【正文】 圖 47 其他零件建模效果圖 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位 論文 減速器的虛擬裝配 35 5 減速器的虛擬裝配 虛擬裝配的概念 虛擬裝配技術(shù)是在虛擬設(shè)計(jì)環(huán)境下，完成對(duì)產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)進(jìn)程控制并進(jìn)行具體模型定義與分析的過(guò)程它可有效支持自頂向下的并行產(chǎn)品設(shè)計(jì)以縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期。對(duì)于筋板部分可以利用編輯菜單中的變換命令，創(chuàng)建矩形矩陣。完成草繪 后，對(duì)其進(jìn)行高度為 312mm 的拉伸處理，并與原箱體結(jié)構(gòu)進(jìn)行布爾求差處理，以形成箱蓋的內(nèi)腔。再進(jìn)入草繪命令，以 XZ 平面為草繪平面，繪制如圖所示的箱蓋外形輪廓。建模過(guò)程與齒輪軸的齒輪部分相似。 確定后利用點(diǎn)到點(diǎn)定位，使圓柱形腔體中心位于齒輪的中心位置。并完成齒根部分的圓倒角處理。完 成半個(gè)齒闊形狀。 1， 繪制草圖 單擊草圖命令，以 xy 面為草繪平面，繪制如圖所示的草繪圖。 該段與相同取 30mm。 7． 軸的初步計(jì)算 3122][ )(10 ??? ? ?TMd ( ) 20764C BCM M l B N m? ? ? ? ? 軸為 40Cr 調(diào)質(zhì) MPab 735?? ，許用彎曲應(yīng)力值 1[ ] 60MPa?? ? 取折 算系數(shù) ??將以上數(shù)值代入軸計(jì)算截面（ c 截面）得 d=50mm 軸的最小直徑 :d1= 25mm 按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器輸入軸的軸端直徑， ( 0 . 8 ~ 1 . 2 ) ( 0 . 8 ~ 1 . 2 ) 2 2 . 5 2 1 7 . 8 ~ 2 7emd d m m? ? ? ?（ dm機(jī)軸端直徑 ) 參考聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑，取減速器高速軸的軸端直徑 d 減 =25mm 根據(jù)軸上零件的布置，安裝和定位的需要，初定各軸段的直徑及長(zhǎng)度其中軸頸，軸頭結(jié)構(gòu)尺寸與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來(lái)統(tǒng)籌考慮。 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長(zhǎng)度： I段軸承安裝軸承和擋油環(huán)，軸承 6211 寬度 B=17，該段長(zhǎng)度選為 40mm。 II段軸考慮到齒輪齒寬的影響，所以長(zhǎng)度為 73mm。 m Ⅱ軸 ： TⅡ = TⅠ Xi1Xη 12== 4，對(duì)于二級(jí)展開(kāi)式齒輪減速器而言，高速級(jí)和低速級(jí)的大齒輪直徑應(yīng)盡量相等，以利于浸油潤(rùn)滑。一級(jí)直齒輪傳動(dòng)比 i2=3— 5，則總傳動(dòng)比的推薦范圍： i= i1Xi2=6— 20，則 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍： Nd=ixNw=(6— 16)x155=930— 2480 r/min 經(jīng)查表，再綜合考慮 電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比 ， 則轉(zhuǎn)速為 960r/min 的 Y132M16型電動(dòng)機(jī) 比較適合 。 一般選擇 Y型三相異步電動(dòng)機(jī)。放在高速級(jí)時(shí)蝸輪材料應(yīng)選用錫青銅，否則可選用鋁青銅； 4，開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑條件差，磨損嚴(yán)重，應(yīng)布置在低速級(jí)； 5，錐齒輪、斜齒輪宜放在高速級(jí)。了解 UG軟件的功能和使用方法，為以后的工作學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。為了便于拆下機(jī)蓋，在機(jī)蓋地凸緣上設(shè)置一個(gè)起蓋螺栓。 （ 2)通氣器：為防止由于機(jī)體密封而引起的機(jī)體內(nèi)氣壓增大，導(dǎo)致潤(rùn)滑油從縫隙及濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 緒論 7 密封處向外滲漏，使密封失靈。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿 軸心 線水平剖分式。箱座中油池的潤(rùn)滑油，被旋轉(zhuǎn)的齒輪 濺起飛濺到箱蓋的內(nèi)壁上，沿內(nèi)壁流到分箱面坡口后，通過(guò)導(dǎo)油槽流入軸承。 減速器的主要組成 減速器主要由傳動(dòng)零件 (齒輪或 蝸桿 )、軸、軸承、箱體及其附件所組成。 減速器的分類(lèi) 減速器按用途可以分為通用加速器和專(zhuān)用減速器兩大類(lèi)。由于特征全部用參數(shù)化定義，因此對(duì)形狀、尺寸、公差、表面粗糙度等均可隨時(shí)修改和更行，最終達(dá)到修改設(shè)計(jì)的目的。 AutoCAD 有完善的二維工程圖設(shè)計(jì)功能及對(duì)系統(tǒng)要求低等特點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。 UG 簡(jiǎn)介 Unigraphics（簡(jiǎn)稱(chēng) UG）是 UGS 公司推出的全面產(chǎn)品解決方案中產(chǎn)品開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的旗艦產(chǎn)品。