【正文】 e gear reducer design more effectively. In the use of puter 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 prehensive petitiveness of enterprise. Keywords: reducer 。這樣的傳統(tǒng)設(shè)計不僅效率低，設(shè)計與制造過程不并行。 計算機輔助設(shè)計技術(shù)室設(shè)計人員在 CAD 系統(tǒng)的輔助下，根據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計程序進行設(shè)計的一項新技術(shù)，是隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展而逐步發(fā)展起來的。 當(dāng)前工業(yè)企業(yè)正面臨著市場全球化、制造國際化和品種需求多樣化的新挑戰(zhàn)，各企業(yè)間圍繞著時間、質(zhì)量和成本的競爭越來越激烈。 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代過程中，要求能方便地獲濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 緒論 2 得產(chǎn)品的全部歷史數(shù)據(jù)．以便充分利用已經(jīng)經(jīng)過生產(chǎn)實踐的產(chǎn)品信息 。保證了產(chǎn)品的一次成熟性和一次成功性。對產(chǎn)品建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型后進行動態(tài)管理。 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)自己的需要隨時加入運行文件和模塊．還可重新裝配各個模塊中的子模塊。 6,智能 CAD 系統(tǒng)：智能 CAD 是一種新型的高層次計算機輔助設(shè)計方法和技術(shù)。（ 2）具有推理能力，使不熟悉的設(shè)計人員也能做出好的設(shè)計來。 這就要求我們要充分學(xué)習(xí) 好 現(xiàn)代科技，利用計算機技術(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)的綜合競爭力。 UG作為三維造型設(shè)計系統(tǒng)，是一套由設(shè)計到生產(chǎn)的機械自動化軟件，其功能強大，用途廣泛，是新一代 CAD/CAM系統(tǒng)軟件。 UG 中二維工程圖與 AutoCAD 間的轉(zhuǎn)換 UG是功能強大的專業(yè) CAD/CAM 軟件，應(yīng)用范圍很廣。采用這種方法進行產(chǎn)品設(shè)計。 基于特征的參數(shù)化造型時將參數(shù)化造 型的思想和特征造型的思想有機的結(jié)合在一起，用尺寸驅(qū)動或變量設(shè)計的方法定義特征并進行類似的操作，這樣就形成了參數(shù)化特征造型。 在 UG 的環(huán)境中，構(gòu)造實物實體的方法很多。因而對齒輪減速器進行設(shè)計和研究有著非常重要的實際意義。軸線可作水平布置、上下布置或鉛垂布 置。 （ 4） 一級蝸桿減速器：結(jié)構(gòu)簡單，尺寸緊湊，但效率較低，適用于載荷較小、間歇工作的場合。此時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。軸承是利用齒輪旋轉(zhuǎn)時濺起的稀油，進行潤滑。 2， 箱體 箱體是減速器的重要組成部件。 灰鑄鐵具有很好的 鑄造性能 和減振性能。為保證箱體具有足夠的剛 度，在軸承孔附近加支撐肋。考慮到濺油量不大，故選用石棉橡膠紙材質(zhì)的紙封油圈即可 。 （ 5)吊耳和吊鉤：為了方便裝拆與搬運，在機蓋上設(shè)置吊耳，在機座上設(shè)置吊鉤。因此聯(lián)接結(jié)合較緊，不易分開。并利用這些參數(shù)，結(jié)合計算機軟件，即 UG NX。 在設(shè)計 中不但可以熟悉機械的設(shè)計過程，完善設(shè)計思路， 了解現(xiàn)代機械設(shè)計發(fā)展的趨勢，充分認(rèn)識和掌握現(xiàn)代設(shè)計的方法。 傳動方案分析 1，帶傳動是一種撓性傳動，通過摩擦傳遞運動和動力。但只能實現(xiàn)平行軸間鏈輪的同向傳動，不能保持恒定的瞬時傳動比，穩(wěn)定性差，且有沖擊振動，宜布置在低 速級； 3，蝸桿傳動沖擊載荷小，傳動平穩(wěn)，但傳動效率低，磨損嚴(yán)重。低速級則通過鏈傳動或其他傳動方式與工作機相連接。 