【正文】 （ 2）滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 輸出軸處滾動(dòng)軸承： m in/750025030 rmmdn ???? 輸入軸處滾動(dòng)軸承： m in/1 4 4 0 05 7 525 rmmdn ???? 對(duì)照脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑的 dn值界限表選擇其潤(rùn)滑方式為：脂潤(rùn)滑。 （ 3）油標(biāo)油標(biāo)用來檢查油面高度，以保證有正常的油量。為使所選的軸的最小直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需要同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。 m 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算數(shù)值見下表： 表 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表 轉(zhuǎn)速/r/min 功率 /KW 轉(zhuǎn)矩 / N 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁 共 74 2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì) 傳動(dòng)方案擬定 （ 1）工作條件：使用年限 10 年， 300 天為一年，工作為兩班工作制。 把設(shè)計(jì)工作的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來 ,將 提高系統(tǒng)的實(shí)用性和先進(jìn)性。 “ CAE 融入設(shè)計(jì)全過程 ” 的觀點(diǎn)已經(jīng)得到世界上 許多著名公司的廣泛 認(rèn)可。掌握 三維 CAD/CAE 技術(shù) 的使用，已經(jīng)逐步同使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行文字處理一樣，成為產(chǎn)品開發(fā)、 設(shè)計(jì) 人員的一種基本技能。美國(guó)是最早研究這種技術(shù)并投入使用的國(guó)家，已經(jīng)完成了多項(xiàng)基于虛擬仿真的 DIS 工程項(xiàng)目，相關(guān)的協(xié)議與標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)完成或正在完成。 （ 2） 計(jì)算機(jī)仿真的研究熱點(diǎn)及對(duì)制造業(yè)的影響 80 年代以來，系統(tǒng)仿真不斷地朝著縱、橫方向發(fā)展，在制造業(yè)方面，一個(gè)比較明顯的進(jìn)展就是 “ 虛擬制造 ” .根據(jù)虛擬 制造的概念，整個(gè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造首先在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行，這樣可以發(fā)現(xiàn)并解決該產(chǎn)品在制造之前可能出現(xiàn)的各種問題。減速器和齒輪的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展，在一定程度上標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平。 （ 5） 振動(dòng)、噪聲 振動(dòng)、噪聲也是機(jī)械系統(tǒng)的重要指標(biāo)，降低噪聲和振動(dòng)不但可以延長(zhǎng)機(jī)器壽命而且可以體現(xiàn)機(jī)器在結(jié)構(gòu)上的緊湊性。減速器是工程實(shí)際應(yīng)用中常用的傳動(dòng)裝置。采用的是一齒差原理，是一種傳動(dòng)比大，承載能力大，機(jī)械效率高的傳動(dòng)裝置。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng) 發(fā)表或撰寫的成果作品。本課題主要以 Pro/E 軟件為工具，進(jìn)行了圓錐齒輪減速器的虛擬設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)仿真，齒輪齒闊的靜應(yīng)力分析，完成了減速器的 CAE 過程。工作機(jī)是機(jī)械具體功能的執(zhí)行系統(tǒng)，隨機(jī)械功能的不同，工作機(jī)的運(yùn)動(dòng)方式和結(jié)構(gòu)形式千差萬別。從設(shè)計(jì)產(chǎn)品 和對(duì) 性能的簡(jiǎn)單校核，逐步發(fā)展到性能的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，再到工作過程的精確模擬，使人們對(duì) CAD/CAE 方法充滿信賴。新型減速器的研發(fā)將為用戶提供更大的選擇范圍，并為現(xiàn)有減速器增添一種新傳動(dòng)理論。 最后，目前采用的減速器均使用機(jī)械傳動(dòng)。系統(tǒng)仿真作為一種重要手段，通常可以滲透到它們當(dāng)中去，并幫助它們實(shí)現(xiàn)集成，從而促進(jìn)了一些先進(jìn)制造技術(shù)的發(fā)展。 VPD 就是在 CE 方法論的指導(dǎo)下，把 CAD、 CS 和大規(guī)模產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)綜合起來，形成一個(gè)虛擬產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境，使產(chǎn)品開發(fā)人員能夠在這種環(huán)境下策劃產(chǎn)品、設(shè)計(jì)產(chǎn)品、預(yù)測(cè)產(chǎn)品在真實(shí)環(huán)境下的性能、特征以及真實(shí)工況下所具有的響應(yīng)，從而減少反復(fù)和變更的次數(shù)，減少甚至取消制作物理原型樣機(jī)，如此就能很好地檢驗(yàn)設(shè)計(jì)、指導(dǎo)和優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效 地縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和大量地節(jié)省開發(fā)費(fèi)用。 