【正文】 設(shè)計(jì) ............................................................................... 7 軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ...................................................... 9 輸入軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ............................................................................................... 9 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................. 13 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................................................................................. 14 滾動軸承的選擇及校核計(jì)算 ........................................... 14 輸入軸滾動軸承壽命計(jì)算 ..................................................................................... 14 中間軸滾動軸承壽命計(jì)算 ..................................................................................... 15 輸出軸滾動軸承壽命計(jì)算 ..................................................................................... 16 鍵連接的選擇及校核計(jì)算 ............................................. 16 輸入軸鍵的強(qiáng)度校核計(jì)算 ..................................................................................... 16 中間軸鍵的強(qiáng)度校核計(jì)算 ..................................................................................... 17 輸出軸鍵強(qiáng)度校核計(jì)算 ......................................................................................... 17 聯(lián)軸器的選擇 ....................................................... 17 2 減速器的部分部件的三維建模 ................. 錯誤 !未定義書簽。 視孔蓋和窺視孔的三維模型圖 .......................... 錯誤 !未定義書簽。 減速器的裝配 ........................................ 錯誤 !未定義書簽。 查看結(jié)果 ............................................ 錯誤 !未定義書簽。在圓柱齒輪傳動過程中，最容易出現(xiàn)失效的是齒輪，因此，我們要對設(shè)計(jì)出來的齒輪進(jìn)行分析， ANSYS 軟件是一個(gè)比較好的有限元分析軟件，我們可以用它來分析圓柱齒輪在嚙合時(shí)的非線性應(yīng)力狀態(tài)。但從零件的失效情況來看，齒輪也是最容易出故障的零件之一。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工程（ CAD/CAE）和 ANSYS 有限元分析軟件等技術(shù)，經(jīng)過幾十年的發(fā)展已經(jīng)日趨成熟 ，計(jì)算機(jī)輔助繪圖已經(jīng)成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造的重要組成部分，由于繪圖速度快，而且分析準(zhǔn)確性高，所以被廣泛應(yīng)用于航空、機(jī)械、電子、建筑等行業(yè)。建立三維模型在裝配體環(huán)境下可以很好的對零件進(jìn)行編輯和修改，在生產(chǎn)實(shí)際中便捷的把立體圖轉(zhuǎn)換為工程圖，在生產(chǎn)應(yīng)用中充分利用 Pro/E 軟件進(jìn)行幾何造型設(shè)計(jì)，進(jìn)一步利用數(shù)控加工設(shè)備進(jìn)行技術(shù)加工，可以顯著提高減速器的設(shè)計(jì)制造精密、設(shè)計(jì)制造質(zhì)量、設(shè)計(jì)制造效率，從而縮短產(chǎn)品更新?lián)Q代生產(chǎn)的整個(gè)周期。 （ 2） ANSYS 有限元分析軟件介紹 由美國 ANSYS公司開發(fā)的計(jì)算機(jī)模擬工程結(jié)構(gòu)有限元分析軟件 ANSYS現(xiàn)已成為世界頂端的有限元分析軟件。而 POST26 僅用于動態(tài)結(jié)構(gòu)分析，用于與時(shí)間相關(guān)的時(shí)域處理。該設(shè)計(jì)過程包括： （ 1）系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)計(jì)算； （ 2）直齒圓柱齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)； （ 3）軸上其他零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算； （ 4）三維實(shí)體建模； （ 5）模型裝配與運(yùn)動仿真分析； （ 6）直齒輪嚙合有限元分析； （ 7）結(jié)論分析。 ee 8 3 211 )][(HEdtt zTKd ???? ???? （ 1）確定各式參數(shù)： 1） 載荷系數(shù)試選 : ? 2） 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 : 6 6 521 2 8 . 2 89 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 3 . 1 0 6 8 1 02 5 4 . 8PT N mn? ? ? ? ? ? ? ? 3） 取 1d?? ，材料系數(shù) : MPazE ? 。 (7)精確校核軸的疲勞強(qiáng)度 ①判斷危險(xiǎn)截面截面 承載齒輪的截面 7 左右兩側(cè)受應(yīng)力最大，故只需校核承載齒輪的截面 7 左右兩側(cè)即可。 中間軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 中間軸的結(jié)構(gòu)圖 (1)確定輸入軸的最小直徑：選軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。 表 15軸承上的載荷 NFFFNFFFNVNHrNVNHr39301344369350911742478422222222221211?????????? 則 NYFFNYFFrdrd1 15 93 021 49 09 122211???????? 則 NFF NFF da da 1156149722 11 ?? ?? 