【正文】 過仿真結(jié)果表明了該設(shè)計是正確可行的。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動比大而機(jī)械效率過低的問 題。它具有承載能力高、壽命長、體積小、效率高、重量輕等優(yōu)點，用于輸入軸與輸出軸呈垂直方向布置的傳動裝置中。它旨在追 求高性能的同時，盡可能減少零部件及毛坯的品種規(guī)格和數(shù)量，以便于組織生產(chǎn)、形成批量、降低成本、獲得規(guī)模效益。許多產(chǎn)品達(dá)到了 20 世紀(jì) 80 年代的國際水平。 利用 SolidWorks 自帶 的動畫軟件對齒輪減速器的運動進(jìn)行仿真， 從而達(dá)到模擬減速器的工作過程。 計算傳動裝置的傳動和動力參數(shù) 各軸的轉(zhuǎn)速： 1440 / minInr? ； 12/ 443 .08 / m inII In n i r?? ； 23/ 180 .11 / m inIII IIn n i r?? ； 180 .11 / m inIV IIIn n r?? ； 4 5 .0 3 / m inV IVn n r?? 各軸的輸入功率： 1 。軟齒面， 8 級精度。 低速級斜齒圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算 （ 1）小齒輪 1 的材料選為 45 鋼調(diào)質(zhì)，齒面平均硬度取 260HBS；大齒輪 2 的材料選為45 鋼正火，齒面平均硬度取 200HBS。 （ 7）齒根疲勞進(jìn)行校核， 由 ［ 22］ p74 圖 811 查得 壽命系數(shù)121NNYY??， 由 ［ 22］ p84得 彎曲疲勞極限 1lim 220F MPa? ?，2lim 200F MPa? ?，尺寸系數(shù)121XXYY??， ［ 22］ p71 表 820取 取安全系數(shù)12lim lim 1. 2FFSS??，則許用應(yīng)力 ? ?1111l im1l im2 3 6 6 . 6 7FF N XF Y Y M P aS?? ??，? ? 2 222l i m2l i m2 3 3 3 . 3 3FF N XF Y Y M P aS?? ??；當(dāng)量齒數(shù)1 13 2 4 .4co svzz ???，2 23 7 9 .9 4co svzz ???； 根據(jù)［ 22］ p73 圖 88 取 齒形系數(shù)1 ?，2 ?；［ 22］ p73 圖 89 取 應(yīng)力修正系數(shù)1 ?，2 ?；則重合度系數(shù) / ???? ? ?；螺旋角系數(shù) 1 / 1 2 0 0 .8 7Y????? ? ?； 畢業(yè)設(shè)計（論文） 報告紙 10 齒根彎曲疲勞應(yīng)力 ? ?111 1 1212 1 3 3 . 8 6aaF F S FnKT Y Y Y Y M P ab d m ????? ? ?， ? ?22211121 2 8 . 2 3aaaaFSF F FFSYY M P aYY? ? ?? ? ?，彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。 ? 2 25d mm? ，考慮輪齒有軸向力的存在，選用角接觸球軸承。 ? 軸上的力作用點的間距為 1 mm? ， 2 mm? ， 3 mm? 。 （ 2） 初算軸徑：查［ 22］ p126 表 98 得 106 ~ 118A? ，考慮軸端不承受轉(zhuǎn)矩，只承受少量的彎矩，故取 110A? ，此時有 33 5 . 2 2 71 1 0 2 5 . 0 44 4 3 . 0 8Pd A m mn? ? ? ?，截面上有兩鍵槽，故 d值增大 10%， mm? 。 ? 由于該減速器的圓周速度小于 2m/s,故 軸承采用脂潤滑，需要擋油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤滑油濺入軸承座，軸承內(nèi)端面距離箱體內(nèi)壁的距離為 20mm，中間軸上兩個齒輪的固定均有擋油環(huán)完成，則 1559 , 57L mm L mm??。 圖 軸承受力分析圖 低速軸 及鍵 、 軸承 的設(shè)計及校核 （ 1） 軸的材料選擇為 45 鋼，調(diào)質(zhì)。軸承采用脂潤 滑，需要擋油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤滑油濺入軸承座，軸承內(nèi)端面距箱體內(nèi)壁的距離取為 20mm，則 3 68L mm? ，左端采用擋油環(huán)進(jìn)行定位及固定。 ? 軸的受力分析如下： 支 承反力，在水 平面上 44 2 41122 dF l FR H Nll???? ，2 4 1 861 .9rR H F R H N? ? ?；垂直面上 42121 2 1 5 5 .4tFlR V Nll??? ， 2 4 1 115 V F R V N? ? ?，總支承反力為 221 1 1 2 1 8 9 .4R R H R V N? ? ?