【正文】 ....65 單個齒輪的有限元分析 .......................................65 從 ug 軟件中導(dǎo)入實體模型 .................................66 定義單元類型和材料參數(shù) ................................. 67 運用 Mesh Tool 進(jìn)行網(wǎng)格劃分 ..............................69 施加自由度約束 ..........................................70 加載分析 ................................................71 求解和查看結(jié)果 ................................................73 減速器軸的有限元分析 .....................................76 結(jié)束語 ............................................................79 參考文獻(xiàn) ........................................................80 致謝 ..............................................................81 齒輪減速器參數(shù)化建模設(shè)計 1 1 概述 帶式運輸機(jī) 使用情況 帶式運輸機(jī)廣泛地應(yīng)用在冶金、煤炭、交通、水電、化工等部門，是因為它具有帶式輸送量大、結(jié)構(gòu)簡單、維修 方便、成本低、通用性強(qiáng)等優(yōu)點。 運輸機(jī)還應(yīng)用于建材、電力、輕工、糧食、港口、船舶等部門。 帶式運輸機(jī)主要存在跑偏、灑料、皮帶打滑，減速器斷軸等問題，需要減震、減少張緊力波動，超速打滑保護(hù)。 帶傳動的要求 帶傳動的主要失效形式：打滑和帶的疲勞破壞。 帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則：在保證帶傳動不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。 滾筒的要求 對運輸機(jī)的傳動滾筒進(jìn)行分析 ,得出其應(yīng)力、變形分布圖 ,找到應(yīng)力、應(yīng)變危險區(qū)。 變速器的要求 對軸的強(qiáng)度要求，齒輪的強(qiáng)度要求。 減速器 基本介紹 減速器是原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨立的閉式傳動裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在某些場合也用來增速，稱為增速器。 選用減速器時應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的選用條件，技術(shù)參數(shù)，動力機(jī)的性能，經(jīng)濟(jì)性等因素，比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸，傳動效率，承載能力，質(zhì)量，價格等，選擇最適合的減速器。 減速器是一種相對精密的機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。 設(shè)計條件 已知條件 齒輪減速器參數(shù)化建模設(shè)計 2 wP)(955 0kwTnP ww ?m i n/ rDvnw ????? ??（ 1）用于帶式運輸機(jī)的展開式二級圓柱斜齒輪減速器。 （ 2）帶式運輸機(jī)數(shù)據(jù)：見數(shù)據(jù)表 1。 表 1:帶式運輸 機(jī)數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)編號 13 運輸機(jī)工作軸轉(zhuǎn)矩 T(N178。 m) 690 帶工作速 v(m178。 s1) 卷筒直徑 D/mm 320 (2)工作條件：單班制工作，空載啟動，單向、連續(xù)運轉(zhuǎn)，工作中有輕微沖擊。運輸帶速度允許速度誤差為177。 5%。 (3)使用期限：工作期限為十年，大修期為三年。 (4)生產(chǎn)批量及加工條件：小批量生產(chǎn)。 2 減速器的設(shè)計計算 電機(jī)選擇與傳動比計算 電動機(jī)類型的選擇 工業(yè)上一般選用 Y 系列籠型三相異步電動機(jī)。這類電動機(jī)屬于全封閉自扇冷式電動機(jī)．其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、啟 動性能好、價格低廉、維護(hù)方便。適用于非易燃、非易爆、性和無特殊要求的機(jī)械上。 電機(jī)功率的計算與型號確定 工作機(jī)輸出功率 工作機(jī)輸出功率為 （ 11） 式中： T為運輸機(jī)滾筒工作軸轉(zhuǎn)矩 mNT ??690 ，； wn為滾筒轉(zhuǎn)速； （ 12） 由式（ 21）得： kwTnP ww 5 5 9 09 5 5 0 ????齒輪減速器參數(shù)化建模設(shè)計 3 )(kwPP wd ?? （ 13） 所需電動機(jī)的功率 （ 14） 式中： ?為運輸機(jī)的總效率； 1?為帶傳動效率，由教材 P132 表 53 查得 ??；2?為軸承效率， ??； 3為齒輪效率??； 4??