【導(dǎo)讀】效率的有效途徑。在討論減速器的發(fā)展現(xiàn)狀及參數(shù)化設(shè)計(jì)的研究進(jìn)展基礎(chǔ)上，制定了減。維參數(shù)化模型，最后應(yīng)用pro/e的運(yùn)動(dòng)仿真功能，對(duì)減速器進(jìn)行虛擬的裝配和運(yùn)動(dòng)仿真，在機(jī)械工程、化工設(shè)備、汽車制造等很多領(lǐng)域有很強(qiáng)的實(shí)用性和推廣價(jià)值。減速器是一種常用在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置。參數(shù)化設(shè)計(jì)的理念可以很方便地解決這一難題。減速器的設(shè)計(jì)，重復(fù)性勞動(dòng)很多，但其外形尺寸。和結(jié)構(gòu)形式則基本一致，不會(huì)有太大的變化，便于進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)。作中解脫出來(lái)，可以大大提高設(shè)計(jì)的速度，并減少信息的儲(chǔ)存量。Sketchepad系統(tǒng)中，首次將幾何約束表示為非線性方程來(lái)確定二維幾何形體的位置。Hillyard、Gossard進(jìn)一步發(fā)展了這一思想，并使之實(shí)用化。益完善并逐步走向商品化階段。本課題主要完成基于PRO/E三維造型技術(shù)進(jìn)行二級(jí)減速器參數(shù)化設(shè)計(jì)及仿真。參數(shù)化驅(qū)動(dòng)從而得到所需的減速器模型，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)模擬仿真的應(yīng)用研究。減速器是一種用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的封閉式傳動(dòng)裝置，

　　

【正文】 ? ? ? ? ? ? 21 F FFtF FFrFaFtFrFaFd2Fd1 圖 受力分析圖 首先根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖（圖 ）做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖（圖 ）。在確定軸承的支點(diǎn)的位置時(shí)，應(yīng)從手冊(cè)中查取得 a 值。對(duì)于 7213AC 型軸承，由手冊(cè)中查得 a= 。因此，作為簡(jiǎn)支梁的軸的支承跨距 ? ?L 34 45 2 15 8m m m m m m? ? ? ?。根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎 矩圖和扭矩圖（圖 ） 可以看出中間截面是軸的危險(xiǎn)截面?，F(xiàn)將計(jì)算的截面的 HM 、 VM 及 M 的值計(jì)算過程及結(jié)果如下： L 158mm? 22 311212 3 4 . 3 3 8 0 1 0 2 0 . 8 5 8 580ta TF F K Nd? ? ? ? ? ? 322122 8 0 0 . 6 1 9 9 1 0 2 6 . 4 5 6248ta TF F K Nd? ? ? ? ? ? 1 ta n 20 82 5r r tF F F K N? ? ? ? 12 119 V N V rF F F N? ? ? ? 1 2 322 8N H N H tF F F N? ? ? ? 32 8 0 0 .6 1 9 9T T N m? ? ? M 7 9 3 2 2 8 7 9 2 5 5 0 1 2H N HF N m m? ? ? ? ? ? M 79 119 5 79 941 08. 75V N VF N m m? ? ? ? ? ? 表 軸上的載荷 載荷 H V 支反力 N 1NHF 2NHF 1NVF 2NVF 3228 3228 彎矩 M Nmm? 255012HM ? 12 9 4 1 0 8 .7 5VVMM?? 總彎矩 M 2212 2 7 1 8 2 2 .6 9 4 0HVM M M M N m m? ? ? ? ? 扭矩 T=? （ 1） 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的彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面）的強(qiáng)度。