基于Solidworks的減速器的虛擬設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、基于Solidworks的減速器的虛擬設(shè)計(jì)本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 引言.1 1.4各個(gè)章節(jié)的安排.4 2.1傳動(dòng)方案的選定.5 2.8減速器箱體、箱蓋及附件的設(shè)計(jì)計(jì)算.22 3.1 SolidWorks軟件介紹.25 3. 1.2對(duì)箱體、箱蓋的三維建模30 3. 1.3對(duì)軸承的三維建模.37 3.1.4對(duì)端蓋、油標(biāo)尺、觀察蓋及通氣器的三維建模.39 第四章 減速器的裝配和仿真42 4.1.2小齒輪軸的裝配.42 4.1.5箱蓋、端蓋、觀察蓋等的裝配44 4.1.7銷(xiāo)、螺栓、起蓋螺釘?shù)难b配46運(yùn)動(dòng)仿真.49 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾:所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)

2、,是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知,除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果,也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)奉獻(xiàn)的個(gè)人或集體,均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 作 者 簽 名: 日 期: 指導(dǎo)教師簽名: 日 期: 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的規(guī)定,即:按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的印刷本和電子版本;學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的印刷本和電子版,并提供目錄檢索與閱覽效勞;學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文

3、;在不以贏利為目的前提下,學(xué)?？梢怨颊撐牡木植炕蛉?jī)?nèi)容。作者簽名: 日 期: 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明:所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外,本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要奉獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承當(dāng)。 作者簽名: 日期:年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保存并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的

4、全部或局部?jī)?nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。 作者簽名:日期:年 月 日 導(dǎo)師簽名:日期:年 月 日指導(dǎo)教師評(píng)閱書(shū) 指導(dǎo)教師評(píng)價(jià): 一、撰寫(xiě)(設(shè)計(jì))過(guò)程 1、學(xué)生在論文(設(shè)計(jì))過(guò)程中的治學(xué)態(tài)度、工作精神 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、學(xué)生掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)、技能的扎實(shí)程度 優(yōu) 良 中 及格 不及格 3、學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)和專(zhuān)業(yè)技能分析和解決問(wèn)題的能力 優(yōu) 良 中 及格 不及格 4、研究方法的科學(xué)性;技術(shù)線路的可行性;設(shè)計(jì)方案的合理性 優(yōu) 良 中 及格 不及格 5、完成畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))期間的出勤情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格

5、 二、論文(設(shè)計(jì))質(zhì)量 1、論文(設(shè)計(jì))的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)? 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的論文(設(shè)計(jì))任務(wù)(包括裝訂及附件)? 優(yōu) 良 中 及格 不及格 三、論文(設(shè)計(jì))水平 1、論文(設(shè)計(jì))的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、論文的觀念是否有新意?設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意? 優(yōu) 良 中 及格 不及格 3、論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))所表達(dá)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格 建議成績(jī): 優(yōu) 良 中 及格 不及格 (在所選等級(jí)前的內(nèi)畫(huà)“) 指導(dǎo)教師: (簽名)單位: (蓋章) 年月日 評(píng)閱教師評(píng)閱書(shū) 評(píng)閱教師評(píng)價(jià): 一、論文(設(shè)計(jì))質(zhì)量 1、論文(設(shè)計(jì))的整

6、體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)? 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的論文(設(shè)計(jì))任務(wù)(包括裝訂及附件)? 優(yōu) 良 中 及格 不及格 二、論文(設(shè)計(jì))水平 1、論文(設(shè)計(jì))的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、論文的觀念是否有新意?設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意? 優(yōu) 良 中 及格 不及格 3、論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))所表達(dá)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格 建議成績(jī): 優(yōu) 良 中 及格 不及格 (在所選等級(jí)前的內(nèi)畫(huà)“) 評(píng)閱教師:(簽名) 單位: (蓋章) 年月日 教研室(或辯論小組)及教學(xué)系意見(jiàn) 教研室(或辯論小組)評(píng)價(jià): 一、辯論過(guò)程 1、畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))的根本要點(diǎn)和見(jiàn)解的表達(dá)

7、情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、對(duì)辯論問(wèn)題的反響、理解、表達(dá)情況 優(yōu) 良 中 及格 不及格 3、學(xué)生辯論過(guò)程中的精神狀態(tài) 優(yōu) 良 中 及格 不及格 二、論文(設(shè)計(jì))質(zhì)量 1、論文(設(shè)計(jì))的整體結(jié)構(gòu)是否符合撰寫(xiě)標(biāo)準(zhǔn)? 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、是否完成指定的論文(設(shè)計(jì))任務(wù)(包括裝訂及附件)? 優(yōu) 良 中 及格 不及格 三、論文(設(shè)計(jì))水平 1、論文(設(shè)計(jì))的理論意義或?qū)鉀Q實(shí)際問(wèn)題的指導(dǎo)意義 優(yōu) 良 中 及格 不及格 2、論文的觀念是否有新意?設(shè)計(jì)是否有創(chuàng)意? 優(yōu) 良 中 及格 不及格 3、論文(設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū))所表達(dá)的整體水平 優(yōu) 良 中 及格 不及格 評(píng)定成績(jī): 優(yōu) 良 中 及格 不及

