【導(dǎo)讀】來(lái)越大，質(zhì)量要求也越來(lái)越高，傳統(tǒng)的減速器設(shè)計(jì)方法己不能滿足用戶的需求，這對(duì)于提高產(chǎn)品性能和質(zhì)量、縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期、降低成本和增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。力起了巨大的作用。對(duì)減速器進(jìn)行CAD/CAE下的建模和仿真，是傳統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代技術(shù)。Pro／MECHANICAStructure是集靜態(tài)、動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)分析于一體的有限元。應(yīng)變、位移等參數(shù)，實(shí)現(xiàn)靜態(tài)、模態(tài)、翹曲、疲勞、動(dòng)態(tài)響應(yīng)、振動(dòng)等分析。的靜應(yīng)力分析，完成了減速器的CAE過(guò)程。師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。究所取得的研究成果。不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)大學(xué)可以將本學(xué)位。印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。涉密論文按學(xué)校規(guī)定處理。

　　

【正文】 ??? ff ??? 分度圓齒厚 s s= mmm ?? 2 12?u 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 19 頁(yè) 共 74 當(dāng)量齒數(shù) Zv Z1v =Z1 / cos 1? =27 Z2v =147 齒寬 B B= mmRR ?? 齒數(shù) Z Z1 =25 Z2 =58 錐齒輪齒跟彎曲疲勞強(qiáng)度校核 故 同樣可得： MPaF ?? 并且： MPaF ][ 1 ?? MPaF ][ 2 ?? 由上可得： ][ 11 FF ?? ? , ][ 22 FF ?? ? 故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度的要求。 錐齒輪的結(jié)構(gòu) 由于小齒輪及大齒輪的齒頂圓直徑小于 160mm , 故可將大、小齒輪做成實(shí)心結(jié)構(gòu)的齒輪。 軸及軸承的設(shè)計(jì)與選擇 求輸出軸、輸入軸上的功率、 轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 由前面計(jì)算可得： 表 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)表 轉(zhuǎn)速 /r/min 功率 /KW 轉(zhuǎn)矩 / N m Ⅰ軸 575 Ⅱ軸 250 )( 1111 Rbm YYKF FaFatF ????NZRm TF t 33111 )( )( 2 ?????? ??????M P aRbm YYKT FaFaTF 7 1)( 111 ????? 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 74 求作用在齒輪上的力 其齒輪受力如 圖所示： 圖 齒輪受力圖 輸出軸上的齒輪： 圓周力： mmRdd m 2 1)(1 4 5)(22 ???????? 徑向力： 壓力角 020?? NFF tr st an 222 ?? ?? 軸向力： NFF ta int a n 222 ?? ?? 其中由錐齒輪的受力分析可知 。 21 ar FF? 12 ar FF ? 且 ( 111 tar FFF 、 為輸入軸上的齒輪所受的力 ) 初步確定軸的最小直徑 選取軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理。查表得 A0=110： Nd TF mt 3222 ?????NdTF mt 11862 111 ??A AFrFtFaFNV2 FNH2FNV139。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè) 共 74 確定 輸入軸與帶輪相連接，令 mmd 18min1 ? 輸出軸與聯(lián)軸器相連接，其輸出軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器出軸的直徑。為使所選的軸的最小直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，故需要同時(shí)選取聯(lián)軸器的型號(hào)。 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩： 2TKT Aca? ,查表取 ?AK 。 則： 2TKT Aca? = 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩 caT 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查表選用 LX1 型號(hào)的彈性柱銷聯(lián)軸器。