【正文】 最后再次感謝老師的幫助，尤其這次畢設(shè)我們的指導(dǎo)老師，感謝你們！同時(shí)，在論文寫作過(guò)程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作者表示謝意。 10 結(jié)論本文用inventor虛擬軟件和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，進(jìn)行二級(jí)圓錐圓柱齒輪機(jī)構(gòu)的三維建模，對(duì)圓錐圓柱減速器的機(jī)構(gòu)的組成，內(nèi)部傳動(dòng)部件，進(jìn)行裝配干涉分析、應(yīng)力應(yīng)變分析、運(yùn)動(dòng)仿真，并最終生成二維工程圖研究后得出，只有三維設(shè)計(jì)才是真正意義上、創(chuàng)成設(shè)計(jì)的CAD應(yīng)用三維軟件進(jìn)行三維參數(shù)化設(shè)計(jì)，易于復(fù)雜幾何形狀的控制和修改，在計(jì)算機(jī)上從三維開(kāi)始，實(shí)現(xiàn)全部的設(shè)計(jì)過(guò)程，符合人們的思維習(xí)慣，提高了可視化程度，二維參數(shù)化設(shè)計(jì)能準(zhǔn)確反映設(shè)計(jì)者的思想，給產(chǎn)品機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)帶來(lái)很大的方便，還易于進(jìn)行多方案的比較，也容易檢查設(shè)計(jì)錯(cuò)誤，這樣不僅提高了設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量，也縮短了設(shè)計(jì)周期。運(yùn)用有限元法可以對(duì)軸的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的優(yōu)化，以此來(lái)得到最小的應(yīng)力應(yīng)變，運(yùn)用靜力學(xué)分析的結(jié)果可以對(duì)減速器的結(jié)構(gòu)做進(jìn)一步的優(yōu)化設(shè)汁。由于軸向是由軸肩約束的，所以在軸肩處加了移動(dòng)約束，又因?yàn)槭庆o力分析，所以可以認(rèn)為軸的瞬間是定不動(dòng)的，所以在軸承端施加了全約束；靜力分析時(shí)力的邊界條件：齒輪的圓周切向力和徑向力轉(zhuǎn)化為齒輪與軸的接觸處的線性力，軸本身所受到的扭矩轉(zhuǎn)化為軸上的兩排力偶，排列成線狀加載在軸上,這些力的邊界條件都是通過(guò)均分后施加于相應(yīng)的節(jié)點(diǎn)上而起到相應(yīng)的作用的。 應(yīng)力分析減速器把工作機(jī)和原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系起來(lái)，在工作過(guò)程中其傳動(dòng)部件以及箱體的剛性和穩(wěn)定性直接影響整個(gè)工作系統(tǒng)的性能。既零件實(shí)體模型的改變將在所有引用該零件的裝配圖中自動(dòng)地得到調(diào)整，同時(shí)也將反映在二維圖形中。經(jīng)過(guò)了上邊的打包分裝，在總裝階段就沒(méi)那么復(fù)雜了，可以把每個(gè)部分的裝配體直接看成是一個(gè)零件。 虛擬裝配部件是由下級(jí)零件裝配而成，既可以由單獨(dú)的零件組合而成，也可以由子部件組成。簽于其內(nèi)部的空腔很多，用簡(jiǎn)單的抽殼不能實(shí)現(xiàn)，要一塊一塊的挖，也就是切除/拉伸命令。同時(shí)，要注意利用零件的對(duì)稱性，以減少工作量。為了方便其他零件的安裝或箱體自身再安裝到機(jī)器上，常設(shè)計(jì)有安裝底板、發(fā)蘭、安裝孔和螺孔等結(jié)構(gòu)。(3)然后用已有的齒輪數(shù)據(jù)利用加強(qiáng)筋的方式繪制出錐齒輪的齒和齒厚。圓錐齒輪其輪齒分布結(jié)圓錐體上，齒形從大端到小端逐漸變小，相應(yīng)有分度圓錐，基圓錐，齒頂圓錐，齒根圓錐和節(jié)圓錐等定義。2．輪類零件模型建立輪類零件主體部分通常是一組同軸線的回轉(zhuǎn)體或平板拉伸板，內(nèi)部多為空心結(jié)構(gòu)，厚度方向的尺寸比其他兩個(gè)方向的尺寸小。 圖91(2)利用旋轉(zhuǎn)添加材料的方式，選取封閉的輪廓外封閉邊線，選取旋轉(zhuǎn)中心軸，即繪制出軸零件的拉伸特征圖。 