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 減速器傳動方案設(shè)計 9 表 21 工作環(huán)境參數(shù) 每日工作時間 T/h 24 輸入帶工作壓力 /N 2200 輸入帶傳送速度 /m/s 工作機直徑 /mm 160 選擇合適的電動機 1，選擇 電動機的類型 和結(jié)構(gòu)型式 電動機有交流電動機和直流電動機之分，一般工廠都采用三相交流電，因而多采用交流電動機。 工作機最大的使用功率： Pw=Fv/1000η w = 電機至工作機的總效率： η 總 =η 帶 η2 軸承 η 齒輪 η 聯(lián)軸器 η 滾筒 = = 則電動機所需功率 Pd需 = Pw/η = 由于該機械載荷變化不大，電動機額定功率 Pd 只需略大于 Pd 需即可，故 取電動機的額定功率 Pd為 4kw。 工作機的工作轉(zhuǎn)速： Nw=601000V/πD=601000x1. 3/ =155r/min 按 推薦的傳動比合理范圍 ， 取 V帶 傳動比 i1=2— 4。 對于二級齒輪減速器而 言 i=i1Xi2，為使 V 帶輪的尺寸不致過大，取 i1=，分配時傳動比應(yīng)保證 i1i2，所以去 i2=。 3，應(yīng)使各傳動件的尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱、合理，避免互相干澀碰撞。（ 3— 5）％。 m Ⅰ軸 ： TⅠ =TdXi1Xη 01== N 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計與建模 12 3 軸 及齒輪 的 參數(shù) 設(shè)計與建模 各軸 及齒輪 的 參數(shù) 設(shè)計 低速軸的 參數(shù) 設(shè)計 1，選擇軸的材料為 45 號調(diào)制剛。 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長度 整個低速軸長度為 340mm I段軸承安裝軸承和擋油環(huán)， 6211 寬度 B=21，該段長度選為 43mm。 V段用于安裝軸承與擋油環(huán)，長度與 I 相同，為 45mm。 安裝齒輪處軸段長度：軸段長度 =輪轂長度 — 2mm 軸頸（軸上安裝滾動軸承段）直徑： 5 6 7 60、 55。 IV段用于安裝大齒輪，考慮齒寬長度為 67mm。 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計與建模 19 6， 面 C 處彎矩 mNlFM ACAXH ???? 5 9 4 1 4 122211222221838204886330062847V A Y B CV B Y A CV CHV CHM F l N mM F l N mCM M M N mM M M N m? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?處 合 成 彎 矩 考慮啟動，停機的影響，扭矩為脈動循環(huán) 3/ 5 3 7 4 4 / ( 0 . 1 3 2 ) 1 9 . 3 1 7c a c a aM w M P? ? ? ? ? 強度校核 45 號鋼調(diào)質(zhì)處理，由 ? ? MPaca 601 ?? ??? 彎扭合成強度滿足要求。 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（采用油潤滑），還有二級齒輪的寬度，定該段長度為 130mm，由于考慮到軸的質(zhì)量問題，該軸做成階梯軸。 該段軸肩選定長度 10mm。 5%范圍內(nèi)可用。 4， 齒輪的幾何尺寸設(shè)計計算 1)計算模數(shù) mmzdm .6511 ???，按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù) m= 2)兩輪分度圓直徑 d1= 30=75mm d2=mz2= 80=200mm 3)中心距 mmzzma )8030( )( 21 ?????? 4)齒寬 b=φ dd1= 75=75mm ， b2=b1+（ 5— 10） mm 取 b1=70mm， b2=65mm 5） 齒全高 h== = 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計與建模 23 各軸 及齒輪 的建模 低速軸的建模 設(shè)計思路：確定軸各端的長度與直徑，繪制出草圖，利用回轉(zhuǎn)功能生成低速軸模型。 圖 312 低速軸的效果圖 中間軸的建模 設(shè)計思路與低速軸類似， 草繪中間軸尺寸： 圖 313 中間軸的草繪圖 利用回轉(zhuǎn)命令，回轉(zhuǎn)出中間軸特征： 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計與建模 25 圖 314 中間軸的旋轉(zhuǎn)示意圖 創(chuàng)建鍵槽特征： 圖 315 中間軸鍵槽創(chuàng)建圖 高速軸的建模 設(shè)計思路：利用 UG 軟件，通過曲線操作生成齒形輪廓，通過拉伸等建模工具，生成齒輪軸。