【正文】 時(shí)，通常只校核軸行承受最大玩具和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面D）的強(qiáng)度，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》或155及以上的數(shù)值，抗彎截面系數(shù)： (360)軸的計(jì)算應(yīng)力： (361) 前已選定軸的材料為45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，經(jīng)查，因此，故安全。如圖33。軸段CⅣ 的長(zhǎng)度要比齒輪的寬度短23mm，故取105mm。軸段ⅡⅢ要放軸承端蓋（端蓋總寬度為28mm）。2) 軸段ⅢC和ⅥE均放置滾動(dòng)軸承，所以耗子精魚滾動(dòng)軸承內(nèi)圈直徑一樣為90mm。 由于軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力作用，故選圓錐滾子軸承。查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，取標(biāo)準(zhǔn)直徑80mm。選擇軸的材料為45鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)處理。故兩個(gè)軸均可作為輸入和輸出，計(jì)算時(shí)令通軸作為輸入軸（即軸2），軸1作為輸出軸。對(duì)于閉式傳動(dòng)，一般按照齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)；對(duì)于開式傳動(dòng)，按照齒根彎曲輕度設(shè)計(jì)，用適當(dāng)降低許用應(yīng)力或者增大模數(shù)來(lái)增加齒厚，以便增加磨損的儲(chǔ)備量。因此，對(duì)齒輪材料性能的基本要求為：齒面要硬，齒芯要韌。（UG/MF Part Adviser）該模塊是一個(gè)易用的、全塑流的注塑模分析系統(tǒng)，它集成在UG中，具有前處理、解算和后處理能力，并提供了在線求解器和完整的材料數(shù)據(jù)庫(kù)。UG/FEA為概念設(shè)計(jì)提供了廣泛的求解類型，包括線性靜力、標(biāo)準(zhǔn)模態(tài)、穩(wěn)態(tài)熱傳遞和線性屈曲分析，同時(shí)還支持裝配部件，包括間隙單元的分析。用于有限元分析的UG/Scenario for FEA提供了將幾何模型轉(zhuǎn)換為有限元模型以及圖形化評(píng)估分析結(jié)果的能力。 UG軟件CAE模塊UG將世界上最成功的CAE應(yīng)用技術(shù)融匯到自己的系統(tǒng)中來(lái)，形成了功能強(qiáng)大的分析模塊。／WaveUG Wave提供了一個(gè)參數(shù)化產(chǎn)品開發(fā)平臺(tái)，它將概念設(shè)計(jì)與詳細(xì)設(shè)計(jì)貫穿到整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程。它提供的各種工具可對(duì)整個(gè)產(chǎn)品、指定的子系統(tǒng)或零件進(jìn)行裝配分析和質(zhì)量管理。零部件劉靈活地配對(duì)和定位，并保持其關(guān)聯(lián)性。／工程制圖(UG／Drafting) 該模塊使設(shè)計(jì)人員可以方便地獲得與三維實(shí)體模型完全相關(guān)的二維工程圖。／用戶自定義特征(UG/UserDefined Features)該模塊用自定義特征的方式建立零件族，易于用戶送行調(diào)用和編輯。它將實(shí)體建模和曲面建模的技術(shù)合并，組成一個(gè)功能強(qiáng)大的建模工具組。各設(shè)計(jì)特征可以用參數(shù)定義，其尺寸大小和位置均可以被編輯。／實(shí)體建模(UG／SO1id Modeling)該模塊將基于約束的特征建模和顯示幾何建模方法無(wú)縫地結(jié)合起來(lái)，提供了強(qiáng)有力的“復(fù)合建?！惫ぞ?，使用戶可以充分利用傳統(tǒng)的實(shí)體、面、線框造型優(yōu)勢(shì)。，為錐齒輪的三維建模、奠定基礎(chǔ)；；；，確定約束及載荷條件，建立物理求解模型進(jìn)行求解。(3)實(shí)現(xiàn)錐齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)以及漸開線齒廓的精確造型，可以將設(shè)計(jì)計(jì)算、三維造型與繪制工程圖的無(wú)縫結(jié)合，同時(shí)為齒輪的有限元分析、機(jī)構(gòu)仿真和數(shù)控加工等工作奠定基礎(chǔ)。