零件的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)建摸1．軸類零件模型建立軸主要用來(lái)支承傳動(dòng)零件、傳遞扭矩和承受載荷的，根據(jù)結(jié)構(gòu)形狀的不同，軸類零件可分為光軸、階梯軸、空心軸和曲軸等。 概念設(shè)計(jì)，是設(shè)計(jì)的最初階段。草圖多是二維的，也有三維草圖。最后進(jìn)行倒角、倒圓和孔形體等特征的添加以形成完整的產(chǎn)品模型。按照這樣的步驟，根據(jù)開(kāi)始設(shè)計(jì)之前的分析，從基本特征到各添加特征，依次完成，最終得到完整準(zhǔn)確的三維模型。3．在完成了三維實(shí)體模型的整個(gè)造型工作之后，還可以通過(guò)修改對(duì)某一特征的截形線或軌跡線的尺寸和幾何約束來(lái)自動(dòng)地對(duì)整個(gè)模型進(jìn)行修改。在增加尺寸和幾何約束的同時(shí)，軟件就自動(dòng)修改了上面生成的截形線。在定義好準(zhǔn)確的草圖平面之后，就可以在這個(gè)草圖平面上繪制特征截形線。通過(guò)三維設(shè)計(jì)軟件中提供的完善的定義功能，可以把坐標(biāo)系統(tǒng)中的任意坐標(biāo)平面，或以之為基準(zhǔn)進(jìn)行偏移、旋轉(zhuǎn)所得到的空間平面定義為草圖平面。最后，再進(jìn)行一些細(xì)小特征的添加，如倒角、倒圓和孔等等。對(duì)于結(jié)構(gòu)、形狀較為復(fù)雜的產(chǎn)品模型進(jìn)行建模的思路是將整個(gè)產(chǎn)品分解為多個(gè)特征，通過(guò)特征之間的布爾運(yùn)算逐步得到完整準(zhǔn)確的具體模型。8 箱體設(shè)計(jì)的主要尺寸及數(shù)據(jù)箱體的尺寸及數(shù)據(jù)如表81：表81名稱符合減速器形式及尺寸mm圓錐齒輪減速器機(jī)座壁厚(d1+d2)≥810機(jī)蓋壁厚1+3≥810機(jī)座凸緣厚度b15機(jī)蓋凸緣厚度b115機(jī)座底凸緣厚度P25地腳螺釘直徑df(d1+d2)+1≥1212地腳螺釘數(shù)目n66軸承旁邊連接螺栓直徑d1 df10機(jī)蓋與機(jī)座連接螺栓直徑d2() df8連接螺栓d2的間距l(xiāng)150200180軸承蓋螺釘直徑d3() df6窺視孔蓋螺釘直徑d4() df6定位銷直徑d()d25d1，d2，d3至外壁距離C11818d1，d2至凸緣邊緣距離C21616軸承旁凸臺(tái)半徑R11818凸臺(tái)高度H36外機(jī)壁至軸承座端面距離L1C1+c2+(58)40外、內(nèi)機(jī)壁至軸承座端面距離L2+c1+c2(58)58大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離112齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離2≥10機(jī)蓋，機(jī)座肋厚m1,m2m1=,m2=8軸承端蓋外徑D2軸承座孔直徑+5d370軸承端蓋凸緣厚度e()d37軸承旁邊連接螺栓距離s一般取s=D2209 三維建模 三維建模技術(shù)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展起來(lái)的一門綜合性技術(shù) 是人們不斷將計(jì)算機(jī)技術(shù)引入到機(jī)械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域而產(chǎn)生的一門綜合性應(yīng)用技術(shù)’ 三維設(shè)計(jì)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越普及 二維設(shè)計(jì)著眼于完善產(chǎn)品的幾何描述能力 而三維設(shè)計(jì)是著眼于更好表達(dá)產(chǎn)品完整的技術(shù)和生產(chǎn)管理信息 使得一個(gè)工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)準(zhǔn)備各環(huán)節(jié)可以并行展開(kāi)。 密封減速器需要密封的部位很多，有軸伸出處，軸承內(nèi)側(cè)，箱體接受能力合面和軸承蓋，窺視孔和放油的接合面等處。浸油潤(rùn)滑不但起到潤(rùn)滑的作用，同時(shí)有助于箱體的散熱。