【正文】 2）查取彎曲疲勞壽命系數(shù)查取 12FNKK ?? 3）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 (5)求軸上的載荷，確定截面 。 軸按磨削加工，由文獻(xiàn) [1]附圖 34得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?????? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即 1q?? ，則綜合系數(shù)為 k 1 1 .6 9 7 1K 1 1 2 .0 60 .8 6 0 .9 2k 1 1 .6 9 7 1K 1 1 1 .9 70 .9 0 0 .9 2????????????? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 取碳鋼的特性系數(shù) ??????， 計(jì)算安全系數(shù) caS 值 1m1mca 2 2 2 2275S 0K 6 20. 24 0155S 14. 3810. 35 10. 35K1 .97 522SS 0 14. 38S 98 S S S 0 14. 38aa???????????? ? ??? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ?? ? ? ??? ? ? ? ? ??? 故可知安全。31066 ?????????? ? 故合格。 校核小圓柱直齒輪 1處的鍵連接： 該 處 選 用 普 通 平 鍵 尺 寸 為 mmmmmmLhb 50810 ????? ，接觸長度mmbLl 401050 ????? ， ? ，則平鍵連接的強(qiáng)度條件： 3 312 1 0 2 5 5 8 9 0 1 0 1 9 . 9 6 [ ] 1 3 54 4 0 3 5ppT M P a M P ak ld??? ??? ? ? ? ??? 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F NFNH 41521 ? NFNV 15111 ? NFNH 23352 ? NFNV 8502 ? ee 17 故平鍵滿足強(qiáng)度要求。聯(lián)軸器的校核計(jì)算 已知輸入軸 1 55890T N mm??，由 文獻(xiàn) [1]表 141 查得 ? ，由式（ 141）得， 1 558 90 726 57c a AT K T N m m N m m? ? ? ? ? ?，故滿足要求。取 972?z 5初選螺旋角。 ?HNK 。 由表 105 查得 。 ?? ?? ffVA KKKKK ??? = （ 2）根據(jù)縱向重合度 ??? ，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖 1028 查得螺旋角影響系數(shù) ?Y? （ 3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。 13 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。由表 101 選擇小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280 HBS，大齒輪材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為 240 HBS，二者材料硬度差為 40 HBS。 輸入軸聯(lián)軸器選用型號 LX1，公稱轉(zhuǎn)矩為 250000N mm，許用轉(zhuǎn)速 8500 minr ，軸徑為 16mm ， 18mm ， 19mm ， 20mm ， 22mm 24mm ， 故適用 。731066 ??????????? ? 故合格。 滾動(dòng)軸承的選擇及校核計(jì)算 輸入軸滾動(dòng)軸承壽命計(jì)算 初步選擇滾動(dòng)軸承，由文獻(xiàn) [2]表 67 中初步選取 03 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承 30308，其尺寸為： mmmmmmTDd ????? ， e ? ， ? ， 59rC kN? ， 0 63C kN? 。 又由文獻(xiàn) [1]附圖 31可得軸的材料敏感系數(shù)為 , ????。 小直齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 76?d 由文獻(xiàn) [1]表 61 查得平鍵截面mmmmhb 810 ??? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 50l mm? ，同時(shí)為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 67kH ；滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 r6。 電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)已知工作條件計(jì)算： 工作機(jī)所需功率： 1000W FP ?? 圓柱齒輪傳動(dòng)（ 7級精度）的效率 : 1=? 圓錐滾子軸承的傳動(dòng)效率 : 2=? 彈性聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率 : 3=? 傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 : 2 3 2 2 3 21 2 2= = 0. 99 0. 98 0. 99 = 0. 90 4? ? ? ? ?? 工作機(jī)所需輸入端功率 : 6 0 0 0 1 . 3 8 . 6 31 0 0 0 1 0 0 0 0 . 8 3 3d FvP k w? ?? ? ?? 