則 121 4 9 7 1 1 5 60 . 2 9 4 0 . 3 5 0 . 2 9 4 0 . 3 55 0 9 1 3 9 3 0aarrFF? ? ? ? ? ?， 則查表得 1X? ， 0Y? 則 ? ? ? ?1 1 1 1 .5 1 5 0 9 1 0 1 4 9 7 7 5 2 9p r aP f X F Y F N? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 2 2 1 .5 1 3 9 3 0 0 1 1 5 6 5 8 9 5p r aP f X F Y F N? ? ? ? ? ? ? ? hLhpCnL hrrh )752990800( 10)(6010 39。 校核小圓柱直齒輪 2處的鍵連接： 該處選用普通平鍵尺寸為 mmmmmmLhb 701016 ????? ，接觸長度mmbLl 541670 ????? ， ? ，則平鍵連接的強(qiáng)度條件： 3 322 1 0 2 3 1 0 . 6 8 1 0 4 6 . 0 3 [ ] 1 3 55 5 4 5 0ppT M P a M P ak ld??? ??? ? ? ? ??? 故平鍵滿足強(qiáng)度要求。 ee 18 電動機(jī)選擇 （倒數(shù)第三頁里有東東） 選擇電動機(jī)類型 選擇電動機(jī)容量 電動機(jī)所需工作功率為： ?wdPP ? ； 工作機(jī)所需功率 wP 為： 1000FvPw ? ； 傳動裝置的總效率為： 4321 ????? ? ； 傳動滾筒 ?? 滾動軸承效率 ?? 閉式齒輪傳動效率 ?? 聯(lián)軸器效率 ?? 代入數(shù)值得： 2244321 ?????? ????? 所需電動機(jī)功率為： kWkWFvP d 40100001000 ??? ??? ? dP? 略大于 dP 即可。 （ 2）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖 1030 選取區(qū)域系數(shù) ?hz 。 取失效概率為 1%，安全系數(shù) S=1，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版式（ 1012）得 ? ? MP aMP aSK HNH ???? ?? ? ? MP aMP aSK HNH ???? ?? （ 11）許用接觸應(yīng)力 ? ? ? ? ? ? MP aHHH 21 ??? ??? 計(jì)算 （ 1）試算小齒輪分度圓直徑 dt1 ? ?031 2 1t HEt d HKT ZZd ? ?? ? ? ????3 24 ?? = 3 3 9 ?? = ? =4 （ 2）計(jì)算圓周速度 v0 smnd t / 11 ?? ????? ??? （ 3）計(jì)算齒寬及模數(shù) 11c o s 4 9 . 5 6tnt mmdm z??? ?? zdm tnt11 cos ? 24 ?? = 24 ? =2mm h= ?ntm ? 2= ?hb （ 4）計(jì)算縱向重合度 ?? ??? ? 1zd ? 1? 24? tan ?14 = （ 5）計(jì)算載荷系數(shù) K。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表 105 查得 。?Kv 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表 104 查得 KH? 的值與齒輪的相同，故 。 （ 4）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 2絞車為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級精度（ GB 1009588）。 校核輸出軸聯(lián)軸器的鍵連接： 該 處 選 用 普 通 平 鍵 尺 寸 為 mmmmmmLhb 1 2 51118 ????? ，接觸長度mmbLl 10718125 ????? ， ? ，則平鍵連接的強(qiáng)度條件： 3 332 1 0 2 1 2 3 5 . 8 3 1 0 7 0 [ ] 1 3 55 . 5 1 0 7 6 0ppT M P a M P ak ld??? ??? ? ? ? ??? 故平鍵滿足強(qiáng)度要求。 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F NFNH 47841 ? NFNV 17421 ? NFNH 36932 ? NFNV 13442 ? ee 16 輸出軸滾動軸承壽命計(jì)算 初步選擇滾動軸承，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 30314，其尺寸為： mmmmmmTDd 3815070 ????? ， e ? ， ? ， 218rC kN? ， 0 272C kN? 。 輸出軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 圖 低速軸的結(jié)構(gòu)圖 (1)確定輸入軸的最小直徑：選軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理。由表 151 查得 116 4 0 , 2 7 5 , 1 5 5B M P a M P a M P a? ? ???? ? ? 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按文獻(xiàn) [1]附表 32 查取。初步選擇滾動軸承。 5％。在得到檢驗(yàn)分析結(jié)果后，如果檢驗(yàn)結(jié)果正確，則分析的問題得到解決。本論文采用采用 APDL 語言在 ANSYS 中完成齒輪精確建模 ，這種在 ANSYS 中建立的模型與其他諸如UG、 Pro/E 等 CAD 軟件中建立模型 ,然后導(dǎo)入到 ANAYS 中進(jìn)行分析相比，既省時(shí)省力，又克服了模型轉(zhuǎn)換過程中容易出現(xiàn)的一些問題。涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)、三維模型設(shè)計(jì)、 分析計(jì)算、動態(tài)模擬與仿真，到工程圖的輸出、生產(chǎn)加工成產(chǎn)品的全過程?；谀壳拔覈芍圃鞓I(yè)大國向制造業(yè)強(qiáng)國邁進(jìn)的基本國情，減速器的實(shí)體建模及運(yùn)動仿真分析，對其設(shè)計(jì)過程顯得尤為ee 2 重要，當(dāng)然對其進(jìn)行有限元的分析也很重要，可以了解實(shí)際工作時(shí)所處的應(yīng) 力狀態(tài)。導(dǎo)致傳動性能失效，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的生產(chǎn)事故。一些類型的減速器已經(jīng)有了系列標(biāo)準(zhǔn)，可以由專門的制造廠生產(chǎn)。 5 結(jié)論 ....................................... 錯誤 !未定義書簽。 4 直齒圓柱齒輪嚙合應(yīng)力有限元分析 .............. 錯誤 !未定義書簽。 起蓋螺釘?shù)娜S模型圖 ................................ 錯誤 !未定義書簽。 軸的三維模型圖 ...................................... 錯誤 !未定義書簽。ee 題 目 兩級圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì) 及有限元分析 學(xué)生姓名 e 學(xué)號 ee 所在學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)班級 ee