師與商家通過網(wǎng)絡(luò)直接地在AutoCAD內(nèi)部進(jìn)行交流，并在互聯(lián)網(wǎng)和企業(yè)內(nèi)部網(wǎng)中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)。 CAD技術(shù)的開展方向CAD的概念和內(nèi)涵是隨著計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、信息、人工智能等技術(shù)或理論的進(jìn)步而不斷開展的。CAD技術(shù)是以計(jì)算機(jī)、外圍設(shè)備及其系統(tǒng)軟件為根底，包括二維繪圖設(shè)計(jì)、三維幾何造型設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、仿真模擬及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等內(nèi)容，逐漸向標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、可視化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化方向開展。 Solidworks2006介紹Solidworks軟件是一個(gè)基于Windows操作平臺(tái)的三維設(shè)計(jì)軟件，它由著名的三維CAD軟件開發(fā)商Solidworks公司發(fā)布。它是近年來出現(xiàn)且得到迅速

12、推廣應(yīng)用的三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，它本身是一款參數(shù)化建模軟件。Solidworks2006中文版是Solidworks較新的版本，它擁有3大特點(diǎn)：功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新。隨著中國機(jī)械設(shè)計(jì)現(xiàn)代化的普及，使用Solidworks2006來提高設(shè)計(jì)效率，使整個(gè)生產(chǎn)過程自動(dòng)化，無疑是最好的選擇。Solidworks2006目前已成為市場(chǎng)上擴(kuò)展性最正確的軟件產(chǎn)品之一，也是唯一一個(gè)集3D設(shè)計(jì)、分析、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理、多用戶協(xié)作以及注塑件確認(rèn)等功能的軟件。它不僅可以幫助工程設(shè)計(jì)人員以更快的速度將更優(yōu)的產(chǎn)品帶入市場(chǎng)，而且便于實(shí)現(xiàn)從2D到3D的設(shè)計(jì)方式轉(zhuǎn)變。它的這些特點(diǎn)加快了整個(gè)3D行業(yè)的開展步伐。所以，學(xué)習(xí)

13、使用Solidworks造型軟件具有很強(qiáng)的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。對(duì)公司，對(duì)個(gè)人，對(duì)整個(gè)社會(huì)都將帶來巨大的作用。Solidworks2006是非常優(yōu)秀的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，由于其具有易學(xué)易用、全中文界面、價(jià)格適中等特點(diǎn)，吸引了越來越多的工程技術(shù)人員和高等院校的學(xué)生使用。2 二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器總體方案設(shè)計(jì) 確定減速器的工作條件 二級(jí)直齒圓柱齒輪減速器1要求：擬定傳動(dòng)關(guān)系由電動(dòng)機(jī)、V帶、減速器、聯(lián)軸器、工作機(jī)構(gòu)成。2工作條件：雙班工作，有輕微振動(dòng)，小批量生產(chǎn)，單向傳動(dòng)，使用5年，運(yùn)輸帶允許誤差5%。3條件：運(yùn)輸帶卷筒轉(zhuǎn)速，減速箱輸出軸功率馬力。 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)1組成：傳動(dòng)裝置由電機(jī)、減速器、工作機(jī)組成。

14、2特點(diǎn)：齒輪相對(duì)于軸承不對(duì)稱分布，故沿軸向載荷分布不均勻，要求軸有較大的剛度。3確定傳動(dòng)方案：考慮到電機(jī)轉(zhuǎn)速高，傳動(dòng)功率大，將V帶設(shè)置在高速級(jí)。 其傳動(dòng)方案如圖2-1：圖2-1 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖 選擇電機(jī) 電機(jī)功率計(jì)算查?機(jī)械設(shè)計(jì)根底課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書?第6頁表2-3可得： 電機(jī)至工作機(jī)之間的傳動(dòng)裝置的總效率： 電機(jī)轉(zhuǎn)速和型號(hào)確定查?機(jī)械設(shè)計(jì)根底課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書?第6頁表2-2：取V帶傳動(dòng)比i=24二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比i=840所以電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是：n電機(jī)=n卷筒×i總=19×24×840=3043040r/min符合這一范圍的轉(zhuǎn)速有：750 r/min、1