由此初 步確定輸入端可選電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下表 12: 表 12 電動(dòng)機(jī)參數(shù)列表 電動(dòng)機(jī)型號 額定功率（ Kw ） 同步轉(zhuǎn)速（ minr ） 滿載轉(zhuǎn)速（ minr ） Y160M14 11 1500 1460 計(jì)算總傳動(dòng)比及分配各級傳動(dòng)比 此傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比 : 1460 2 3 .5 16 2 .1mwni n? ? ? 所以此二級圓柱齒輪減速器的總傳動(dòng)比： 12 ii?? 工作拉力 ()FKN 工作速度 )/( smv 卷筒直徑 )(mmD 6 400 ee 5 為了便于二級圓柱齒輪減速器采用浸油潤滑，當(dāng)兩級齒輪的配對材料相同，齒面硬度 HBS? 350,齒寬系數(shù)相等時(shí)。 ANSYS 除了采用 GUI（圖形操作界面）以外，還能采用命令流方式完成分析，即進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)編程（ ANSYS Parametric Design Language, APDL）。 一個(gè)完整的 ANSYS 應(yīng)用分析，典型的分析過程分為四個(gè)主要步驟： PEPP7（ General Preprocessor） 創(chuàng)建或讀入有限元模型，建立有限元模型所需輸入的資料，如節(jié)點(diǎn)坐 標(biāo)、單元內(nèi)節(jié)點(diǎn)排列次序等；定義材料屬性；劃分網(wǎng)格。 Pro/E 引入了行為建模功能，可以通過對用戶的設(shè)計(jì)要求和目標(biāo)的分析，自動(dòng)得到最優(yōu)結(jié)果。 2 文中采用軟件簡介 （ 1） Pro/E 軟件的介紹 本設(shè)計(jì)中減速器的實(shí)體模型及運(yùn)動(dòng)仿真分析都是在 Pro/E 三維設(shè)計(jì)軟件中進(jìn)行的。因而有必要對齒輪接觸狀態(tài)的強(qiáng)度性能進(jìn)行合理的評估并校核其結(jié)構(gòu)的可靠性。齒輪是機(jī)械中廣泛應(yīng)用的傳動(dòng)零件之一，形式很多，應(yīng)用廣泛。 參 考 文 獻(xiàn) .................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 幾何模型的網(wǎng)格劃分 .................................. 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 箱座的三維建模圖 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 軸 2 的實(shí)體模型圖 ................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。首先，通過計(jì)算 完成齒輪設(shè)計(jì)、軸設(shè)計(jì)、齒輪及軸強(qiáng)度校核 等 設(shè)計(jì) 計(jì)算 ；然后，利用 Pro/E 軟件對減速器進(jìn)行三維造型設(shè)計(jì)，并對它進(jìn)行模型裝配及運(yùn)動(dòng)仿真分析，使設(shè)計(jì)結(jié)果得到更直觀的體現(xiàn)；最后，利用 ANSYS 軟件對其中一對直齒輪進(jìn)行參數(shù)化建模，利用 APDL 語言在 ANSYS 軟件中自動(dòng)生成齒輪的漸開線，再利用圖形界面操作模式，通過鏡像、旋轉(zhuǎn)等命令，生成兩個(gè)相互嚙合的大小齒輪，并 對它進(jìn)行了非線性應(yīng)力分析， 得出兩個(gè)大小齒輪的接觸應(yīng)力分布云圖 。 Then, threedimensional modeling design for the reducer using Pro/E software, and analyzed the model assembly and motion simulation, the design results reflected more intuitive。 軸承的實(shí)體模型圖 .................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 減速器爆炸圖 ........................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 求解 ................................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械制造中的廣泛應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)減速器的過程，我們可以通過簡單的設(shè)計(jì)計(jì)算，然后利用 Pro/E 軟件對減速器進(jìn)行三維造型、模型裝配，進(jìn)而對它進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，不僅模擬出了它的實(shí)際形狀，而且模擬出了它的實(shí)際運(yùn)動(dòng)過程。由于齒輪傳動(dòng)在機(jī)械行業(yè)乃至整個(gè)國民經(jīng)濟(jì)中的地位和作用，齒輪被公認(rèn)為工業(yè)和工業(yè)化的象征。由于有特殊要求的減速器 其設(shè)計(jì)過程繁瑣、周期長、效率低 ，因而在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中，需要對它進(jìn)行實(shí)體建模，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真及有限元分析。