【正文】 ?? 8 7 8 3 24 3 2 0 6 8 70 8 0 4 3 81 5 1 7 2 9 4 3 81 8 9 7 2 3 91 5 1 22332 5，求垂直面內(nèi)的支承反力 NFF AXAY ?? 32122211 25 35 5 17 0. 6 59 9. 40 17 0. 6 53 90 41 .813 7 10 0 13 70 0259 9. 4 58 34 65 .2BY r r AYAY BY C Y AY ACC Y aDY BY BDF F F R NM M M F l N mmdM F N mmM F l N mm? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)與建模 16 6， 求支承反力 222216632477A A X A YB B X B YF F F NF F F N? ? ?? ? ? 12220 8 8 1 4 2 8 8 7 4 01 4 3 5 7 1 2 9 6 5 6 0A B C CDtM M M N m m M N m mM N m m T F d N m m? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? 7，軸的初步計(jì)算 42 . 56 m m][ )(103122 ?????? TMd 材料 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì) MPab 640?? ，許用彎曲應(yīng)力 MPa60][ 1 ??? 取折算系數(shù) ?? 軸的最小直徑為 : mmnPCd 6 0 . 2 33 . 8 1 1121 332 ??? 在此軸段開有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大 4%計(jì)算截面直徑 mmd mm?? 8，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器高速級(jí)從動(dòng)軸的危險(xiǎn)截面直徑 ( 0 .3 ~ 0 .3 5 ) ( 0 .3 ~ 0 .3 5 ) 1 2 5 3 9 ~ 4 5 .5dd a m m? ? ? ? 取減速器中間軸的危險(xiǎn)截面直徑 mmdd 40? ，根據(jù)軸上零件的布置，安裝和定位的需要，初定各軸的直徑及長(zhǎng)度其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)果尺寸。 圖 31 軸的受力分析圖 圖中 LAB=340mm LBC=n3/2+c+k+bh2/2=43mm LAC=LAB— LBC=297mm 3， 計(jì)算齒輪的嚙合力； NdTF t 1 3 9 92 0 01 3 9 0 022 431 ???? 式 （ ） NFF tr n 44 ?? 式 （ ） 4,求水平面內(nèi)的支承反力 軸在水平面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖所示： 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)與建模 13 圖 32 軸水平方向的受力分析圖 mNlFMMMNFFtFNllFACAXCXBXAXAXBXABBCAX??????????? 5,求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖； 軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖所示 圖 32 軸垂直方向的受力分析圖 mNlFM c yMMNFFFNllFACAyByAyAyrByABBCyA???????????44r 求支承反力 ： mNdFTmNMNFNFtCBA???????1 3 9 9 0 021 7 6 0 0 7 3 0 3 5 944 軸的初步計(jì)算 322][ )(10 ? ?TMd ?? 式 （ ） 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì) MPab 640?? 許用彎曲應(yīng)力 MPa60][ 1 ??? ，取折算系數(shù) ?? 將以上數(shù)值代 入軸計(jì)算截面（ c 截面）直徑計(jì)算公式： ][ )(103 22 ??? ? ? TMd 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)與建模 14 在此軸段開有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大 4%，計(jì)算截面直徑 mmdc ? 軸的最小直徑 : 33 nPC?d mmmm . 763. 62 2121 3 ?? 6， 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器低速級(jí)從動(dòng)軸的危險(xiǎn)截面直徑， ( 0 . 3 ~ 0 . 3 5 ) ( 0 . 3 ~ 0 . 3 5 ) 1 2 1 . 2 5 3 6 . 3 7 5 ~ 4 3 . 4 3 7 5dd a m m? ? ? ? 取減速器低速軸的危險(xiǎn)截面直徑 mmdd 50? 根據(jù)軸上零件的位置、安裝和定位的需要，初定各軸段的直徑及長(zhǎng)度，其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來統(tǒng)籌考慮。一般按由工作機(jī)至工作機(jī)之間運(yùn)動(dòng)傳遞的路線推算各軸的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)。分配各級(jí)傳動(dòng)比時(shí)要考慮到： 1，各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)該在推薦的范圍內(nèi)選取。