一般這個(gè)圓弧半徑的選取應(yīng)使得外輪廓 弧線在軸承旁邊的凸臺(tái)邊緣的附近。螺栓連接的支承面應(yīng)當(dāng)進(jìn)行機(jī)械加工，經(jīng)常采用圓柱銑刀銑出沉頭座孔。(1)鑄造工藝性要求設(shè)計(jì)鑄造機(jī)體時(shí)應(yīng)充分考慮鑄造過(guò)程的規(guī)律。裝配時(shí)可涂密封膠，但不允許放任何墊片。此外還應(yīng)保證傳動(dòng)件浸油深度最低不得超過(guò)齒輪半徑的1/41/3，以免攪油損耗過(guò)大。傳動(dòng)件在油池中的浸油深度。為增加機(jī)座底部凸緣的剛度，常取凸緣厚度p=，為機(jī)座的壁厚，而凸緣的寬度按地腳螺栓直徑df，由扳手空間c1和c2的大小確定。當(dāng)機(jī)體同一側(cè)有多個(gè)大小不等的軸承座時(shí)，除了要保證扳手空間c1和c2外，軸承旁邊凸臺(tái)的高度應(yīng)盡量去相同的高度，以使軸承旁邊鏈接螺栓長(zhǎng)度都一樣，減少了螺栓的品種，而且應(yīng)按直徑最大的軸承座確定凸臺(tái)的高度。為了提高軸承座鏈接的剛度，座孔兩側(cè)的鏈接螺栓距離s1應(yīng)盡量小一些，但不與端蓋螺釘孔相干涉。為了增加軸承座的剛度，可在軸承座附近加支撐肋板或采用凸壁式機(jī)體。機(jī)體應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度，可靠的潤(rùn)滑與密封及良好的工藝性。⑤校核低速軸Ⅲ:根據(jù)第三強(qiáng)度理論進(jìn)行校核：由圖可知，D點(diǎn)彎矩最大，故驗(yàn)算D處的強(qiáng)度∵M(jìn)DM1D,∴取M=M1D=又∵抗彎截面系數(shù)：W= =583= ∴σ=/W=/=.4 滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算 減速器高速I軸滾動(dòng)軸承的選擇與壽命計(jì)算(1)高速軸的軸承既承受一定徑向載荷，同時(shí)還承受軸向外載荷，選用圓錐滾子軸承，初取d=40㎜，選用型號(hào)為30208，其主要參數(shù)為：d=40㎜，D=80㎜，Cr=59800 N，е=，Y=，Y0=，Cr0=42800查表,當(dāng)A/R≤е時(shí)，X=1，Y=0； 當(dāng)A/Re時(shí)，X=,Y=(2)計(jì)算軸承D的受力（）， ①支反力RB=== N，RC=== N②附加軸向力（對(duì)滾子軸承 S=Fr/2Y）∴SB=RB/2Y=，SC=RC /2Y=③軸向外載荷 FA=Fa1= N(4)各軸承的實(shí)際軸向力 AB=max（SB，F(xiàn)A SC）= FA SC ==，AC=（SC，F(xiàn)A +SB）= SC =(5)計(jì)算軸承當(dāng)量動(dòng)載 由于受較小沖擊查表得 fd=，又軸I受較小力矩，取fm =∵ AB/RB=＞е= ，∴取X=，Y=， ∴PB= fdfm（X RB +YAB）=（+）=∵AC/ RC =＜е= ，取X=1，Y=0，∴PC= fdfm（X RC +YAC）=1=(6)計(jì)算軸承壽命 又PB ＜PC，故按PC計(jì)算，查表，得ft=∴L10h=106 （ftC/P）/60n1=106 （59800/）10/3 /（60960）=106 h。m，M= RBz == N由軸承蓋端的總寬度和擋圈寬度軸承的寬度來(lái)確定LⅡⅢ =d IⅡ =40mm L IⅡ =88mmdⅡⅢ =50mm LⅡⅢ =66mmdⅢⅣ =56mm LⅢⅣ =dⅣⅤ =65mm LⅣⅤ =10mmdⅤⅥ =60mm LⅤⅥ =58mmdⅥⅦ =50mm LⅥⅦ =至此，已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑很長(zhǎng)度。初步選定滾動(dòng)軸承，因?yàn)檩S承只有軸向力的作用，故選深溝球軸承。d IⅡ =30mm L IⅡ =38mmdⅡⅢ =50mm LⅡⅢ =49mmdⅢⅣ =55mm LⅢⅣ =64mmdⅣⅤ =40mm LⅣⅤ =38mmdⅤⅥ =30mm LⅤⅥ =17mm至此已經(jīng)初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度 減速器低速軸Ⅲ的設(shè)計(jì)計(jì)算(1)選擇材料：由于傳遞中功率不大，轉(zhuǎn)速不太高，故選用45號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理，查表得，(2)由軸上扭矩初算軸的最小直徑：機(jī)用的減速器低速軸通過(guò)聯(lián)軸器與滾筒的軸相連接，其傳遞功率P=。