再連接漸開線曲線與齒根圓的交點和基圓的象限點。再選擇通過一直線鏡像命令，選擇現(xiàn)有的直線（剛旋轉(zhuǎn)所得的），點擊復(fù)制按鈕。最后對圓柱體與輪齒進行求和處理，使之成為一個整體 。利用表達式、規(guī)律曲線、拉伸、圓柱體等命令生成大齒輪的基本形狀。在圓柱形腔體對話框內(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。 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計與建模 28 圖 320 齒輪創(chuàng)建過程圖 利用設(shè)計特征中的孔命令，以齒輪軸線位置為軸線加工一個直徑為 80 的通孔。如圖所示： 圖 321 腹板孔的創(chuàng)建 最后 以 XCYC、 XCZC、 TCZC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 XCZC 為基準(zhǔn)接受默認(rèn)邊，以 XCYC 為水平參考，創(chuàng)建長為 12mm 寬為 78mm深度為 35mm 的矩形腔，以加工出輪轂上的鍵槽，并對齒輪進行圓倒角、斜倒角處理，如圖所示： 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計與建模 29 圖 322 齒輪效果圖 其他齒輪零件的建模 中間軸小齒輪的直徑小，設(shè)計成整體式。 其材料為HT2100。 完成草繪命令，并對草繪圖進行拉伸處理，拉伸高度為 20mm。完成草圖后對其進行拉伸處理，拉伸高度為 30mm。在這一新的基準(zhǔn)平面上草繪出距箱蓋輪廓 10mm 的箱蓋內(nèi)壁輪廓。以及在草繪環(huán)境下完成箱蓋吊耳輪廓的繪制，并拉伸、求和處理。 底板的產(chǎn) 長為 520mm 寬為 232mm，與箱蓋相同。高速軸、中間軸、低速軸端蓋的外徑尺寸分別為 87mm、 118mm、 118mm。 地腳螺栓直徑： df=+12=， M18，螺栓數(shù)目為 6。可以在產(chǎn)品的設(shè)計階段直接檢查機械系統(tǒng)中各個零部件在空間的裝配和干涉情況，最終實現(xiàn)。使用UG軟件對減速器進行仿真能夠模擬真 實環(huán)境中的工作狀況。主要包括螺栓、軸承、套筒、平鍵、螺母等。然后再對其進行拉伸處理。以及以上端面為基準(zhǔn)繪制窺視孔的草圖，進行拉伸 求差處理。 圖 43 箱蓋內(nèi)腔加工圖示 4，以 XY為基準(zhǔn)平面，繪制軸孔的輪廓。再選擇箱蓋兩側(cè)為基準(zhǔn)，繪制軸承凸臺的草圖，拉伸后與箱體進行求和處理。完成后對 其進行拉伸，拉伸寬的為 212mm，得到箱蓋的整體輪廓。 計算箱體的各部分尺寸參考已有計算數(shù)據(jù)可列： 箱座壁厚： δ 1=+3= （ 117+） +3= 15mm 箱蓋壁厚： δ 2=+1= （ 117+） +1=6 取 12mm 箱座凸緣厚： b1= 1= 10=15mm 箱蓋凸緣厚： b2= 2= 8=12mm 箱體深度： Hd≥ ra+30=130mm分箱面凸緣圓角半徑： R3=10mm 平凸緣底座厚： b2= = 10=25mm 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑： d1== 箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑： d2=— 軸承端蓋螺栓螺釘直徑： d3=— 窺視孔蓋螺釘直徑： d4=— 定位銷直徑： d=（ — ） mm d1=（ — ） mm 沉頭座锪平深度： Δ =2mm 箱蓋座肋厚： ，箱座肋厚： 軸承旁凸臺半徑： R≈ C2=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+(5— 8)=30mm 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離： Δ 1=12mm齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 Δ 2=10mm 箱座壁厚 δ =+3≥ 8mm a為二級圓柱齒輪減速器的低速級中心距 a=， δ ==8 滿足要求，取壁厚 δ =10mm； 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 齒輪減速器箱體的設(shè)計與建模 31 表 41 各尺寸分布表 凸緣 底座 螺栓至外機壁距： C1mil=13mm 26mm 到凸緣邊距離 C2mil=11mm 24mm 沉頭座