【正文】 謝謝你們，我畢業(yè)設(shè)計(jì)道路上的兄弟們。但是，由于個(gè)人能力原因，在設(shè)計(jì)過程中還存在一定的缺，如零部件的有限元分析還可以進(jìn)一步的深入和細(xì)化，零件的設(shè)計(jì)和選型還可以在雙速變速箱的試用階段進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化等。打開三維模型“電磁離合器軸”，按照設(shè)計(jì)計(jì)算選擇應(yīng)用材料：TC6，： 材料TC6性能參數(shù)在功能選項(xiàng)框中選擇夾具顧問，出現(xiàn)如下對話框，固定軸的一個(gè)鍵槽，： 約束添加然后點(diǎn)擊確定按鈕，選擇功能選項(xiàng)框中的外部載荷顧問，添加載荷，由于軸所受的齒輪所形成的轉(zhuǎn)矩，在另一個(gè)鍵槽處添加周向力600N。在以上設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)上，利用solidworks2012三維設(shè)計(jì)軟件對各個(gè)零部件進(jìn)行了三維建模、質(zhì)量計(jì)算以及運(yùn)動(dòng)仿真。此時(shí)，兩端都確定了一個(gè)最小圓，在此基礎(chǔ)上做一個(gè)外圓，把兩端確定的最小圓包含在內(nèi)，即為雙速變速箱的內(nèi)圓直徑，： 齒輪箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 箱體 箱體底蓋 箱體內(nèi)圓直徑為184mm；壁厚3mm；箱體長度94mm；齒輪分度圓離箱體內(nèi)壁的最近距離為5mm；箱體與箱體底蓋之間用螺釘進(jìn)行連接M4x6；在箱體的頂部按照兩長軸的軸線位置設(shè)計(jì)兩個(gè)628/8的軸承槽，以減少因設(shè)計(jì)軸承端蓋的而增加的不必要的質(zhì)量，628/8軸承槽深5mm。同理可以計(jì)算低速運(yùn)動(dòng)軸上選用628/8深溝球軸承也滿足設(shè)計(jì)要求。根據(jù)選型方法，可以進(jìn)行如下選型：額定扭矩：在超越離合器作用時(shí)其額定扭矩為低速運(yùn)動(dòng)軸上的轉(zhuǎn)矩，；由此可以選擇GCA1547型滾柱式單向離合器(無軸承支承)，主要性能參數(shù)如下：型號：GCA1547額定扭矩：44內(nèi)環(huán)超運(yùn)轉(zhuǎn)速度：1100r/min外環(huán)超運(yùn)轉(zhuǎn)速度：2800r/min質(zhì)量：外形尺寸： 超越離合器及其裝配示意圖 滾柱式單向離合器GCA1547型尺寸參數(shù) 單位：mmD(h7)LbtD（H7）b1t1473015軸承（“Bearing”）是在機(jī)械傳動(dòng)過程中起固定和減小載荷摩擦系數(shù)的關(guān)鍵部件，也可以說，當(dāng)其它零部件在軸上彼此產(chǎn)生相對運(yùn)動(dòng)時(shí)，用來降低動(dòng)力傳遞過程中零部件之間的摩擦系數(shù)和保持軸中心位置固定的部件。為了便于加工且保證其加工精度，內(nèi)星輪式被廣泛采用。無滑環(huán)濕式多片電磁離合器選型步驟所需要的靜力矩 運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的最大負(fù)載力矩= 安全系數(shù)=1即所需的靜力矩為=運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)最大負(fù)載力矩X安全系數(shù)：； 所需動(dòng)力矩 （連接時(shí)負(fù)載力矩 + 加速力矩）安全系數(shù) 連接時(shí)負(fù)載力矩=運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)最大負(fù)載力矩加速力矩：在啟動(dòng)時(shí)雙速變速箱的加速度為250mm/s2=。因此低速運(yùn)動(dòng)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下圖所示：同樣可以選擇薄型平鍵GB/T 1567，鍵5310。 3) 軸段4和軸段3之間的軸肩為齒輪和軸承的安裝起定位作用相應(yīng)的直徑可取為10mm和12mm。帶入計(jì)算考慮到由鍵槽軸徑應(yīng)當(dāng)增大3%~5%，則：d+(~)=~，取=5mm。由齒輪Z5設(shè)計(jì)成的齒輪軸的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示：由于齒輪Z5的齒數(shù)為1517，為了保證各齒輪的形狀能夠按照設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行加工，不發(fā)生根切現(xiàn)象，采用仿形法進(jìn)行加工。現(xiàn)拿齒輪ZZZ5來舉例說明齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。平均硬度； HBW在72350HWB之間，屬于軟齒面?zhèn)鲃?dòng)，傳動(dòng)精度選用8級。