根據(jù)式（ 155）及上表中的數(shù)據(jù)，以及軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，軸的計(jì)算應(yīng)力： ? ?? ?2213322231() 940 0 .1 7 07 .9 2 4 9 6 0caMTdMP a MP a??? ???????? ? ?， 故安全 精度校核軸的疲勞強(qiáng)度 （ 1）判斷危險(xiǎn)截面 255012HM ? 1 94109VM ? ? ? 23 截面 II、 III 只受扭矩作用，雖然鍵槽、軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕確定的，所以截面 II、 III 均無(wú)需校核。 從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來(lái)看，截面 III 和 IV 處過盈處配合引起的應(yīng)力集中最嚴(yán)重；從受載的情況來(lái)看，中心截面上的應(yīng)力最大。截面 V的應(yīng)力集中的影響和截面 IV的相近，但截面 V不受扭矩作用，同時(shí)軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。中心截面上雖然應(yīng)力集中最 大，但應(yīng)力集中不大（過盈配合及鍵槽引起的應(yīng)力集中均在兩端），而且這里軸的直徑最大，故截中心面也不必校核。由第三章附錄可知，鍵槽的應(yīng)力集中系數(shù)比過盈配合的小，因而該軸只需校核截面 IV 左右即可。 （ 2）截面 E 左側(cè) 抗截面系數(shù) 3 3 65 27463W d m m? ? ? ? 抗扭截面系數(shù) 333 5 4 9 2 mmdW r ???? 截面 E 左側(cè)彎 79 4127 18 22 .6 94 0 7913 07 50 .15 66MN m m????? 截面 E 上扭矩 3T = mmn? 1 3 0 7 5 0 . 1 5 6 6 4 .7 6 127463b M M P aW? ? ? ? 3 8 0 0 6 1 9 .9 1 4 .5 7 6 654925TTT M P aW? ? ? ? 軸的材料為 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理由表 111 查得 ? ? 155,275,60,640 111 ???? ??? ???? M P aM P aB 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按附表 32 查取， 因 ??dr ， ??dD ??? , ??? 又由附圖 31 可 知軸的材料敏性系數(shù) ??q ， ??q 故有效應(yīng)力集中系數(shù) )1(1 ???? ??? rqk )1(1 ???? ??? ?qk 教材附圖 32 尺寸系數(shù) ??? ， ??? 327463W mm? 354925rW mm? MPa? ? ? ? 24 教材附圖 34 ?? ?? ?? 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 11 2 .8kK ?? ????? ? ? ? ???? ?????? kK 又由 31 與 32 的碳鋼的特性系數(shù) ~??? 取 ??? ； ~??? ， ??? 計(jì)算安全系數(shù) caS 1275 2 0 .6 2 8 92 .8 0 4 .7 6 1 0 .1 0amS K????? ? ??????? ? ? 1155 766 2 522amS K????? ? ??????? ? ? 22 1 0 . 8 3 6 2 1 . 5rcaSSSSSS???? ? ? ? ?? 故該軸在截面左側(cè)強(qiáng)度是足夠的 （ 3）截面 E 右 側(cè) 抗截面系數(shù)按教材表 154 中的公式計(jì)算 333 3 4 3 0 mmdW ???? 抗扭截面系數(shù) 333 mmdW T ???? 彎矩 3T 及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為 7 9 4 12 7 1 8 2 2 . 6 9 4 0 1 3 0 7 5 0 . 1 5 6 679M N m m?? ? ? ? 3 8 0 0 6 1 9 .9 1 1 .6 7 0 868600TTT M P aW? ? ? ? 3 800 .6 199T N mm?? ? ? ? ? caS ? 334300W mm? 368600TW mm? MPa? ? 25 1 3 0 7 5 0 . 1 5 6 6 3 . 8 1 2 034300b M P a? ?? 