【正文】 （）由于軸的末端需與聯(lián)軸器連接，這里有鍵連接，應(yīng)增大軸徑3%~5%之間，所以 d+(~ )mm=~為了選取鍵的方便 這里取最小軸徑dmin=54mm。（4）結(jié)構(gòu)設(shè)計① 軸承部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸承機(jī)構(gòu)的初步設(shè)計及構(gòu)想如下圖所示，結(jié)合活齒減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，減速器的外殼采用垂直剖分的結(jié)構(gòu)。按照傳動的特點(diǎn)，軸承采用如下的結(jié)構(gòu)模式。按軸上零件的安裝順序，從最小直徑開始設(shè)計。圖 輸出軸的設(shè)計圖 ② 軸段①的設(shè)計 軸段①上需要安裝下一級機(jī)。由最小軸徑可以初步確定該段的直徑d1=54mm，并且其上還有一個通過聯(lián)軸器與下一級結(jié)構(gòu)連接的鍵。選擇該段的長度l1=40mm。 ③ 軸段②的設(shè)計該段軸徑上需要安裝一個氈圈，為了便于氈圈得選取，這里取軸的直徑d2=55mm，氈圈得型號為55JB/ZQ 4606—1997，其基本尺寸如下，氈圈內(nèi)徑d=53mm， 氈圈外徑D=74mm，氈圈的厚度b=8mm，安裝氈圈的槽的尺寸如下，槽的外徑D0=72mm，內(nèi)徑d0=56mm，寬度b0=7mm。為了保證軸的勻稱性并且照顧到外殼的尺寸，軸段長可以為l2=15mm。 ④ 軸段③的軸徑和長度計算 軸段③上需要安裝一個軸承，而且該軸段還要大于軸段②，為了便于軸承的選取，其直徑初步選為d3=60mm，軸承的代號為6212，其基本參數(shù)由查表得知軸承內(nèi)徑為d=60mm，外徑D=110mm，寬度B=22mm，內(nèi)圈定位軸肩直徑da=69mm，外圈定位軸肩內(nèi)徑Da=101mm，由于該軸段只安裝一個軸承外，還有一個套筒，為了整體的穩(wěn)定性，可以選取稍長點(diǎn)的長度，這里暫取l3=60mm。 ⑤ 軸段④的設(shè)計計算 軸段④需要安裝一個軸承，而且該軸段的直徑需要大于軸段③，因此可以取直徑d4=65mm，選取的軸承的代號為6213，其基本參數(shù)由查表得知軸承內(nèi)徑為d=65mm，外徑D=120mm，寬度B=23mm，內(nèi)圈定位軸肩直徑da=74mm，外圈定位軸肩內(nèi)徑Da=111mm，由于該軸段只需要安裝一個軸承，故其長度應(yīng)略小于軸承的寬度，取l4=22mm。 ⑥ 軸段⑤的設(shè)計計算 由于軸段4上安裝軸承，需要一個過渡來與軸段6接觸，否則軸承的運(yùn)轉(zhuǎn)會出現(xiàn)問題，這里取軸段5的半徑為=，軸段5僅是一個過渡作用，所以長度不需要過長，這里取=2mm。 ⑦軸段⑥﹑⑦﹑⑧的設(shè)計計算對于軸段⑥，這里取=，=，=3mm，其中最左端的空腔應(yīng)該能容下輸入軸的左端部分，所以取其半徑=，從左數(shù)第二個空腔需要安裝輸入軸左端安裝的軸承，所以依據(jù)軸承的外徑取=，軸段⑦的長度應(yīng)大于所安裝軸承的厚度，這里取=16mm，=，對于軸段⑧，=，=95mm，=120mm。（5） 鍵連接 聯(lián)軸器與軸段①之間的鍵采用A型普通平鍵連接，由表查知鍵的型號是鍵1656 GB/T 1096—1990。（6） 軸的受力分析 由于軸承的分布情況，軸不受彎矩的影響，在軸的自身重力不計的情況下，軸承不需要校核，軸承的壽命也不要校核。軸的強(qiáng)度校核也沒有必要，因?yàn)檩S的設(shè)計的時候，就是依據(jù)給定的功率和轉(zhuǎn)速設(shè)計出來的 （7）校核鍵連接的強(qiáng)度 輸入軸的左端的鍵連接處的擠壓應(yīng)力為 （）取鍵、軸的材料均為鋼，查表可知=125150MPa,滿足強(qiáng)度要求。5二齒差減速器在Solidworks環(huán)境中的實(shí)體建模 軟件Solidworks完成最主要的功能就是創(chuàng)建實(shí)體模型[20]。