其原因是:一方面錐齒輪二維圖形參數(shù)化設(shè)計(jì)能夠滿足傳統(tǒng)的齒輪加工要求，另一方面運(yùn)用低級(jí)CAD軟件對(duì)復(fù)雜的三維實(shí)體很難實(shí)現(xiàn)參數(shù)化虛擬造型設(shè)計(jì)。隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，特別是非線性問(wèn)題的計(jì)算技術(shù)發(fā)展，使成形過(guò)程的模擬分析和優(yōu)化成為可能。例如:在保證飛行安全可靠性的前提下，要求單位質(zhì)量輕、傳遞功率大、齒輪圓周速度高、精度高、工作平穩(wěn)性高。錐齒輪在幾何形狀上非常復(fù)雜，其設(shè)計(jì)和制造方法密切相關(guān)，加工中的切齒調(diào)整方案直接影響著齒輪副的嚙合質(zhì)量。為不同工業(yè)產(chǎn)品參數(shù)化、系列化設(shè)計(jì)提供了參考方法。朱鳳芹在Pro/E環(huán)境下實(shí)現(xiàn)了直齒圓柱齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)，只要改變相關(guān)參數(shù)就可以得到不同參數(shù)的齒輪，達(dá)到縮短齒輪設(shè)計(jì)周期、減少重復(fù)工作的目的。目前，以三維實(shí)體造型為基礎(chǔ)的CAD在我國(guó)方興未艾，國(guó)際著名的CAD軟件商紛紛登陸中國(guó)市場(chǎng)，國(guó)內(nèi)許多大學(xué)、科研院所也著力于各種CAD平臺(tái)的二次開發(fā)以及自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CAD軟件開發(fā)，各種三維CAD軟件不斷出現(xiàn)。運(yùn)用AutoCAD進(jìn)行二維設(shè)計(jì)存在著工作量大、不直觀、容易出錯(cuò)、難于修改的缺點(diǎn)。少數(shù)單位也開發(fā)了較為完整的齒輪設(shè)計(jì)軟件，雖然比較適于生產(chǎn)實(shí)際的需要，價(jià)格卻很高。有的企業(yè)在購(gòu)置普遍生產(chǎn)設(shè)備方面很慷慨，但在購(gòu)置計(jì)算機(jī)硬件以及軟件方面卻顯得“小家子氣”。近年來(lái)，優(yōu)化設(shè)計(jì)和CAD應(yīng)用在國(guó)外發(fā)展很快。只有建立在一定表達(dá)方式基礎(chǔ)上的產(chǎn)品模型，才能有效地為各應(yīng)用系統(tǒng)所接受和處理，作為完整表達(dá)產(chǎn)品信息的產(chǎn)品信息模型。不是完整的零件。 參數(shù)化與特征建模理論及其齒輪CAD系統(tǒng)的發(fā)展概況 建模技術(shù)是CAD的核心技術(shù)，參數(shù)化造型技術(shù)和特征造型技術(shù)是新一代繼承化CAD系統(tǒng)應(yīng)用研究的熱點(diǎn)理論，也是錐齒輪參數(shù)化造型的基礎(chǔ)理論依據(jù)，對(duì)齒輪建模和系統(tǒng)設(shè)計(jì)起著指導(dǎo)性作用。由于齒輪在工業(yè)發(fā)展中的突出地位，致使齒輪被認(rèn)為是工業(yè)化的象征。 齒輪傳動(dòng)發(fā)展史齒輪傳動(dòng)是近代機(jī)器中最常見的一種機(jī)械傳動(dòng)方式，形式很多，應(yīng)用廣泛，是傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的主要部件，是機(jī)械產(chǎn)品中一類重要的零部件。另外，齒輪類零件的繪圖工作(包括幾何繪圖、標(biāo)注、參數(shù)表填寫等內(nèi)容)也是一項(xiàng)繁雜而費(fèi)時(shí)的工作。齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)的重要裝置，具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大和效率高等優(yōu)點(diǎn)，己廣泛地應(yīng)用于汽車、船舶、機(jī)床、礦山冶金等領(lǐng)域，它幾乎適用于一切功率和轉(zhuǎn)速范圍。計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域的日益廣泛的應(yīng)用，使上述要求實(shí)現(xiàn)成為可能。這一切都要求工程師在設(shè)計(jì)階段就能精確地預(yù)測(cè)出產(chǎn)品和設(shè)備的技術(shù)性能，需要對(duì)結(jié)構(gòu)的靜、動(dòng)力強(qiáng)度以及環(huán)境溫度等技術(shù)參數(shù)進(jìn)行分析計(jì)算。