過盈配合處???K 由附表 38 用插值法求出并取 ???? ?? KK ? ???K =，故 ??????K 附圖 34 表面質(zhì)量系數(shù) ?? ?? ?? 附圖 32 尺寸系數(shù) 故得綜合系數(shù)為 軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理 ???? ?????? kK ???? ?????? kK 又由 31 與 32 的碳鋼的特性系數(shù) ~?c? 取 ?c? ； ~??? ，取 ??? 計(jì)算安全系數(shù) Sca 1 2 3 .2 7275 2 2 5 0 4 83 .2 5 3 .8 1 2 0 0 .1 0mS K??????????? ? ? . 1155 483 2 522mS K???????????? ? ? 22 9 .0 9 8 9rSSS SS??????? S= 故該軸在截面右側(cè)強(qiáng)度也是足夠的。本設(shè)計(jì)因無(wú)大的瞬時(shí)過載及嚴(yán)重的應(yīng)力循環(huán)不對(duì)稱，故可略去靜強(qiáng)度校核。至此軸的設(shè)計(jì)即告結(jié)束。 ? ? 22 5048S? ? . ? ? ? ? 26 根據(jù)條件，軸承 預(yù)計(jì)壽命： 39。 =8 3 00 8 192 00hLh? ? ?。 ． 1蝸桿軸上的軸承的選擇和壽命計(jì)算 （ 1） 軸承的選擇 采用角接觸球軸承，根據(jù)軸直徑 d=45mm，選擇角接觸球軸承的型號(hào)為 7209C，主要參數(shù)如下： D 85m m 。 B 19m m 。 a 18 .2m m? ? ? 基本額定靜載荷 oC KN? 基本額定動(dòng)載荷 C KN? 極限轉(zhuǎn)速 m ax 67 00 r / m inV ? （ 2） 壽命計(jì)算 因 蝸桿 軸所受的軸向力向 左，所以只有最左邊的角接觸球軸承受軸向力 2 858 .5aaF F N?? 該軸承所受的徑向力約為 211 2 3 8 2 .5 5 9 5 .6 2 544rrF F N? ? ? ? 對(duì)于 70000 型軸承，按表 137 軸承派生軸向力 drF eF? ，其中 e 為表 135 中的判斷系數(shù)，其值由0aFC 的大小來(lái)確定 ，0 328500aFC ?? 查表 135 得角接觸球軸承 判斷系數(shù) ? / F e?? 所以 , ?? 當(dāng)量動(dòng)載荷 1 0 .4 4 5 9 5 .6 2 5 1 .4 0 8 5 8 .5 1 4 6 3 .9 7 5raP X F Y F N? ? ? ? ? ? ? 深溝球軸承所受的徑向力約為 oC KN? C KN? ? 1 ? 27 21139。 2 3 8 2 . 5 1 1 9 1 . 2 522rrF F N? ? ? ? 當(dāng)量動(dòng)載荷 39。2 1191 .2 5rP F N?? 所以 12PP? ，應(yīng)用 1P 核算軸承的壽 命 因?yàn)槭乔蜉S承，所以取指數(shù) 3?? 軸承計(jì)算壽命 36 6 3 51 0 1 0 3 8 .5 1 0 3 .1 5 7 6 1 06 0 6 0 9 6 0 1 4 6 3 .9 7 5h CLhnP? ?????? ? ? ???????? ?? 減速器設(shè)計(jì)壽命 39。 =8 3 00 8 192 00hLh? ? ? 所以 39。hhLL? 滿足壽命要求 。 蝸桿 軸上軸承的選擇計(jì)算 （ 1） 軸承的選擇 選擇使用深溝球軸承，根據(jù)軸直徑 d=65mm，選用 角接觸 球軸承的型 號(hào)為 7213C。 主要參數(shù)如下： D 12 0m m B 23 m m a 24 .2m m? ? ?； ； 基本額定靜載荷 oC kN? 基本額定動(dòng)載荷 C ? 極限轉(zhuǎn)速 m ax 900 0 r / m inV ? （ 2） 壽命計(jì)算 對(duì)于 70000C 型軸承，按表 137 軸承派生軸向力 drF eF? ，其中 e 為表 135 中的判斷系數(shù)，其值由0aFC 的大小來(lái)確定，但現(xiàn)軸承軸向 力 aF 未知，故先初取 e ? ，因此可估算： 139。 1 1 9 1 .2 5ae NVF F N?? 2 ? 10hLh??39。 =19200hLh oC kN? C ? 28 238 953drF F N? ? ? ? 238 953drF F N? ? ? ? 按式（ 1311）得 139。 1 1 9 1 .2 5ae NVF F N?? 12 1