按照上述計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有電動(dòng)機(jī)中，滿足上述條件電動(dòng)機(jī)比較笨重，不能夠起到很好的減重作用，這樣就與雙速變速箱的設(shè)計(jì)背道而馳，故與廠商協(xié)定選用特制電動(dòng)機(jī)（按照設(shè)計(jì)需求，在電動(dòng)機(jī)廠原用的型號上進(jìn)行改造的電動(dòng)機(jī)）。51第3章 零部件的設(shè)計(jì)及質(zhì)量計(jì)算第3章 零部件的設(shè)計(jì)及質(zhì)量計(jì)算由于工作場合為真空，為了避免電機(jī)的真空放電可以選擇直流永磁無刷電機(jī)。位置鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)絲杠受力Fc為單根絲杠在運(yùn)載裝置啟動(dòng)時(shí)承受的最大慣性力，且Fc=KW?M?Amax/3=270（211）其中：KW為工況系數(shù)，M為延伸段質(zhì)量，取70kgAmax為運(yùn)載裝置啟動(dòng)時(shí)的最大加速度， 高速段絲杠受力 Fh為單根絲杠在高速段外伸時(shí)承受的力Fh=KO?KS?F/3=150%200%100（212）KO為超載系數(shù)，取150%KS為載荷不均勻系數(shù)，取200%F為要求負(fù)載，取100kg鎖片推壓力 Ft為單根絲杠低速段外伸時(shí)的推壓力Ft=KTO?FTA/3=300%500/3=500N （213）FTA為總的推壓力，取500NKTO為低速段運(yùn)動(dòng)結(jié)束時(shí)的超載系數(shù)，取300%低速段絲杠最大受力 FL為單根絲杠低速段外伸時(shí)的最大力，由低速段外伸受力和鎖片推壓力兩部分構(gòu)成：FL=Fh+Ft=1000+500=1500N （214）：電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)由圓柱齒輪Z1通過1路（Z1—Z4—C1—Z5—Z6）傳遞給齒輪Z6實(shí)現(xiàn)輸出軸的高速運(yùn)動(dòng)，其中C1為電磁離合器；通過2路（Z1—Z2—C2—Z3—Z6）傳遞給齒輪Z6實(shí)現(xiàn)輸出軸的低速運(yùn)動(dòng)，C2為超越離合器。要求設(shè)計(jì)一雙速變速箱滿足以上條件，又該雙速變速箱的工作時(shí)間特別短，且處于真空工作狀態(tài)，經(jīng)計(jì)劃協(xié)商可以在設(shè)計(jì)零件上取應(yīng)力極限狀態(tài)，以最大程度的減重。而國外減速器的設(shè)計(jì)在承載能力方面有著大幅度的提高，在模塊化設(shè)計(jì)方面有著新的發(fā)現(xiàn)，降噪措施也有進(jìn)一步的改進(jìn)，產(chǎn)品密封和外觀設(shè)計(jì)也比國內(nèi)出眾很多，此外國際機(jī)構(gòu)也在著手開始制訂減速機(jī)的技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)。拉瓦索爾經(jīng)過研制首次在本哈特第1章 緒論雙速變速箱的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文第1章 緒 論機(jī)械工業(yè)是現(xiàn)代化過程的主要推動(dòng)力量，在國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展過程中起著不可或缺的作用，它為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)各個(gè)部門提供技術(shù)裝備和先進(jìn)的技術(shù)服務(wù)。拉瓦索爾牌汽車上裝了變速器，使汽車變速箱走進(jìn)了人們的生活。在此方面的代表減速機(jī)有德國sewR、S、K、F系列減速機(jī)，西門子弗蘭德減速機(jī)和韓國的DKW減速機(jī)。畢業(yè)設(shè)計(jì)是圍繞新型變速裝置—雙速變速箱的設(shè)計(jì)而展開的，所涉及的的主要內(nèi)容是雙速變速箱的方案設(shè)計(jì)和總體裝配。當(dāng)C1電磁離合器閉合時(shí)，經(jīng)傳遞路線1傳遞到Z6轉(zhuǎn)速高于經(jīng)路線2傳遞的轉(zhuǎn)速，超越離合器C2處于分開狀態(tài)（即不傳遞運(yùn)動(dòng)），此時(shí)Z6處于高速狀態(tài)；當(dāng)C1電磁離合器分開時(shí)，電動(dòng)機(jī)M1的轉(zhuǎn)速只能夠通過路線2傳遞給齒輪Z6，此時(shí)Z6處于低速狀態(tài)。直流永磁無刷電機(jī)是由一塊或多塊永磁體建立磁場的直流電動(dòng)機(jī)，其性能與恒定勵(lì)磁電流的他勵(lì)直流電動(dòng)機(jī)相似，可以由改變電樞電壓來方便調(diào)速。電動(dòng)機(jī)型號為：80WS246003200供電電壓：24V直流額定轉(zhuǎn)速：3000r/min（30003200r/min根據(jù)電壓可調(diào)）額定功率：600W（。