【正文】 、 III 均無需校核。本設(shè)計(jì)因無大的瞬時過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對稱，故可略去靜強(qiáng)度校核。 F N?? F N??1 N?? NVFF N??355080HM ? ?? ?? T= MPa? ? 18 精度校核軸的疲勞強(qiáng)度 （ 1） 判斷危險(xiǎn)截面 截面 II、 III、 IV 只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按 扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面 II、 III、 IV 均無需校核。滾動軸承的周向定位是由過度配合來保證的，此處選軸的直徑尺寸公差為 m6。軸上鍵槽取 1016? ，mmL 70? 。軸承端蓋的總長為 20mm,根據(jù)拆裝 2 135B mm? 1 140B mm? mmd 20? N m?? 13 的方便取端蓋外端面于聯(lián)軸器右端面間的距離為 mmL 30? 所以， 3 0 2 0 5 0II IIIL m m? ? ? ? ??? 段：初選用 角接觸 球軸承，參考要求因 d IIIII? =44，查機(jī)械手冊選用 7209AC 型號滾子承 45 10 0 19d D B? ? ? ? ?。 由表 105 查的 a 1 a 21 .5 4 1 .7 5 2SSYY??； 。 ⑥ 由 式 1013 計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 圓柱齒輪的設(shè)計(jì) P= ， 806 m inNr? ， i= 材料選擇 （ 1） 小齒輪的材料為 40 )(調(diào)質(zhì)Gr ，硬度為 280HBS ,大齒輪的材料為45 鋼（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS ,二者之差為 40HBS 。 蝸輪分度圓直徑 mmmzd 2 4 831822 ???? 喉圓直徑 mmhdd aa 264822482 222 ?????? 齒 根圓直徑 mmhdd ff 222 ??????? 咽喉母圓半徑 mmdarag 22 ?????? ? ? 229H MPa? ? mm? 取 mma 160? mmd 801 ? mm? 10?q 1 96ad mm? 1 mm? mm? mm? 312?z mmd 2482 ? mmda 2642 ?2 mm?mmrg 282? 7 校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 ? ?FFaF YYdd KT ?? ? ?? 221 當(dāng)量齒數(shù) 22 33 31 3 1 .4 6 9 7c o s c o s 5 .7 6 3v zz ?? ? ? 根據(jù) 220 .5 , 3 1 .4 6 9 7vxz? ? ? 從圖 119 中可查得齒形系數(shù) Y 2Fa = 螺旋角系數(shù) ： 5 . 7 11 1 0 . 9 5 9 21 4 0 1 4 0Y? ?? ? ? ? ? 許用彎曲應(yīng)力 ： 從表 118 中查得有 ZCuSn10P1 制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力[ F? ]39。 為了節(jié)約材料齒圈選青銅，而輪芯用灰鑄鐵 HT100 制造 按計(jì)齒面接觸疲勞 強(qiáng)度計(jì)算進(jìn)行設(shè) （ 1）根據(jù)閉式蝸桿傳動的設(shè)計(jì)進(jìn)行計(jì)算，先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì) 進(jìn)行設(shè)計(jì)，再校對齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)及仿 真的技術(shù)路線 其主要的技術(shù)路線 文獻(xiàn)資料收到收集及閱讀 熟悉 PRO/E 軟件 運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)等知識對減速器高、低速齒輪進(jìn)行設(shè)計(jì) 高、低速齒輪參數(shù)化建模 圖 3 減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)路線線框圖 減速器參數(shù)化設(shè)計(jì) 思路 由于減速器是常用機(jī)器，不但特征尺寸變化，而且結(jié)構(gòu)也不固定，各特征的有無以及組合方式是隨機(jī)的，為便于參數(shù)化驅(qū)動，在軸的參數(shù)化設(shè)計(jì)時，采用控制特征顯示的設(shè)計(jì)方式，建立不同結(jié)構(gòu)的零件利用 PROE 進(jìn)行參數(shù)化驅(qū)動，以達(dá)到在某種產(chǎn)品上實(shí)現(xiàn) 其的參數(shù)化設(shè)計(jì)。