錐齒輪廣泛應(yīng)用于機(jī)械產(chǎn)品之中，如汽車、機(jī)床、航空和工程機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的齒輪設(shè)計(jì)過(guò)程繁冗，效率低，采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)一組較為合理的齒輪副要反復(fù)修正參數(shù)、多次校核計(jì)算，花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間才能實(shí)現(xiàn)。因此，借助UG的CAD技術(shù)實(shí)現(xiàn)其繪圖過(guò)程的參數(shù)化和自動(dòng)化，對(duì)于提高設(shè)計(jì)效率和保證設(shè)計(jì)質(zhì)量具有重要意義。齒輪的設(shè)計(jì)與制造水平將直接影響到機(jī)械產(chǎn)品的性能和質(zhì)量。20世紀(jì)以來(lái)，科技人員對(duì)于齒形曲線進(jìn)行了更加深入地研究，加上新的加工方法和技術(shù)手段的出現(xiàn)以及制造工藝和水平不斷提高，齒輪傳動(dòng)獲得更快發(fā)展，先后發(fā)明了圓弧齒形齒輪、雙圓弧齒形曲線齒輪，制造出斜齒、弧齒、蝸桿等多種類型，使得齒輪應(yīng)用范圍更廣、承載能力更大、傳遞精度更高、傳遞速度更快，已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。這表明:特征不是體素，不是某個(gè)或幾個(gè)加工表面。一個(gè)完整的產(chǎn)品模型不僅是產(chǎn)品數(shù)據(jù)的集合，還反映出各類數(shù)據(jù)的表達(dá)方法以及相互之間的關(guān)系。目前，直齒圓柱齒輪方面的基于特征的參數(shù)化設(shè)計(jì)理論己經(jīng)非常成熟，設(shè)計(jì)資料也很豐富。在我國(guó)，一些企業(yè)和研究所在這方面剛剛起步，大多數(shù)工程技術(shù)人員仍然在采用手工繪圖，“甩圖板”的工作仍很艱難。還有一些軟件沒(méi)有充分地注重設(shè)計(jì)者的主觀能動(dòng)性，表現(xiàn)在:一些經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的選取直接采用了系統(tǒng)默認(rèn)值，當(dāng)輸入的唯一初始值時(shí)，只能設(shè)計(jì)出唯一的一個(gè)結(jié)果。(l)齒輪類零件參數(shù)化CAD二維設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀關(guān)于齒輪類零件參數(shù)化二維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者進(jìn)行了研究。(2)齒輪類零件參數(shù)化CAD三維設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀三維造型在可視化設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)分析、加工仿真等方面有著二維設(shè)計(jì)無(wú)法比擬的優(yōu)越性，是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要手段。王穗選用大型軟件I一DEAS作為開發(fā)平臺(tái)，通過(guò)選擇齒輪系各零部件有關(guān)的基本結(jié)構(gòu)形式參數(shù)和主要的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)建立起各零部件及子系統(tǒng)的簡(jiǎn)化模型庫(kù)。利用Pro/PROGRAM模塊通過(guò)提取、控制漸開線齒輪零件的參數(shù)實(shí)現(xiàn)了三維參數(shù)化設(shè)計(jì)，同時(shí)根據(jù)零件系列化的特征，以三維零件模板進(jìn)一步釁了零件族表，解決了齒輪齒廓的精確造型和齒輪零件的系列化設(shè)計(jì)問(wèn)題。應(yīng)用此方法可以在Solidworks環(huán)境下完成齒輪的參數(shù)化三維造型設(shè)計(jì)。錐齒輪傳動(dòng)在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方面與普通機(jī)械中應(yīng)用的齒輪既有相同之處，又有很大差別。