【正文】 33314 1 3 1 0 .1 0 .1 6 0ebMd m m???? ? ?? 由于 42 45d d m m d? ? ?，所以該軸是安全的。 39。 ②各軸段直徑的確定 根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 第 230 頁式 142 得： 1m i n133 3 . 5 21 0 0 2 2 . 43 1 4 . 8PdC n? ? ? 又因?yàn)檠b小帶輪的電動機(jī)軸徑 38d? ，又因?yàn)楦咚佥S第一段軸徑裝配大帶輪，且 d1=(～ ) 38 所以查手冊第9 頁表 116 取 1 36d? 。 ⑥求作用在帶輪軸上的壓力 QF 查 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 201 頁表 131 得 q=，故由 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 第 197 頁式 137 得單根 V 帶的初拉力： 220 500 2 . 5 5 0 0 4 . 4 2 . 5( 1 ) ( 1 ) 0 . 1 0 6 . 2 8 1 9 0 . 93 6 . 2 8 0 . 9 5 9cPF q v Nz v K??? ? ? ? ? ? ? ?? 作用在軸上壓力 上海海洋大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 SolidWorks 的 雙級圓柱齒輪減速器 機(jī)械實(shí)體 造型設(shè)計(jì) 第 14 頁 共 43 頁 0 1632 s in 2 3 1 9 0 . 9 s in 1 1 3 2 . 822cF Z F N?? ? ? ? ? ?。 表 21 方案 電動機(jī)型號 額定功率 同步轉(zhuǎn)速 r/min 額定轉(zhuǎn)速 r/min 重量 總傳動比 1 Y112M2 4KW 3000 2890 45Kg 2 Y112M4 4KW 1500 1440 43Kg 3 Y132M16 4KW 1000 960 73Kg 4 Y160M18 4KW 750 720 118Kg 綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置的尺寸、重量、和帶傳動、減速器的傳動比，可見第 3 種方案比較合適，因此選用電動機(jī)型號為 Y132M16， 其主要參數(shù)如 表 22。 綜上所述，使用 SolidWorks 進(jìn)行減速器設(shè)計(jì)，同時(shí)為減速器的性能分析、運(yùn)動分析、有限元分析提供三維實(shí)體模型和根據(jù)三維實(shí)體模型生成各零部件的工程圖紙和裝配圖紙，并把減速器的各種圖文檔管理起來是很有效的。有嚴(yán)密的幾何和尺寸約束管理，清 楚地區(qū)分欠約束、全約束和過約束。 SolidWorks 及其在工程中的應(yīng)用 SolidWorks 是生信國際有限公司推出的基于 windows 的機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，是微機(jī)版全參數(shù)化特征造型軟件，圖形界面簡捷友好，用戶上手快。 國內(nèi)通用齒輪 減速器技術(shù)的新發(fā)展表現(xiàn)在下面幾個(gè)方面。把所有骨干企業(yè)加到一起，產(chǎn)值產(chǎn)量也或許敵不上國外公司的一個(gè)廠 。各公司的模塊化設(shè)計(jì)各有特色，共同點(diǎn)幾乎都是把輸入錐齒輪軸部分作成單獨(dú)模塊組裝到圓柱 齒輪箱體上，使兩類產(chǎn)品的箱體通用。除個(gè)別公司外 ， 國外著名公司產(chǎn)品樣本的承載能力大致在同一條水平線上。低速重載齒輪技術(shù) ， 特別是硬齒面齒輪技術(shù)也是經(jīng)歷了測繪仿制等階段 ， 從無到有逐漸發(fā)展起來。 本課題的主要目的就是把虛擬技術(shù)與傳統(tǒng)減速器相結(jié)合，基于 SolidWorks 虛擬環(huán)境，對雙級圓柱齒輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行三維建模、裝配，然后對其虛擬模型進(jìn)行運(yùn)動仿真，實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)和傳統(tǒng)機(jī)械的結(jié)合分析，對傳統(tǒng)減速器的設(shè)計(jì)、改進(jìn)提供一個(gè)方便有利的研究平臺。 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(jié)構(gòu)的組成及工作過程，對其內(nèi)部結(jié)構(gòu)、工作方式和原理做了一個(gè)比較詳細(xì)的論述，分析了 應(yīng)用虛擬設(shè)計(jì)方法到達(dá)快速開發(fā)傳統(tǒng)減速器的可行性和優(yōu)越性。除了摸索撐握制造技術(shù)外 ， 在推廣硬齒面技術(shù)過程中 ， 還作了解決“斷軸”、“選用”等一系列有意義的工作。承載能力能提高的主要原因 ， 是技術(shù)的成熟、質(zhì)量控制水平的提高和穩(wěn)定 ， 部分公司采用了修形技術(shù)等。 （ 3） 進(jìn)一步采取降噪措施。 （ 5） ISO 開始著手制訂減速器的技術(shù)條件標(biāo)準(zhǔn)。由于產(chǎn)品不能及時(shí)更新，一直停留在國外八十年代的水平上，致使和國外已經(jīng)縮得很小的差距又在逐年拉大。