如圖34圖34取安裝大圓錐齒輪處的軸端ⅡⅢ的直徑dⅡⅢ =50mm，齒輪的左端通過(guò)軸套定位，右端通過(guò)軸套和螺釘定位。=(5)作用在小齒輪上力：圓周力：Ft3=2T2/d1=2104 /60=徑向力：Fr3= Ft3tan20176。176。由軸承蓋寬度和套筒寬寬的確定LⅡⅢ =44mm。=(5)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖31：圖31(1)根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度，為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求，IⅡ軸端右端需要制出一軸肩dIⅡ =30mm，故取dⅡⅢ =35mm，為了保證軸噸擋圈只壓在半聯(lián)軸器上面不壓在軸的斷面上，故IⅡ軸段取L IⅡ =62mm。*cosδ1=tan20176。=df2= * cosδ2=2102**176。=(4)查表有材料彈性影響系數(shù)ZE=，取載荷系數(shù)Kt=有∵T1=104 T/()，u=3，ФR1=1/3.∴試計(jì)算小齒輪的分度圓直徑為：d1t≥=(1)計(jì)算圓周速度v=π*d1t*nI /60000=**960/60000=(2)計(jì)算齒輪的動(dòng)載系數(shù)K根據(jù)v=，查表得：Kv=,又查表得出使用系數(shù)KA=取動(dòng)載系數(shù)K=取軸承系數(shù)K=*=齒輪的載荷系數(shù)K= Kv*KA* K *K=(3)按齒輪的實(shí)際載荷系數(shù)所得的分度圓直徑由公式:d1= d1t==m=d．按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)：σFmin1=+275由公式查得：(1)小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度σFE1=500 Mpa ；大齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度σFE2 =380 Mpam≥(2)查得彎曲疲勞強(qiáng)度壽命系數(shù)KFN1=,KFN2=.計(jì)算彎曲疲勞強(qiáng)度的許用應(yīng)力，安全系數(shù)取S=由[σF]=σFmin KFN / SFmin 得[σF]1=σFE1* KFN1/S=500*[σF]2=σFE2* KFN2/S=380*計(jì)算載荷系數(shù)K= Kv*KA* K *K=：YFa1=, YFa2=Ysa1=, Ysa2= * Ysa /[σF]并加以比較∵YFa1 * Ysa1 /[σF]1 =* YFa2 * Ysa2/[σF] 2 =*∴YFa1 * Ysa1 /[σF]1 YFa2 * Ysa2/[σF] 2所以選擇YFa2 * Ysa2/[σF] 2=m≥ ==對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的模數(shù)，由因?yàn)辇X輪模數(shù)m的大小主要由彎曲強(qiáng)度決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力僅與齒輪的直徑有關(guān)，所以將取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)的值，即m=。綜合考慮電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置的尺寸，質(zhì)量及價(jià)格因素，為使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)緊湊，決定選用同步轉(zhuǎn)速為1000 r/m的電動(dòng)機(jī)如表21：表21電動(dòng)機(jī)的型號(hào)額定功率/kw滿載轉(zhuǎn)速/（r/m）啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)矩額定轉(zhuǎn)矩Y132S63960電動(dòng)機(jī)的主要安裝 尺寸和外形尺寸如表22：表