8、格 (在所選等級(jí)前的內(nèi)畫(huà)“) 教研室主任(或辯論小組組長(zhǎng)):(簽名) 年月日 教學(xué)系意見(jiàn): 系主任:(簽名) 年月日第一章 引言 減速器原理減速器是指原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間獨(dú)立封閉式傳動(dòng)裝置。此外,減速器也是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu),利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器,將馬達(dá)的問(wèn)轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù),并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。降速同時(shí)提高輸出扭矩,扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比,但要注意不能超出減速器額定扭矩。 減速器的作用減速器的作用就是減速增矩,這個(gè)功能完全靠齒輪與齒輪之間的嚙合完成,比擬容易理解。 減速器的種類(lèi)很多,按照傳動(dòng)類(lèi)型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星減速器以及它們互相組合起來(lái)的減速器;按照傳動(dòng)的級(jí)數(shù)可分

9、為單級(jí)和多級(jí)減速器;按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐一圓柱齒輪減速器;按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開(kāi)式、分流式和同軸式減速器。 1蝸輪蝸桿減速器的土要特點(diǎn)是具有反向自鎖功能,可以有較大的減速比,輸人軸和輸出軸不在同一軸線上,也不在同一平面上。但是一般體積較大,傳動(dòng)效率不高,精度不高。 2諧波減速器的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的,體積不大、精度很高,但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊,剛性與金屬件相比擬差。輸入轉(zhuǎn)速不能太高。 3行星齒輪減速器行星減速器一般用于在有限的空間里需要較高的轉(zhuǎn)矩時(shí),即小體積大轉(zhuǎn)矩,而且它的可靠性和壽命都比正齒輪減速器要好。 4

10、展開(kāi)式兩級(jí)圓柱齒輪減速器展開(kāi)式兩級(jí)圓柱齒輪減速器是兩級(jí)減速器中最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最廣泛的一種。 5兩級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器單級(jí)圓錐齒輪減速器及兩級(jí)圓錐-圓柱齒輪減速器用于需要輸人軸與輸出軸成90D配置的傳動(dòng)中。 6同軸式兩級(jí)圓柱減速器同軸式兩級(jí)圓柱減速器的徑向尺寸緊湊,但徑向尺寸較大。 減速器的種類(lèi)繁多,如今應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域,總體的開(kāi)展趨勢(shì)如下: 高水平、高性能。圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒,承載能力提高4倍以上,體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。 積木式組合設(shè)計(jì)。根本參數(shù)采用優(yōu)先數(shù),尺寸規(guī)格整齊,零件通用性和互換性強(qiáng),系列容易擴(kuò)充和把戲翻新,利于組織批量生產(chǎn)和降低本錢(qián)。 型式多樣化,變型設(shè)

11、計(jì)多。擺脫了傳統(tǒng)的單一的底座安裝方式,增添了空心軸懸掛式、浮動(dòng)支承底座、電動(dòng)機(jī)與減速器一體式聯(lián)接,多方位安裝面等不同型式,擴(kuò)大使用范圍。 齒輪減速器應(yīng)用范圍廣泛,例如,內(nèi)平動(dòng)齒輪傳動(dòng)與定軸齒輪傳動(dòng)和行星齒輪傳動(dòng)相比具有許多優(yōu)點(diǎn),能夠適用于機(jī)械、冶金、礦山、建筑、輕工、國(guó)防等眾多領(lǐng)域的大功率、大傳動(dòng)比場(chǎng)合,能夠完全取代這些領(lǐng)域中的圓柱齒輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng),因此,內(nèi)平動(dòng)齒輪減速器有廣泛的應(yīng)用前景。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD short for Computer Assisted Design)始于五十年代末期,至今已經(jīng)有四十年的歷史。從七十年代以來(lái),CAD產(chǎn)品逐漸成熟,紛紛作為商品進(jìn)入市場(chǎng)。由于

12、CAD在產(chǎn)品設(shè)計(jì)以及工業(yè)與產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)中起越來(lái)越重要的作為,因而是目前計(jì)算機(jī)應(yīng)用中最活潑的領(lǐng)域。 CAD技術(shù)的開(kāi)展與應(yīng)用已經(jīng)使設(shè)計(jì)過(guò)程發(fā)生了革命性的變化,它為設(shè)計(jì)者提供了更有效的分析、優(yōu)化、仿真以及繪圖手段,成倍地提高了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。目前,CAD技術(shù)已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空航天、建筑、造船、輕工、紡織等部門(mén)的工業(yè)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,從中機(jī)械、造船、輕工、紡織等部門(mén)的工業(yè)設(shè)計(jì)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,其中機(jī)械、造船、汽車(chē)等行業(yè) CAD普及率為 20%,電子行業(yè) CAD普及率為 80%,并取得了顯著的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效率。 CAD技術(shù)作為產(chǎn)品開(kāi)展和設(shè)計(jì)的重要手段已在機(jī)械工業(yè)中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在美國(guó)、日本及