只要熟悉 Windows，不論有無 CAD 的使用經(jīng)驗(yàn)，都基上海海洋大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 SolidWorks 的 雙級圓柱齒輪減速器 機(jī)械實(shí)體 造型設(shè)計(jì) 第 7 頁 共 43 頁 本上能用 SolidWorks 進(jìn)行設(shè)計(jì)。零件實(shí)體圖、裝配圖和工程圖全程共享關(guān)聯(lián)性約束，任一環(huán)節(jié)中的修改會自動反映到其他兩個(gè)環(huán)節(jié)的圖形上。本課題的開展在減速器的設(shè)計(jì)、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(shè)計(jì)人員的工作強(qiáng)度，提高設(shè)計(jì)效率，減少設(shè)計(jì)差錯具有重要意義。 表 22 額定功率 kW 滿載轉(zhuǎn)速 同步轉(zhuǎn)速 質(zhì)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 5 0 .5 3 / 3 .0 5 1 6 .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。 齒輪的設(shè)計(jì) (1)高速級大小齒輪的設(shè)計(jì) ①材料 高速級小齒輪選用 45? 鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為 250HBS。 L1==60。 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。 軸承壽命校核 軸承壽命可由式 610 ()60 th PCfLhn Pf ??進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以 rPF? ，查 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 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(nèi)，因此所該軸承符合要求。eM? 2 2 2 22( ) 3 2 3 . 8 (0 . 6 4 7 0 . 3 ) 4 1 3 .amM T N m? ? ? ? ? ? 計(jì)算危險(xiǎn)截面處軸的直徑 nn 截面 : ? ? 33314 1 1 1 0 .1 0 .1 6 0ebMd m m???? ? ?? mm 截面 : ? ?39。aFM 與 22av aHMM? 直接相加。查 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 第 230 頁表 142 取 ? ? 35Mpa? ? C=100。 1? = EF AFBC AC? EF= K? =+= 則 ? ? ? ?004 . 4 2 . 8 41 . 3 8 0 . 1 0 8 0 . 9 5 9 1 . 0 9LcP kWZ P P K K?? ? ?? ? ? ? ? 取 3Z? 根。 查指導(dǎo)書第 7 頁表 1：取 V 帶傳動比 i=2～ 4 二級圓柱齒輪減速器傳動比 i=8～ 40 所以電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是： n 電機(jī) =n 卷軸 i 總 =19（ 2～ 4） （ 8～ 40） =304～ 3040r/min 符 合這一范圍的轉(zhuǎn)速有： 750、 1000、 1500、 3000 根據(jù)電動機(jī)所需功率和轉(zhuǎn)速查手冊 《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)》表 8167， 有 4 種適用的電動機(jī)型號，因此有 4 種傳動比方案如 表 21。由于不能進(jìn)行裝配檢驗(yàn)，產(chǎn)品要到裝配時(shí)才能發(fā)現(xiàn)有錯，易造成很大的浪費(fèi)； (4)雖然在零件圖的繪制上采用現(xiàn)有的二維參數(shù)驅(qū)動，但是對于零件的構(gòu)造、裝配、組合等一系列產(chǎn)品級的設(shè)計(jì)工作，仍然非常復(fù)雜而繁瑣； (5)減速器產(chǎn)品的管理采用傳統(tǒng)的管理方法，圖紙管理很大程度上還是手工形式，隨著系列產(chǎn)品的增加和不斷開發(fā)新產(chǎn)品，管理越來越麻煩，特別是管理工程圖紙時(shí)傳統(tǒng)管理費(fèi)時(shí)費(fèi)力且技術(shù)人員查找很不方便，而且修改時(shí)又必須重新繪制新的圖紙存檔，造成紙張的不必要浪費(fèi)。在裝配模型中，可進(jìn)行前后關(guān)聯(lián)的設(shè)計(jì)。 DNK 系列點(diǎn)線嚙合齒輪減速 器 ， 是在國內(nèi)外首次將點(diǎn)線嚙合傳動技術(shù)應(yīng)用到中硬齒面領(lǐng)域 ， 成功地研制開發(fā)出的上規(guī)模、上檔次、高技術(shù)附加值的標(biāo)準(zhǔn)系列產(chǎn)品。 FLENDER 從型式上改變了以往的熱功率計(jì)算方法 ， 比起 SEW、往友來 ， FLENDER 不論是老方法 ， 還是新方法熱功率計(jì)算都細(xì)得多。硬齒面齒輪通用減速器這一塊，都是單件小批生產(chǎn)，產(chǎn)量最高的年產(chǎn)數(shù)百臺，產(chǎn)值不超過 5000 萬元，低的也 就是幾百萬。