以往雖然人們對(duì)錐齒輪的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)也進(jìn)行過(guò)研究，編制過(guò)相應(yīng)的軟件，但由于受當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展水平的限制，軟件的質(zhì)量比較低，使用也不太方便。對(duì)復(fù)雜的三維實(shí)體的參數(shù)化造型尚不多見，特別是錐齒輪這類形狀復(fù)雜、精確齒形的三維實(shí)體參數(shù)化造型設(shè)計(jì)更少。(2)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化避免了設(shè)計(jì)人員手動(dòng)查閱大量的數(shù)據(jù)，也避免了手工取點(diǎn)造型的復(fù)雜過(guò)程，本系統(tǒng)的開發(fā)，可以將手算設(shè)計(jì)的工作人員從繁瑣、低效的工作中解放了出來(lái)。，進(jìn)行對(duì)齒輪和其他零部件的幾何參數(shù)和強(qiáng)度的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算。 UG軟件CAD模塊CAD模塊包括了實(shí)體建模、特征建模、自由形狀建模、裝配建模和制圖等基本模塊。(UG/Features Modeling)該模塊用工程特征定義設(shè)計(jì)信息，并提供了多種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)特征，如孔、槽、型腔、凸臺(tái)、柱體、塊體、錐體、球體、管道體、倒圓角和倒直角等，還可控主實(shí)體建立薄壁件。(UG/Freeform Modeling)該模塊用于建立復(fù)雜的曲面形狀，如機(jī)翼、進(jìn)氣道和其他工業(yè)產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)。另外，用戶還可以通過(guò)修改所定義的曲線、改變參數(shù)值和用數(shù)學(xué)規(guī)律來(lái)編輯修改。當(dāng)用戶自定義特征被加入到設(shè)計(jì)模型后，可用常規(guī)的特征編輯方法對(duì)該模型的參數(shù)進(jìn)行編輯修改。在裝配過(guò)程中，可以進(jìn)行零部件的設(shè)計(jì)和編輯。UG高級(jí)裝配模塊提供了數(shù)據(jù)裝載控制功能，允許用戶對(duì)裝配結(jié)構(gòu)中的部件進(jìn)行過(guò)濾分析，可以管理，以完成—一個(gè)復(fù)雜產(chǎn)品的全數(shù)字化裝配過(guò)程。當(dāng)要對(duì)一個(gè)大型產(chǎn)品的部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改時(shí)，該功能還可以定義區(qū)域和組件集，以便于快速修改。這樣，在后續(xù)的產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中，允許高級(jí)概念設(shè)計(jì)中的變化與整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)改變相關(guān)聯(lián)。這種分析結(jié)果是一個(gè)工程預(yù)測(cè)的過(guò)程，它可以優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短產(chǎn)品上市的時(shí)間。這兩個(gè)產(chǎn)品為在Unigraphics環(huán)境里進(jìn)行建模與分析提供了一個(gè)完整的解決方案。另外，在求解中可以定義與溫度相關(guān)的材料特性。第三章 標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪及軸的相關(guān)計(jì)算設(shè)計(jì)齒輪傳動(dòng)時(shí)，考慮到錐齒輪傳動(dòng)的可能發(fā)生的各種失效形式，如：點(diǎn)蝕、片蝕、膠合、斷損、斷齒和塑性變形，應(yīng)使齒面具有較高的抗磨，抗點(diǎn)蝕，抗膠合及抗塑性變形的能力，而齒根要有較高的抗折斷的能力。：該裝置采用閉式，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》表101選得兩齒輪的材料為45，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火，齒面硬度為250HRC：