13、歐洲等興旺國(guó)家中、機(jī)械 CAD技術(shù)主要是把人們從丁字尺中解放出來(lái),同時(shí)也可利用 CAD技術(shù)解決眾多繁瑣的設(shè)計(jì)和分析計(jì)算。因而機(jī)械CAD系統(tǒng)已逐漸成為圖形系統(tǒng)為根底,以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心,以工具系統(tǒng)為支撐和以計(jì)算機(jī)為應(yīng)用的集成化系統(tǒng)。同興旺國(guó)家相比我國(guó)的 CAD技術(shù)起步較晚,70年代末期和 80年代初期,在 CAD/CAM方面才有了較大的開(kāi)展。但作為一個(gè)開(kāi)展中國(guó)家,我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上西方興旺國(guó)家,大多數(shù)工廠還停留在手工計(jì)算和手工繪圖工作,使設(shè)計(jì)人員不能投入到創(chuàng)造性工作的集成化的機(jī)械CAD系統(tǒng)。因此,通過(guò)引進(jìn)小花國(guó)外先進(jìn)的 CAD/CAM技術(shù),并且立足于國(guó)內(nèi)研究開(kāi)發(fā)集成化的 CAD/CA

14、M系統(tǒng),將成為國(guó)內(nèi)機(jī)械行業(yè)推廣應(yīng)用 CAD/CAM技術(shù)的開(kāi)展放向。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD),利用計(jì)算機(jī)強(qiáng)大的計(jì)算功能和高效率的圖形處理能力,輔助設(shè)計(jì)人員進(jìn)行工程和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與分析,以到達(dá)理想的目的或取得創(chuàng)新成果的技術(shù)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)的開(kāi)展與計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的開(kāi)展與工程設(shè)計(jì)方法的革新密切相關(guān)。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是利用計(jì)算機(jī)的快速、準(zhǔn)確、靈活的運(yùn)算能力,以及它的邏輯判斷功能,幫助人們:在設(shè)計(jì)中少出錯(cuò)誤;形成概念設(shè)計(jì),進(jìn)行分析和證明;進(jìn)行思考,選擇最正確方案:進(jìn)行創(chuàng)造性的活動(dòng)。計(jì)算機(jī)圖形的輸入、生成、顯示、修改和輸出是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)中最突出的特點(diǎn)和最重要的功能。它極大地改變了設(shè)計(jì)工作的環(huán)境和方式

15、,設(shè)計(jì)者不僅可以用他們最熟悉的圖形方式表達(dá)設(shè)計(jì)思想,而且可以通過(guò)交互式圖形使用軟件和各種圖形輸入輸出設(shè)備,隨意地插入、刪除、移動(dòng)、拼裝圖形,進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、裁剪、縮放、消除隱線等圖形處理。 CAD技術(shù)被越來(lái)越多的應(yīng)用到各類(lèi)機(jī)械設(shè)計(jì),見(jiàn)到成效。齒輪減速器也是CAD注重的對(duì)象之一,如此提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量和速度,降低了減速器的制造本錢(qián),降低設(shè)計(jì)勞動(dòng),適合減速器的研究和更新設(shè)計(jì)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)主要完成以虛擬設(shè)計(jì)中的特征建模技術(shù)為核心,以 SolidWorks為三維設(shè)計(jì)平臺(tái),實(shí)現(xiàn)一級(jí)圓柱齒輪減速器的虛擬設(shè)計(jì),并通過(guò)基于特征建模的虛擬設(shè)計(jì)和高效虛擬裝配實(shí)現(xiàn)減速器的虛擬仿真。 解決方案: (1)設(shè)計(jì)一級(jí)減速器,完成電動(dòng)

16、機(jī)的選擇,傳動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)學(xué)動(dòng)力學(xué)計(jì)算,傳動(dòng)零件計(jì)算、軸、軸承、鍵的校核計(jì)算,聯(lián)軸器選擇。 (2)SolidWorks軟件設(shè)計(jì)局部 .零件三維建模 軸的設(shè)計(jì):利用插入中旋轉(zhuǎn)命令設(shè)計(jì)軸,建立基準(zhǔn)面。用切除拉伸銑出鍵槽,然后對(duì)軸倒圓角和倒角。 箱體設(shè)計(jì):通過(guò)利用拉伸、抽殼、拉伸切除和鏡像的方法構(gòu)造箱體以及窺視窗,之后進(jìn)行鉆孔。 齒輪設(shè)計(jì):利用 geartrax自動(dòng)生成齒輪對(duì)。 標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì):從 SolidWorks中的 toolbox中導(dǎo)入標(biāo)準(zhǔn)件。 非標(biāo)準(zhǔn)件設(shè)計(jì):利用拉伸和拉伸切除命令構(gòu)造端蓋等。 、將各個(gè)模塊裝配,并檢查干預(yù)情況。利用配合關(guān)系約束裝配零件,之后進(jìn)行干預(yù)檢查,修改尺寸或配合以消除干預(yù)。

17、、利用 Cosmosmotion實(shí)現(xiàn)齒輪的仿真,插入模擬馬達(dá),選擇旋轉(zhuǎn)方向和速度,觀察齒輪的嚙合情況,最后導(dǎo)出齒輪運(yùn)動(dòng)的動(dòng)畫(huà)。 為了符合設(shè)計(jì)流程,章節(jié)主要分為四局部:前言、機(jī)械設(shè)計(jì)、Solidworks建模、裝配和仿真、總結(jié)和展望。前言主要介紹計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì),減速器的介紹,以及課題要求內(nèi)容。機(jī)械設(shè)計(jì)主要圍繞機(jī)械說(shuō)明書(shū),從設(shè)計(jì)要求到尺寸的計(jì)算,零件的選 定校核都包含在內(nèi)。SolidWorks建模:利用該軟件及插件對(duì)各個(gè)零件的建模方法步驟上介紹,詳述建模過(guò)程,并且插入各個(gè)零件三維圖。裝配和仿真:主要介紹裝配的過(guò)程,以及消除干預(yù),cosmosmotion軟件介紹,和運(yùn)用插件運(yùn)動(dòng)仿真,直至最后出數(shù)據(jù)圖

