【文章內(nèi)容簡介】 c. 左、右法蘭軸（前、后軸）受力分析外載荷計(jì)算公式輸入扭矩：第一級(jí)減速齒輪傳遞的扭矩： 齒輪、的圓周力 、： 齒輪 、的徑向力、：a= A 、B支點(diǎn)垂直方向反力、：= = =7500NA 、B支點(diǎn)水平方向反力、： = =2133N = =d. 右法蘭軸軸頭力矩計(jì)算公式如圖28所示，右軸軸頭承受彎矩和扭矩的作用。圖28示意圖（1）垂直方向彎矩 =7500 =1642 =7500 =540 ( 2 )水平方向彎矩 =11200 =2452 =11200 =806( 3 )合成彎矩 =2951 =970端蓋即裝在滾筒體兩端的殼蓋。端蓋與滾筒體之間用螺釘聯(lián)接，與滾筒體構(gòu)成電動(dòng)滾筒的旋轉(zhuǎn)殼體。端蓋分為右端蓋和左端蓋，或稱前端蓋和后端蓋，它們分別與右軸和左軸相對(duì)應(yīng)。本次設(shè)計(jì)中的右端蓋如圖29所示。為了提高承載能力，左、右端蓋與固定軸之間采用調(diào)心球軸承。電動(dòng)滾筒的端蓋為密封式，以防止?jié)L筒體內(nèi)的潤滑油外漏。每個(gè)端蓋有兩處需要密封，一處是端蓋與滾筒體聯(lián)接處的結(jié)合面，此處可以采用紙墊或密封膠進(jìn)行密封；另一處是固定軸與滾動(dòng)軸承處的旋轉(zhuǎn)密封，這里可以采用骨架式密封圈進(jìn)行密封。端蓋的材料為HT200的灰口鑄鐵，鑄件中一定不能有砂眼等缺陷，以免降低材料的強(qiáng)度或造成滲漏油。端蓋與滾筒體配合處的止口尺寸一般采用較松的配合，加工端蓋時(shí)一定要保證止口處與軸承室的同軸度，否則影響電動(dòng)滾筒的順利安裝和正常運(yùn)轉(zhuǎn)。圖29右端蓋圖樣支座是上端支撐并固定著電動(dòng)滾筒的左軸和右軸，支座的下端借助于螺栓固定在機(jī)架上。這樣支座便將電動(dòng)滾筒牢牢固定住。支座由于結(jié)構(gòu)和影響因素多的特點(diǎn)再加電動(dòng)滾筒的大功率，考慮強(qiáng)度問題，所以選擇Q235—A鋼板。但是無論采用什么材料，材料本身不能有任何內(nèi)在的缺陷。本次設(shè)計(jì)的支座如圖210所示。圖210 支座、UGNX作為集成化的CAD/CAE/CAM高端產(chǎn)品解決方案可以很方便地建立各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜的三維參數(shù)化實(shí)體裝配模型和部件詳細(xì)模型，并自動(dòng)生成用于加工的平面工程圖紙。UGNX的這些功能使得該軟件可以很好地應(yīng)用于各行業(yè)各種類型產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，并支持產(chǎn)品外觀造型設(shè)計(jì)，所設(shè)計(jì)的產(chǎn)品模型可模仿制造樣機(jī)的過程。并且能夠進(jìn)行虛擬裝配和各種分析，節(jié)約了設(shè)計(jì)的成本和周期。如圖31為UG7中的效果圖。運(yùn)用UGNX進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)具有如下特點(diǎn)：從傳統(tǒng)的基于二維的機(jī)械設(shè)計(jì)過程轉(zhuǎn)變?yōu)橐匀S實(shí)體模型為中心的過程，實(shí)現(xiàn)了直接進(jìn)行三維零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為后續(xù)的機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析、虛擬裝配和模擬仿真等過程提供了實(shí)體模型數(shù)據(jù)。使制造產(chǎn)業(yè)信息化，即設(shè)計(jì)數(shù)字化、制造裝備數(shù)字化、生產(chǎn)過程數(shù)字化等成為可能。圖31 UG效果圖本次設(shè)計(jì)運(yùn)用UGNX對(duì)電動(dòng)滾筒逐個(gè)零件進(jìn)行了實(shí)體建模。UGNX的實(shí)體建模技術(shù)具有很大的靈活性，草圖無須完全約束即可操作，而且草圖尺寸可以反復(fù)更改，實(shí)現(xiàn)了靈活的參數(shù)化建模。