三維 CAD 以 三維 造型 設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，只要形成了 三維 模型，各種二維視圖唾手可得 。雖然分析人員可以不厭其煩地在屏幕前一次次修改設(shè)計(jì)參數(shù)以尋找最理想方案，但縮短開發(fā)周期的壓力通常要求分秒必爭(zhēng)，人們可能沒有更多的時(shí)間對(duì)數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行手工調(diào)整。樣條插值方法當(dāng)然是種近似方法，通常不可能得到目標(biāo)函數(shù)的準(zhǔn)確曲 面，但利用上次計(jì)算的結(jié)果再次插值得到一個(gè)新的曲面，相鄰兩次得到的曲面的距離會(huì)越來越近，當(dāng)它們的距離小到一定程度時(shí)，可以認(rèn)為此時(shí)的曲面可以代表目標(biāo)曲面。 該階段需要操作簡(jiǎn)單、使用方便的 CAE 軟件，以便用最少的時(shí)間完成評(píng)估工作 。 Pd/nm=9550 齒輪幾何尺寸計(jì)算 （ 1）計(jì)算分度圓直徑 d1= Z1 m=25 = ?］［ σ FSaFaYY01 74 ?］［ σ F SF YYmmYYuZRR kTFSaFa )( 4322121 ????????????? ］［ σ 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁 共 74 d2 = Z2 m=145mm （ 2）計(jì)算齒輪寬度 b=? R R R=d1 = b= = 標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)及尺寸（ 90?? ） 表 錐齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)和尺寸 名稱 代號(hào) 計(jì)算公式 小齒輪 大齒輪 分錐角 ? 1? =arctan(z1/z2)= 2? == 吃頂高 ha Ha=ha*m=1 m= 齒根高 hf Hf=( ha*+c*)m==3mm 分度圓 d d d1=mZ1= d2=145mm 齒頂圓 d da da1=d1+2hacos 1? = da2= 齒根圓 d df df1=d12hf cos 1? = df2= 錐距 R d1 2 12?u = 齒根角 f? tan f? =hf/R= 頂錐角 a? ??? fa ??? ??? fa ??? 根錐角 f? ??? ff ??? ??? ff ??? 分度圓齒厚 s s= mmm ?? 2 12?u 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁 共 74 當(dāng)量齒數(shù) Zv Z1v =Z1 / cos 1? =27 Z2v =147 齒寬 B B= mmRR ?? 齒數(shù) Z Z1 =25 Z2 =58 錐齒輪齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度校核 故 同樣可得： MPaF ?? 并且： MPaF ][ 1 ?? MPaF ][ 2 ?? 由上可得： ][ 11 FF ?? ? , ][ 22 FF ?? ? 故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的要求。 表 輸入、輸出軸的彎扭和支反力 輸出軸 輸入軸 載荷 水平面 垂直面 水平面 垂直面 支反力 /N ?NHF ?NHF ?NVF ?NVF ??NHF ?NHF ??NVF ?NVF 彎矩 M ?HM ?VM ?VM ?HM ?VM ?VM 總彎矩/Nm 221 ???M 222 ???M 221 ???M 221 ???M 輸入軸AFaFrFtFt1Fr水平面垂直面扭矩圖B C 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁 共 74 扭矩T/Nm 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。如機(jī)體結(jié)構(gòu)是對(duì)的，銷孔位置不應(yīng)該對(duì)稱布置。 圖 軸的一段模型 同樣操，作利用拉伸命令對(duì)軸的其它個(gè)段進(jìn)行拉伸。對(duì)于需作軸向調(diào)整的套環(huán)，如裝上二個(gè)啟蓋螺釘，將便于調(diào)整。 其中軸的支反力可根據(jù)靜力平衡方程 0??M 計(jì)算得出： 圖 輸出軸的彎扭圖 輸出軸A A AA A A水平面垂直面總彎矩扭矩FN V1FN H1FrFtFaFNV2FNH2FNV139。由于齒輪模數(shù) m的大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，可取彎曲強(qiáng)度算得的模數(shù) ，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值 m=。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁 共 74 確定傳動(dòng)裝置的中傳動(dòng)比和分配級(jí)傳動(dòng)比 由選定的電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 nm和工作機(jī)主動(dòng)軸轉(zhuǎn)速 nw （ 1）可得傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比為： ia=nm/nw= 940/250= 總傳動(dòng)比等于各傳動(dòng)比的乘積 分配傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比 ia=i0 i （式中 i0、 i分別為帶傳動(dòng) 和減速器的傳動(dòng)比） （ 2）分配各級(jí)傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比： 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，取 i= 所以： i0= 傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的設(shè)計(jì) 將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為Ⅰ軸，Ⅱ軸 ： i0,i1， ......