通常根據(jù)其輸入功率 P(KW)、輸入轉(zhuǎn)速 n(r/min)、傳動比 i等基本參數(shù)選擇減速器的傳動級數(shù)和齒輪傳動結(jié)構(gòu)，合理分配傳動比，選擇齒輪傳動的材料，并在滿足承載能力的條件下，計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)，最后進(jìn)行各級傳動零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。其本質(zhì)是對統(tǒng)一結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品通過 修改尺寸來生成新規(guī)格的產(chǎn)品，利用計(jì)算機(jī)來進(jìn)行參數(shù)化 CAD 設(shè)計(jì)，只需在計(jì)算機(jī)上輸入機(jī)械零件的幾個關(guān)鍵參數(shù)，就會準(zhǔn)確地、自動地生成工程樣圖。參數(shù)化技術(shù)正日益完善并逐步走向商品化 階段。 在這種背景下，本論文以 二級齒輪減速器 為例，開展了基于 pro/e的 圓柱齒輪 減速器參數(shù)化的設(shè)計(jì)。近些年來，由于理論知識日趨完善、 以及加工設(shè)備質(zhì)量的提高，以及參數(shù)化技術(shù)的應(yīng)用，減速器的技術(shù)有了很大的發(fā)展。 晉 中 學(xué) 院 本科 畢業(yè)論 文（ 設(shè)計(jì) ） 題 目 基于 PROE 的 二級 （交叉軸） 減速器 的參數(shù)化設(shè)計(jì) _______ 院 系 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 姓 名 學(xué) 號 ___________ 學(xué)習(xí)年限 2020 年 9 月至 2020 年 7 月 指導(dǎo)教師 職稱 申請學(xué)位 工學(xué) 學(xué)士學(xué)位 2020年 月 日 基于 PROE 的二級減速器參數(shù) 化設(shè)計(jì) —— 減速器的參數(shù)化設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 摘 要 ： 減速器的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)效率低而且容易出錯，減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)是提高設(shè)計(jì)精度及效率的有效途徑。運(yùn)用 pro/e 軟件，設(shè)計(jì)人員可以在真實(shí)齒輪傳動裝置建造前建立整個機(jī)械系統(tǒng)的虛擬樣機(jī)，并通過各種仿真分析對其進(jìn)行工作性能預(yù)估和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。設(shè)計(jì)以 pro/e 為 開發(fā)平臺，主要針對其參數(shù)化設(shè)計(jì)及動態(tài)模擬仿真進(jìn)行研究， 建立了減速器常用件及標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)據(jù)庫，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)時能直接調(diào)用，使產(chǎn)品開發(fā)者集中精力在非標(biāo)準(zhǔn)件部分，提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，而且對產(chǎn)品的有限元分析及后續(xù)加工具有一定的使用價值和參考意義，同時也符合現(xiàn)代設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展要求。 本課題主要完成基于 PRO/E 三維造型技術(shù)進(jìn)行二級減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)及仿真。 在參數(shù)化設(shè)計(jì)中，一般用一組參數(shù)來定義幾何圖形的尺寸數(shù)值并約定尺寸關(guān)系，提供給設(shè)計(jì)者進(jìn)行幾何造型使用。 減 速 器 選取一減速器實(shí)例，根據(jù)機(jī)械原理和機(jī)械設(shè)計(jì)過程計(jì)算出所需傳動比的齒輪、軸、軸承箱體的相關(guān)參數(shù)和數(shù)據(jù)。 