1）繪制草圖1本次設(shè)計(jì)的行星架是回轉(zhuǎn)體，點(diǎn)擊草圖按鈕，繪制如圖32所示的草圖1。圖32繪制草圖12）建立回轉(zhuǎn)體如圖33，點(diǎn)擊按鈕，進(jìn)行回轉(zhuǎn)操作。圖33建立回轉(zhuǎn)體3）建立草圖2為草圖2建立基準(zhǔn)平面，建立草圖2如圖34所示。圖34草圖24）拉伸草圖，并對(duì)相應(yīng)內(nèi)容進(jìn)行陣列拉伸草圖時(shí)，進(jìn)行逐個(gè)拉伸，如圖35所示。并對(duì)拉伸實(shí)體做實(shí)體差。如圖37所示。對(duì)所做特征進(jìn)行陣列，如圖38所示。圖35 進(jìn)行拉伸圖36草圖拉伸圖37拉伸并作實(shí)體差圖38進(jìn)行特征陣列5）倒角為避免行星齒輪與行星架發(fā)生干涉，對(duì)行星架進(jìn)行倒角操作。如圖39。圖39 倒角6）繪制草圖3圖310 草圖37）拉伸草圖3拉伸草圖時(shí)對(duì)特征進(jìn)行實(shí)體和操作，使特征體與已畫好組件成為一體，然后對(duì)新特征進(jìn)行陣列操作，如圖311。圖311 拉伸草圖3圖312 進(jìn)行特征陣列8）打孔并進(jìn)行陣列圖313 打孔并陣列圖314 低速級(jí)行星架零件圖圖315 支座圖316 高速級(jí)行星架圖317 端蓋圖318 內(nèi)齒圈運(yùn)用UG建模不同于純粹的CAD二維圖紙，三維設(shè)計(jì)要求考慮的結(jié)構(gòu)等問題更全面，很多時(shí)候不再單單依靠設(shè)計(jì)者自己的“空想”，虛擬的實(shí)體零件建模，更容易幫助我發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)問題，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的不足之處，（比如尺寸上的不合理）。參數(shù)化的建?？梢苑奖阍O(shè)計(jì)中的尺寸變更，設(shè)計(jì)時(shí)的修改變得簡單。UGNX系統(tǒng)的裝配能夠建立起零件之間的鏈接關(guān)系，用戶通過配對(duì)條件在零件間建立裝配約束關(guān)系來確定各零件在產(chǎn)品中的相對(duì)位置。在虛擬裝配中組件的幾何體不是被復(fù)制而是被引用到裝配中，如果組件被修改則引用它的裝配模型中對(duì)應(yīng)的組件自動(dòng)更新，使得整個(gè)裝配組件具有完全的相關(guān)性?？紤]到電動(dòng)滾筒裝配過程的可行性以及裝配的正確性，主要零件的裝配遵循了如下配對(duì)順序： 右支座右法蘭軸軸承（右法蘭軸用）左端蓋右端蓋滾筒體電機(jī)軸承（左法蘭軸用）左支座左法蘭軸電機(jī)軸高速級(jí)太陽輪低速級(jí)內(nèi)齒圈單聯(lián)齒輪聯(lián)軸器低速級(jí)行星架低速級(jí)行星輪低速級(jí)太陽輪雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器高速級(jí)行星架高速級(jí)行星輪高速級(jí)內(nèi)齒圈接線盒圖41 配對(duì)順序除上述的單個(gè)零件裝配方式外還有一種裝配方式，是通過先將部分零件進(jìn)行組裝，比如電機(jī)軸和電機(jī)本體先進(jìn)行組裝。通過設(shè)計(jì)時(shí)的多次裝配比較后發(fā)現(xiàn)，如圖41的裝配方式有優(yōu)勢也有不足。這種所有零件都順序裝配的方式在修改時(shí)可以直接編輯參數(shù)進(jìn)行裝配修改，而采用部分零件先行裝配的方式只是在首次裝配是比較方便，更具有層次性，但是更改裝部件中零件的配參數(shù)時(shí)會(huì)有麻煩。按照?qǐng)D41所示的配對(duì)順序進(jìn)行虛擬裝配。圖42 裝配過程一 右支座、右法蘭軸及軸承圖43裝配過程二 低速級(jí)行星架、內(nèi)齒圈、低速級(jí)行星齒輪及配套軸和軸承、聯(lián)軸器、高速級(jí)行星架、高速級(jí)行星齒輪及配套軸和軸承圖44 裝配過程三 裝配滾筒體、左支座等圖45 裝配過程四 裝配電機(jī)等圖46 裝配零件表UG通過添加組件可以直接進(jìn)行裝配，下面以端蓋上面螺栓的裝配來說明裝配過程。1) 如圖47點(diǎn)擊添加組件按鈕，通過彈出的對(duì)話框找到要添加的零件。