18、和仿真動(dòng)畫(huà)的過(guò)程。 第二章 減速器設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置中的一級(jí)圓柱齒輪減速器,如圖 2.1。1.工作條件:使用年限 10年,工作為 1班制,載荷平穩(wěn),單向傳動(dòng),室內(nèi)工作。2.原始數(shù)據(jù):運(yùn)輸帶曳引力 F1500N,運(yùn)輸帶速度 v1.1m/s,滾筒直徑D220mm。 圖2.1 帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置簡(jiǎn)圖 1.電動(dòng)機(jī)類(lèi)型選擇:Y系列三相異步電動(dòng)機(jī)。 (1)傳動(dòng)裝置總效率總, 式中,軸承 ?V帶輪效率,聯(lián)軸器 ?齒輪效率,滾筒 ?滾筒效率。2.電動(dòng)機(jī)功率選擇: 式中,Pd?電動(dòng)機(jī)所需工作效率.3.確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速: 式中,n滾筒?滾筒轉(zhuǎn)速。 根據(jù)【1】P69 表2-5 中提供的合理的傳動(dòng)比范圍,取V

19、 帶傳動(dòng)比I24,一級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比Ic36,那么合理傳動(dòng)比i624,故電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為ndi*n滾筒5732292 r/min。 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有750r/min,1000r/min,1500r/min。 那么由【1】P171 表2.11 查出三種適合的電動(dòng)機(jī)型號(hào)。表1.1 電動(dòng)機(jī)選擇方案電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速1Y100L2-42.214302Y112M-62.29403Y132S-82.2710 綜合考慮電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、價(jià)格等,2、3 方案的轉(zhuǎn)速低,價(jià)格較高,應(yīng)選取方案1。2.3 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級(jí)的傳動(dòng)比 式中,i總?總傳動(dòng)比,n電動(dòng)機(jī)?電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。 齒輪傳動(dòng)比i齒

20、輪,V 帶輪傳動(dòng)比i帶,取i齒輪4,2.4 運(yùn)動(dòng)參數(shù)及動(dòng)力參數(shù)計(jì)算2.5 傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算2.5.1 皮帶輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算1.確定計(jì)算功率 由【2】P137 表7-4 查得KA 1.2。 式中, Pca?計(jì)算功率。2.確定V 帶截型 根據(jù)PCA及N1查【2】P137 圖7-11 確定用Z 型帶。 (1)查【2】P138 表7-5 取小帶輪直徑dd175mm。1 (2)驗(yàn)算帶速v 3計(jì)算大帶輪直徑dd2 查【2】表7-5 dd2280mm。 4實(shí)際傳動(dòng)比 傳動(dòng)比誤差 (1)初取中心距a0 (2)確定帶長(zhǎng)Ld 式中, Ld0?初選帶長(zhǎng)。 查【2】P127 表7-2 取Ld 1600mm。 (3)

21、計(jì)算實(shí)際中心距6.確定V 帶的根數(shù) 查【3】表14.1-13 Ka 0.91,查【3】表14.1-15 Kl1.16,查【3】表14.1-17b P10.35 P10.03。2.5.2 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)的齒輪傳動(dòng)是閉式傳動(dòng),通常采用軟齒面。 (1)小齒輪45 鋼調(diào)質(zhì),齒面平均硬度260HBS 。 (2)大齒輪45 鋼正火,齒面平均硬度200HBS 。精度等級(jí):運(yùn)輸機(jī)是一般機(jī)器,速度不高,應(yīng)選8 級(jí)精度,初選v 2m / s 。 (1)小齒輪齒數(shù)Z122,大齒輪齒數(shù)Z2i*Z188,齒輪傳動(dòng)比u4。 (2)計(jì)算傳動(dòng)誤差i 0%。 (3)查【2】P75 表5-13 取?d1(對(duì)稱(chēng)布置)。

22、中,P ?軸功率。 (1)使用系數(shù)KA查【2】P66 表5-11 。KA 1 A (2)動(dòng)載系數(shù) Kv 查【2】P66 圖5-10a Ka1.05。 (3)齒向載荷分布系數(shù) K 查【2】P68 圖5-13 取。K1.29 (4)齒間載荷分配系數(shù)Ka 查【2】P69 圖5-15 取Ka1.22。 (5)載荷系數(shù)K (1)求許用接觸應(yīng)力H 查【2】P76 圖5-23 取接觸疲勞極限H im1 700MPa,Him2 560MPa, 查【2】P77 表5-15 取平安系 S H im1 S H im21。 (2)彈性系數(shù) 查【2】P71 表5-12 取Z E 189.8。 (4) 重合度系數(shù)Z (5