圓柱齒輪的設(shè)計(jì)過程一般是相同的，針對雙速變速箱中出現(xiàn)的多對齒輪的設(shè)計(jì)，現(xiàn)不妨以高速級圓柱齒輪的設(shè)計(jì)為例，設(shè)計(jì)雙速變速箱中涉及到的齒輪。由于齒輪Z2的齒根圓直徑： （335）又相應(yīng)的軸的直徑為10mm，則肯定滿足齒根圓到鍵槽底面的徑向距離e。有銑削法和拉削法兩種方法，本設(shè)計(jì)的齒輪采用銑削法進(jìn)行加工，即刀具在其軸剖面內(nèi)，刀刃的形狀和被切齒槽的形狀相同。高速運(yùn)動(dòng)軸的初步結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及構(gòu)想如下圖所示：1. 軸承的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 軸不長故軸承采用兩端固定方式。 4) 軸段5的兩端為伸出端、可相應(yīng)的取長度為3mm（包含退刀槽）。 齒輪軸結(jié)構(gòu)尺寸 離合器的選擇電磁離合器靠線圈的通斷電來控制離合器的接合與分離。加速時(shí)質(zhì)量按照20kg計(jì)算，可以確定加速力矩為： ()綜上。按星輪工作面的形狀不同，又可分為平面型、對數(shù)螺旋面型和偏心圓柱面型等三種。軸承是當(dāng)代機(jī)械設(shè)備中一種舉足輕重的零部件，它的主要功用是支撐機(jī)械旋轉(zhuǎn)體，用以降低設(shè)備在傳動(dòng)過程中的機(jī)械載荷摩擦系數(shù)。、潤滑、密封及附件雙速變速箱的箱體是變速箱其他組建的安裝基體，是雙速變速箱與其他傳動(dòng)機(jī)構(gòu)相連接的重要組成部分，是雙速變速箱中結(jié)構(gòu)和受力最復(fù)雜的零件。在箱體底蓋上開設(shè)兩個(gè)軸承端蓋的圓孔，以備安裝軸承端蓋（假設(shè)在箱體底座上也設(shè)計(jì)兩個(gè)軸承槽，那么在安裝時(shí)箱體內(nèi)部完全處于不可見狀態(tài)，而軸承和軸承槽的大小一樣，這樣一來箱體底蓋將無法安裝到箱體上）。第4章 有限元分析第4章 有限元分析。 載荷添加節(jié)點(diǎn)數(shù) = 18740 單元數(shù) = 9974 自由度數(shù)= 64973 網(wǎng)格劃分 靜態(tài)位移圖 在solidworks2012中進(jìn)行上述操作后可得到相應(yīng)的分析結(jié)果，包括：靜態(tài)節(jié)應(yīng)力、靜態(tài)位移、靜態(tài)應(yīng)變和變形位移。這些方面都有待于進(jìn)一步的改進(jìn)，是以后的設(shè)計(jì)過程中需要努力的重要方向。最后還要感謝一起做畢設(shè)的各位老師、同學(xué)們以及我們的導(dǎo)員，謝謝各位老師四年來對我的培養(yǎng)，讓我從一個(gè)懵懂小孩到現(xiàn)在掌握扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)，成為一個(gè)合格的畢業(yè)生；謝謝同學(xué)們四年來的陪伴與幫助，尤其是最后的設(shè)計(jì)階段的幫助，讓我節(jié)省了很多時(shí)間；感謝我們的導(dǎo)員，是您四年來對我的指導(dǎo)與教誨讓我成長為一名優(yōu)秀的畢業(yè)生。再次要感謝我的室友們，與你們的嬉笑怒罵緩解了我因畢設(shè)而產(chǎn)生的不悅心情，與你們的平淡交流讓我發(fā)現(xiàn)了我的設(shè)計(jì)中所存在的問題，是你們的陪伴讓我在深夜的加班加點(diǎn)中不感覺到孤單寂寞。通過在solidworks2012環(huán)境中對所設(shè)計(jì)的零部件進(jìn)行了三維建模、整體裝配，仿真運(yùn)動(dòng)，可以更好地檢驗(yàn)零部件之間的裝配關(guān)系是否合理，在運(yùn)動(dòng)時(shí)是否會(huì)發(fā)生干涉現(xiàn)象，確保了運(yùn)動(dòng)的可靠性，同時(shí)還可以對雙速變速箱進(jìn)行質(zhì)量計(jì)算；利用有限元分析軟件，對雙速變速箱的零部件進(jìn)行初步的應(yīng)力分析和校核，既可以檢驗(yàn)零件的可靠性，還可以在現(xiàn)有零件的尺寸基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。軸的校核以電磁離合器軸為例進(jìn)行計(jì)算。在設(shè)計(jì)零部件幾何結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在三維設(shè)計(jì)軟件solidworks2012環(huán)境下進(jìn)行了三維建模和運(yùn)動(dòng)仿真，根據(jù)設(shè)計(jì)過程的材料選擇，對不同的零部件賦予相應(yīng)的材料屬性，利用軟件分析可以得到各零部件的重量如下表所示： 各零部件的質(zhì)量計(jì)算結(jié)果零件名稱數(shù)量材料密度零件體積（立方毫米）單個(gè)零件質(zhì)量（克）總質(zhì)量（克）材料標(biāo)準(zhǔn)齒輪箱1 6061鋁合金 GB/T3190變形鋁及鋁合金化學(xué)成分齒輪箱底蓋16061鋁合金 GB/T3190變形鋁及鋁合金化學(xué)成分軸承628/84普通碳鋼 GB/T182542002高碳鉻軸承鋼 1TC6