圖47 進(jìn)行零件裝配2) 找到螺栓零件后，如圖48，在“添加現(xiàn)有部件”對(duì)話框中點(diǎn)選“多重添加”，進(jìn)行如圖所示的設(shè)置。圖48 設(shè)置添加方式3) 對(duì)零件添加約束。添加“配對(duì)”約束，將螺栓與端蓋接觸的面分別選中（如圖49所示），然后添加“對(duì)齊”約束，如圖410所示，分別選中螺栓的圓柱面和端蓋上空的圓柱面。圖49 “配對(duì)”約束圖410 添加“對(duì)齊”約束4) 對(duì)零件進(jìn)行多重添加。如圖411，約束添加完畢后，在“配對(duì)條件”對(duì)話框中點(diǎn)擊“確定”后自動(dòng)彈出“創(chuàng)建組件陣列”對(duì)話框，點(diǎn)擊“確定”后會(huì)自動(dòng)與孔配合進(jìn)行陣列裝配。如412完成螺栓裝配。圖411 陣列裝配圖412 完成螺栓裝配圖413電動(dòng)滾筒模型圖414 電動(dòng)滾筒效果圖通過UG軟件的虛擬裝配，可以很好的發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)中存在的問題，比如零件間尺寸的匹配，零件間的干涉，幫助我在設(shè)計(jì)過程中發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)問題，改善設(shè)計(jì)，而傳統(tǒng)設(shè)計(jì)停留在二維圖紙，二維裝配圖顯然不如三維裝配圖表現(xiàn)得更直觀。 NX運(yùn)動(dòng)仿真模塊（NX/Motion Simulation）用于建立運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型，分析模型的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。運(yùn)動(dòng)仿真模塊和主模型是分開保存，從而可以創(chuàng)建不同的運(yùn)動(dòng)仿真，而對(duì)主模型不產(chǎn)生影響。通過模擬仿真，驗(yàn)證機(jī)構(gòu)的可行性，并對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行合理的優(yōu)化。5. 1創(chuàng)建連桿連桿（Link）是連桿機(jī)構(gòu)中兩端分別與主動(dòng)和從動(dòng)構(gòu)件鉸接以傳遞運(yùn)動(dòng)和力的桿件。每個(gè)連桿可以是多個(gè)對(duì)象，并且可以是二維和三維的混合，對(duì)象之間可以有干涉和間隙。(1) 將電機(jī)輸出軸、輸出軸軸承、單聯(lián)齒輪聯(lián)軸器、鍵、高速軸、太陽輪設(shè)置為連桿L001。如圖51。(2) 將高速級(jí)行星架、雙聯(lián)齒輪聯(lián)軸器、低速軸、低速級(jí)太陽輪設(shè)置為連桿L002。(3) 將三個(gè)高速級(jí)行星齒輪及其配套軸、軸承分別設(shè)置為連桿L00L00L005。(4) 將三個(gè)低速級(jí)行星齒輪及配套軸承分別設(shè)置為連桿xl2a、xl2b、xl2c。(5) 將低速級(jí)內(nèi)齒圈、端蓋、端蓋軸承及壓板、滾筒體設(shè)置為連桿gundongti。(6) 將高速級(jí)內(nèi)齒圈、支座法蘭軸、電機(jī)等設(shè)置為連桿guding，并勾選固定連桿。圖52 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航器中的連桿圖51 連桿L001的創(chuàng)建 5. 2創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副運(yùn)動(dòng)副(Joint)的作用就是將機(jī)構(gòu)中的連桿連接在一起，成為一個(gè)有機(jī)的整體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而不是表面上的靜態(tài)連接。