齒形角 ， 4 級用同樣的箱體的辦法 ， 開發(fā)出 8000系列， 20xx 年又開發(fā)出 9000 系列。以 FLENDER 公司為例 ， 同樣（或基本接近）的中心距 1995 年樣本的額定功率比 1988 年樣本提高 10～ 20%， 1997 年樣本又比 1995 年樣本提高了約 20% ， 1999 年樣本 又比 1997 年樣本提高了約 10%?，F(xiàn)在我國自己的設(shè)計(jì)制造能力基本上可滿足國內(nèi)生產(chǎn)的需要 ， 南高齒設(shè)計(jì)制造的最高參數(shù)為 : 最大功率 44MW（正制造 55MW） ， 最高線速度 168m/s， 最高轉(zhuǎn)速 67000r/min。在此背景下，基于計(jì)算機(jī)的虛擬技術(shù)，虛擬產(chǎn)品開發(fā)就越來越顯出其獨(dú)特的優(yōu)勢。并對虛擬建模技術(shù)在今后的機(jī)械行業(yè)中將能起到的巨大推動作用，進(jìn)行了展望。在七八十年代一直認(rèn)為國內(nèi)重載齒輪兩大難題“水泥磨減速器”和“軌鋼 機(jī)減速器” ， 現(xiàn)在可以說已完全解決。而我國現(xiàn)在仍然一直在唱主角的 ZBJ1900488和 TB/T05093 減速器的額定功率僅分別和 FLENDER 1985， 1988 年樣本值相當(dāng)，即使能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的水平 (很多廠達(dá)不到 )， 也比人家落后16 年 ， 且差距越來越大。 FLENDER、 HANSEN 都是通過改進(jìn)齒輪的參數(shù)和箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來降低噪聲。截止目前為止 ， 除 AGMA 外 ， 世界各公司的產(chǎn)品都是按各自的經(jīng)驗(yàn)和條件生產(chǎn)自己的產(chǎn)品 ， 沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn) ， 使得工況系數(shù)的選用不一致 ， 使用壽命沒有統(tǒng)一的規(guī)定 ， 熱功率計(jì)算不準(zhǔn) ， 某些商業(yè)炒作因素難以排除 ， 給用戶的選用帶來很大的不便。現(xiàn)在，總的情況是我們的產(chǎn)品已落后十六年以上 ， 面對國門的敞開 ， 已無力對抗國外的挑戰(zhàn)。 SolidWorks 具有全面的零件實(shí)體建模功能、全相關(guān)的鈑金設(shè)計(jì)能力、裝配設(shè)計(jì)功能、從三維模型自動轉(zhuǎn)換成二維工程圖 的功能，還具有動畫和渲染的功能等。在調(diào)用大裝配時(shí)，“輕化”零部件的功能極大地減小了存儲空間，提高了運(yùn)行速度。 課題的主要內(nèi)容 本設(shè)計(jì)是基于 SolidWorks 軟件平臺對 雙級 圓柱齒輪減速器進(jìn)行實(shí)體造型的， 首先 介紹減速器國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀，分析相關(guān)領(lǐng)域的最新研究成果。 上海海洋大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 SolidWorks 的 雙級圓柱齒輪減速器 機(jī)械實(shí)體 造型設(shè)計(jì) 第 11 頁 共 43 頁 計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù) 將傳動裝置各軸由高速到低速依次定為 1 軸、 2 軸、 3 軸、 4 軸 。高速級大齒輪選用 45? 鋼正火，齒面硬度為 220HBS。 2 40d? 因?yàn)榇髱?輪要靠軸肩定位，且還要配合密封圈，所以查手冊 85 頁表 712 取 2 40d? ，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。 39。 ④彎矩及軸的受力分析如 圖 24 上海海洋大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 基于 SolidWorks 的 雙級圓柱齒輪減速器 機(jī)械實(shí)體 造型設(shè)計(jì) 第 24 頁 共 43 頁 圖 23 ⑤鍵的設(shè)計(jì)與校核 已知 42245 , .d d T N m? ? ?參考教材表 1011，由于 2 (44 ~ 50)d ? 所以取 :14 9bh?? 因?yàn)辇X輪材料為 45 鋼。 ③校核該軸和軸承 L1=74 L2=117 L3=94 作用在 3 齒輪上的圓周力 322 22 2 4 7 0 . 3 1 0 27071 3 9 2 . 5t TFNd ??? ? ?? 323 32 2 4 7 0 . 3 1 0 87092 7 4t TF d ??? ? ??N 徑向力 22 27 07 20 98 5rtF F t g t g N? ? ? ? ? ? 33 8 7 0 9 2 0 3 1 6 9rtF F tg tg N? ? ? ? ? ? 求垂直面的支反力 3 3 2 2 311 2 3() 9 8 5 ( 1 1 7 9 4 ) 3 1 6 9 9 4 3167 4 1 1 7 9 4rrV F l F l lFNl l l? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 2 3 1 2 3 1 6 9 3 1 6 9