【正文】 51 頁 圓周力 1tF 、 2tF ，徑向力 1rF 、 2rF 及軸向力 1aF 、 2aF 如圖 . FFFFFF FFFF D/2FMMMMMM 圖 軸的載荷分析圖 （ 3）初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。 ②聯(lián)軸器的計算轉(zhuǎn)矩 3TKT Aca? ，查文獻【１】表 141，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 ? ，則 mmNTKT Aca ????? 4 3 7 5 6 73 3 6 5 9 ③查文獻【２】表 171，選 HL3 型彈性柱銷 聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 630000 mmN? ，半聯(lián)軸器的孔徑 mmd 451 ? ，故取 mmd 4521 ?? ，半聯(lián)軸器長度 mmL 112? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 84mm。 截面上由于軸肩而形成的理論應力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按文獻【１】附表 32 查取。因 ??d ， ??d ，經(jīng) 查 值后查得 ?? ?? ?? ， 又由文獻【１】附圖 31 可得軸的材料敏感系數(shù)為 , ???? 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計論文 第 24 頁 共 51 頁 故有效應力集中系數(shù)為 . 8511)(q1k . 8211)(q1k ??????? ??????? ）（ ）（??? ??? ?? 由 文獻【１】附圖 32 的尺寸系數(shù) ??? ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? 。 ③截面 5 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 333 . 1dW mm???? 抗扭截面系數(shù) 333T 1 2 8 0 .2 dW mm???? 截面 5 右側(cè)彎矩 M 為 ?? 截面 5 上的扭矩為 mmN42380T ?? 截面上的彎曲應力 M P 2 5 3 9 . 9 ??? WMb? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應力 M P T ??? Wb? 過盈配合處的 k??? ，由文獻【１】附表 38 用插值法求出，并取 ????? ，于是得 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計論文 第 20 頁 共 51 頁 ???? ???? ， 軸按磨削加工，由文獻【１】附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 故得綜合系數(shù)為 ?????????????????????????? 計算安全系數(shù) caS 值。 tan20176。 163=489mm （ 2）、齒頂圓直徑 mmmhd aa 7832242z *33 ?????? ）（）（ mmmhd aa 495321632z *44 ?????? ）（）（ （ 3）、齒根圓直徑 mmmhd a **33f ????????? ）（）（ mmmhd a **44f ????????? ）（）（ （ 4）、 計算齒輪的寬度 B1=b= mmdd 727213 ????? . B2=B1+(5～ 10)mm B3=72mm B4=80mm 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計論文 第 14 頁 共 51 頁 （ 5）、 中心距 a a=m(z3+z4)/2=3179。 1179。 8179。傳動系統(tǒng)中采用兩級閉式圓錐 圓柱齒輪減速器。各國普遍采用硬齒面技術(shù)，提高硬度以縮小裝置的尺寸； 也可應用以圓弧齒輪為代表的特殊齒形 。隨著微電子工業(yè)向機械工業(yè)的滲透，現(xiàn)代機械日益向智能化和機電一體化方向發(fā)展。 【 關(guān)鍵字 】 三維虛擬設(shè)計 三維建模 減速器 Design and simulation analysis of conecylindrical gear reducer Li Tian (Grade08,Class 4,Major machine design manufacture and automation， school of Mechanical Engineering， Shaanxi University of Technology， Hanzhong 723003， Shaanxi) Tutor: He Yong Abstract: The main research topics are based on the design of the original data reducer, reducer enough of ponent parts (including gears, shafts, bearings, the upper casing and lower casing) design and verification method. Of the two conical gear reducer design of functional deposition, the establishment of threedimensional parametric gear reducer and gear reducer design parts (the main transmission parts, standard parts, etc.) model library, the total assembly method of constructing the library. And with the Pro/E(PRO/ENGINEER) of drawing software and database technology, for two conical cylindrical gears threedimensional modeling of conical reducer cylindrical body position, the internal transmission parts, and assembly interference analysis, stress and strain analysis, spatial motion analysis, motion simulation, eventually to produce two dimensional drawings. Key words: 3D virtual design threedimensional modeling reducer I 畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交 的畢業(yè)設(shè)計（論文），是我個人在指導教師的指導下進行的研究工作及取得的成果。