Pro/ENGINEER 技術(shù)可以方便快捷的實(shí)現(xiàn)建立基于零件或子裝配體的三維模型設(shè)計(jì)和裝配，并且提供了豐富的約束條件完成可以滿足的工程實(shí)踐要求。而我國在 Pro/E 的減速器三維模型設(shè)計(jì)方面還相對比較薄弱，因此，隨著經(jīng)濟(jì)全球化的發(fā)展，在此技術(shù)上我國需要不斷的突破創(chuàng)新，逐步提高“中國創(chuàng)造”在國際市場的競爭力。 POST1用于靜態(tài)結(jié)構(gòu)分析、屈曲分析及模態(tài)分析，將求解所得的結(jié)果，如變 形、應(yīng)力、內(nèi)力等資料，通過圖形接口以各種不同表示方式把變形圖、應(yīng)力圖等顯示出來。 3 本文主要研究內(nèi)容 減速器的參數(shù)選擇參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中的二級直齒圓柱齒輪減速器的數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上對其進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮喕蛢?yōu)化后，利用 Pro/E 軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模，包括箱體、軸、齒輪軸、斜齒圓柱齒輪及部分標(biāo)準(zhǔn)件，其中詳述斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化建模過程、減速器裝配及其運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真過 程，并對一對齒輪嚙合進(jìn)行有限元分析，來驗(yàn)證齒輪設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的正確性和可行性。 取定彎曲疲勞安全系數(shù) ? 許用彎曲應(yīng)力 : 1 l im112 l im 22[ ] 0 .8 5 5 0 0 / 1 .4 3 0 3 .5 7[ ] 0 .8 8 3 8 0 / 1 .4 2 3 8 .8 6F N FFF N FFK M P aSK M P aS????? ? ? ?? ? ? ? 4）計(jì)算載荷系數(shù) 1 1 .6 1 1 .3 8 2 .2 0 8A v H HK K K K K??? ? ? ? ? ? 5)查取齒形系數(shù) 21 FaFa YY ， 和應(yīng)力修正系數(shù) 21 Sasa YY ， ， 122 .6 5 2 .1 51 .5 8 1 .8 2F a F asa saYY?? 比較取其中較大值代入公式計(jì)算 1112222 .6 5 1 .5 8 0 .0 1 3 7 9[ ] 3 0 3 .5 72 .1 5 1 .8 2 0 .0 1 6 3 8[ ] 2 3 8 .8 6Fa saFFa saFYYYY???????? 6)大齒輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 322 2 . 2 0 8 5 5 8 9 0 0 . 0 1 6 3 8 1 . 9 1 51 2 4m m m m m??? ? ?? 取 2m? ，然后按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)， 分度圓直徑 1d ? ， 計(jì) 算出小齒輪齒數(shù) 1 60. 94 2 30. 47 30z ? ? ?， 2 30 171 .9 172z ? ? ? ? 1)兩輪分度圓直徑 11 2 30 60d m z m m? ? ? ?=m 22 2 172 344d mz mm? ? ? ? 2)中心距 12() 2 ( 3 0 1 7 2 ) 20222m z za m m? ??? ? ? 3)計(jì)算齒寬 1 1 60 60db d mm mm?? ? ? ?，取 216065B mmB mm?? 低速級直齒圓柱齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) 、精度等級、齒數(shù) 選擇 直齒圓柱齒輪傳動(dòng) ，小齒輪材料為 40Cr（ 調(diào) 質(zhì) ） ，硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45鋼 （ 調(diào) 質(zhì) ） ， 硬度為 240HBS，二者硬度之差為 40HBS，載荷平穩(wěn)齒輪速度不高，初選 7 級精度，小齒輪齒數(shù) 1 24z? 大齒輪齒數(shù) 2 2 1 24 98. 4 98z i z? ? ? ? ? ?。 ee 11 表 13軸上載荷 (6)按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán) 應(yīng)力，取 =? ，軸的計(jì)算應(yīng)力 M P )(94895)( 3 222122 ?? ????? W TMca ?σ 前已選 定軸的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)）由文獻(xiàn) [1]表 151查得 ? ? ? ?1160 , caM P a? ? ?????，故安全。 ②截面 7左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 3 3 3= 0. 1 0. 1 35 42 87 .5W d m m m m? ? ? 抗扭截面系數(shù) 3 3 3 3= 0 . 2 0 . 2 3 5 8 5 7 5TW d m m m m? ? ? 截面 5左側(cè)彎矩 M 為 6 6 2 89 4 8 9 5 . 5 4 6 3 6 . 5 .66M N m m N