15、000 r/min、1500 r/min、3000 r/min，根據(jù)電動(dòng)機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速?機(jī)械設(shè)計(jì)根底課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書?第119頁表8-1有4種適用的電動(dòng)機(jī)型號(hào)，因此有4種傳動(dòng)比方案如下表2-1：表2-1 電動(dòng)機(jī)型號(hào)傳動(dòng)比方案表方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率同步轉(zhuǎn)速r/min額定轉(zhuǎn)速r/min重量總傳動(dòng)比1Y112M-24KW3000289045Kg2Y112M-44KW1500144043Kg3Y132M1-64KW100096073Kg4Y160M1-84KW50720118Kg綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸、重量、和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比，可見第3種方案比擬適宜，因此選用電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y132M1-

16、6，其主要參數(shù)如下表2-2：圖2-2 電動(dòng)機(jī)安裝結(jié)構(gòu)圖表2-2 電動(dòng)機(jī)型號(hào)參數(shù)表額定功率kW滿載轉(zhuǎn)速同步轉(zhuǎn)速質(zhì)量ADEFGHLAB496010007321638801033132515280 分配傳動(dòng)比1總傳動(dòng)比由于選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速為n，可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為/n960/。2分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比×式中分別為帶傳動(dòng)和減速器的傳動(dòng)比。為使V帶傳動(dòng)外廓尺寸不致過大，初步取實(shí)際的傳動(dòng)比要在設(shè)計(jì)V帶傳動(dòng)時(shí)，由所選大、小帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑之比計(jì)算，那么減速器傳動(dòng)比為：/根據(jù)展開式布置，考慮潤滑條件，為使兩級(jí)大齒輪直徑相近，查圖得高速級(jí)傳動(dòng)比為，那么 傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算

17、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速將傳動(dòng)裝置各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸、3軸、4軸。依次為電機(jī)與軸1，軸1與軸2，軸2與軸3，軸3與軸4之間的傳動(dòng)效率。計(jì)算各軸輸入功率 計(jì)算各軸輸入轉(zhuǎn)矩運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)結(jié)果如表2-3：表2-3 各軸動(dòng)力參數(shù)表參數(shù)軸名功率PKW轉(zhuǎn)矩TN·m轉(zhuǎn)速r/min輸入功率輸出功率輸入轉(zhuǎn)矩輸出轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸9601軸高速軸2軸中間軸683軸低速軸4軸卷筒軸33 V帶的設(shè)計(jì)1確定V帶型號(hào)查?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?表13-6得： 那么根據(jù)=4.4, =960r/min,由?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?圖13-5，選擇A型V帶，取。查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第206頁表13-7取。為帶傳動(dòng)的滑動(dòng)率。2驗(yàn)算帶速 帶

18、速在525范圍內(nèi)，適宜。3取V帶基準(zhǔn)長度和中心距a初步選取中心距a：，取。由課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第203頁式13-17得：查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第202頁表13-8取。由?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第203頁式13-18計(jì)算實(shí)際中心距：。4驗(yàn)算小帶輪包角由課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第203頁式13-1得。5求V帶根數(shù)Z由課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第203頁式13-19得：，查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第203頁表13-8由內(nèi)插值法得,。 EF=0.1=1.37+0.1=1.38 圖3-1 線性圖 EF=0.08 圖3-2線性圖查?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第201頁表13-6得，查?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第201頁表13-6由內(nèi)插值法得。9那

19、么：所以，取根。 圖3-3 線性圖6求作用在帶輪軸上的壓力 查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第193頁表13-1得m=m/kg·m-1，故由課本第204頁式13-20得單根V帶的初拉力：作用在軸上壓力：。4 齒輪的設(shè)計(jì) 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)1確定材料熱處理方式高速級(jí)小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS。高速級(jí)大齒輪選用45鋼正火，齒面硬度為220HBS。2許用彎曲應(yīng)力的計(jì)算查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第146頁表10-5得： 。查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第149頁表10-7得： 。故 。查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第151頁表10-21C圖得： 故 。3齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)9級(jí)精度制造，查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?