23、) 所需小齒輪直徑d1 (6) 驗(yàn)算圓周速度 (7)修正小齒輪直徑 查【2】P66 圖5-10(a) 取K v1.02 (1)確定模數(shù)m 查【2】P56 表5-3 取m 2mm。 (2)分度圓直徑 (3)中心距a (4)確定齒寬(4)確定齒寬b1 b2 (1)求許用彎曲應(yīng)力F 查【2】P79 圖5-26 取壽命系數(shù)YN1YN21, 查【2】P78 圖5-25 取彎曲疲勞極限 F lim1290MPa,F lim2 220MPa,查【2】P79 圖5-27 取尺寸系數(shù) YX1 YX2 1 , 查【2】P77 表5-15 取平安系數(shù)S F lim1 SF lim1 1.5。 (2)齒型系數(shù)Y Fa

24、1 Y Fa2 查【2】P73 圖5-21 取Y Fa12.75, Y Fa2 2.75。 (3)應(yīng)力修正系數(shù)Y Sa1,Y Sa2 , 查【2】P74 圖5-22 取,Y Sa1 1.57, Y Sa2 1.78. (4)重合度系數(shù)Y (5)校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度F 故彎曲強(qiáng)度足夠。2.6 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算2.6.1 從動(dòng)軸設(shè)計(jì) 軸的材料為45 鋼,調(diào)制處理,查【2】P165 表9-1。 抗拉強(qiáng)度極限b MPa,抗拉屈服極限s 650 MPa,彎曲疲勞極限b-1 b 60 MPa。 一級(jí)齒輪減速器的低速軸為轉(zhuǎn)軸,從結(jié)構(gòu)上考慮,輸出端軸徑應(yīng)最小,最小軸徑為。查【2】P170 表9-2 取C118。

25、考慮鍵槽影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn),取d32mm。 式中,T ?齒輪作用力, Ft?圓周力, Fr?徑向力 (1)聯(lián)軸器的選擇 可采用彈性圓柱銷(xiāo)聯(lián)軸器,查【1】P130 表2-83,取型號(hào)為HL2 聯(lián)軸器:32X82GB5014-85。 (2)確定軸上零件的位置與固定方式 在一級(jí)減速器中,將齒輪置于箱體中央,軸承對(duì)稱(chēng)分布,軸外伸端安裝聯(lián)軸器,齒輪靠軸肩和套筒實(shí)現(xiàn)軸向定位,靠平鍵以及過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)周向固定,軸靠軸承蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位,聯(lián)軸器靠軸肩平鍵和過(guò)盈配合實(shí)現(xiàn)軸向和周向定位。 (3)確定各段軸的直徑 估算軸d 30mm作為外伸端直徑與聯(lián)軸器相配。聯(lián)軸器靠軸肩實(shí)現(xiàn)軸向1 d定位,第二段直徑取d 23

26、5mm, d 3 應(yīng)大于d 2,取d 340mm,為了便于齒輪裝卸和齒輪配合處軸徑d 4 應(yīng)大于d 3,取d 4 50mm。齒輪用套筒和軸肩定位,軸肩直徑d 5 60mm 。滿足另一側(cè)軸承的安裝要求,根據(jù)選定軸承的型號(hào),設(shè)置階梯軸d6 45mm ,兩側(cè)軸承相同。 (4)選擇軸承型號(hào) 查【1】P111 表2-58 初選深溝球軸承,代號(hào)為6208,查得軸承寬度為B18mm,安裝尺寸為D40mm,那么d 7 40mm 。 (5)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 段:d 1 32mm,長(zhǎng)度為。L1 50mm 。 段:d 2 35mm,考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁,軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為20mm,取L

27、2 60mm 。 段:d 3 40mm, L3 40mm 。 段:考慮齒輪段長(zhǎng)度應(yīng)比輪轂寬度小,L4 42mm。 段:d5 60mm,取L 5 10mm。 段:階梯軸段,考慮到箱體的距離,取L6 10mm 。 段:安裝軸承,初選6208,B18mm,那么L 7 18mm 。 算得軸承支撐跨距L120mm。 (6)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 1).求分度圓直徑:d2 176mm 2.求轉(zhuǎn)矩:Tw 175N ?M 3.求圓周力: 4.求徑向力: 5.繪制軸受力簡(jiǎn)圖如圖2.2 a。 6.軸承支反力: 兩邊對(duì)稱(chēng),截面C 的彎矩對(duì)稱(chēng)。 截面C 在垂直面彎矩為 截面C 在水平面的彎矩 7.繪垂直面彎矩圖如圖2.2

28、 b,水平面彎矩圖如圖2.2 c。 8.繪制合彎矩圖如圖2.2 d。 10.繪制當(dāng)量彎矩圖如圖2.2 f 。 取a 0.2, 截面C 處的當(dāng)量彎矩: 11).校核危險(xiǎn)截面C 的強(qiáng)度 該軸強(qiáng)度足夠圖2.2 受力簡(jiǎn)圖、彎矩圖等2.6.2 主動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 軸的材料為45 鋼,調(diào)制處理,查【2】P165 表9-1 b 650 MPa , s 360 MPa, -1 b 60MPa 。 一級(jí)齒輪減速器的高速軸,輸入軸與皮帶輪相連,從結(jié)構(gòu)上考慮,最小軸徑為查【2】P170 表9-2 取C118。 考慮鍵槽影響以及聯(lián)軸器孔徑系列標(biāo)準(zhǔn),取d 20mm 。3.齒輪作用力計(jì)算齒輪所受的轉(zhuǎn)矩: 式中,T ?齒輪作用力