減速器參數(shù)化設(shè)計(jì) 基本步驟 （ 1） 確定該零件的基本結(jié)構(gòu)，即包含哪些特征，進(jìn)而確定一典型零件。由式（ 1112）， 傳動中心距 5 3 2()HZeZa KT ??? 由 前面的設(shè)計(jì)知作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 T2， 按 Z1 =1,估取 ?? ，則： 6621212169 .9 5 1 0 9 .5 5 1 03 .5 2 3 3 0 .7 59 .9 5 1 0 8 1 7 2 0 0 .8 7 7960PPTnniNm?? ? ? ? ? ??? ? ? ? ? （ 2） 確定載荷系數(shù) K 因工作比較穩(wěn)定，取載荷分布不均系數(shù) ??K ；由表 115 選取使用系數(shù) 15..1?AK ；由于轉(zhuǎn)速不大，工作沖擊不大，可取動載系?vK ；則 5 1 5 1AvK K K K?? ? ? ? ? （ 3） 確定彈性影響系數(shù) EZ 因選用的是 45 鋼的蝸桿和蝸輪用 ZCuSn10P1 匹配的緣故，有21160MPaZE ? （ 4） 確定接觸系數(shù) Z? 先假設(shè)蝸桿分度圓直徑 1d 和中心距 a 的比值 1 ? ，從圖1118 中可查到 ?? （ 5） 確定許用接觸應(yīng)力 ? ?H? 根據(jù)選用的蝸輪材料為 ZCuSn10P1，金屬模制造，蝸桿的螺旋齒面硬度 ＞ 45HRC，可從 117 中查蝸輪的基本許用應(yīng)力 ? ?39。 =56MPa 壽命系數(shù) 9 6710 0 .6 7 2 43 .5 5 7 4 1 0FNK ??? ? ? 56 0. 67 24 37 .6 54 4F M P a? ? ? ? 1 . 5 3 1 . 2 1 8 1 7 2 0 0 . 8 7 7 2 . 5 5 0 . 9 5 9 2 2 3 . 3 1 4 48 0 2 4 8 8F M P a? ? ? ? ????? 可以得到： F? ? ?F? 因此 彎曲強(qiáng)度是滿足的。 （ 2） 精度等級選 8 級精度。 9 ? ?11776260 60 30 .88 06 1 1 8 30 0 8 57 4 10 57 4 10 9 104nN n jLN? ? ? ? ? ? ? ????? ? ? ⑦ 由圖 1019 取接觸疲勞壽命系數(shù) 2 。 1 mm? mm? 11 ⑦ 計(jì)算大、小齒輪的][?SaFaYY并加以比較。 45 , 24 .III V III Vd m m L m m????即 L VIIIVII? =24mm 角接觸 球 軸承一端用油環(huán)定位（寬度為 6mm），油環(huán)緊靠軸環(huán) 端用于軸肩定位。 IIIII 段：因定位軸肩 高度 ? ? mmdh ~ ?? ，mmd ???? ， 考慮到軸承端蓋的長度和安裝 和拆卸的方便， mmd 55? 15 取 L 2 5 2 5 4 3II III mm? ? ? ?。 （ 4）參考教材表 152，取軸端倒角為圓角和倒角尺 寸 ??452 ，個軸肩的圓角半徑為 1~2 蝸桿軸 的校核 求軸上的載荷 mmd III 55?? 82I IIL mm? ? mmL 70? mmd 622 ? L 43II III mm? ?L 60III IV mm? ?mmd VIV 70??L VIV? =90mm 86V VIL? ? mm 80V VId mm? ? 6565L 22VI VIIIII IVVI VIId mmd mmmm?????? 16 F FFtF FFrFaFtFrFaFd2Fd1 圖 受力分析圖 首先 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 （圖 ） 做出軸的計(jì)算簡圖 （圖 ） 。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面 V和 VI 與蝸輪嚙合 的 應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看，中心截面上的應(yīng)力最大。至此蝸桿軸的設(shè)計(jì)即告 結(jié)束。 從應(yīng)力集中對軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面 III 和 IV 處過盈處配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來看，中心截面上的應(yīng)力最大。 =8 3 00 8 192 00hLh? ? ?。 蝸桿 軸上軸承的選擇計(jì)算 （ 1） 軸承的選擇 選擇使用深溝球軸承，根據(jù)軸直徑 d=65mm，選用 角接觸 球軸承的型 號為 7213C。 1 1 9 1 .2 5ae NVF F N?? 2 ? 10hLh??39。 B 19m m 。中心截面上雖然應(yīng)力集中最 大，但應(yīng)力集中不大（過盈