20、第148頁表10-6得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù) 計(jì)算中心距：由課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第149頁式10-14得： 考慮高速級(jí)大齒輪與低速級(jí)大齒輪相差不大取那么取實(shí)際傳動(dòng)比傳動(dòng)比誤差：齒寬：取高速級(jí)齒輪： 。因?yàn)椴捎酶拱迨烬X輪結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)尺寸見表4-1：表4-1 齒輪結(jié)構(gòu)尺寸表代號(hào)結(jié)構(gòu)尺寸和計(jì)算公式結(jié)果mm輪轂處直徑72輪轂軸向長度84倒角尺寸1齒根圓處的厚度10腹板最大直徑板孔直徑腹板厚度4驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度查?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第148頁表10-7得： 按最小齒寬計(jì)算得： 所以平安。5齒輪的圓周速度 查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第162頁表11-2知選用9級(jí)精度是適宜的。 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)1確定材料熱處理方式低

21、速級(jí)小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為250HBS。低速級(jí)大齒輪選用45鋼正火，齒面硬度為220HBS。2許用彎曲應(yīng)力的計(jì)算查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第146頁表10-5得： 。查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第149頁表10-7得： 。故： 查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第151頁表10-21C圖得： 故： 。3齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)采用9級(jí)精度制造，查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第148頁表10-6得：載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)4計(jì)算中心距由課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第149頁式10-14得： 取 那么取計(jì)算傳動(dòng)比誤差，適宜。齒寬那么取 低速級(jí)齒輪 5驗(yàn)算輪齒彎曲強(qiáng)度查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第148頁表10-7得：按最小齒寬計(jì)算：，所以工作

22、是平安的。6齒輪的圓周速度查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第162頁表11-2知選用9級(jí)的的精度是適宜的。圖4-1 齒輪尺寸5 軸的設(shè)計(jì) 高速軸的設(shè)計(jì)5.1.1 確定各軸段直徑和長度該減速器的高速軸選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第289頁表18-3可取 C=100。根據(jù)課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第289頁式18-2得：又因?yàn)檠b小帶輪的電動(dòng)機(jī)軸徑，又因?yàn)楦咚佥S第一段軸徑裝配大帶輪，且所以查?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)?第9頁表1-16取。L11-3=60。因?yàn)榇髱л喴枯S肩定位，且還要配合密封圈，所以查?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)?第85頁表7-12取，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。段裝配

23、軸承且，所以查?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)?第62頁表6-1取。選用6204軸承。 圖5-1 齒輪軸示意圖L3=B+2=16+10+2=28；段主要是定位軸承，取。L4根據(jù)箱體內(nèi)壁線確定后在確定；裝配齒輪段直徑判斷是否可以做成齒輪軸： 查?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)?第51頁表4-1得 ：，段裝配軸承所以，L6= L3=28，L1=73，L2=211，L3=96所以，高速軸設(shè)計(jì)結(jié)果見圖5-2：圖5-2 高速軸5.1.2 校核高速軸和軸承作用在齒輪上的圓周力為：徑向力為作用在軸1帶輪上的外力 1求垂直面的支反力 2求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖3求水平面的支承力由得NN4求并繪制水平面彎矩圖5求F在支點(diǎn)產(chǎn)生的

24、反力6求并繪制F力產(chǎn)生的彎矩圖 圖5-3 彎矩圖a F在a處產(chǎn)生的彎矩：7求合成彎矩圖考慮最不利的情況，把與直接相加8求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩從圖可見，m-m處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為：取折合系數(shù)9計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑因?yàn)椴牧线x擇調(diào)質(zhì)，查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第225頁表14-1得，查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第231頁表14-3得許用彎曲應(yīng)力，那么：因?yàn)?，所以該軸是平安的。5.1.3 軸承壽命校核軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第259頁表16-9，10取取。按最不利考慮，那么有 那么 因此所該軸承符合要求。5.1.4鍵的設(shè)計(jì)與校核 根據(jù)，確定V帶輪選