它將人工智 能的理論和技術(shù)與 CAD 相結(jié)合，使計(jì)算機(jī)具有支持人類(lèi)專(zhuān)家的設(shè)計(jì)思維、推理決策及模擬人的思維方法與智能行為的能力，從而把設(shè)計(jì)自動(dòng)化推向更好的層次。 3,CAD 系統(tǒng)應(yīng)滿足靈活的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：設(shè)計(jì)人員可在虛擬現(xiàn)實(shí)中創(chuàng)造新的產(chǎn)品模型。 1)在用 CAD 系統(tǒng)進(jìn)行新產(chǎn)品成品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，只需對(duì)其中極少部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造．即可得到全新的產(chǎn)品。它具有工程機(jī)設(shè)計(jì)分析計(jì)算、幾何建模、仿真與試驗(yàn)、繪制圖形、工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理、生成設(shè)計(jì)文件等功能。UG software 。濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 摘要 摘要 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，三維模型虛擬設(shè)計(jì)以及裝配技術(shù)已成為機(jī)械設(shè)計(jì)領(lǐng)域發(fā)展的必然趨勢(shì)。virtual assembly 。 經(jīng)過(guò)四十多年的努力 ,CAD 技術(shù)的廣泛應(yīng)用已經(jīng)引起了一場(chǎng)工程設(shè)計(jì)領(lǐng)域中的技術(shù)革命 ,特別是近二十年 來(lái) ,由于計(jì)算機(jī)硬件性能的不斷提高 ,CAD 技術(shù)有了大規(guī)模的發(fā)展 ,目前 CAD 技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用于許多行業(yè) ,如機(jī)械 ,汽車(chē) ,飛機(jī) ,船舶 ,電子 ,輕工 ,建筑 ,化工 ,紡織及服 等 ,機(jī)械 CAD 在整個(gè)工程 CAD 中占有比較重要的地位。 2)對(duì)于類(lèi)似零件，當(dāng)采用特征建模法完成新零件設(shè)計(jì)后，并當(dāng)類(lèi)似的零件變型不斷出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)自動(dòng)將零件功能特征模型轉(zhuǎn)為典型零件模型。并檢查設(shè)計(jì)效果 ，可以及早看到新產(chǎn)品的外形，以便從多方面觀察和評(píng)審所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品 。這種智能性具體表現(xiàn)為：（ 1）智能地支持設(shè)計(jì)人員，而且是人機(jī)接口也是智能的。它以航空航天與汽車(chē)工業(yè)的專(zhuān)業(yè)經(jīng)驗(yàn)為依托，現(xiàn)已發(fā)展成為世界一流的集成化機(jī)械 CAD/CAE/CAM 軟件。目前在工程實(shí)踐中，二維工程濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 緒論 4 圖作為重要的技術(shù)文檔時(shí)必不可少的。參數(shù)化方法使設(shè)計(jì)者在構(gòu)造幾何模型時(shí)可以集中于概念設(shè)計(jì)和整體設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮創(chuàng)造性，提高設(shè)計(jì)效率。其中常見(jiàn)的減速器一般包括： （ 1）一級(jí)圓柱齒輪減速器：傳動(dòng)、比一般小于 5，使用直齒、斜齒或人字齒齒輪，傳遞功率可達(dá)數(shù)萬(wàn)千瓦，效率較高。其基本結(jié)構(gòu) 有三大部分： 1， 齒輪、軸及軸承組 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 緒論 6 小齒輪 與軸制成一體，稱(chēng) 齒輪軸 ，這種結(jié)構(gòu)用于齒輪直徑與軸的直徑相關(guān)不大的情況下，如果軸的直徑為 d，齒輪齒根圓的直徑為 df，則當(dāng) dfd≤6 ～ 7mn 時(shí)，應(yīng)采用這種結(jié)構(gòu)。當(dāng)浸油齒輪 圓周速度 υ≤2m/s 時(shí)，應(yīng)采用 潤(rùn)滑脂 潤(rùn)滑 軸承，為避免可能濺起的稀油沖掉潤(rùn)滑脂，可采用擋油環(huán)將其分開(kāi)。上箱蓋和下箱體用螺栓聯(lián)接成一體。 （ 3)放油孔及放油螺塞：為了能在換油時(shí)將油池中的污油排出，清理油池，應(yīng)在機(jī)座底部油池最低處開(kāi)設(shè)放油孔。 本設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 本設(shè)計(jì)主要是對(duì)二級(jí)齒輪減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)。 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 減速器傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 8 2 減速器傳動(dòng)方案 的設(shè)計(jì) 傳動(dòng)裝置在整臺(tái)機(jī)器的質(zhì)量和成本中占有很大的比例，機(jī)器的 工作性能和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用也在很大的程度上取決于轉(zhuǎn)動(dòng)裝置的優(yōu)劣。 