；?。 8 6 1 245423421??????? ?????? （ 15） （ 16） (17) 符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1500r/min， 3000r/min, 6000r/min 其中減速器以 1500r/min 優(yōu)先，由《機(jī)械課程設(shè)計手冊》第二十章相關(guān)資料查得的電動機(jī)數(shù)據(jù)及計算出的總傳動比列于表 2： 表 2：額定功率為 時電動機(jī)選擇 電動機(jī)型號 方案 額定功率 kw 同步轉(zhuǎn)速 /滿載轉(zhuǎn)速 r/min 電動機(jī)質(zhì)量 Kg Y132M4 1 1500/1440 81 運動和動力參數(shù)計算 5423421 ???????kwPP wd ????kwPed ? )~(????nind齒輪減速器參數(shù)化建模設(shè)計 4 m in/ 9 2223 rinn ??? 4 4 0???wma nni 傳動比分配 總傳動比 (19) 分配傳動裝置各級傳動比 由 ，式中 和 分別為帶傳動和減速器的傳動比。 為使 V帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取 （實際的傳動比要在設(shè)計 V帶傳動式，由所選大、小帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑之比計算），則減速器傳動比為： （ 110） (1) 電動機(jī)軸 (111) (112) (113) （ 2）高速軸 （ 3）中間軸 （ 4）低速軸 mi n/7 2021 44 010` rinn ???iiia ??0 0i i20?i102200??? iii akwPP ed ??m i n/1 4 4 00 rnn m??mNnPT ??? 50000?? 101 ?PP ??mNnPT ??? 5 5 0111kwPP ???????m i n/112 rinn ???mNnPT ??? 222kwPP ???????齒輪減速器參數(shù)化建模設(shè)計 5 ?AKkwPKP Aca ????mmidd dd 250125212 ????smndv d / 0 0 060 1 4 4 01 2 0 0 060 11 ????????1ddmNnPT ??? 333 運動和動力參數(shù)的計算結(jié)果加以匯總，列出表 3如下： 表 3：運動和動力參數(shù)計算結(jié)果 項目 電動機(jī)軸 高速軸 中間軸 低速軸 卷筒軸 轉(zhuǎn)速（ r/min） 1440 720 192 功率（ kw） 轉(zhuǎn)矩（ N? m） 傳動零件的設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計 帶傳動設(shè)計計算 確定計算功 率 由《機(jī)械設(shè)計》表 87 查得工作情況系數(shù) ,故 選擇 V 帶的帶型 根據(jù)由《機(jī)械設(shè)計》圖 811 選用 A型。 確定帶輪的基準(zhǔn)直徑并驗算帶速 （ 1)初選小帶輪的基準(zhǔn)直徑 由表 86 和表 88，取小帶輪的基準(zhǔn)直徑 。 （ 2)驗算帶速 因為 5m/sv30m/s，故帶速合適。 （ 3)計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》式（ 815a），計算大帶輪的基準(zhǔn)直徑 確定 V 帶的中心距和基準(zhǔn)長度 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計》式（ 820），初定中心距 a=600mm。 vmmdd 1251?v齒輪減速器參數(shù)化建模設(shè)計 6 kwP ? ??? rcaPPZ7502630???? ? ? ?? ? ? ?mmaddddL ddddd1 7 9 5600412525012525026002422202212100???????????????????????2?imin/14401 rn?mmdd 1251?? ?? ? ??????121???????? add dd?? ? ? ?21021 dddd dddd ???? ?? ? ? ?12 525 0212 525 0 ???? ?mmLLa dd 00 ??????? ???????由《機(jī)械設(shè)計》式（ 822）計算帶 所需的基準(zhǔn)長度 由《機(jī)械設(shè)計》表 82 選定帶的基準(zhǔn)長度 按《機(jī)械設(shè)計》式（ 823）計算實際中心距 中心距的變化范圍為： 驗算小帶輪上的包角 計算帶的根數(shù) 計算單根 V帶的額定功率 由 和 ，查《機(jī)械設(shè)計》表 84a 得 根據(jù) min/14401 rn? ， 和 A型帶，查《機(jī)械設(shè)計》表 84b 得 kwP ?? 查《機(jī)械設(shè)計》表 85 得 ?aK ,《機(jī)械設(shè)計》表 82得 ,于是 ? ?kwKKPPP Lar )( 00 ????? ????? 計算 V帶的根數(shù) Z 取 5 根 齒輪減速器參數(shù)化建模設(shè)計 7 ???????HZ6 4 ??? ??? ???? ?3 211 )(12 HEZHZtKd d tt ????? ? ???14??702?z?? ?? NFzFP 8s 8522s in2 1m in0m in ?????? ??? NF )( 2m i n0 ????????tK 計算單根 V