【正文】 江西理工大學(xué) 20xx 屆專(zhuān) 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 50 圖 Cosmosmotion 插件界面 Cosmosmotion 運(yùn)動(dòng)仿真 1) 加載 Cosmosmotion:【 工具】－【插件】－【 COSMOSMotion 20xx】，運(yùn)行插件。 【裝配】： ① M6 螺釘與觀察蓋接觸面重合、同心約束。 ②齒輪鍵槽與齒輪和軸聯(lián)接鍵面平行約束，輪轂與軸同心約束，齒輪側(cè)面與軸肩面重合約束。 ④ 【拉伸切除】打兩個(gè)交叉的 4mm 的通孔，完成建模，如圖 。【拉伸切除】切掉圓環(huán)外多余的材料，即完成建模，如圖 。 ⑦ 用【掃描切除】命令，繪制油溝，繪制掃描路線和掃描截面，如圖 ，用【異形孔向?qū)А吭谳S承槽端面上打 M8 的螺紋孔，如圖 ，【插入】 【參考幾何體】 【基準(zhǔn)軸】命令，分別建立基準(zhǔn)軸 1 和 2，圓周陣列螺紋孔，等間距，孔數(shù)為 6，如圖 。 ③ 通過(guò)【拉伸切除】命令打一個(gè)減重孔，孔徑為 36mm,如圖 ，【插入】 【參考幾何體】 【基準(zhǔn)軸】命令，選擇圓心為基準(zhǔn)軸，如圖 ，通過(guò)【圓周陣列】命令，選擇基準(zhǔn)軸和陣列的數(shù)目，完成多個(gè)減重孔成型如圖 。 設(shè)計(jì)小結(jié) 本章節(jié)完成了一級(jí)圓柱齒輪減速器的機(jī)械設(shè)計(jì)，對(duì)軸、齒輪、 V 帶輪、聯(lián)軸 器、鍵、螺釘?shù)鹊倪x擇，以及對(duì)軸、軸承、鍵等進(jìn)行了校驗(yàn)，整體滿足設(shè)計(jì)要求， 符合設(shè)計(jì)規(guī)范。 （ 2）箱蓋壁厚 ζ 1=+1=*110+1= （ 250） 取 1 ζ =8。 b h = 8 7, L =28 mm, 則 L s =L ?b=28?10 =18 mm 。 (5）按彎矩復(fù)合強(qiáng)度計(jì)算 1） .求分度圓直徑： d 1 = 44mm 2） .求圓周力： TΠ = N ?m 3） .求徑向力： 江西理工大學(xué) 20xx 屆專(zhuān) 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 兩邊對(duì)稱，截面 C 的彎矩對(duì)稱。 一級(jí)齒輪減速器的高速軸，輸入軸與皮帶輪相連，從結(jié)構(gòu)上考慮，最小軸徑為 查【 2】 P170 表 92 取 C=118。 （ 5）確定軸各段直徑和長(zhǎng)度 Ⅰ段： d 1 = 32mm，長(zhǎng)度為。 Z H = （ 4） 重合度系數(shù) Zε （ 5） 所需小齒輪直徑 d1 （ 6） 驗(yàn)算圓周速度 （ 7）修正小齒輪直徑 查【 2】 P66 圖 510（ a） 取 K v′ = （ 1）確定模數(shù) m 查【 2】 P56 表 53 取 m = 2mm。 （ 3）計(jì)算實(shí)際中心距 a1 V 帶的根數(shù) 查【 3】表 Ka =，查【 3】表 Kl=，查【 3】表 P1= Δ P1=。 ：運(yùn)輸帶曳引力 F=1500N，運(yùn)輸帶速度 v=,滾筒直徑 D=220mm。 （ 2） SolidWorks 軟件設(shè)計(jì)部分 Ⅰ .零件三維建模 ①軸的設(shè)計(jì)：利用插入中旋轉(zhuǎn)命令設(shè)計(jì)軸，建立基準(zhǔn)面。在美國(guó)、日本及歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家 中、機(jī)械 CAD 技術(shù)主要是把人們從丁字尺中解放出來(lái)，同時(shí)也可利用 CAD 技術(shù)解決眾多繁瑣的設(shè)計(jì)和分析計(jì)算。 (4)展開(kāi)式兩級(jí)圓柱齒輪減速器展開(kāi)式兩級(jí)圓柱齒輪減速器是兩級(jí)減速器中最簡(jiǎn)單、應(yīng)用最廣泛的一種。而減速器作為一種重要的動(dòng)力傳遞裝置， CAD 技術(shù)被更廣泛的應(yīng)用到減速器設(shè)計(jì)中去。 (2)諧波減速器的諧波傳動(dòng)是利用柔性元件可控的彈性變形來(lái)傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的，體積不大、精度很高，但缺點(diǎn)是柔輪壽命有限、不耐沖擊，剛性與金屬件相比較差。 CAD 技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用已經(jīng)使設(shè)計(jì)過(guò)程發(fā)生了革命性的變化，它為設(shè)計(jì)者提供了更有效的分析、優(yōu)化、仿真以及繪圖手段，成倍地提高了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。