25、鑄鐵HT200，參考?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?表10-9,由于在3038范圍內(nèi)，故軸段上采用鍵=,所以采用A型普通鍵，鍵校核為L11-3=60綜合考慮取=50得：查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第155頁表10-10可以得： 所選鍵為： 中間軸的設(shè)計(jì).1 確定各軸段直徑和長度選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第230頁表14-2可以取C=100，根據(jù)課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第230頁式14-2得：段要裝配軸承，所以查?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)?第9頁表1-16和第62頁表6-1可取，選用6203軸承，L1=B+23=18+10+10+2=40。裝配低速級(jí)小齒輪，且取，L2=128，因?yàn)橐三X輪孔長度少23。段主

26、要是定位高速級(jí)大齒輪，所以取，L3=10。裝配高速級(jí)大齒輪，取 L4=84-2=82。段要裝配軸承，所以查?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)?第9頁表1-16取，選用6204軸承，L1=B+3+23=18+10+10+2=43。所以，L1=74，L2=117，L3=94。結(jié)果如圖5-4：圖5-4 中間軸5.2.2 校核高速軸和軸承1計(jì)算作用在2、3齒輪上的圓周力 N2計(jì)算作用在2、3齒輪上的徑向力 3求垂直面的支反力4計(jì)算垂直彎矩5計(jì)算水平面的支承力 6計(jì)算、繪制水平面彎矩圖 圖5-5 彎矩圖b7計(jì)算合成彎矩圖按最不利情況考慮8計(jì)算危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩從圖5-5可見，m-m,n-n處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為取

27、折合系數(shù)：9計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑n-n截面: m-m截面: 由于，所以該軸是平安的。5.2.3 軸承壽命校核軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第259頁表16-9，10取取。 那么，軸承使用壽命在23年范圍內(nèi)，因此所該軸承符合要求。5.2.4 鍵的設(shè)計(jì)與校核參考?機(jī)械制圖?表10-11，由于所以取，因?yàn)辇X輪材料為45鋼。查?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第155頁表10-10得可以得L=128-18=110取鍵長為110，L=82-12=70取鍵長為70根據(jù)擠壓強(qiáng)度條件，鍵的校核為：，所以所選鍵1為:，鍵2為： 從動(dòng)軸設(shè)計(jì) 確定各軸段直徑對(duì)于傳動(dòng)軸因?yàn)檩S主要

28、承受轉(zhuǎn)矩作用，所以可以直接按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算，由課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第289式18-2得：考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取查?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)?第9頁表1-16圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，取，為使聯(lián)軸器軸向定位，在外伸端設(shè)置軸肩，那么第二段軸徑。查?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)?第85頁表7-2，此尺寸符合軸承蓋和密封圈標(biāo)準(zhǔn)值，因此??；設(shè)計(jì)軸段，為使軸承裝拆方便，查?機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)?第62頁表6-1采用擋油環(huán)給軸承定位，選軸承6204:，D=130，B=25取；設(shè)計(jì)軸段，考慮到擋油環(huán)軸向定位，故?。辉O(shè)計(jì)另一端軸頸，取，軸承由擋油環(huán)定位，擋油環(huán)另一端靠齒輪齒根處定位。為了輪裝拆方便，設(shè)計(jì)軸頭，取，查?機(jī)械設(shè)計(jì)課程

29、設(shè)計(jì)手冊(cè)?第9頁表1-16取；設(shè)計(jì)軸環(huán)及寬度b，為了使得齒輪軸向定位，故取取，。 確定各軸段長度段因?yàn)橛新?lián)軸器，所以它的尺寸決定為，因?yàn)?所以軸段軸頭長度-(23)=125-3=122因?yàn)榇硕我却溯喛椎拈L度短23mm，所以可以確定L3的長度為+(23)=38，其它各軸段長度由結(jié)構(gòu)決定，其設(shè)計(jì)方法和中間軸的方面。圖5-4 從動(dòng)軸 校核高速軸和軸承1計(jì)算作用在齒輪上的圓周力 2計(jì)算作用在齒輪上的徑向力 3計(jì)算垂直面的支反力 4計(jì)算垂直彎矩 .m5計(jì)算水平面的支承力 .m6計(jì)算并繪制水平面彎矩圖7計(jì)算F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 圖5-5 彎矩圖 8計(jì)算F力產(chǎn)生的彎矩圖 9計(jì)算F在a處產(chǎn)生的彎矩10計(jì)算合成