二級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比一般為 840，使用斜齒、直齒或人字齒。 2，電動(dòng)機(jī)的額定功率 電動(dòng)機(jī)功率的選擇直接影響到電動(dòng)機(jī)的工作性能和經(jīng)濟(jì)性能的好壞 。 其主要參數(shù)為 額定功率： 4KW，滿載轉(zhuǎn)速 960r/min，額定轉(zhuǎn)矩 。一般推薦高速級(jí)傳動(dòng)比為 i1=（ — ） Xi2。 m 工作機(jī)軸： TⅢ = TⅡ Xη 2Xη 4== N III 段為定位軸肩，長(zhǎng)度略小 11mm。 II段 軸考慮到齒輪齒寬的影響，所以長(zhǎng)度為 45mm。 軸頸 （軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑可選?。?2 45 、 50、 36。 圖 38 高速軸的工程圖 齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì) 1， 選擇 45 鋼調(diào)質(zhì)淬火回火處理，齒面硬度分別為 220HBS， 280HBS，屬軟齒閉式傳動(dòng)，載荷平穩(wěn)齒輪速度不高，初選 7級(jí)精度，小齒輪齒數(shù) z1=30大齒輪齒數(shù) z2=i1Xz1=80，按軟齒面齒輪非對(duì)稱(chēng)安裝取齒寬系數(shù) φ d=1，實(shí)際傳動(dòng)比 i’12=，誤差 i’12i12/ i’12=≤177。 圖 39 低速軸的草繪圖 2， 完成草繪后，利用回轉(zhuǎn)命令 以 y軸為旋轉(zhuǎn)軸，完成旋轉(zhuǎn)體。利用編輯菜單中的移動(dòng)對(duì)象命令繪制一條以原點(diǎn)為端點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)角度為 5 的線段，作為軸線。 5，創(chuàng)建凸臺(tái)特征，建造齒輪軸模型。然后再利用設(shè)計(jì)特征中的凸臺(tái)命令，繪制出一個(gè)直徑 80mm，高度 25mm 的圓柱形凸臺(tái)。建模后的實(shí)體效果如圖所示： 圖 323 中間軸小齒輪效果圖濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 齒輪減速器箱體的設(shè)計(jì)與建模 30 4 齒輪減速器箱體的 設(shè)計(jì)與建模 減速器參數(shù)設(shè)計(jì) 箱體結(jié)構(gòu)對(duì)減速器的工作性能、加工工藝、材料消耗、質(zhì)量及成本等有很大影響。完成后對(duì) 其進(jìn)行拉伸，拉伸寬的為 212mm，得到箱蓋的整體輪廓。 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。然后再對(duì)其進(jìn)行拉伸處理。使用UG軟件對(duì)減速器進(jìn)行仿真能夠模擬真 實(shí)環(huán)境中的工作狀況。 地腳螺栓直徑： df=+12=， M18，螺栓數(shù)目為 6。 底板的產(chǎn) 長(zhǎng)為 520mm 寬為 232mm，與箱蓋相同。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。 完成草繪命令，并對(duì)草繪圖進(jìn)行拉伸處理，拉伸高度為 20mm。如圖所示： 圖 321 腹板孔的創(chuàng)建 最后 以 XCYC、 XCZC、 TCZC平面類(lèi)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(zhǎng)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(duì)齒輪進(jìn)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(jì)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(jì)成整體式。在圓柱形腔體對(duì)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。最后對(duì)圓柱體與輪齒進(jìn)行求和處理，使之成為一個(gè)整體 。再連接漸開(kāi)線曲線與齒根圓的交點(diǎn)和基圓的象限點(diǎn)。 4， 齒輪的幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 1)計(jì)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(jì)與建模 23 各軸 及齒輪 的建模 低速軸的建模 設(shè)計(jì)思路：確定軸各端的長(zhǎng)度與直徑，繪制出草圖，利用回轉(zhuǎn)功能生成低速軸模型。 該段軸肩選定長(zhǎng)度 10mm。 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(jì)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(dòng)，停機(jī)的影響，扭矩為脈動(dòng)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(qiáng)度校核 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，由 ? ? MPaca 601 ?? ??? 彎扭合成強(qiáng)度滿足要求。 安裝齒輪處軸段長(zhǎng)度：軸段長(zhǎng)度 =輪轂長(zhǎng)度 — 2mm 軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑： 5 6 7 60、 55。 根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段長(zhǎng)度 整個(gè)低速軸長(zhǎng)度為 340mm