【導(dǎo)讀】業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通等各個部門的發(fā)展要求設(shè)計出更多生產(chǎn)效率高，性能良好的機(jī)械設(shè)備。為此，必將對機(jī)械設(shè)計或機(jī)。構(gòu)設(shè)計提出更高的要求。目前，我國的機(jī)械工業(yè)水平和世界一流技術(shù)還存在不少的差距，甚至某些行業(yè)仍然存在著。仿制和類比設(shè)計，缺乏自主的創(chuàng)新性，關(guān)鍵問題之一就是設(shè)計水平落后。要改變這一現(xiàn)狀，就必須要重視現(xiàn)代設(shè)計。本課題的主要目的就是把虛擬技術(shù)與傳統(tǒng)減速器相結(jié)合，基于SolidWorks虛擬環(huán)境，對雙級圓柱齒輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行。改進(jìn)提供一個方便有利的研究平臺。原理做了一個比較詳細(xì)的論述，分析了應(yīng)用虛擬設(shè)計方法到達(dá)快速開發(fā)傳統(tǒng)減速器的可行性和優(yōu)越性。模技術(shù)在今后的機(jī)械行業(yè)中將能起到的巨大推動作用，進(jìn)行了展望。以更方便、更準(zhǔn)確的進(jìn)行部分優(yōu)化設(shè)計，并可以與其他的現(xiàn)代技術(shù)相接軌，實現(xiàn)科學(xué)研究的與時俱進(jìn)。廣泛合理應(yīng)用，將會給機(jī)械行業(yè)的發(fā)展帶來巨大的飛躍。

　　

【正文】 4 8 2 1 9 77 3 2 1 1HtlFFll? ? ? ???N 21 2948 2197 751H t HF F F? ? ? ? ?N 求并繪制水平面彎矩圖 311 2 1 9 7 7 3 1 0 1 5 8 . 2 .a H HM F l N m?? ? ? ? ? 39。322 7 5 1 2 1 1 1 0 1 5 8 . 4 .a H HM F l N m?? ? ? ? ? 求 F 在支點(diǎn)產(chǎn)生的反力 31129 6 1 1 3 2 . 8 3 8 4 . 37 3 2 1 1F lFFNll ?? ? ??? 21 38 4. 3 11 32 .8 15 17 .1FFF F F N? ? ? ? ? 求并繪制 F 力產(chǎn)生的彎矩圖 323 1 1 3 2 . 8 9 6 1 0 1 0 8 . 7FM F l N?? ? ? ? ? 39。311 3 8 4 . 3 7 3 1 0 2 7 . 7a F FM F l N?? ? ? ? ? F 在 a 處產(chǎn)生的彎矩 311 3 8 4 . 3 7 3 1 0 2 7 . 7a F FM F l N m?? ? ? ? ? 求合成彎矩圖 考慮最不利的情況，把 39。aFM 與 22av aHMM? 直接相加。 39。 2 2 2 22 7 . 7 5 7 . 6 1 5 8 . 2 1 9 6 . 1 .a a F a V a HM M M M N m? ? ? ? ? ? ? 39。 39。 2 39。 2 2 22 7 . 7 5 7 . 4 1 5 8 . 4 1 9 6 . 2 .a a F a V a HM M M M N m? ? ? ? ? ? ? 求危險截面當(dāng)量彎矩 從圖可見， mm 處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取 折合系數(shù) ?? ） 2 2 2 2( ) 1 9 6 . 2 (0 . 6 1 0 6 . 9 ) 2 0 6 . 4 .aeM M T N m? ? ? ? ? ? ? 計算危險截面處軸的直徑 因為材料選擇 45 調(diào)質(zhì)，查 《機(jī)械設(shè)計》 225 頁表 141 得 650B MPa? ? ，查 《機(jī)械設(shè)計》 231 頁表上海海洋大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計論文 基于 SolidWorks 的 雙級圓柱齒輪減速器 機(jī)械實體 造型設(shè)計 第 20 頁 共 43 頁 143 得許用彎曲應(yīng)力 ? ?1 60b MPa?? ? ，則 ? ? 333 1 206 .4 10 60e bMd m m? ? ?? ? ?? 因為 54 50ad d d m m d? ? ? ?，所以該軸是安全的。 軸承壽命校核 軸承壽命可由式 610 ()60 th PCfLhn Pf ??進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以 rPF? ，查《機(jī)械設(shè)計》 259 頁表 169， 10 取 1, ,tpff??取 3?? 按最不利考慮，則有： 2 2 2 21 1 1 1 8 0 0 2 1 9 7 3 8 4 . 3 2 7 2 2 . 4r v H FF F F F N? ? ? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 2 2 7 3 7 5 1 1 5 1 7 . 1 2 3 1 6 . 2r v H FF F F F N? ? ? ? ? ? ? 