30、彎矩圖考慮最不利的情況，把與直接相加。11求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩從圖可見，m-m處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為取折合系數(shù)12計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑因?yàn)椴牧线x擇調(diào)質(zhì)，查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第225頁表14-1得，查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第231頁表14-3得許用彎曲應(yīng)力，那么有：考慮到鍵槽的影響，取,因?yàn)?，所以該軸是平安的。 軸承壽命校核軸承壽命可由式進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以，查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第259頁表16-9，16-10取取，按最不利考慮，那么有那么:,該軸承壽命為64.8年,所以軸上的軸承是適合要求的。5.3.5 鍵的設(shè)計(jì)與校核因?yàn)閐1=63裝聯(lián)軸器查課本153頁表10-

31、9選鍵為查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第155頁表10-10得=100120因?yàn)長1=107初選鍵長為100,校核所以所選鍵為: ，裝齒輪查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第153頁表10-9選鍵為查課本?機(jī)械設(shè)計(jì)根底?第155頁表10-10得=100120因?yàn)長6=122初選鍵長為100,校核所以所選鍵為:。6選擇聯(lián)軸器1類型選擇為了隔離振動(dòng)和沖擊，選用彈性套柱銷聯(lián)軸器。2載荷計(jì)算公稱轉(zhuǎn)矩：T=95509550查課本?機(jī)械課程設(shè)計(jì)?第343頁表14-1選取，所以轉(zhuǎn)矩 。因?yàn)橛?jì)算轉(zhuǎn)矩小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩,所以查?機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)?第94頁表8-7選用型號(hào)為HL6的彈性柱銷聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為500。7 減速器箱體結(jié)構(gòu)設(shè)

32、計(jì)減速器的箱體采用鑄造HT200制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用配合。1保證機(jī)體有足夠的剛度在機(jī)體為加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度。2考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱。因其傳動(dòng)件速度小于12m/s，故采用侵油潤油，同時(shí)為了防止油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH為40mm。為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接外表應(yīng)精創(chuàng)，其外表粗糙度為。3機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性。鑄件壁厚為10，圓角半徑為R=3。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便。4對(duì)附件設(shè)計(jì)視孔蓋和窺視孔在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔

33、有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的外表并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用M6緊固。油螺塞放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。油標(biāo)油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處。油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出。通氣孔由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便到達(dá)體內(nèi)為壓力平衡。蓋螺釘啟蓋螺釘上的螺紋長度要大于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋。位銷為保證

34、剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度。吊鉤在機(jī)座上直接鑄出吊鉤，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體。減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸表7-1：表7-1 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸表名稱符號(hào)計(jì)算公式結(jié)果箱座壁厚10箱蓋壁厚9箱蓋凸緣厚度12箱座凸緣厚度15箱座底凸緣厚度25地腳螺釘直徑M24地腳螺釘數(shù)目查手冊(cè)6軸承旁聯(lián)接螺栓直徑M12機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑0.6M10軸承端蓋螺釘直徑0.510視孔蓋螺釘直徑0.48定位銷直徑0.88，至外機(jī)壁距離查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表4342218，至凸緣邊緣距離查機(jī)械課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表42816外機(jī)壁至軸承座端面距離=+81250大齒

35、輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離15齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離>10機(jī)蓋，機(jī)座肋厚 軸承端蓋外徑+55.5 1201軸 1252軸 1503軸軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離 1201軸 1252軸 1503軸8 確定潤滑方式對(duì)于二級(jí)圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號(hào)潤滑，裝至規(guī)定高度。油的深度為H+=30+34=64，其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤滑效果好。對(duì)于密封性來講，為了保證機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接外表應(yīng)精創(chuàng)，其外表粗度應(yīng)為密封的外表要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大。并勻均布置，保

36、證局部面處的密封性。9 減速器零件的三維建模9.1 齒輪三維模型SolidWorks是一款功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助繪圖和設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，可以以拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣等特征形式形成實(shí)體。但其也有缺乏之處，比方漸開線齒輪的形成。在SolidWorks中所形成的漸開線齒輪的齒廓線是近似的漸開線曲線，由其所形成的漸開線齒輪在相互嚙合時(shí)極易產(chǎn)生跟切。在本設(shè)計(jì)中為防止上述后果的產(chǎn)生，使用了在CAxA電子圖板中產(chǎn)生精確的漸開線齒廓線，再導(dǎo)入到SolidWorks中進(jìn)行拉伸以得到精確的漸開線齒輪的方法。設(shè)計(jì)過程如下：1)在CAXA電子圖板XP中，點(diǎn)擊“齒輪繪制工具，輸入齒輪參數(shù)(模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、變位系數(shù)、齒頂高