， 222 2 2 1438R R H R V N? ?。 通氣器 圖 通氣器剖面圖 其中： D=30， D1=， S=22， L=29， l=15， a=4， d1=6。 圖 插件軸承生成參數(shù)圖 圖 角接觸 球軸承 軸承蓋的建模就比較簡單，可以通過簡單的 【拉伸凸臺】 ，以及 【拉伸切除】 便可以完成模型的建立。 具體三維模型圖參考圖 、 、 。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 報告紙 41 圖 減速器 裝配爆炸圖 三維仿真以及動畫的導(dǎo)出 利用 SolidWorks 的仿真軟件對減速器的運動過程進(jìn)行運動仿真，更好的觀察減速器的工作過程。 完 成減速器的機(jī)械設(shè)計，對減速器在社會各領(lǐng)域的應(yīng)用有了重新的認(rèn)識，對了解減速器有著至關(guān)重要的作用。通過仿真運動，可以 清楚 看出 減速器的運動過程，并且看明白齒輪的嚙合情況，從而證明了本設(shè)計的可行性。 得到如圖 的運 動仿真界面動畫。首先完成三根軸的裝配，通過 【插入零部件】 ，依次插入軸、擋油環(huán)、軸承、鍵和齒輪。完成擋油環(huán)的建模 圖 擋油環(huán)截面草圖 圖 擋油環(huán) 齒輪的建模 同樣，齒輪 的建模也可以通過設(shè)計庫來實現(xiàn)，齒輪的標(biāo)準(zhǔn)是 ISO，在 【 動力傳動 】 下選擇齒輪的類型 ， 根據(jù)參數(shù)設(shè)置齒輪的大小，生成相應(yīng)的齒輪模型。 高速軸、中間軸以及低速軸的建模 在 Solidworks 中，階梯軸是比較容易實現(xiàn)的。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 報告紙 22 圖 軸受力分析及彎矩圖 ? 校核軸的強(qiáng)度，因 aa 剖面右側(cè)彎矩大，且作用有轉(zhuǎn)矩，故 aa 剖面右側(cè)為危險截面，則 其 抗 彎 截 面 系 數(shù) 為 32 3555() 94033 2 2d b t d tW m md? ?? ? ?， 抗 扭 截 面 系 數(shù) 為32 3555() 202551 6 2T d b t d tW m md? ?? ? ?，彎曲應(yīng)力 2 3 .6ab M M P aW? ??? ，扭剪應(yīng)力為3 1 3 .1 4TT M P aW??? ；按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計算，對于單項轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理，故取折合系數(shù) ?? ，則當(dāng)量應(yīng)力為 224 ( ) 2 8 .4eb M P a? ? ??? ? ?，查表得 45 鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強(qiáng)度極限 650B MPa? ? ，軸的彎曲許用應(yīng)力是 ? ?1 60b MPa?? ? ， ? ?1eb????? ，強(qiáng)度滿足要求。 ? 軸段 5 上裝齒輪 4，為便于齒輪安裝， 5d 應(yīng)略大于 6d ，初定 5 48d mm? ，齒輪輪轂寬度與齒輪寬度 2 57b mm? 相等，右端采用軸肩定位，左端采用擋油環(huán)固定，其輪轂寬度與齒輪 畢業(yè)設(shè)計（論文） 報告紙 21 寬度也相等。 軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想圖： 圖 低速軸 ? 軸段 1 上安裝聯(lián)軸器 ,此段設(shè)計應(yīng)與聯(lián)軸器的選擇同步 ,為補(bǔ)償聯(lián)軸器所連接的兩周的安裝誤差 ,隔離振動 ,選用彈性柱銷聯(lián)軸器。 ? 齒輪與軸采用 A 型平鍵連接，查［ 22］ p86 表 831 型號分別為 10 63 / 10 96 19 90GB T??，10 50 / 10 96 19 90GB T??。考慮齒輪有軸向力的存在，因此選用角接觸球軸承。 ? 軸受力如下，水平面上， 11 1 31232 dF F lR H Nll???? ， 2 1 1 293 .9rR H F R H N? ? ?；垂直面上， 131 23 3 8 1 .7tFlR V Nll???， 2 1 1 V F R V N? ? ?，軸承 1 的總的支撐反力為221 1 1 42 R H R V N? ? ?， 222 2 2 9 3 0 .3R R H R V N? ?。暫取軸承位 7207C， 查 ［ 22］ p198 表 119 得 軸承內(nèi) 徑 d=35mm，外徑 D=72mm，寬度 B=17mm，定位軸肩 42ad mm? ，外徑定位直徑 65aD mm? ，對軸的力作用點與外圈大端面的距離 3 mm? ，故 3 35d mm? 。 