應(yīng)用該軟件的零件的模塊，可以方便的設(shè)計出各種結(jié)構(gòu)復(fù)雜，形態(tài)各異的零件。Solidworks對零件的設(shè)計，主要是通過拉伸凸臺∕基體、拉伸切除、旋轉(zhuǎn)凸臺∕基體、旋轉(zhuǎn)切除等命令塑造零件。利用Solidworks建立實(shí)體模型的基本步驟如下：選擇參考平面。在參考平面上繪制草圖；利用各種命令繪制實(shí)體；對需要修改的部位進(jìn)行進(jìn)一步的編輯。同樣，對于裝配體的組裝，Solidworks足有強(qiáng)大的裝配能力，可以利用配合中的各種命令對零件間的各種位置關(guān)系進(jìn)行限定，按照一定的關(guān)系裝配在一起[21]。 輸出軸的三維設(shè)計（1） 在Solidworks的起始頁中，點(diǎn)擊“新建”，在彈出的選項卡中，選擇“零件”，單擊“確定”，在該模式下進(jìn)行輸出軸的三維設(shè)計。（2） 點(diǎn)擊“草圖繪制”，按照左邊彈出的提示選擇參考平面，點(diǎn)擊“直線”命令，繪制出輸出軸的正面投影一半視圖，可以按照設(shè)計的尺寸逐步回執(zhí)，也可以先繪制出大體形狀，后利用智能尺寸，逐一修改為設(shè)定的尺寸值。（3） 草圖繪制完成后，點(diǎn)擊“退出草圖”，然后點(diǎn)擊“特征”按鈕，點(diǎn)擊“旋轉(zhuǎn)凸臺∕基體”按鈕，在繪制出的軸的半側(cè)的選擇按鈕，選擇軸的中心線作為旋轉(zhuǎn)軸線，半剖面作為旋轉(zhuǎn)地所選輪廓，然后單機(jī)“完成”，旋轉(zhuǎn)出沒有孔，沒有鍵槽的軸。（4） 點(diǎn)擊左邊的“草圖繪制”，選擇軸的左端面為參考平面，然后點(diǎn)擊右邊“草圖繪制”，在軸的左端的平面上出繪制出軸端面的一條半徑，點(diǎn)擊“退出草圖”。（5） 點(diǎn)擊“插入”，選擇“參考幾何體”中的“基準(zhǔn)面”，在左側(cè)的選項欄中選擇“垂直于曲線”，點(diǎn)擊剛剛繪制的直線，出現(xiàn)了新建的參考平面。點(diǎn)擊該基準(zhǔn)面邊框，選擇其為操作平面，點(diǎn)擊“直線”命令，繪制出該段圓柱曲面的一條母線，分別點(diǎn)擊“圓”和“直線”命令，按照選定的鍵的尺寸，繪制出鍵槽的投影曲線形狀，刪掉輪廓線內(nèi)部的曲線，點(diǎn)擊“退出草圖”，回到特征操作界面，點(diǎn)擊“拉伸切除”，選擇剛才回執(zhí)的鍵槽形狀投影，設(shè)定需要拉伸的深度，點(diǎn)擊“完成”，繪制出鍵槽。（6） 點(diǎn)擊左側(cè)的“草圖繪制”，點(diǎn)擊軸的右端面，點(diǎn)擊右邊的“繪制草圖”命令，依據(jù)設(shè)定的螺絲的尺寸，以軸的中心線與右端面的交點(diǎn)為中心點(diǎn)，以螺孔的中心線到軸的中心線的距離為半徑，繪制出螺孔中心點(diǎn)所在的圓，然后分隔60度繪制一個圓孔，共繪制出6個螺孔的形狀，點(diǎn)擊“退出草圖”，回到“特征”選項界面，點(diǎn)擊“拉伸切除”，按照設(shè)計好的螺孔深度，選定正確的方向,點(diǎn)擊“完成”。繪制出的零件的形狀如下:圖 輸出軸的三維設(shè)計模型 輸入軸和軸承的裝配（1） 在Solidworks的起始頁中，點(diǎn)擊“新建”，在彈出的選項卡中，選擇“裝配體”，單擊“確定”，在該模式下進(jìn)行輸出軸的三維設(shè)計。（2） 點(diǎn)擊“瀏覽”，在文件坐在的文件夾中選擇輸入軸，把輸入軸調(diào)入裝配的操作界面。點(diǎn)擊“插入”，在標(biāo)準(zhǔn)件庫里，選擇選定好的尺寸的標(biāo)準(zhǔn)深溝球軸承，調(diào)入操作界面，單擊鼠標(biāo)左鍵放到界面適當(dāng)?shù)奈恢谩＃?） 單擊“配合”按鈕，在左側(cè)的選項中選擇中的“同軸心”按鈕，然后分別點(diǎn)擊軸承的內(nèi)圈內(nèi)曲面和與其配合的軸段的曲面，單擊“完成”，這樣操作之后，軸和軸承的位置變成了同軸的狀態(tài)。