為了讓機(jī)構(gòu)做規(guī)定的動(dòng)作，必須使用運(yùn)動(dòng)副連接協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)副連接可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)相連件繞同一軸作相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)，它有兩種形式：一種是兩個(gè)連桿繞同一軸做相對(duì)的轉(zhuǎn)動(dòng)（咬合），另一種是一個(gè)連桿繞固定軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)（非咬合）。旋轉(zhuǎn)副一共被限制了5個(gè)自由度，物體只能沿方位的Z軸旋轉(zhuǎn)。本次模擬仿真過程中將連桿L001創(chuàng)建為旋轉(zhuǎn)副J001，原點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)中心線上任一點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)軸線方向?yàn)閆軸方向。其中L001旋轉(zhuǎn)副對(duì)話框中對(duì)基本選項(xiàng)卡進(jìn)行設(shè)置(如圖53)，選擇連桿L002為咬合連桿(但不勾選咬合連桿)，即與L002相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)定J001自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，如圖54。L00L00L005分別設(shè)置為旋轉(zhuǎn)副J00J00J005，并進(jìn)行與J001類似設(shè)置，同樣選擇L002為咬合連桿。將連桿L002設(shè)置成旋轉(zhuǎn)副J002，原點(diǎn)為旋轉(zhuǎn)軸線上一點(diǎn)，旋轉(zhuǎn)軸線方向即為Z軸方向。同樣的，將連桿xl2a設(shè)置成旋轉(zhuǎn)副J011，將連桿xl2b設(shè)置成旋轉(zhuǎn)副J010，將連桿xl2c設(shè)置成旋轉(zhuǎn)副xinglun，將連桿gundongti設(shè)置成旋轉(zhuǎn)副neichilun。最后建立的連桿及運(yùn)動(dòng)副如圖531所示。圖53 旋轉(zhuǎn)副J001的創(chuàng)建圖54 J001設(shè)定為自動(dòng)旋轉(zhuǎn)圖55 運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航器中的連桿（Links）和運(yùn)動(dòng)副（Joints）傳動(dòng)副的作用是改變扭矩的大小、控制的輸出力類型等。齒輪副(Gear Joint)可以模擬齒輪的傳動(dòng)，創(chuàng)建齒輪副時(shí)需要選取兩個(gè)旋轉(zhuǎn)副或圓柱副，并定義齒輪傳動(dòng)比完成。成功創(chuàng)建齒輪副的條件是：兩個(gè)旋轉(zhuǎn)副或圓柱副全部為固定的或自由的，且不在同軸的情況下才能創(chuàng)建齒輪。(1) 創(chuàng)建齒輪副J006，選取兩旋轉(zhuǎn)副分別為J003 和J001。(2) 創(chuàng)建齒輪副J007，選取兩旋轉(zhuǎn)副分別為J004和 J001。(3) 創(chuàng)建齒輪副J008，選取兩旋轉(zhuǎn)副分別為J005和 J001。(4) 創(chuàng)建齒輪副J009，選取兩旋轉(zhuǎn)副分別為neichilun和xinglun，因?yàn)槭莾?nèi)齒輪嚙合，兩齒輪同向旋轉(zhuǎn)，所以設(shè)定比率為負(fù)值。圖56 齒輪副J006圖57 J001自動(dòng)旋轉(zhuǎn)圖58 解算方案設(shè)定旋轉(zhuǎn)副J001為自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為360（176。/s）（如圖57），設(shè)定旋轉(zhuǎn)副J002為自動(dòng)旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)動(dòng)速度為360/（176。/s）。點(diǎn)擊“解算方案”，如圖58所示設(shè)置時(shí)間為60，步數(shù)為6000，步數(shù)不易過大，否則容易使程序癱瘓，點(diǎn)擊對(duì)話框的“確定”按鈕進(jìn)行解算。點(diǎn)擊動(dòng)畫播放