其公稱轉(zhuǎn)矩為 250Nm，半聯(lián)軸器孔徑 d1=24mm(j1 型 )。半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 L=38mm。 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1） 根據(jù)周向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 根據(jù)零件設(shè)計(jì)要求及裝配要求最終所確定的軸的各段直徑和長(zhǎng)度如下圖所示： 輸出軸： 圖 輸出軸簡(jiǎn)圖 輸入軸： 圖 輸入軸簡(jiǎn)圖 mmnPAd 33 110m i n1 ????mmnPAd 0 33 220m i n2 ???? 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 74 （ 2） 軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。 根據(jù)結(jié)構(gòu)要求查表選擇： 18 的軸鍵： b h L=6 6 28 22 的軸鍵： b h L=6 6 22 24 的軸鍵： b h L=8 7 28 32 的軸鍵： b h L=10 8 22 （ 3） 確定軸上的圓角和倒角尺寸 查表選擇，取軸端倒角為 1 45，軸肩處的圓角半徑 裝配圖 求軸上的載荷 根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖 ， 做出軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖，并且根據(jù)軸的計(jì)算簡(jiǎn)圖做出軸的彎矩圖和扭矩圖，如圖 和 所示。 其中軸的支反力可根據(jù)靜力平衡方程 0??M 計(jì)算得出： 圖 輸出軸的彎扭圖 輸出軸A A AA A A水平面垂直面總彎矩扭矩FN V1FN H1FrFtFaFNV2FNH2FNV139。FNH1FNV1Ft2FNH2FNV2Fr2Ma=FaD/2= 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 23 頁(yè) 共 74 圖 輸入軸的彎扭圖 從軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩圖和扭矩圖可以看出截面 C 是軸的危險(xiǎn)截面，現(xiàn)將危險(xiǎn)截面 C 處所受的支反力、彎矩、和扭矩列于表 。 表 輸入、輸出軸的彎扭和支反力 輸出軸 輸入軸 載荷 水平面 垂直面 水平面 垂直面 支反力 /N ?NHF ?NHF ?NVF ?NVF ??NHF ?NHF ??NVF ?NVF 彎矩 M ?HM ?VM ?VM ?HM ?VM ?VM 總彎矩/Nm 221 ???M 222 ???M 221 ???M 221 ???M 輸入軸AFaFrFtFt1Fr水平面垂直面扭矩圖B C 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 24 頁(yè) 共 74 扭矩T/Nm 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彎矩和扭矩的截面的強(qiáng)度。軸單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ?a ，則： 輸出軸： 前面已選定軸的材料為 45 鋼，調(diào)制處理，查表得： MPa60][ 1 ??? ， 因此 ][ 1?? ??ca ， 故滿足強(qiáng)度校核。 輸入軸： 同上， 故也滿足強(qiáng)度校核。 箱體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （ 1） 窺視孔和窺視孔蓋在減速器上部可以看到傳動(dòng)零件嚙合處要開(kāi)窺視孔，以便檢查齒面接觸斑點(diǎn)和赤側(cè)間隙，了解嚙合情況。潤(rùn)滑油也由此注入機(jī)體內(nèi)。窺視孔上有蓋板，以防止污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)和潤(rùn)滑油飛濺出來(lái)。 （ 2）放油螺塞減速器底部 設(shè)有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞賭注。 （ 3）油標(biāo)油標(biāo)用來(lái)檢查油面高度，以保證有正常的油量。油標(biāo)有各種結(jié)構(gòu)類型，有的已定為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)件。 （ 4）通氣器減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由于摩擦發(fā)熱，使機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，導(dǎo)致潤(rùn)滑油從縫隙向外滲漏。所以多在機(jī)蓋頂部或窺視孔蓋上安裝通氣器，使機(jī)體內(nèi)熱漲氣自由逸出，達(dá)到集體內(nèi)外氣壓相等，提高機(jī)體有縫隙處的密封性能。 （ 5）啟蓋螺釘機(jī)蓋與機(jī)座結(jié)合面上常涂有水玻璃或密封膠，聯(lián)結(jié)后結(jié)合較緊，不易分開(kāi)。為便于取蓋，在機(jī)蓋凸緣上常裝有一至二個(gè)啟蓋螺釘，在啟蓋時(shí)，可先擰動(dòng)此螺釘頂起機(jī)蓋 。在軸承端蓋上也可以安裝啟蓋螺釘，便于拆卸端蓋。對(duì)于需作軸向調(diào)整的套環(huán)，如裝上二個(gè)啟蓋螺釘，將便于調(diào)整。 （ 6）定位銷 為了保證軸承座孔的安裝精度，在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓聯(lián)結(jié)后，M P aW aTMca )(46450)( 322 ?? ??????][)( 12 ????? ?? M P aW aTMca 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 共 74 鏜孔之前裝上兩個(gè)定位銷，孔位置盡量遠(yuǎn)些。如機(jī)體結(jié)構(gòu)是對(duì)的，銷孔位置不應(yīng)該對(duì)稱布置。 （ 7）調(diào)整墊片調(diào)整墊片由多片很薄的軟金屬制成，用一調(diào)整軸承間隙。有的墊片還要起調(diào)整傳動(dòng)零件軸向位置的作用。 （ 8）環(huán)首螺釘、吊環(huán)和吊鉤在機(jī)蓋上裝有環(huán)首螺釘或鑄出吊環(huán)或吊鉤，用以搬運(yùn)或拆卸機(jī)蓋。 （ 9）密封裝置 在伸出軸與端蓋之間有間隙，必須安裝密 封件，以防止漏油和污物進(jìn)入機(jī)體內(nèi)。密封件多為標(biāo)準(zhǔn)件，其密封效果相差很大，應(yīng)根據(jù)具體情況選用。 箱體結(jié)構(gòu)尺寸選擇如下表 ： 表 箱體結(jié)構(gòu)尺寸 名稱 符號(hào) 減速器的尺寸關(guān)系 箱座壁厚 δ 8 箱蓋壁厚 δ 1 8 箱座凸緣厚度 b 12 箱蓋凸緣厚度 b 1 12 箱座底凸緣厚度 b 2 20 地腳螺釘直徑 df 20 地腳螺釘數(shù)目 n 4 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓直徑 d1 10 蓋與座聯(lián)接螺栓直徑 d2 6 連接螺栓 d2 的間距 l 150200 軸承端蓋螺釘直徑 d3 6 窺視孔蓋螺釘直徑 d4 6 定位銷直徑 d df， d1, d2 至外機(jī)壁距離 C1 18， 16， 12 df， d2 至凸緣邊緣距離 C2 16， 10 軸承旁凸臺(tái)半徑 R1 10 凸臺(tái)高度 h 根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn) 外機(jī)壁至軸承座端面距離 l1 33， 97 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 共 74 大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離 △ 1 10 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離 △ 2 10 箱蓋、箱座肋厚 m1 ,m2 7， 7 軸承端蓋外徑 D2 93， 85 軸承端蓋凸緣厚度 t 軸承旁聯(lián)接螺栓距離 S 盡量靠近，以 Md1和 Md2互不干涉為準(zhǔn)，一般 s=D2 潤(rùn)滑方式及密封件選擇 （ 1）由于其為閉式齒輪傳動(dòng)，其潤(rùn)滑方式根據(jù)齒輪的圓周速度大小而定： 故應(yīng)將大齒輪侵入油池中進(jìn)行侵油潤(rùn)滑。 （ 2）滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑 輸出軸處滾動(dòng)軸承： m in/750025030 rmmdn ???? 輸入軸處滾動(dòng)軸承： m in/1 4 4 0 05 7 525 rmmdn ???? 對(duì)照脂潤(rùn)滑和油潤(rùn)滑的 dn值界限表選擇其潤(rùn)滑方式為：脂潤(rùn)滑。 （ 3）密封件的選擇 由于滾動(dòng)軸承為脂潤(rùn)滑，并且滑動(dòng)速度 小于 5m/s，故選用氈圈油封。 smsmndV m /12/ ???? ? 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 27 頁(yè) 共 74 1 引 言 輸入、輸出軸的三維建模 輸入軸的三維建模 利用 PRE/E 的拉伸命令或旋轉(zhuǎn)命令可進(jìn)行輸入、輸出軸的基礎(chǔ)建模，在此選用 PRO/E 的拉伸命令進(jìn)行基礎(chǔ)建模。 （ 1）新建文件，單擊工具欄 新建工具，選擇公制模板 mmnspartsolid，然后單擊“確定”。 （ 2）單擊拉伸命令 ，選擇草繪平面，并進(jìn)入草繪界面，根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要求，選擇工具菜單欄上的草繪命令，繪制如圖所示的草繪圖形，完成單擊 確認(rèn)如圖 所示。 圖 草繪 （ 3）草繪完成之后進(jìn)入到三維界面以指定的深度值拉伸如： 。拉伸后生成的三維模型，如圖 所示。 圖 軸的一段模型 同樣操，作利用拉伸命令對(duì)軸的其它個(gè)段進(jìn)行拉