【正文】 cation of reasonable, to the machinery industry will be the development of huge leap. Keywords: SolidWorks, doublecylinder gear reducer 上海海洋大學 2021屆畢業(yè)設計論文 基于 SolidWorks的 雙級圓柱齒輪減速器 機械實體 造型設計 第 3 頁 共 43 頁 1 緒論 減速器及其研究方法的現狀和發(fā)展趨勢 減速器是一種動力傳達機構，利用齒輪的速度轉換器，將馬達的回轉數減速到所要的回轉數，并得到較大轉矩的機構。要改變這一現狀，就必須要重視現代設計方法的研究、推廣和應 用?，F代化的工業(yè)、農業(yè)、交通等各個部門的發(fā)展要求設計出更多生產效率高，性能良好的機械設備。 經過研究和分析，可以說虛擬裝配技術的應用能夠有效的檢驗零部件及裝配的合理性，縮短設計周期，而且可以更方便、更準確的進行部分優(yōu)化設計，并可以與其他的現代技術相接軌，實現科學研究的與時俱進。技術發(fā)展 3 大趨勢引人注目：硬齒面技術、功率分支技術、模塊化設計技術。八十年代末至九十年代初，伴隨著滲碳淬火硬齒面齒輪減速器技術的推廣，我國的通用齒輪減速器曾經歷了一次大的發(fā)展，相繼制訂了幾個硬齒面減速器的系列標準，如幾個硬齒面減速器標準 : ZBJ190048 ZBJ1902690、 YB/T05093。 國內通用減速器的市場份額示意圖如下 。同時 ， 由于國外質量控制水平的提高和穩(wěn)定 ， 選用系數減小。 90年代 FLENDER徹底甩掉原來的系列體制 ， 按模塊化的思路開發(fā)出方形的 H— B系列。按 HANSEN公司標準 ， P4的噪聲比 HPP低 dB(A)。國產減速器技術水平的差距還表現在傳動效率低，熱功率低，可靠性差等方面。 90年代 ISO開始起草 ISO/WD13593工業(yè)閉式齒輪傳動裝置“ Enclosed Gear Drives for Industrial Applications”的技術報 告草案 ， 其內容包含 : 直齒、斜齒輪裝置、承載能力 ， 計算規(guī)則 ， 應用范圍的通則。普遍開始考慮海拔高度對散熱的影響 ， 增加海拔高度系數。企業(yè)在爭市場，打低價位戰(zhàn)。我國在圓弧齒面方面作了很多工作 ， 到 90年代 ， 雙圓弧齒 輪技術已經很成熟 ， 但由于認識等方面的原因 ， 推廣得很不夠 ， 很長時間沒有形成通用系列產品。既能滿足工程師的需要。在屏幕左側顯示的特征樹，可 直觀有效地管理整個設計過程，可以隨意地改變零件的形狀和設計意圖；可以進行特征的拖動、剪貼和換序；可以把一個窗口零件上的某些特征剪切、復制到另一窗口的零件上。 在 SolidWorks 中有一個插件 Animator。②利用設計表，③利用特征庫：包括特征庫的應用和建立特征庫。以及 SolidWorks介 紹和在工程中的應用。 設計的條件及要求 （ 1） 要求：擬定傳動關系：由電動機、 V帶、減速器、聯軸器、工作機構成。 01 12 23 34, , ,? ? ? ? —— 依次為電機與軸 1，軸 1與軸 2，軸 2與軸 3，軸 3與軸 4之間的傳動效率。 ④驗算小帶輪包角 ? 上海海洋大學 2021屆畢業(yè)設計論文 基于 SolidWorks的 雙級圓柱齒輪減速器 機械實體 造型設計 第 13 頁 共 43 頁 由 《機械設計》 第 195頁式 131得： 211 8 0 5 7 . 3 1 6 3 1 2 0dda? ? ? ? ??? ? ? ? ?。 ②查 《機械設計》 第 166頁表 117得 lim 1 550H Mpa? ? lim 2 540H Mpa? ? 。 低速級大齒輪選用 45? 鋼正火，齒面硬度為 220HBS。 3d 段裝配軸承且 32dd? ，所以查手冊 62頁表 61取 3 45d? 。 校核該軸和軸承： L1=73 L2=211 L3=96 作用在齒輪上的圓周力為： 3112 2 1 0 6 .9 1 0 29482 9 2 .5t TFNd ??? ? ?? 徑向力為 298 4 20 107 3rtF F tg tg N? ? ? ? ? ? 作用在軸 1帶輪上的外力： 11 32 .8QF F N?? 求垂直面的支反力 2112211 1 0 7 3 8 0 07 3 2 1 1rV lFFNll? ? ? ??? 