29、,Ft ?圓周力, Fr?徑向力 (1)確定軸上零件的位置與固定方式齒輪安置在箱體中央,軸承對(duì)稱(chēng)布置在齒輪兩邊,兩端軸承靠套筒和軸肩實(shí)現(xiàn)軸向定位,軸通過(guò)兩端端蓋實(shí)現(xiàn)軸向定位。 (2)確定各段軸直徑 將d 20mm 作為外伸端直徑d主120mm,第二段取d主223mm , d主3d主2 ,該段為軸承內(nèi)徑,小齒輪右側(cè)設(shè)置階梯軸, d主436mm , d主530mm 5,第六段安裝軸承,那么與第三段直徑相同。 (3)選擇軸承型號(hào)查【1】P111 表2-58 初選深溝球軸承,代號(hào)為6205,查得軸承寬度為B15mm,安裝尺寸為D52mm,那么d 主3d主625mm 。 (4)確定軸各段直徑和長(zhǎng)度。 段

30、:d主1 20mm,長(zhǎng)度為L(zhǎng)主150mm 。段:d主2 23mm ,考慮齒輪端面和箱體內(nèi)壁,軸承端面和箱體內(nèi)壁應(yīng)有一定距離。取套筒長(zhǎng)為20mm,取L主260mm 。 段:d 主225mm L主3 34mm。 段:小齒輪寬L主4 50mm 。 段:d主536mm,取。L主5 10mm。 段:階梯軸段,考慮到箱體的距離,取L主6 10mm 。 段:安裝軸承,初選6205,B15mm,那么L主715mm。 算得軸承支撐跨距L120mm。 5)按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 1).求分度圓直徑:d 1 44mm 2).求圓周力:T 46.5 N ?m 3).求徑向力: 兩邊對(duì)稱(chēng),截面C 的彎矩對(duì)稱(chēng)。 4.截面C

31、在垂直面彎矩為 5.截面C 在水平面的彎矩: 6.合彎矩: 該軸強(qiáng)度足夠2.6.3 滾動(dòng)軸承的校核計(jì)算一、從動(dòng)軸軸承 6208 查【1】P111 表2-58 初選深溝球軸承,查得軸承寬度為B18mm,安裝尺寸為D40mm,根本額定動(dòng)載荷Cr 22.8KN ,根本靜載荷, C0 r 15.8KN極限轉(zhuǎn)速10000r/min。 :n w 95.5r min,兩軸承徑向反力: F R 1 F R 2 1058 N 軸承內(nèi)部軸向:任取一端為壓緊端。3.求系數(shù)x,y 查【2】P194 表10-4 取e 0.68。4.計(jì)算當(dāng)量載荷P 1、P2 查【2】P195 表10-5 傳動(dòng)裝置取fp1.5。預(yù)期壽命足

32、夠。二、主動(dòng)軸軸承L h103008 24000 h 6205 查【1】P111 表2-58 初選深溝球軸承,查得軸承寬度為B15mm,安裝尺寸為D52mm,根本額定動(dòng)載荷C r 14.2KN ,根本靜載荷, C0 r 10.2 KN, 極限轉(zhuǎn)速14000r/min。 :n 382.4r min ,兩軸承徑向反力: 。 F R1 F R 2 1121 N 軸承內(nèi)部軸向力: 任取一端為壓緊端。 3.求系數(shù)x,y 查【2】P194 表10-4 取e 0.68。4.計(jì)算當(dāng)量載荷P 1、P2 查【2】P195 表10-5 傳動(dòng)裝置取fp1.5。 預(yù)期壽命足夠2.7 鍵聯(lián)接的選擇和校核計(jì)算2.7.1 選

33、定鍵 查【1】P105 表2-54 取:1.高速軸和V 帶輪聯(lián)接鍵為:鍵8X28 GB1096-79,2.大齒輪與軸聯(lián)接的鍵為:鍵10X32 GB1096-79,3.軸與聯(lián)軸器的鍵為:鍵8X36GB1096-79。2.7.2 鍵的強(qiáng)度校核.大齒輪與軸上的鍵:10X32 GB1096-79。b h 108, L 32 mm, 那么L s L?b 32 ?10 22 mm 1.圓周力: 2.擠壓強(qiáng)度: 擠壓強(qiáng)度足夠。 3.剪切強(qiáng)度: 擠壓強(qiáng)度足夠,鍵10X32 GB1096-79 符合要求。.高速軸和V 帶輪聯(lián)接鍵為:鍵8X28 GB1096-79。b h 87, L 28 mm, 那么L s L

34、 ?b28?10 18 mm 。 1).圓周力: 2.擠壓強(qiáng)度: 擠壓強(qiáng)度足夠。 3.剪切強(qiáng)度: 擠壓強(qiáng)度足夠,鍵8X28 GB1096-79 符合要求。.軸與聯(lián)軸器的鍵為:鍵8X36 GB1096-79。bh 87,L 36 mm,那么L s L? b 36 ?10 26mm。 1.圓周力: 2.擠壓強(qiáng)度: 擠壓強(qiáng)度足夠 3.剪切強(qiáng)度: 擠壓強(qiáng)度足夠,鍵8X36 GB1096-79 符合要求。2.8 減速器箱體、箱蓋及附件的設(shè)計(jì)計(jì)算 本文的一級(jí)圓柱齒輪減速器附件的使用如下: 通孔器:在室內(nèi)使用,選用通氣器,采用M121.25油面指示器。 油標(biāo)尺:M12。 起吊裝置:采用箱蓋吊耳、箱座吊耳。