（4） 點(diǎn)擊“配合”選項中的“重合”按鈕，然后分別點(diǎn)擊軸承內(nèi)圈的側(cè)面和所要配合的軸段其相鄰軸段的側(cè)面，點(diǎn)擊“完成”，這樣，一個軸承和軸的配合裝配完畢。（5） 至于另外一個軸承，也采用同樣的方法處理，這樣兩個軸承的安裝就完成了。配合好的裝配圖如下：圖 輸出軸與其上軸承裝配圖同樣，總體零件配合的裝配過程中，還要用到其他各種各樣的配合關(guān)系以及位置關(guān)系，熟練掌握各種裝配命令是非常重要的，下圖為不完全的總體裝配圖[22]， 圖 二齒差活齒減速器的總體裝配圖6 結(jié) 論 二齒差活齒傳動是一種新型的少齒差行星傳動型式，其承受高載荷性，緊湊的結(jié)構(gòu)以及大范圍的傳動比均預(yù)示著其前景廣闊，大但是到目前為止，還沒有得到廣泛的應(yīng)用，標(biāo)準(zhǔn)化系列化程度較低，有待進(jìn)一步完善。本課題主要對二齒差活齒減速器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了傳動原理的分析，并對二齒差活齒減速器進(jìn)行了虛擬樣機(jī)設(shè)計，對于進(jìn)一步用虛擬樣機(jī)技術(shù)開發(fā)新產(chǎn)品以及改進(jìn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。 1 本文主要完成以下幾個方面的主要工作: (1) 典型結(jié)構(gòu)的傳動結(jié)構(gòu)的分析以及傳動原理方面 用轉(zhuǎn)角分析法和相對角速度法會活齒減速器的角速度進(jìn)行了分析： 對典型的活齒傳動形式進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析和傳動原理的介紹，并對二齒差活齒減速器從結(jié)構(gòu)到原理進(jìn)行了分析。(2) 在二齒差活齒減速器的設(shè)計方面： 通過運(yùn)用傳動比的計算公式，確定了活齒輪和中心輪的齒數(shù)： 對二齒差活齒減速器內(nèi)的輸出軸和輸入軸進(jìn)行了設(shè)計計算和及校核，并對其上的鍵和軸承也進(jìn)行了相關(guān)的計算校核。 (3) 虛擬樣機(jī)設(shè)計方方面：分別用二維繪圖軟件AutoCAD和三維繪圖軟件Solidworks輔助進(jìn)行了虛擬設(shè)計，并在對二齒差活齒減速器的尺寸，布局以及計算校核的過程中起到了極其關(guān)鍵的作用。 在用Solidworks繪制裝配三維圖的過程中，及時更改不合適的尺寸，使配合更合理，可行。2 本課題的創(chuàng)新點(diǎn) （1）激波器采用單排結(jié)構(gòu)形式，將活齒架和輸出軸設(shè)計成整體結(jié)構(gòu)，整機(jī)軸向尺寸小，結(jié)構(gòu)簡單、緊湊，并具有較高的傳遞效率，傳動完全可以滿足工作要求，是一種簡單、實(shí)用的新型活齒減速器結(jié)構(gòu)。 （2）做設(shè)計過程中充分利用了二維軟件和三維軟件的優(yōu)勢之處，優(yōu)勢充分互補(bǔ)，設(shè)計速度大幅度提升，設(shè)計精度極高，并利用三維軟件所具有的干涉檢查等項目對設(shè)計出來的實(shí)體進(jìn)行了虛擬的測試。3 對本課題的展望 （1）中心輪的齒形的優(yōu)化本課題未能對活齒傳動的中心輪的齒形做出探討，未進(jìn)行修形，這是改善傳遞性能和效果的重要手段。 （2）活齒減速器的活齒的校核 由于活齒處于聯(lián)接輸出軸、激波器和中心輪的關(guān)鍵部位，它的運(yùn)行狀態(tài)直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的傳動情況，其壽命、強(qiáng)度等參數(shù)對整個傳動裝置的效率有重大影響，該部分的相關(guān)內(nèi)容有待進(jìn)一步的研究和探討。由于時間倉促，任務(wù)繁重加上作者能力有限，本文存在諸多不足和不妥當(dāng)、不全面的地方，望在以后的工作學(xué)習(xí)中不斷提高和完善。