則 6 6 3 31 0 1 0 1 2 9 . 5 1 0( ) ( ) 6 . 36 0 6 0 3 1 4 . 8 1 . 2 2 3 1 6 . 2th PCfLhn f P ? ??? ? ? ??? 年 因此所該軸承符合要求。 彎矩及軸的受力分析圖 23。 上海海洋大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計論文 基于 SolidWorks 的 雙級圓柱齒輪減速器 機(jī)械實體 造型設(shè)計 第 21 頁 共 43 頁 圖 22 鍵的設(shè)計與校核 根據(jù) 1136, ??，確定 V 帶輪選鑄鐵 HT200，參考教材表 109， 由于 1 36d? 在 30～ 38范圍內(nèi)，故 1d 軸段上采用鍵 bh? ： 108? 采用 A 型普通鍵 鍵校核 .為 L1==60 綜合考慮取 l =50 得 ? ? ? ?314 4 1 0 6 . 9 1 0 3 7 . 1[ ] 3 6 8 5 0 1 0pT M p a pd l h??? ???? ? ?? ? ? 查 《機(jī)械設(shè)計》 155 頁表 1010， [σb]=50～ 60， 所選鍵為： :10 8 50b h l? ? ? ? 中間軸的設(shè)計 ①材料 選用 45 號鋼調(diào)質(zhì)處理。查 《機(jī)械設(shè)計》 第 230 頁表 142 取 ? ? 35Mpa? ? C=100。 ②根據(jù) 《機(jī)械設(shè)計》 第 230 頁式 142 得 上海海洋大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計論文 基于 SolidWorks 的 雙級圓柱齒輪減速器 機(jī)械實體 造型設(shè)計 第 22 頁 共 43 頁 2m i n233 3 . 2 11 0 0 3 6 . 168PdC n? ? ? 1d 段要裝配軸承，所以查手冊第 9 頁表 116 取 1 40d? ，查手冊 62 頁表 61 選用 6208 軸承，L1=B+ 3? + 2? +(2～ 3)=18+10+10+2=40。 2d 裝配低速級小齒輪，且 21dd? 取 2 45d? ， L2=128，因為要比齒輪孔長度少 （ 2～ 3） 。 3d 段主要是定位高速級大齒輪，所以取 3 60d? ， L3= 4? =10。 4d 裝配高速級大齒輪，取 4 45d? L4=842=82。 5d 段要裝配軸 承，所以查手冊第 9 頁表 116 取 5 45d? ，查手冊 62 頁表 61 選用 6208 軸承， L1=B+ 3? + 2? +3+（ 2～ 3） =18+10+10+2=43。 ③校核該軸和軸承 L1=74 L2=117 L3=94 作用在 3 齒輪上的圓周力 322 22 2 4 7 0 . 3 1 0 27071 3 9 2 . 5t TFNd ??? ? ?? 323 32 2 4 7 0 . 3 1 0 87092 7 4t TF d ??? ? ??N 徑向力 22 27 07 20 98 5rtF F t g t g N? ? ? ? ? ? 33 8 7 0 9 2 0 3 1 6 9rtF F tg tg N? ? ? ? ? ? 求垂直面的支反力 3 3 2 2 311 2 3() 9 8 5 ( 1 1 7 9 4 ) 3 1 6 9 9 4 3167 4 1 1 7 9 4rrV F l F l lFNl l l? ? ? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 2 3 1 2 3 1 6 9 3 1 6 9 8 5 2 5 0 0V r V rF F F F N? ? ? ? ? ? ? 計算垂直彎矩 311 3 1 6 7 4 1 0 2 3 . 9 .a V m VM F l N m?? ? ? ? ? ? ? 31 1 2 2 2( ) 3 1 6 ( 7 4 1 1 7 ) 9 8 5 1 1 7 1 0 5 3 . 5 .a V n V rM F l l F l N m?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 求水平面的支承力 3 3 2 2 311 2 3() 8 7 0 9 9 4 2 7 0 7 2 1 1 45867 4 1 1 7 9 4ttH F l F l lFNl l l? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 上海海洋大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計論文 基于 SolidWorks 的 雙級圓柱齒輪減速器 機(jī)械實體 造型設(shè)計 第 23 頁 共 43 頁 2 2 3 1 2 7 0 7 8 7 0 9 4 5 8 6 6 8 3 0H t t HF F F F N? ? ? ? ? ? ? 計算、繪制水平面彎矩圖 311 4 5 8 6 7 4 1 0 3 2 3 .a H m HM F l N m?? ? ? ? ? ? ? 32 1 2 3 2( ) 6 8 3 0 (7 4 1 1 7 ) 8 7 0 9 1 1 7 1 0 2 9 5 .a H n H tM F l l F l N m?