21 107 3 800 273V r VF F F N? ? ? ? ? 求垂直彎矩，并繪制垂直彎矩圖 322 27 3 21 1 10 57 .6 .av vM F l N m?? ? ? ? ? 39。 2 39。 3d 段主要是定位高速級大齒輪，所以取 3 60d? ， L3= 4? =10。查 《機械設計》 155頁表 1010得 [σ]=100～ 120 L=12818=110取鍵長為 110. L=8212=70取鍵長為 70 根據擠壓強度條件，鍵的校核為： ? ? ? ?324 4 4 7 0 . 3 1 0 8 2 . 94 5 9 7 0 1 4bbT M p adhl????? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?324 4 4 7 0 . 3 1 0 544 5 9 1 0 0 1 4bbT M p adhl????? ? ? ?? ? ? 所以所選鍵為 : :14 9 70b h l? ? ? ? :14 9 110b h l? ? ? ? 從動軸的設計 （ 1） 確定各軸段直徑 ①計算最小軸段直徑 因為軸主要承受轉矩作用，所以按扭轉強度計算，由式 142得： 上海海洋大學 2021屆畢業(yè)設計論文 基于 SolidWorks的 雙級圓柱齒輪減速器 機械實體 造型設計 第 25 頁 共 43 頁 3 33133 . 5 61 0 0 5 7 . 11 9 . 1Pd C m mn? ? ? ? ?考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取 1 (1 5%) mm? ? ? ?查手冊 9頁表 116圓整成標準值，取 1 63d mm? ②為使聯軸器軸向定位，在外伸端設置軸肩，則第二段軸徑 2 70d mm? 。 （ 3）校核該軸和軸承 L1= L2= L3=116 求作用力、力矩和和力矩、危險截面的當量彎矩。 軸承壽命校核 軸承壽命可由式 610 ()60 th PCfLhn Pf ??進行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以 rPF? ，查 《機械設計》 259頁表 169， 10取 1, ,tpff??取 3?? 2 2 2 21 1 1 3 1 6 4 5 8 6 4 5 9 6r v HF F F N? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 2 5 0 0 6 8 3 0 7 2 7 3r v HF F F N? ? ? ? ? 則 6 6 3 321 0 1 0 1 2 9 . 5 1 0( ) ( ) 2 . 1 26 0 6 0 6 8 1 . 1 7 2 7 3thPCfL h yn P f ? ??? ? ? ???，軸承使用壽命在 2～ 3年范圍內，因此所該軸承符合要求。 ②根據 《機械設計》 第 230頁式 142得 上海海洋大學 2021屆畢業(yè)設計論文 基于 SolidWorks的 雙級圓柱齒輪減速器 機械實體 造型設計 第 22 頁 共 43 頁 2m i n233 3 . 2 11 0 0 3 6 . 168PdC n? ? ? 1d 段要裝配軸承，所以查手冊第 9頁表 116取 1 40d? ，查手冊 62頁表 61選用 6208軸承，L1=B+ 3? + 2? +(2～ 3)=18+10+10+2=40。 2 2 2 22 7 .7 5 7 .6 1 5 8 .2 1 9 6 .1 .a a F a V a HM M M M N m? ? ? ? ? ? ? 39。 4 1 2 .52fdde t m?? ? ?查手冊 51頁表 41得： 1 mm? 得： e=＜ 。 L1==60。 ⑤齒輪的圓周速度 11 2 9 2 . 5 3 1 4 . 8 1 . 1 9 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnV m s?? ? ? ?? ? ??? 查 《機械設計》 第 162頁表 112知選用 9級的 的精度是合適的。 齒輪的設計 (1)高速級大小齒輪的設計 ①材料 高速級小齒輪選用 45? 鋼調質，齒面硬度為 250HBS。 由 《機械設計》 第 195 頁式（ 132）得： ? ? ? ?000221122 2 3 0 5 .824 ddL a d d a? ?? ? ? ? ?