低轉(zhuǎn)速電動(dòng)機(jī)的極數(shù)多、外闊尺寸及重量較大、價(jià)格較高，但可使傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比及尺寸減小，高轉(zhuǎn)速電動(dòng)濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 減速器傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 10 機(jī)則與其相反。本文設(shè)計(jì)環(huán)境以長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷變化不大， 使用期限八 年（每年按 300 個(gè)工作日計(jì)算），輸送帶速度 V的容許誤差為177。但承載能力小， 宜布置在高速級(jí)； 2，鏈傳動(dòng)也是一種撓性傳動(dòng)，通過鏈輪與鏈條的嚙合傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)。 并根據(jù)已經(jīng)建立的三維零件模型和 UG 的各種應(yīng)用功能模塊對(duì)模型進(jìn)行虛擬裝配操作 ,創(chuàng)建齒輪減速器的實(shí)體效果圖，并完成減速器二維工程圖 的創(chuàng)建。定位銷采用圓錐銷，安置在機(jī)體縱向兩側(cè)的聯(lián)接凸緣得結(jié)合面上，呈非對(duì)稱布置。 3， 減速器附件 為了保證減速器的正常工作，除了對(duì)齒輪、軸、軸承組合和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給予足夠的重視外，還應(yīng)考慮到為減速器潤(rùn)滑油池注油、排油、檢查油面高度、加工及拆裝檢修時(shí)箱蓋與箱座的精確定位、吊裝等輔助零件和部件的合理選擇和設(shè)計(jì)。箱體通常用 灰鑄鐵 制造，對(duì)于重載或有沖擊載荷的減速器也可以采用鑄鋼箱體。這種組合，用于承受徑向載荷和不大的軸向載荷的情況。又可分展開式、分流式、同軸式三種。所以濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 緒論 5 在設(shè)計(jì)之初，對(duì)零件的外型設(shè)計(jì)要一個(gè)整體規(guī)劃，要清楚自己所做的零件的復(fù)雜程度，首先要確定整個(gè)零件的基準(zhǔn)參考中心和參考面，使后面建立的特征（ Feature）都是基于該基準(zhǔn)建立的，這樣有利于后面特征修改（ Modify）和再生成（ Regenerate）；其次要確定模型（ Model）的所有特征間構(gòu)建的大致先后順序，把一些小而非重要特征先做，對(duì)開始不太明確的，并且需要經(jīng)常改動(dòng)變化的特征放到后面建立。 另外，由于 UG對(duì)數(shù)據(jù)格式和圖像格式的識(shí)別能力， UG中可以很容易的讀取 AutoCAD的二維在圖形作為拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、混成的草圖；同時(shí) AutoCAD 在我國(guó)普及率很高，許多人對(duì)它都十分熟悉，而且很多企業(yè)早期的圖檔 都在 AutoCAD 中作的，因此可以使用已有的 AutoCAD二維圖形作為 UG三維造型時(shí)的草圖，進(jìn)行三維轉(zhuǎn)換，也可以使用 AutoCAD來為 UG 繪制草圖， 從而避免重復(fù)勞動(dòng)和有效地利用已有資源。與傳統(tǒng)的 CAD 系統(tǒng)僅提供繪圖工具不同， UG 提供了一套完整的機(jī)械產(chǎn)品解決方案，包括工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工制造、機(jī)構(gòu)分析、有限元分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫(kù)管理、甚至包括了產(chǎn)品生命周期，是多項(xiàng)技術(shù)的集成產(chǎn)品。 近年來 我國(guó)在 CAD 技術(shù)的研究、開 發(fā)和推廣上取得了較大的進(jìn)展 ,但與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比 ,在應(yīng)用或開發(fā)的廣度和深度上還存在著很大的差距 ,國(guó)內(nèi)的 CAD 軟件功能單一 ,集成化程度低、性能穩(wěn)定性差 ,缺乏競(jìng)爭(zhēng)力 ,其商品化程度低 ,難以進(jìn)入市場(chǎng) 。 5,CAD 系統(tǒng)要具有很好的集成性： CAD 與 CAPP、 CAM 的集成已成為工程領(lǐng)域中急需解決的問題。產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過程中可以容易地被分解為不同的模塊，分別由不同設(shè)計(jì)人員分工進(jìn)行設(shè)計(jì)．然后通過 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行組裝和集成。如并行工程、及時(shí)生產(chǎn)、精良生產(chǎn)、敏捷制造和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，所有這些先進(jìn)制造技術(shù)和系統(tǒng)都與 CAD 系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用密切相關(guān)。從而造成設(shè)計(jì)成本高，產(chǎn)品開發(fā)周期長(zhǎng)，資源浪費(fèi)等問題。 本文主要針對(duì)二級(jí)齒輪減速器，利用 UG 軟件對(duì)其進(jìn)行建 模仿真以及虛擬裝配，并從中發(fā)現(xiàn)和解決問題，獲取齒輪減速器的相關(guān)參數(shù)，提高齒輪減速器的設(shè)計(jì)效率。