【導(dǎo)讀】院部機(jī)械與電子工程學(xué)院。專業(yè)班級交通運(yùn)輸1班。指導(dǎo)教師呂釗欽教授。二О一二年六月十日

　　

【正文】 00d mm? ， 1. 4 1. 4 ( 0. 07 80 3 ) 12b h m m? ? ? ? ? ?。 1l 有 聯(lián) 軸 器 的 尺 寸 決 定 1 107l L mm?? ， 2 5 50l m e L? ? ? ? ?，2 2 5 4 2 5 1 0 1 9m L B m m? ? ? ? ? ? ? ?,所以 2 5 19 9 16 5 50l m e L m m? ? ? ? ? ? ? ? ?。軸頭長度 ? ? mmll h 1 2 231 2 53~26 ???? ， 此段要比此輪孔的長度短 2～ 3，mmBl 38)3~2(33 ????? 。 17 校核該軸和軸承 作用在齒輪上的圓周力： 3342 2 1 5 9 1 .5 1 0 81199 8 4t TFNd ??? ? ?? （ 429） 徑向力： NFF tr 2 9 5 520tan8 1 1 9tan ????? ? （ 431） （ 1） 求垂直面的支反力 21122 0 4 . 5 2 9 5 5 20889 7 . 5 2 0 4 . 5rV lFFNll ?? ? ??? （ 432） 21 2 9 5 5 2 0 8 8 8 6 7V r VF F F N? ? ? ? ? （ 433） （ 2） 計算垂直彎矩 322 8 6 7 2 0 4 .5 1 0 1 8 0 .8 .a v vM F l N m?? ? ? ? ? （ 434） mNlFM vav ?????? ? 0 8 8 31139。 （ 435） （ 3） 求水平面的支承力 21122 0 4 . 5 8 1 1 9 1038302tH lFFNll ?? ? ?? （ 436） 21 5 7 1 4 3 7 5 5 1 9 5 9H t HF F F N? ? ? ? ? （ 437） （ 4）計算 水平面彎矩 311 37 55 84 .5 10 31 7 .aH HM F l N m?? ? ? ? ? （ 438） 39。322 19 59 16 2 10 31 7 .aH HM F l N m?? ? ? ? ? （ 439） （ 5） 求 F在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 31122 4 9 7 1 1 6 1158302F FlFNll ?? ? ?? （ 440） 21 1 1 5 8 2 9 4 7 4 1 0 5FFF F F N? ? ? ? ? （ 441） （ 6） 求 F力產(chǎn)生的彎矩 323 2 9 4 7 1 1 6 1 0 3 4 1FM F l N?? ? ? ? ? （ 442） 311 11 58 97 .5 10 10 0. 1m F FM F l N?? ? ? ? ? （ 443） 18 F在 a處產(chǎn)生的彎矩： 311 11 58 97 .5 10 10 0. 1m F FM F l N?? ? ? ? ? （ 444） （ 7） 求合成彎矩 考慮最不利的情況，把 mFM 與 22av aHMM? 直接相加 2 2 2 21 0 0 .1 1 8 0 .8 4 7 6 .3 6 2 8 .a m m F a v a HM M M M N m? ? ? ? ? ? ? （ 445） （ 8） 求危險截面當(dāng)量彎矩 ： 截面最危險 處 ，其當(dāng)量彎矩為 （取折合系數(shù) ?? ） 2 2 2 23( ) 6 2 8 ( 0 . 6 1 5 9 1 ) 1 1 4 2 .ameM M T N m? ? ? ? ? ? ? （ 446） 鍵的設(shè)計與校核 因?yàn)?mmd 631 ? 裝聯(lián)軸器，由 《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》得 選鍵為 :18 11bh??，? ? 120~100?b? 。 因?yàn)?1071?L 初選鍵長為 100,校核 ? ? ? ?34 4 1 6 3 7 .5 1 0 1156 3 1 0 0 1 8 1 1 bT M p ad lh????? ? ? ??所以所選鍵為 : : 1 8 1 1 1 0 0b h l? ? ? ?。 mmd 806 ? 裝齒輪 由 《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》得 選鍵為 : 22 14bh??， ? ? 120~100?b? 因?yàn)?1226 ?L 初選鍵長為 100,校核 ? ? ? ?34 4 1 6 6 5 . 2 1 0 7 6 . 28 0 1 0 0 2 2 1 4 bT M p ad lh????? ? ? ?? 所以所選鍵為 : : 2 2 1 4 1 0 0b h l? ? ? ?。 5 聯(lián)軸器的選擇 計算聯(lián)軸器所需的轉(zhuǎn)矩： CAT KT? ，由《機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ)》得取 ? K T N m? ? ? ?