查 《機械設計》 第 202 頁表 132取 2500dL ? 。 表 22 額定功率 kW 滿載轉速 同步轉速 質量 A D E F G H L AB 4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280 確定傳動裝置的總傳動比和分配傳動比 總傳動比： 960 5 0 .5 319ni n? ? ?總卷 筒 分配傳動比：取 i 帶 = 則 12 50 .5 3 / 3. 05 16 .4 9ii? ? ? i1=（ ～ ） i2取 i1= i2= i1= 注： i帶 為帶輪傳動比， 1i 為高速級傳動比， 2i 為低速級傳動比。它們的各尺寸參數按照給定的條件進行設計。本課題的開展在減速器的設計、性能分析、圖文檔和系統(tǒng)化管理，縮短減速器的開發(fā)周期，減少設計人員的工作強度，提高設計效率，減少設計差錯具有重要意義。在工程設計中，軟件在零件和裝配的三維設計中，可方便地檢查質量特性，檢查靜態(tài)和動態(tài)干涉，了解零件的空間關系，同時方便地與運動分析和有限元分析建立接口。零件實體圖、裝配圖和工程圖全程共享關聯性約束，任一環(huán)節(jié)中的修改會自動反映到其他兩個環(huán)節(jié)的圖形上。所有特征都可以用拖動手柄改變尺寸，并有動態(tài)的形狀變化預覽。只要熟悉 Windows，不論有無 CAD 的使用經驗，都基上海海洋大學 2021屆畢業(yè)設計論文 基于 SolidWorks的 雙級圓柱齒輪減速器 機械實體 造型設計 第 7 頁 共 43 頁 本上能用 SolidWorks 進行設計。形勢逼迫采用這類減速器的企業(yè)必須進行改造 ， 但又無力升級到硬齒面 ， 迫切需要制造成本低、技術附加值高的產品。由于產品不能及時更新，一直停留在國外八十年代的水平上，致使和國外已經縮得很小的差距又在逐年拉大。以往不同時間檔次之間 KA 的差值為 。 （ 5） ISO 開始著手制訂減速器的技術條件標準。許多 減速器都像工藝品一樣漂亮。 （ 3） 進一步采取降噪措施。 80 年代國外大多公司上海海洋大學 2021屆畢業(yè)設計論文 基于 SolidWorks的 雙級圓柱齒輪減速器 機械實體 造型設計 第 5 頁 共 43 頁 的產品（ FLENDER、 SEW、 Thyssen?）的中心距等主要參數都采用了 R20優(yōu)先數 ， 大大減少了主要件的品種規(guī)格 ， 部分實現了模塊化設計 ， 我國的幾個標準基本上都以此為母型開發(fā)的。承載能力能提高的主要原因 ， 是技術的成熟、質量控制水平的提高和穩(wěn)定 ， 部分公司采用了修形技術等。九十年代，國外的通用減速器普遍都經歷了一次新的更新的更新換代，它們不斷推出的新的更新換代的硬齒面通用減速器標準 ， 不但在承載能力等主要技術指標上又有大的提高 ， 而且在模塊化設計方面都作了新的努力 ， 相比之下 ， 我們的標準都已落后 ， 而且已逐漸失去了價格上的優(yōu)勢。除了摸索撐握制造技術外 ， 在推廣硬齒面技術過程中 ， 還作了解決“斷軸”、“選用”等一系列有意義的工作。 20世紀末的 20多年 ， 世界齒輪技術有了很大的發(fā)展。 本文從雙級圓柱齒輪減速器入手，分析雙級圓柱齒輪減速結構的組成及工作過程，對其內部結構、工作方式和原理做了一個比較詳細的論述，分析了應用虛擬設計方法到達快速開發(fā)傳統(tǒng)減速器的可行性和優(yōu)越性。 目錄 摘要 ............................................................... 1 1 緒論 ............................................................. 3 減速器及其研究方法的現狀和發(fā)展趨勢 .......................... 3 SolidWorks 及其在工程中的應用 ............................... 6 課題的提出和研究意義 ........................................ 7 課題的主要內容 .............................................. 8 2 雙級圓柱齒輪減速器的設計計算及分析 ............................... 9 減速器的結構 ....................