37、系數(shù)等)，生成整體齒形圖。然后依次點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)接口、“DWGDXF文件輸出，輸入文件名，保存為DWGDXF文件。生成如圖9-11的二維齒形圖。圖9-1 二維齒形圖2)把上面形成的二維齒形圖輸入到SolidWorks中。在SolidWorks中，點(diǎn)擊“翻開按鈕，然后依次選擇“輸入到零件、“輸入到2D草圖，完成后齒輪草圖已生成。3)在SolidWorks中編輯草圖，添加幾何關(guān)系，拉伸凸臺(tái)，生成三維齒輪模型，如圖9-2所示。圖9-2 三維齒輪模型9.2 軸的三維模型在SolidWorks中，階梯軸的形成比擬容易實(shí)現(xiàn)?？梢灾鸸?jié)拉伸形成，也可以完成軸的縱截面草圖，然后一次旋轉(zhuǎn)完成。軸的三維模型如 圖9-3

38、所示。圖9-3 軸的三維模型9.3 箱體的三維模型形成由于箱體的造型比擬復(fù)雜，故首先運(yùn)用了拉伸、切除、筋板、鏡像、陣列等特征形成箱座的三維模型，如圖9-4所示。圖9-4 箱座的三維模型由于上箱體與下箱體有著相似的結(jié)構(gòu)特征，故上箱體的成型在裝配體中完成，裝配體中建立新零件模型主要用于兩個(gè)或多個(gè)有著相似的結(jié)構(gòu)特征且互相配合的零部件建模。上箱體三維模型如圖9-5所示。圖9-5 上箱體三維模型9.4 其他零件三維模型成型9.4.1 軸承的三維模型成型軸承的建模是裝配體運(yùn)用的過程，所以在完成外圈、內(nèi)圈、滾珠后，在新建的裝配體中把三者以一定的配合關(guān)系裝配起來，完成軸承的三維模型，如圖9-6所示。圖9-6

39、軸承的三維模型9.4.2 軸承蓋、油標(biāo)、通氣塞的三維模型軸承蓋、油標(biāo)、通氣塞的三維模型成型和建模過程比擬簡(jiǎn)單，這里不再贅述。其模型完成如圖9-7所示。 軸承蓋 通氣塞 油標(biāo)尺圖9-7 軸承蓋、油標(biāo)、通氣塞的三維模型10 減速器的運(yùn)動(dòng)模擬仿真1)要進(jìn)行減速器的運(yùn)動(dòng)模擬仿真，首先要把已完成的各零部件按照一定的約束條件配合起來。其過程是，新建一個(gè)裝配體，然后按照從下到上的裝配順序完成裝配的建模。最后完成的裝配體如圖10-1所示。圖10-1 整體裝配圖2)為了看清楚模型的裝配關(guān)系，在Solidworks中采取了爆炸視圖的方法。以下即以不同的爆炸視圖來說明各零部件的裝配關(guān)系。減速器所有零件的爆炸視圖，如圖10-2所示。圖10-2 所有零件的爆炸視圖中間軸上零件的裝配關(guān)系，見圖10-3中間軸的爆炸視圖。圖10-3 中間軸的爆炸視圖高速軸軸上零件的裝配關(guān)系，見圖10-4高速軸的爆炸視圖。圖10-4 高速軸的爆炸視圖下箱體零件的裝配關(guān)系，見圖10-5箱體的裝配視圖所示。圖10-5 箱體的裝配視圖總 結(jié)基于solidworks技術(shù)的二級(jí)減速器三維造型設(shè)計(jì)終于做完了。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)讓我收獲到了很多，穩(wěn)固了我的專業(yè)技術(shù)知識(shí)，鍛煉了我綜合運(yùn)用專業(yè)根底知識(shí)解決實(shí)際問題