齒輪減速器也是 CAD注重的對(duì)象之一，如此提高了設(shè)計(jì)的質(zhì)量和速度，降低了減速器的制造成本，降低設(shè)計(jì)勞動(dòng)，適合減速器的研究和更新設(shè)計(jì)。裝配和仿真：主要介紹裝配的 過(guò)程，以及消除干涉， cosmosmotion 軟件介紹，和運(yùn)用插件運(yùn)動(dòng)仿真，直至最后出數(shù)據(jù)圖和仿真動(dòng)畫(huà)的過(guò)程。 1 （ 2）驗(yàn)算帶速 v (3)計(jì)算大帶輪直徑 dd2 查【 2】表 75 dd2=280mm。 （ 5）載荷系數(shù) K （ 1）求許用接觸應(yīng)力 [σ H] 查【 2】 P76 圖 523 取接觸疲勞極限 σ H im1 =700MPa,σ Him2 =560MPa, 江西理工大學(xué) 20xx 屆專(zhuān) 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 查【 2】 P77 表 515 取安全系 S H im1= S H im2=1。齒輪用套筒和軸肩定位，軸肩直徑 d 5 =60mm 。 8).繪制合彎矩圖如圖 d。 段：階梯軸段，考慮到箱體的距離，取 L主 6= 10mm 。 b h =10 8, L =32 mm, 則 L s =L?b = 32 ?10 = 22 mm 1).圓周力： 2).擠壓強(qiáng)度： ∴擠壓強(qiáng)度足夠。 江西理工大學(xué) 20xx 屆專(zhuān) 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 螺栓： GB5783～ 86 M12X25，材料 Q235。 齒輪和軸承用同種潤(rùn)滑油較為適宜，小型設(shè)備，選用 GB44389 全損耗系統(tǒng)用油 LAN15 潤(rùn)滑油。 江西理工大學(xué) 20xx 屆專(zhuān) 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 圖 GearTrax20xx 操作 圖 大齒輪的大體建模 圖 大齒輪的大體建模 得到了大齒輪的大體建模，然后修改大齒輪： ① 通過(guò)【拉伸切除】命令構(gòu)造輪轂直徑為 50mm，鍵槽高、寬分別為 5mm、 10mm。 ④ 用【插入】 【參考幾何體】 【基準(zhǔn)面】命令分別在兩個(gè)軸承座建立基準(zhǔn)平面 1 和基準(zhǔn)平面 2，如圖 ，用【筋】命令，繪制軸承座凸臺(tái)的加強(qiáng)筋，如圖 。 ⑦ 【倒圓角】、【倒角】命令，對(duì)箱蓋進(jìn)行 R5mm 和 1mm 的倒角，完成建模，如圖 。 圖 螺帽旋轉(zhuǎn)切除 圖 油塞的三維建模 ： ① 【拉伸】 ,任意選擇基準(zhǔn)面，在草圖上畫(huà)六邊形，完成拉伸，如圖 。 圖 小齒輪軸的爆炸視圖 齒輪軸的裝配 裝配完小齒輪軸，裝配齒輪軸。 ⑤ 油塞和油標(biāo)分別與箱體面重合、同心約束。 通過(guò)干涉檢查，發(fā)現(xiàn)減速器存在的干涉主要是螺紋干涉和齒輪干涉，螺紋干涉，螺紋是固定的，不參與減速器運(yùn)動(dòng)，螺紋干涉被忽略不計(jì)，齒輪干涉通過(guò)碰撞干涉旋轉(zhuǎn)齒輪的位置進(jìn)行調(diào)整，直至消除齒輪干涉，如圖 。 圖 旋轉(zhuǎn)零部件界 面 圖 齒輪配合界面 4）自由旋轉(zhuǎn)小齒輪軸，大齒輪隨即嚙合運(yùn)動(dòng)，【新建運(yùn)動(dòng)算例】 【 COSMOSMotion】江西理工大學(xué) 20xx 屆專(zhuān) 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 51 【馬達(dá)】 【旋轉(zhuǎn)馬達(dá)】，對(duì)高速軸添加旋轉(zhuǎn)方向，以及轉(zhuǎn)速為 ,點(diǎn)擊確定后，選定運(yùn)動(dòng)時(shí)間為 8s，點(diǎn)擊【計(jì)算】即可開(kāi)始模擬。 【插入】：銷(xiāo)、 M16（螺栓、螺母、墊片）、 M12（螺栓、螺母、墊片），如圖。 圖 齒輪軸的爆炸視圖 齒輪軸與箱體的裝配 完成兩個(gè)軸的裝配，把軸安裝進(jìn)齒輪箱體內(nèi)。 軸承的裝配 首先組裝軸承，【新建裝配體】。 江西理工大學(xué) 20xx 屆專(zhuān) 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 39 圖 旋轉(zhuǎn)拉伸滾動(dòng)體 圖 滾動(dòng)體的三維建模 圖 外圈的草圖 圖 外圈的三維建模 圖 內(nèi)圈的草圖 圖 內(nèi)圈的三維建模 油標(biāo)尺、觀察蓋、油塞和通孔器的三維建模 ： ① 【旋轉(zhuǎn)】命令，任意選擇基準(zhǔn)面，建立選線基準(zhǔn)軸，畫(huà)出端蓋的截面草圖，旋轉(zhuǎn)得到實(shí)體，如圖 。平面作為基準(zhǔn)，如圖 ，用【拉伸】命令構(gòu)造凸臺(tái)，如圖 ，在凸臺(tái)上打油標(biāo)尺 M12 的螺紋孔。 ① 依次用【拉伸】命令構(gòu)造小齒輪軸，完成小齒輪軸的大體建模，如圖 。 SolidWorks 軟件集三維建模、裝配、工程圖于一身，功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新，使得 SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維 CAD 解決方案。 （ 8）軸承旁連接螺栓直徑 d 1 = = d f 18 = （ 254） 取 d1 =14mm。 Ⅲ .軸與聯(lián)軸器的鍵為：鍵 8X36 GB109679。 x,y 查【 2】 P194 表 104 取 e = 。 （ 2）確定各段軸直徑 將 d = 20mm 作為外伸端直徑 d主 1=20mm，第二段取 d主 2=23mm , d主 3d主 2 ,該段為軸承內(nèi)徑，小齒輪右側(cè)設(shè)置階梯軸， d主 4=36mm ， d主 5=30mm 5，第六段安裝軸承，則與第三段直徑相同。取套筒長(zhǎng)為 20mm，取 L2 = 60mm 。 （ 3）應(yīng)力修正系數(shù) Y Sa1， Y Sa2 ， 查【 2】 P74 圖 522 取， Y Sa1 =， Y Sa2 =. （ 4）重合度系數(shù) Yε （ 5）校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度 σ F 江西理工大學(xué) 20xx 屆專(zhuān) 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 ∴ 故彎曲強(qiáng)度足夠。 （ 2）大齒輪 45 鋼正火，齒面平均硬度 200HBS 。 ： 江西理工大學(xué) 20xx 屆專(zhuān) 科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 式中， Pd— 電動(dòng)機(jī)所需工作效率 . ： 式中， n 滾筒 — 滾筒轉(zhuǎn)速。 ③齒輪設(shè)計(jì)：利用 geartrax 自動(dòng)生成齒輪對(duì)。但作為一個(gè)發(fā)展中國(guó)家，我國(guó)的機(jī)械設(shè)計(jì)水平和質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)趕不上西方發(fā)達(dá)國(guó)家，大多數(shù)工廠還停留在手工計(jì)算和手工繪圖工作，使設(shè)計(jì)人員不能投入到創(chuàng)造性工作的集成化的機(jī)械 CAD 系統(tǒng)。 減速器的種類(lèi)繁多，如今應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，總體的發(fā)展趨勢(shì)如下： ①高水平、高性能。 關(guān)鍵詞 ： SolidWorks ；減速器 ；三維建模 ；仿真 江西理工大學(xué) 20xx 屆專(zhuān)科生畢業(yè)設(shè)計(jì) ABSTRACT In modern manufacturing industry, product design is the objective of research and development,the prehensive application of the whole process of integration of CAD and related integrated techno logy have bee an inevitable trend, which is conducive to raising the level of product design, and to reduce consumption, and new products development cycle, substantial increase in labor productivity. The reducer is an important driving force transmission device, therefore, CAD technology has been applied to a wider range of gearbox design. The paper pleted the mechanical design of the gearbox, used SolidWorks software to plete the threedimensional model of gearbox and gear, shaft, tank and other parts of the threed imensional modeling, related the various parts and ponents to the assembly model byconstraint, imported the standard ponents from the Toolbox, assembled the reducer entities to plete the assembly and used