35、放油螺塞:M 201.5。 查【1】P89 表2-37 選擇適當(dāng)型號(hào): 起蓋螺釘型號(hào):GB/T5780 M16X1.5X100,材料Q235。 高速軸軸承蓋螺釘:GB578386 M8X25,材料Q235。 低速軸軸承蓋螺釘:GB578386 M8X25,材料Q235。 螺栓:GB578386 M12X25,材料Q235。 觀察蓋螺釘:GB578386 M6X16,材料Q235。 箱體主要尺寸: (1)箱座壁厚 0.025a +1 0.025110 +1 3.75 mm(2-49) 取 8。 (2)箱蓋壁厚10.02a+10.02*110+13.2mm (2-50) 取1 8。 (3)箱蓋凸緣

36、厚度b1 1.51 1.58 12mm (2-51) (4)箱座凸緣厚度b 1.5 1.58 12 mm (5)箱座底凸緣厚度b2 2.5 2.5820 mm(2-52) (6)地腳螺釘直徑d f 0.036 a +12 0.036110 +12 15.96 mm (2-53) 取d f mm18 。 (7)落地螺釘數(shù)目n 4,因?yàn)閍 250 mm。 (8)軸承旁連接螺栓直徑d 1 0.75 d f 0.7518 13.5mm (2-54) 取d1 14mm。 (9)蓋與座連接螺栓直徑d 2 0.5 ?0.6 df 0.55 18 9.9 mm(2-55) 取d2 10mm 。 (10)連接螺

37、栓d2的間距L150-200mm。 (11)軸承蓋螺釘直徑d3 0.40.5d f 0.4187.2 mm 2-56 取d 3 8mm 。18 5.4mm 2-57 取d 4 6mm 。 (13)定位銷(xiāo)直徑d 0.70.8 d 2 0.810 8 mm2-58 (14)齒輪定圓與內(nèi)壁間的距離:9.6mm。 (15)齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離:20mm。 (16)箱蓋,箱座肋厚:m1 8mm,m2 8mm。 2.9 潤(rùn)滑與密封 采用浸油潤(rùn)滑,由于是一級(jí)圓柱齒輪減速器,當(dāng)速度m 20m / s 時(shí),浸油深度h 為一個(gè)齒高,但是不小于10mm,所以浸油高度為65mm。 開(kāi)設(shè)油溝、飛濺潤(rùn)滑。 齒輪和軸承

38、用同種潤(rùn)滑油較為適宜,小型設(shè)備,選用GB443-89 全損耗系統(tǒng)用油L-AN15 潤(rùn)滑油。 選用凸緣式端蓋易于調(diào)整,采用悶蓋安裝骨架式旋轉(zhuǎn)軸唇型密封圈實(shí)現(xiàn)密封。密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為GB894.1-86-25 軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定位的軸承的外徑?jīng)Q定。 2.10 設(shè)計(jì)小結(jié) 本章節(jié)完成了一級(jí)圓柱齒輪減速器的機(jī)械設(shè)計(jì),對(duì)軸、齒輪、V 帶輪、聯(lián)軸器、鍵、螺釘?shù)鹊倪x擇,以及對(duì)軸、軸承、鍵等進(jìn)行了校驗(yàn),整體滿足設(shè)計(jì)要求,符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。第三章 基于SolidWorks 的三維建模3.1 SolidWorks 軟件介紹 SolidWorks 軟件是由SolidWorks 公司開(kāi)發(fā)的,SolidWo

39、rks 公司是一家專(zhuān)門(mén)從事開(kāi)發(fā)三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的高科技公司,從1993 年,PTC 公司與CV 公司成立SolidWorks 公司,并于1995 年推出該軟件,引起設(shè)計(jì)相關(guān)領(lǐng)域的一片驚嘆。現(xiàn)在SolidWorks 最新版為2021 SP0 多國(guó)語(yǔ)言版, 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)用的是SolidWorks2021 SP0 版本。 SolidWorks 軟件集三維建模、裝配、工程圖于一身,功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新,使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD 解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。具有零件建模、曲面建模、鈑金設(shè)計(jì)、有限元分析

40、、注塑分析、消費(fèi)產(chǎn)品設(shè)計(jì)工具、模具設(shè)計(jì)工具、焊件設(shè)計(jì)工具和裝配設(shè)計(jì)等功能。 該軟件將各個(gè)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的世界級(jí)頂尖產(chǎn)品連接到一起,具備全面的實(shí)體建模功能,可快速生成完整的工程圖紙,還可以進(jìn)行模具制造及計(jì)算機(jī)輔助工程分析、虛擬裝配、動(dòng)態(tài)仿真等一些其他CAD 軟件無(wú)法完成的工作。 該軟件本身集成了較多的插件,方便設(shè)計(jì)者利用,降低了設(shè)計(jì)勞動(dòng),本次畢業(yè)設(shè)計(jì)用到如下的插件:GearTrax 主要用于精確齒輪的自動(dòng)設(shè)計(jì)和齒輪副的設(shè)計(jì),通過(guò)指定齒輪類(lèi)型、齒輪的模數(shù)和齒數(shù)、壓力角以及其它相關(guān)參數(shù),GearTrax 可以自動(dòng)生成具有精確齒形的齒輪。 toolbox 提供了如iso、din 等多標(biāo)準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)。利用標(biāo)準(zhǔn)