，選用型號為 HL6 的彈性柱銷聯(lián)軸器。 6 箱體結(jié)構(gòu)的設(shè)計 減速器的箱體采用鑄 造 200HT 制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用 67iH 配合。 （ 1） 機(jī)體有足夠的剛度 在機(jī)體為加肋，外輪廓為長方形，增強(qiáng)了軸承座剛度。 （ 2） 考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤滑，密封散熱 19 因其傳動件速度小于 sm/12 ，故采用侵油潤油，同時為了避免油攪得沉渣濺起，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯x H 大于 mm40 。為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗糙度為 ? 。 （ 3） 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性 鑄件壁厚為 mm10 ，圓角半徑為 mmR 5? 。機(jī)體外型簡單，拔模方便。 （ 4） 對附件設(shè)計 視孔蓋和窺視孔 : 在機(jī)蓋頂部開有窺視孔，能看到 傳動零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開窺視孔與凸緣一塊，有便于機(jī)械加工出支承蓋板的表面并用墊片加強(qiáng)密封，蓋板用鑄鐵制成，用 8M 緊固。 油螺塞 : 放油孔位于油池最底處，并安排在減速器不與其他部件靠近的一側(cè)，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔處的機(jī)體外壁應(yīng)凸起 一塊，由機(jī)械加工成螺塞頭部的支承面，并加封油圈加以密封。 油標(biāo) ： 油標(biāo)位在便于觀察減速器油面及油面穩(wěn)定之處， 油尺安置的部位不能太低，以防油進(jìn)入油尺座孔而溢出 。 通氣孔 ： 由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的窺視孔改上安裝通氣器，以便達(dá)到體內(nèi)為壓力平衡 。 位銷： 為保證剖分式機(jī)體的軸承座孔的加工及裝配精度，在機(jī)體聯(lián)結(jié)凸緣的長度方向各安裝一圓錐定位銷，以提高定位精度 。 吊鉤： 在機(jī)蓋上直接鑄出吊鉤和吊環(huán)，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體。 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下： 20 表 61 減速器機(jī) 體結(jié)構(gòu)尺寸表 名稱 符號 減速器型式及尺寸關(guān)系 /mm 箱座壁厚 ? 10 箱蓋壁厚 箱蓋凸緣厚度 箱座凸緣厚度 箱座底凸緣厚度 地腳螺釘直徑 1? 10 1b b 2b fd 15 15 25 20 地腳螺釘數(shù)目 n 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1d 16 機(jī)蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 2d 12 聯(lián)接螺栓 2d 的間距 l 180 軸承端蓋螺栓直徑 3d 8 視孔蓋螺釘直徑 4d 6 定位銷直徑 d 9 fd 、 1d 、 2d 到外箱壁距離 1C 2 2 18 fd 、 2d 至凸緣邊緣距離 2C 2 16 外箱壁至軸承座端面距離 1l 40 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 1? 12 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 2? 12 箱蓋、箱座肋厚 1m 、 m 91?m ； 9?m 軸承端蓋凸緣厚度 t 9 21 7 減速器零件的三維建模 齒輪的三維建模 齒輪的三維成型難點(diǎn)主要是齒漸開線的形成，形成齒輪的過程中主要用到 了拉伸、陣列。 圖 71 三維齒輪模型 圖 72 三維 齒輪模型 22 圖 73 小齒輪三維模型 軸的三維建模 在 Pro/E 中階梯軸的實(shí)現(xiàn)比較容易。采用完成軸的縱截面草圖，然后依次旋轉(zhuǎn)完成，鍵槽的生成運(yùn)用去料法。 圖 74 低速 軸的三維圖 圖 75 中間軸的三維模型 23 圖 76 高速軸的三維圖 箱體的三維建模 由于箱體的造型比較復(fù)雜，故首先運(yùn)用了拉伸、切除、筋板、鏡像、陣列等特征形成箱座的三維模型。 圖 77 箱座的三維模型 上箱體與下箱體有著相似的結(jié)構(gòu)特征。 