為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比 η 01，η 12， ......為相鄰兩軸的傳動(dòng)效率 PⅠ， PⅡ， ......為各軸的輸入功 率 （ KW） TⅠ， TⅡ， ......為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （ N (b)在概念設(shè)計(jì)完成以后，緊接著就是詳細(xì)設(shè)計(jì) 。基于數(shù)值分析技術(shù)的 CAE 方法，顯然不可能對(duì)我們的目標(biāo)得到一個(gè)解析函數(shù)， CAE 計(jì)算所求得的結(jié)果只是一個(gè)數(shù)值。從設(shè)計(jì)產(chǎn)品 和對(duì) 性能的簡(jiǎn)單校 核，逐步發(fā)展到性能的準(zhǔn)確預(yù)測(cè)，再到工作過程的精確模擬，使人們對(duì) CAD/CAE 方法充滿信賴。建模 技術(shù) 的研究、發(fā)展和 應(yīng)用 ，代表了 CAD 技術(shù) 的研究、發(fā)展和 應(yīng)用 。這種思想將現(xiàn)代先進(jìn)的組織形式跟現(xiàn)代的哲學(xué)、文化混合為一體，是對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)及其相關(guān)過程 (制 造過、使用和支持過程 )進(jìn)行并行的、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化模式 的 工作。 計(jì)算機(jī)仿真作為必不可少的工具，在減少損失、節(jié)約經(jīng)費(fèi)、縮短周期、提高質(zhì)量等方面發(fā)揮著重要作用。 首先，從傳動(dòng)比方面來說，作為一個(gè)重要的性能評(píng)價(jià)指標(biāo)，傳動(dòng)比并不是任意設(shè)定的，它的變化給減速器的設(shè)計(jì)帶來了數(shù)字變化的設(shè)計(jì)重復(fù)性。 減速器的類型及綜合評(píng)價(jià)指標(biāo) 減速器的分類 減速器的種類很多，常見的減速器按其傳動(dòng)和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可劃分為以下幾種： （ 1）齒輪減速器 主要有圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器和圓錐 — 圓柱齒輪減速器。 激烈市場(chǎng) 競(jìng) 爭(zhēng)已使工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)廠家清楚意識(shí)到：能更快地推出優(yōu)秀的新產(chǎn)品，就能占領(lǐng)更多的市場(chǎng)。 參考文獻(xiàn) ............................................. 67 附 錄 ............................................... 68 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 1 頁 共 74 1 引 言 原動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)機(jī)和工作機(jī)（執(zhí) 行機(jī)）是機(jī)械系統(tǒng)的三大基本構(gòu)成。 對(duì)減速器進(jìn)行 CAD/CAE 下的建模和仿真，是傳統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代技術(shù)的緊密結(jié)合，它不但符合科技發(fā)展的規(guī)律，也會(huì)使各自的應(yīng)用、研究及發(fā)展獲得意想不到的效果。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 為克服上述減速傳動(dòng)的缺點(diǎn)并保留其優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械傳動(dòng)裝置的高性能、低成本和小型輕量化，從傳動(dòng)原理上創(chuàng)新了一種新型的連桿凸輪減速器，該減速器與近年來成功研制的雙曲柄環(huán)板針擺行星減速器類似，不僅保留了環(huán)板式傳動(dòng)可省去輸出機(jī)構(gòu)而輸出軸剛性好；轉(zhuǎn)臂軸承由行星輪內(nèi)移至行星輪外，尺寸不再受限制，從而傳遞的轉(zhuǎn)矩可以較現(xiàn)有的擺線針輪減速器更大等優(yōu)點(diǎn)，而且又保留了原擺線針輪行星減速器同時(shí)嚙合齒數(shù)多，總法向力與總圓周力間夾角小、擺線輪與針輪齒均為硬齒面等本質(zhì)上的優(yōu)點(diǎn)，克服了現(xiàn)有以漸開線為齒形的諸種環(huán)板式減速器難以避 免的缺點(diǎn)。由于機(jī)械的功能是各式各樣的，所以要求的運(yùn)動(dòng)形式 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 3 頁 共 74 也是各式各樣的。在調(diào)速電機(jī)還沒完全普及時(shí)，減速器仍有較大潛力可挖，應(yīng)用前景廣闊。然而，任何產(chǎn)品的發(fā)展都是以整個(gè)行業(yè)為背景的，受各行業(yè)現(xiàn)有水平的限制，這也就是說減速器的發(fā)展仍會(huì)有較大的潛力可挖。它有 “ 靈境 (Immersive)” 和 “ 交互感 (Interactive)”2 個(gè)基本特征。此外，為了適應(yīng)快速變化的世界市場(chǎng)，克服單個(gè)企業(yè)難以在短期內(nèi)具備所需資源的局限性，出現(xiàn)了在一定時(shí)限內(nèi)，為了某一市場(chǎng)