低速級齒輪傳動的作用力：為使齒輪 3 的軸向力與齒輪 2 的軸向力相抵消，則小齒輪右旋，大齒輪左旋；齒輪 3 上的作用力如下：圓周力3 232 3 3 0 6 .5t TFNd?? ，其方向與力作用點圓周速度方向相反；徑向力33ta n 1 2 4 6 .2c o s nrtF F N????，方向為由力的作用點指向輪 3 的轉(zhuǎn)動中心；軸向力33ta n 8 8 8 .4atF F N???，方向可用右手法則確定，用右手握住輪 1 的軸線，并使四指的方向順著輪的轉(zhuǎn)動方向，此時拇指的方向即為該力方向；法向力33 3 6 4 3 .5c o s c o stnnFFN????；從動齒輪 4 的作用力與主動輪 3 上相應(yīng)的力大小相等，方向相反。初估 /v m s? 。 （ 2）取小齒輪的齒數(shù) 1 22Z? ，大齒輪齒數(shù) 2 72Z ? ；齒數(shù)比 2172 722zz? ? ? ? 。? ? ? ? 23 0 .9 9 0 .9 7 0 .9 6 。 設(shè)計方案的 確定 本文所設(shè)計的減速器方案 如圖 所示， 電動機(jī) 1 通過聯(lián)軸器 2 將動力傳到減速器 3 中，減速器 3 通過聯(lián)軸器 5 與開式齒輪 6 將動力傳到主軸 7，最后通過主軸將動力傳到碾輪，帶動碾輪的 工作 。 進(jìn)入 20 世紀(jì) 90 年代中后期，國外又陸續(xù)推出了更新?lián)Q代的減速器，不但更突出了模塊 畢業(yè)設(shè)計（論文） 報告紙 3 化設(shè)計的特點，而且在承載能力、總體水平、外觀質(zhì)量方面又有明顯提高。 改革開放以來，我國陸續(xù)引進(jìn)先進(jìn)加工裝備，通過引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)技術(shù)和科研攻關(guān)，又開始掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設(shè) 計制造技術(shù)。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 報告紙 2 發(fā)展趨勢 20 世紀(jì) 70 年代以來 ,世界減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。 通過仿真運動結(jié)果表明該設(shè)計是可行的。 盡本人所知， 除了畢業(yè)設(shè)計（論文）中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本畢業(yè)設(shè) 計（論文）不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。 Simulation movement 畢業(yè)設(shè)計（論文） 報告紙 iii 目 錄 摘 要 ....................................................................... i Abstract ..................................................................... ii 第一章 緒 論 ............................................................. 1 減速器在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 ........................................... 1 圓柱齒輪減速器的特點以及它的發(fā)展趨勢 ............................... 1 特點及使用環(huán)境 ............................................... 1 發(fā)展趨勢 ..................................................... 2 本課題研究的意義和基本內(nèi)容 ......................................... 3 第二章 減速器的總體設(shè)計方案 ............................................... 4 設(shè)計任務(wù)及要求 ..................................................... 4 設(shè)計方案的確定 ..................................................... 4 電動機(jī)的類型選擇 ................................................... 5 計算總傳動比及分配各級的傳動比 ..................................... 5 計算傳動裝置的傳動和動力參數(shù) ..........