【正文】 .......................................51 附錄 ...............................................52 江西理工大學(xué) 20xx 屆專 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 引言 減速器的概述 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。 減速器的種類很多，按照傳動(dòng)類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的減速器 。 (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。 (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。 減速器的種類繁多，如今應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，總體的發(fā)展趨勢(shì)如下： ①高水平、高性能。 ③型式多樣化，變型設(shè)計(jì)多。從七十年代以來， CAD 產(chǎn)品逐漸成熟，紛紛作為商品進(jìn)入市場(chǎng)。 CAD 技術(shù)作為產(chǎn)品發(fā)展和設(shè)計(jì)的重要手段已在機(jī)械工業(yè)中得到越來越廣泛的應(yīng)用。但作為一個(gè)發(fā)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)趕不上西方發(fā)達(dá)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)。 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 。它極大地改變了設(shè)計(jì)工作的環(huán)境和方式，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。 解決方案： （ 1）設(shè)計(jì)一級(jí)減速器，完成電動(dòng)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。 ③齒輪設(shè)計(jì)：利用 geartrax 自動(dòng)生成齒輪對(duì)。利用配合關(guān)系約束裝配零件，之后進(jìn)行干涉檢查，修改尺寸或配合以消除干涉。機(jī)械設(shè)計(jì)主要圍繞機(jī)械說明書，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)。 ：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。 ： 江西理工大學(xué) 20xx 屆專 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 式中， Pd— 電動(dòng)機(jī)所需工作效率 . ： 式中， n 滾筒 — 滾筒轉(zhuǎn)速。 表 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 1 Y100L24 1430 2 Y112M6 940 3 Y132S8 710 綜合考慮電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速、價(jià)格等， 3 方案的轉(zhuǎn)速低，價(jià)格較高，故選取 方案 1。 V 帶截型 根據(jù) PCA及 N1查【 2】 P137 圖 711 確定用 Z 型帶。 查【 2】 P127 表 72 取 Ld= 1600mm。 （ 2）大齒輪 45 鋼正火，齒面平均硬度 200HBS 。 （ 3）查【 2】 P75 表 513 取 ?d=1（對(duì)稱布置）。 （ 3）齒向載荷分布系數(shù) Kβ 查【 2】 P68 圖 513 取。 （ 3） 節(jié)點(diǎn)區(qū)域系數(shù) 查【 2】 P71 圖 518 取。 （ 3）應(yīng)力修正系數(shù) Y Sa1， Y Sa2 ， 查【 2】 P74 圖 522 取， Y Sa1 =， Y Sa2 =. （ 4）重合度系數(shù) Yε （ 5）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 σ F 江西理工大學(xué) 20xx 屆專 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 ∴ 故彎曲強(qiáng)度足夠。查【 2】 P170 表 92 取 C=118。 （ 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。 （ 4）選擇軸承型號(hào) 查【 1】 P111 表 258 初選深溝球軸承，代號(hào)為 6208，查得軸承寬度為 B=18mm，安裝尺寸為 D=40mm,則 d 7 =40mm 。取套筒長(zhǎng)為 20mm，取 L2 = 60mm 。 Ⅵ段：階梯軸段，考慮到箱體的距離，取 L6 = 10mm 。 6).軸承支反力： 江西理工大學(xué) 20xx 屆專 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 兩邊對(duì)稱，截面 C 的彎矩對(duì)稱。 取 a = ， 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 江西理工大學(xué) 20xx 屆專 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 圖 受力簡(jiǎn)圖、彎矩圖等 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 91 σ b = 650 MPa ， σ s = 360 MPa， [σ 1 ] b = 60MPa 。 （ 2）確定各段軸直徑 將 d = 20mm 作為外伸端直徑 d主 1=20mm，第二段取 d主 2=23mm , 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 4=36mm ， d主 5=30mm 5，第六段安裝軸承，則與第三段直徑相同。 Ⅱ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。 Ⅴ段： d主 5=36mm，取。 算得軸承支撐跨距 L=120mm。 x,y 查【 2】 P194 表 104 取 e = 。 已知： n = min ,兩軸承徑向反力： 。 江西理工大學(xué) 20xx 屆專 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 ∴預(yù)期壽命足夠 鍵聯(lián)接的選擇和校核計(jì)算 選定鍵 查【 1】 P105 表 254 取： V 帶輪聯(lián)接鍵為：鍵 8X28 GB109679,2.大齒輪與軸聯(lián)接的鍵為：鍵 10X32 GB109679,：鍵8X36GB109679。 Ⅱ .高速軸和 V 帶輪聯(lián)接鍵為：鍵 8X28 GB109679。 Ⅲ .軸與聯(lián)軸器的鍵為：鍵 8X36 GB109679。 油標(biāo)尺： M12。 高速軸軸承蓋螺釘： GB5783～ 86 M8X25，材料 Q235。 箱體主要尺寸： （ 1）箱座壁厚 ζ = +1 = 110 +1 = mm （ 249） 取 ζ = 8。 （ 8）軸承旁連接螺栓直徑 d 1 = = d f 18 = （ 254） 取 d1 =14mm。 （ 12）觀察蓋螺釘 d 4= ( ?) d f = 18= (257) 取 d 4 =6mm 。 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。密封圈型號(hào)按所裝配軸的直徑確定為 軸承蓋結(jié)構(gòu)尺寸按用其定 位的軸承的外徑?jīng)Q定。 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。 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)，通過指定齒輪類型、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。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 ， 。 ② 修改大齒輪，按工程圖畫減重槽和減重孔，利用【拉伸切除】命令，先畫減重槽，深度為 10mm,如圖 ，利用基準(zhǔn)面通過【鏡像】命令，畫出另一側(cè)。 ① 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 。 ② 通過【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)基礎(chǔ)平面，如圖 ，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 ）和聯(lián)軸器的聯(lián)接鍵鍵槽（如圖 ）。 ③ 在抽殼選擇面使用【拉伸】命令，拉伸出頂面凸緣，厚度為 12mm，如圖，選擇底面拉伸出箱體底板厚度為 20mm，如圖 ，并【拉伸切除】底面通槽如圖 。 ⑥ 選擇中間基準(zhǔn)平面，用【筋】命令構(gòu)造兩個(gè)吊 耳，如圖 。平面作為基準(zhǔn)，如圖 ，用【拉伸】命令構(gòu)造凸臺(tái)，如圖 ，在凸臺(tái)上打油標(biāo)尺 M12 的螺紋孔。 ① 【拉伸】構(gòu)造箱蓋的大體輪廓，如圖 ，【抽殼】命令，選壁厚為 8mm ,選擇底面為去除材料面，如圖 ，在去除材料面【拉伸】凸緣，厚度為 12mm,如圖 ，在凸緣上【拉伸】出軸承座（圖 ）和凸臺(tái) (圖 )，【拉伸切除】打 52mm 和 80mm 的軸承安裝槽 ,如圖 。 ⑤ 【拉伸切除】在吊耳上打 10mm 的孔，在凸緣上打四個(gè) 13mm 的起蓋螺釘孔，在凸臺(tái)上打六個(gè) 17mm 螺栓通孔，再【旋轉(zhuǎn)切除】出兩個(gè) 8mm 銷孔。 ② 【旋轉(zhuǎn)】，對(duì)稱拉伸面作為基準(zhǔn)面，畫通過中心的虛線為旋轉(zhuǎn)軸，畫直徑12mm 的半圓為旋轉(zhuǎn)截面，如圖 ，用【插入】 【參考幾何體】 【基準(zhǔn)軸】命令，選擇圓柱面，建立基準(zhǔn)軸 1，【圓周陣列】命令，選擇基準(zhǔn)軸 1 為旋轉(zhuǎn)軸，陣列對(duì)象為旋轉(zhuǎn)、拉伸出的實(shí)體，如圖 ，【旋轉(zhuǎn)切除】，仍然選擇對(duì)稱拉伸面為基準(zhǔn)面，在剛才旋轉(zhuǎn)出的圓體內(nèi)切出一個(gè)空心為 8mm 的球體，如圖 ，然后再次整列空心球體。 江西理工大學(xué) 20xx 屆專 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 圖 旋轉(zhuǎn)拉伸滾動(dòng)體 圖 滾動(dòng)體的三維建模 圖 外圈的草圖 圖 外圈的三維建模 圖 內(nèi)圈的草圖 圖 內(nèi)圈的三維建模 油標(biāo)尺、觀察蓋、油塞和通孔器的三維建模 ： ① 【旋轉(zhuǎn)】命令，任意選擇基準(zhǔn)面，建立選線基準(zhǔn)軸，畫出端蓋的截面草圖，旋轉(zhuǎn)得到實(shí)體，如圖 。 圖 油標(biāo)尺的旋轉(zhuǎn)草圖 圖 油標(biāo)尺的三維建模 ： ① 【拉伸】厚度為 4mm,長(zhǎng) X 寬為 60Ｘ 90 的實(shí)體，如圖 。 ② 用【插入】 【參考幾何體】 【基準(zhǔn)軸】命令，選擇圓柱面，建立基準(zhǔn)軸 1【旋轉(zhuǎn)切除】切出螺帽的形狀，選擇中間對(duì)稱面畫 的直角三角的旋轉(zhuǎn)截面，選擇基準(zhǔn)軸 1 為旋轉(zhuǎn)軸，如圖 。 ③ 【拉伸】構(gòu)造剩下的實(shí)體，在待加工螺紋面，【插入】 【注釋】 【裝飾螺紋線】。 軸承的裝配 首先組裝軸承，【新建裝配體】。 江西理工大學(xué) 20xx 屆專 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 43 圖 軸承的爆炸視圖 圖 軸承的裝配體 小齒輪軸的裝配 接著裝配小齒輪軸，在完成軸承的裝配基礎(chǔ)上。利用小齒輪的對(duì)稱面【鏡像】第二軸承。 【配合】： ①軸和聯(lián)軸器聯(lián)接鍵、齒輪和軸聯(lián)接鍵和軸的鍵槽面重合、同心、對(duì)稱面重江西理工大學(xué) 20xx 屆專 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 44 合約束。 圖 齒輪軸的爆炸視圖 齒輪軸與箱體的裝配 完成兩個(gè)軸的裝配，把軸安裝進(jìn)齒輪箱體內(nèi)。 江西理工大學(xué) 20xx 屆專 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 45 圖 軸和箱體的裝配圖 箱蓋、端蓋、觀察蓋等的裝配 蓋上箱蓋，安裝上一系列的附件，完成齒輪箱大體裝配。 ③ 觀察蓋和箱蓋接觸面重合、對(duì)稱面重合約束。 【插入】： M6 螺釘， M8 螺釘，如圖 。 【插入】：銷、 M16（螺栓、螺母、墊片）、 M12（螺栓、螺母、墊片），如圖。 ④ 將 M12 和 M16 裝配好箱蓋的一半，用【鏡像】命令，選擇箱蓋的對(duì)稱面為基準(zhǔn)面，鏡像所選螺釘和螺栓等，完成裝配，如圖 。 （ 3）單擊【計(jì)算】，在結(jié)果中即會(huì)顯示干涉的位置及大小。 允許工程師通過虛擬的產(chǎn)品模型很容易地模擬裝配體的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，保證準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)，排隊(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)錯(cuò)誤。 圖 旋轉(zhuǎn)零部件界 面 圖 齒輪配合界面 4）自由旋轉(zhuǎn)小齒輪軸，大齒輪隨即嚙合運(yùn)動(dòng)，【新建運(yùn)動(dòng)算例】 【 COSMOSMotion】江西理工大學(xué) 20xx 屆專 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 51 【馬達(dá)】 【旋轉(zhuǎn)馬達(dá)】，對(duì)高速