減速器在機(jī)械設(shè)備行業(yè)是一種很常用的傳動(dòng)裝置，其在各類機(jī)械設(shè)備中有著非常廣泛的應(yīng)用，機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)性能的好壞與減速器設(shè)計(jì)的優(yōu)劣水平有著直接的關(guān)系。而且在裝配過程中如果零部件間誤差過大或是生產(chǎn)出來的成品不能滿足所需產(chǎn)品的技術(shù)要求，這就意味著設(shè)計(jì) 的 失敗 ，只能重新 設(shè)計(jì)，重新生成樣品，重新裝配 再 檢驗(yàn) 直到設(shè)計(jì)出符合要求的產(chǎn)品 。由此出現(xiàn)了一系列先進(jìn)制造技術(shù)、系 統(tǒng)和新的生產(chǎn)管理方法。 CAD 系統(tǒng)應(yīng)滿足并行設(shè)計(jì)的要求：并行工程的關(guān)鍵是用并行設(shè)計(jì)方法代替串行設(shè)計(jì)方法?；蛘甙凑兆约旱囊笮薷南到y(tǒng)中的不足之處 ， 而這種修改不會(huì)影響這個(gè) CAD 系統(tǒng)。在未來的幾十年里， CAD 技術(shù)將在建模技術(shù)、軟件組件技集成智能化等方面進(jìn)一步發(fā)展，因而也必將在機(jī)械工程設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 緒論 3 越來越重要的作用。它以尺寸驅(qū)動(dòng)、特征建 模、全參數(shù)設(shè)計(jì)、單一全關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬現(xiàn)實(shí)及多數(shù)據(jù)接口等優(yōu)點(diǎn)改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念，使設(shè)計(jì)工作直觀化、高效化、精確化和系統(tǒng)化，成為目前機(jī)械 CAD 領(lǐng)域的性標(biāo)準(zhǔn)。 UG生成三維模型，再將其轉(zhuǎn)換然后由 AutoCAD 輸出人們所熟悉的成二維工程圖，工程圖，可提高設(shè)計(jì)、繪圖和修改等工作的效率和質(zhì)量，并引起取長(zhǎng)補(bǔ)短的作用。選擇一種有效的方法，使建立的特征少，且能 有效生成實(shí)體；形成的特征有利于后續(xù)特征的建立和修改是非常重要的。 （ 2）二級(jí)圓柱齒輪減速器：傳動(dòng)比一般為 8到 40，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。兩軸均采用了深溝球軸承。它是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加工面積，箱體底座一般不采用完整的平面。 (6)定位銷：本減速器機(jī)體為剖分式，為了保證軸承座孔的加工和裝配精度，在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓聯(lián)接后，在鏜孔之前，在機(jī)蓋與機(jī)座的 連接凸緣上應(yīng)裝配定位銷。繪制出齒輪減速器各個(gè)零部件的三維模型。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸振等特點(diǎn)。 傳動(dòng)方案選擇 由減速器的實(shí)際工作環(huán)境具體分析，擬定合適的傳動(dòng)方案 。 3， 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 同一類型的、相同額定功率的電動(dòng)機(jī)也有幾種不同的轉(zhuǎn)速。 確定總傳動(dòng)比后應(yīng)合理分配各級(jí)傳動(dòng)比，限制傳動(dòng)件的圓周速度以減小動(dòng)載荷，降低傳動(dòng)精度等級(jí)。 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 為了確定傳動(dòng)方案，還需推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。 2，軸的受力分析，簡(jiǎn)圖如圖所示。 VI長(zhǎng)度與聯(lián)軸器有為 55mm。 V段用于安裝軸承與擋油環(huán)，為 43mm。該段長(zhǎng)度分別為 54,32,46。 2，面接觸疲勞降低的計(jì)算。 1，利用工具菜單中的表達(dá)式命令，鍵入齒輪參數(shù)： 圖 316 齒輪創(chuàng)建參數(shù)圖 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 軸及齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)與建模 26 上訴表達(dá)式中， m表示齒輪模數(shù)； z表示齒輪齒數(shù)； t 表示系統(tǒng)內(nèi)部變量，在 0和 1之間自動(dòng)變換； pi表示圓周率； d 表示分度圓直徑； da 表示齒輪齒頂圓直徑； df 表示齒輪齒根圓直徑； alpha 表示齒輪壓力角； s表示齒厚； 2，利用菜單欄中的規(guī)律曲線命令中的規(guī)律函數(shù)，創(chuàng)建漸開線以及齒輪各曲線，單擊根據(jù)方程按鈕， 確定 xt、 yt、 zt 方向。修剪后即可生成完整的齒形。 大齒輪直徑較大，因此應(yīng)采用 腹 板式齒輪，以減輕齒輪重量。并且 在草繪命令中 確定腹板上一個(gè)孔的位置，利用編輯菜單欄中的移動(dòng)對(duì)象命令，選擇之前繪制的孔，輸入旋 轉(zhuǎn)角度為 60，副本數(shù)為 6， 特別注意指定矢量和指定軸點(diǎn)的選擇。 箱體結(jié)構(gòu)為剖分時(shí)，剖分面為水平面，與傳動(dòng)件軸心線平面重合，有利于軸系部件的安裝與拆卸。并進(jìn)行布爾求和處理。 再在插入菜單欄中選擇設(shè)計(jì)特征中的孔命令，分別在凸臺(tái)上加工 12個(gè)直徑為 16mm 的簡(jiǎn)單孔。 圖 46 軸承端蓋效果圖 其他零部件多為標(biāo)準(zhǔn)件，無需設(shè)計(jì)，直接采購(gòu)使