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 求合成彎矩圖，按最不利情況考慮 2 2 2 22 3 . 9 3 2 3 3 2 3 . 8 .a m a v m a H mM M M N m? ? ? ? ? 2 2 2 25 3 . 5 2 9 5 3 0 0 .a n a v n a H nM M M N m? ? ? ? ? 求危險截面當(dāng)量彎矩 從圖可見， mm， nn 處截面最危險，其當(dāng)量彎矩為：（取折合系數(shù) ?? ） 2 2 2 22( ) 3 0 0 (0 . 6 4 7 0 . 3 ) 4 1 1 .e a nM M T N m? ? ? ? ? ? ? 39。eM? 2 2 2 22( ) 3 2 3 . 8 (0 . 6 4 7 0 . 3 ) 4 1 3 .amM T N m? ? ? ? ? ? 計算危險截面處軸的直徑 nn 截面 : ? ? 33314 1 1 1 0 .1 0 .1 6 0ebMd m m???? ? ?? mm 截面 : ? ?39。 33314 1 3 1 0 .1 0 .1 6 0ebMd m m???? ? ?? 由于 42 45d d m m d? ? ?，所以該軸是安全的。 軸承壽命校核 軸承壽命可由式 610 ()60 th PCfLhn Pf ??進(jìn)行校核，由于軸承主要承受徑向載荷的作用，所以 rPF? ，查 《機(jī)械設(shè)計》 259 頁表 169， 10 取 1, ,tpff??取 3?? 2 2 2 21 1 1 3 1 6 4 5 8 6 4 5 9 6r v HF F F N? ? ? ? ? 2 2 2 22 2 2 2 5 0 0 6 8 3 0 7 2 7 3r v HF F F N? ? ? ? ? 則 6 6 3 321 0 1 0 1 2 9 . 5 1 0( ) ( ) 2 . 1 26 0 6 0 6 8 1 . 1 7 2 7 3thPCfL h yn P f ? ??? ? ? ???，軸承使用壽命在 2～ 3 年范圍內(nèi)，因此所該軸承符合要求。 ④彎矩及軸的受力分析如 圖 24 上海海洋大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計論文 基于 SolidWorks 的 雙級圓柱齒輪減速器 機(jī)械實體 造型設(shè)計 第 24 頁 共 43 頁 圖 23 ⑤鍵的設(shè)計與校核 已知 42245 , .d d T N m? ? ?參考教材表 1011，由于 2 (44 ~ 50)d ? 所以取 :14 9bh?? 因為齒輪材料為 45 鋼。查 《機(jī)械設(shè)計》 155 頁表 1010 得 [σ]=100～ 120 L=12818=110 取鍵長為 110. L=8212=70 取鍵長為 70 根據(jù)擠壓強(qiáng)度條件，鍵的校核為： ? ? ? ?324 4 4 7 0 . 3 1 0 8 2 . 94 5 9 7 0 1 4bbT M p adhl????? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?324 4 4 7 0 . 3 1 0 544 5 9 1 0 0 1 4bbT M p adhl????? ? ? ?? ? ? 所以所選鍵為 : :14 9 70b h l? ? ? ? :14 9 110b h l? ? ? ? 從動軸的設(shè)計 （ 1） 確定各軸段直徑 ①計算最小軸段直徑 因為軸主要承受轉(zhuǎn)矩作用，所以按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計算，由式 142 得： 上海海洋大學(xué) 20xx 屆畢業(yè)設(shè)計論文 基于 SolidWorks 的 雙級圓柱齒輪減速器 機(jī)械實體 造型設(shè)計 第 25 頁 共 43 頁 3 33133 . 5 61 0 0 5 7 . 11 9 . 1Pd C m mn? ? ? ? ?考慮到該軸段上開有鍵槽，因此取 1 57 .1 (1 5% ) 59 .9d m m? ? ? ?查手冊 9 頁表 116 圓整成標(biāo)準(zhǔn)值，取 1 63d mm? ②為使聯(lián)軸器軸向定位，在外伸端設(shè)置軸肩，則第二段軸徑 2 70d mm? 。查手冊 85 頁表 72，此尺寸符合軸承蓋和密封圈標(biāo)準(zhǔn)值，因此取 2 70d mm? 。 ③設(shè)計軸段 3d ，為使軸承裝拆方便，查手冊 62 頁，表 61， 采用擋油環(huán)給軸承定位。選軸承6215: ?? 1 3 0 , 2 5 , 8 4aD B d? ? ?， 3 75d? ④設(shè)計軸段 4d ，考慮到擋油環(huán)軸向定位，故取 4 80d ? ⑤設(shè)計另一端軸頸 7d ，取 7375d d mm?? ，軸承由擋油環(huán)定位，擋油環(huán)另一端靠齒輪齒根處定位。 ⑥ 輪裝拆方便，設(shè)計軸頭 6d ，取 67dd? ，查手冊 9 頁表 116 取 6 80d mm? 。 ⑦設(shè)計軸環(huán) 5d 及寬度 b 使齒輪軸向定位，故取 56 2 8 0 2 ( 0 .0 7 8 0