41、件庫(kù),設(shè)計(jì)人員不需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行建模,在裝配中直接采用拖動(dòng)操作就可以在模型的相應(yīng)位置裝配指定類(lèi)型、指定規(guī)格的標(biāo)準(zhǔn)件。 3.1.1 對(duì)齒輪、軸及小齒輪軸的三維建模、齒輪三維模型的形成 SolidWorks 的插件GearTrax 用以生成各種齒輪模型,如圖3.1。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)數(shù)據(jù),選擇直齒,輸入齒輪的模數(shù)m 2,大小齒輪齒數(shù)88和22,點(diǎn)擊齒面厚,鍵入大小齒輪的齒輪寬度b 50mm , 。分別點(diǎn)1 b 44mm 2 擊激活大小齒輪后,點(diǎn)擊完成,插件自動(dòng)將成型的齒輪導(dǎo)入SolidWorks 中,從而完成齒輪建模,如圖3.2 和圖3.3。圖3.1 GearTrax2021 操作 圖3.3 大齒輪的大

42、體建模 圖3.3 大齒輪的大體建模得到了大齒輪的大體建模,然后修改大齒輪: 通過(guò)【拉伸切除】命令構(gòu)造輪轂直徑為50mm,鍵槽高、寬分別為5mm、10mm。如圖3.5。 修改大齒輪,按工程圖畫(huà)減重槽和減重孔,利用【拉伸切除】命令,先畫(huà)減重槽,深度為10mm,如圖3.6,利用基準(zhǔn)面通過(guò)【鏡像】命令,畫(huà)出另一側(cè)。 通過(guò)【拉伸切除】命令打一個(gè)減重孔,孔徑為36mm,如圖3.7,【插入】-【參考幾何體】-【基準(zhǔn)軸】命令,選擇圓心為基準(zhǔn)軸,如圖3.8,通過(guò)【圓周陣列】命令,選擇基準(zhǔn)軸和陣列的數(shù)目,完成多個(gè)減重孔成型如圖3.9。 通過(guò)【倒角】命令倒角,最后成型,如圖3.10。圖3.4 齒輪的工程圖 圖3.5

43、 加工輪轂和鍵糟 圖3.6 加工減重槽 圖3.7 加工減重孔 圖3.8 插入基準(zhǔn)軸 圖3.9 減重孔圓周整列 圖3.10 大齒輪的三維建模、小齒輪軸的三維建模在中GearTrax 導(dǎo)入小齒輪的根底上,按照二維工程圖進(jìn)行建模,如圖3.11。 依次用【拉伸】命令構(gòu)造小齒輪軸,完成小齒輪軸的大體建模,如圖3.12。 然后利用【插入】-【參考幾何體】-【基準(zhǔn)面】命令,在小齒輪軸的外伸端建立基準(zhǔn)平面1,如圖3.13,再在該基準(zhǔn)平面上利用【拉伸切除】命令,按照高速軸和V 帶輪聯(lián)接鍵的尺寸:高速軸和V 帶輪聯(lián)接鍵為:鍵8X28 GB1096-79b h 87,L 28,繪制草圖,選擇切除厚度,完成鍵槽的成型

44、,如圖3.14。 利用【倒角】和【倒圓角】命令修改小齒輪軸,完成建模如圖3.15。圖3.11 小齒輪軸工程圖3.12 齒輪拉伸圖3.13 建立基準(zhǔn)面1 圖3.14 拉伸鍵 圖3.15 小齒輪軸的三維建模、軸的三維建模 用【拉伸】命令,選擇任意基準(zhǔn)平面,按照設(shè)計(jì)尺寸依次拉伸成型,如圖3.16。 通過(guò)【插入】-【參考幾何體】-【基準(zhǔn)面】命令,在齒輪安裝段和外伸端建立兩個(gè)根底平面,如圖3.17,依次用【拉伸切除】命令切出大齒輪與軸的鍵槽和低速軸(如圖3.18)和聯(lián)軸器的聯(lián)接鍵鍵槽(如圖3.19)。 用【倒角】和【倒圓角】命令修改軸,完成建模,如圖3.20。圖3.16 軸的工程圖 圖3.17 軸的拉伸圖 3.18 建立兩個(gè)基準(zhǔn)面 圖3.19 齒輪鍵拉伸 圖3.20 聯(lián)軸器的鍵拉伸圖3.21 軸的三維建模3.1.2 對(duì)箱體、箱蓋的三維建模、箱體三維建模 根據(jù)箱體的二維圖,如圖3.22,圖3.23,圖3.24,用【拉伸】命令,選擇任意基準(zhǔn)面,構(gòu)造箱體大體立方體,如圖3.25 用【圓角】命令將立方體四個(gè)棱邊倒R20mm 的圓角。 利用【抽殼