本人授權(quán) 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等 復制手段保存和匯編本學位論文。圓柱圓錐齒輪減速器是最常用的機械傳動機構(gòu)之一。 人在設(shè)計零件時的原始沖動是三維的，是有顏色、材料、硬度、形狀、尺寸、位置、相關(guān)零件、制造工藝等等關(guān)聯(lián)概念的三維實體，甚至是帶有相當復雜的運動關(guān)系的三維實體。 （ 3）、材料選擇，小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 剛（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度相差 40HBS。 2. 校核比較結(jié)果 11 ][ FF ?? ? ， 22 ][ FF ?? ? 綜合分析考慮，取 m=4mm,Z1=23. 得， 21 2 3 3 6 9z u z? ? ? ? ?， mmZm 69323d 11 ????? . 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計論文 第 11 頁 共 51 頁 mmma 4h ?? mmmmmhf ???? mmmc ???? （ 1）、計算大端分度圓直徑 1 69d mm? 22 6 9 3 2 0 7d z m m m? ? ? ? ? （ 2）、計算節(jié)錐頂距 mmu 0 9 8 0 91326912dR 22 ?????? （ 3）、節(jié) 圓錐角 ?? ? ?? ? （ 4）、齒寬 13 R m m m m?? ? ? ? ? 12 36b b mm??取 （ 5）、大端齒頂圓直徑 mmmdd a o s4269c o s2 111 ??????? ?? mmmdd a 0 o s422 0 7c o s2 222 ??????? ?? （ 6）、大端齒根圓直徑 mmmdd 8 9 o o 111f ??????? ?? mmmdd 0 3mm1 . 5 77c o 0 7c o 222f ??????? ?? 圓柱齒輪傳動的設(shè)計計算 已知輸入功率 ? （略大于小齒輪的實際功率），小齒輪的轉(zhuǎn)速為：min/487n2 r? ，大齒輪的轉(zhuǎn)速為 min/72n3 r? ，傳動比 ? ，由電動機驅(qū)動，工作壽命（設(shè)每年工作 300 天），兩班制，帶式輸送，平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。 9 2 ??hb 得 ?Fk = 則 k= Ak vk ?Hk akH =1179。 Tc=KT=179。因軸承同時受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) mmd 4043 ?? ，由文獻【１】表 157 中初步選取 0 基本游隙組，標準精度級的單列圓錐滾子軸承 30308，其尺寸為 mmmmmmTDd ????? . d12=30mm d23=35mm d34=40mm d45=35mm d56=40mm d67=36mm L12=58mm L23=42mm L34=30mm L45= L56=30mm L67=48mm 至此，已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長度。取 mm12L 43 ?? 。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度 ? ，故取 mmh 5? ，則軸環(huán)處的直徑為 mmd 7065 ?? 。 ②軸上的周向定位 齒輪、半 聯(lián)軸器的周向定位均采用平鍵連接，按 67d? 由文獻【１】表 61 查得平鍵截面mmmmh 1118b ??? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 56mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 67kH ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵 mmmmmm 70914 ?? ，半聯(lián)軸器與軸的配 合為 67kH ，滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 r6。 ③軸上的周向定位 圓錐齒輪的周向定位采用平鍵連接，按 23d? 由文獻【１】表 61 查得平鍵截面mmmmhb 810 ??? ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 32mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 6kH7 ； ④確定軸上圓角和倒角尺寸 ，取軸端倒角為 2 45?? 圖 軸的結(jié)構(gòu)分布圖 d12=30mm d23=35mm d34=42mm d45=35mm d56=30mm L12=30mm L23=40mm L34=12mm L45=76mm L56=50mm 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計論文 第 23 頁 共 51 頁 至此，已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和度。 陜西理工學院畢業(yè)設(shè)計論文 第 18 頁 共 51 頁 （ 8）精確校核軸的疲勞強度 ①判斷危險截面截面 截面 5 右受應力最大 ②截面 5 左側(cè) 抗彎截面系數(shù) 333 . 1dW mm???? 抗扭截面系數(shù) 333T 8 5 7 .2 dW mm???? 截面 5 左側(cè)彎矩 M 為 mmN . ? 截面 5 上的扭矩 2T 為 ? 截面上的彎曲應力 M P 2 5 3 9 ??? WMb? 截面上的扭 轉(zhuǎn)切應力 M P 7 542 3 80T T ??? Wb? 軸的材料為 40rC ，調(diào)質(zhì)處理。 b/R]179。 1179。 =≈ 163，取 Z4=非對稱安裝查文獻 [2]表 ，取齒寬系數(shù) d? = ，實際傳動比 i34=163/24=， 誤差幾乎為零，在設(shè)計給定的177。 （ 2）按齒面的硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限 lim1 600H MPa? ? ，大齒輪的接觸疲勞極限 lim 2 550H MPa? ? 。這樣就有可能比較容易地建立充分而完整的設(shè)計數(shù)據(jù)庫，并以此為基礎(chǔ)，進一步進行應力應變分析、制件質(zhì)量屬性分析、空間運動分析、 裝配干涉分析、 NC 控制可加工性分析、高正確率的二維工程圖生成、外觀色彩和造型效果評價、商業(yè)廣告造型與動畫生成等一系列的需求都能充分滿足，是對設(shè)計全過程的有效的輔助，是有明確效益的 CAD。目前，同外減速器行業(yè)存在的比較突出的問題是，行業(yè)整體新產(chǎn)品開發(fā)能力弱、工藝創(chuàng)新及管理水平低，企業(yè)管理方式較為粗放，相當比例的產(chǎn)品仍為 中低檔次、缺乏有國際影響力的產(chǎn)品品牌、行業(yè)整體散、亂情況依然較為嚴重 當今世界各國減速器及齒輪技術(shù)發(fā)展總的趨勢是向六高、二低、三化方向發(fā)展。