24 圖 78 上箱體三維模型 其他零件的三維建模 軸承的三維模型成型 軸承的建模是裝配體運(yùn)用的過程，所以在完成外圈、內(nèi)圈、滾珠后，在新建的裝配體中把三者以一定的配合關(guān)系裝配起來，完成的軸承的三維模型。 圖 79 軸承的三維模型 25 游標(biāo)尺等零件的三維模型 游標(biāo)尺、軸承蓋、通氣塞的三維成型和建模過程比較容易，主要運(yùn)用拉伸、旋轉(zhuǎn)、去料等特征。 圖 710 游標(biāo)尺的三維模型 圖 711 軸承蓋的三維模型 圖 712 通氣塞的三維圖 26 組合裝配圖 Pro/E 中 裝配的裝配圖的生成應(yīng)熟悉裝配中的各種約束以及裝配方法 。正確的裝配方法有利于機(jī)械的“仿真”與機(jī)械的模擬檢測。因減速器的設(shè)計中涉及到多處裝配，包括軸上零件的裝配，軸與箱體的裝配，箱體間的裝配，箱體與箱體上零件的裝配等。 圖 713 低速軸裝配圖 圖 714 中間軸裝配圖 27 圖 715 高速軸的三維模型 總裝配中要注意：軸與箱底座的裝配需采用“約束形式”為“銷釘”，因?yàn)殇N釘約束只限制 5 個自由度，少了一個旋轉(zhuǎn)的自由度。 圖 716 箱體總裝配圖 28 8 結(jié)束語 （ 1） 減速器結(jié)構(gòu)的設(shè)計和計算 融合了材料力學(xué)、理論力學(xué)、機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理、金屬工藝學(xué)等專業(yè)知識，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 但相互聯(lián)系，環(huán)環(huán)相扣。 （ 2） 運(yùn)用 Pro/E 三維建模軟件對減速器進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅精確度高而且減輕了工作量，不需要實(shí)際的產(chǎn)品加工和調(diào)試，完全用軟件進(jìn)行模擬加工和調(diào)試，是設(shè)計領(lǐng)域發(fā)展的趨勢。 29 參考文獻(xiàn) [1] 吳宗澤，羅勝國 .機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊 .第二版 .北京：高等教育出版社 .1999:35～ 40. [2] 羅勝國，李平林 .機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書 .第二版 .北京：清華大學(xué)出版社 .2020:77～ 78. [3] 周元康 .機(jī)械課 程設(shè)計 .重慶大學(xué)出版社 ， 2020:98～ 99. [4] 楊可楨，程光蘊(yùn) .機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) .第四版 .北京：高等教育出版社， 2020： 45～ 46. [5] 陳立德 .機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計指導(dǎo)書 .第二版，北京：高等教育出版社 ， 2020:122～ 125. [6] 李正峰 .機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ) .上海：上海交通大學(xué)出版社 2020： 98～ 99. [7] 劉力 .機(jī)械制圖 .第二版 .北京：高等教育出版社 ， 2020:68～ 70. [8] 周躍生 .AutoCAD工程繪圖與訓(xùn)練 .北京：高等教育出版社 ， 2020:82～ 83. [9] 陳惠瑾 .機(jī)械零件課 程設(shè)計 .北京：高等教育出版社， 1990:36～ 38. [10] 高松福 .AutoCAD2020中文版式機(jī)械制圖實(shí)例與技巧 .北京 .機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2020:57～ 58. [11] 戚寧 .計算機(jī)繪圖 ：清華大學(xué)出版社，北京交通大學(xué)出版社 ， 2020:57～58. [12] 江洪 .Pro/E基礎(chǔ)教程 .第二版 .北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2020:134～ 135. [13] 謝宏偉 .Pro/E2020中文版實(shí)用教程 .北京：人民郵電出版社 ， 2020: 57～ 58. [14] Matt Lombard,Pro/E Administration Bible JOHN WILEY amp。 SONS INC , 2020: 223～ 228. [15] Matt Lombard,Pro/E 2020 Bible JOHN WILEY amp。 SONS INC , 2020: 22～ 34. 30 致謝 本課題在選題及設(shè)計過程中得到了呂釗欽老師的悉心指導(dǎo)。他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的工作作風(fēng)一直