【正文】 截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù) ?? 及 ?? 按文獻(xiàn)【１】附表 32 查取。 (5) 確定軸上圓角和倒角尺寸 取軸端倒角為 2 45??。齒輪左端以及軸承的定位采用擋油環(huán)，已知齒輪輪轂的寬度為 80mm，為了使擋油環(huán)端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取 mml 7676 ?? ， mmd 6076 ?? 。 ②聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩 3TKT Aca? ，查文獻(xiàn)【１】表 141，由于轉(zhuǎn)矩變化很小，故取 ? ，則 mmNTKT Aca ????? 4 3 7 5 6 73 3 6 5 9 ③查文獻(xiàn)【２】表 171，選 HL3 型彈性柱銷 聯(lián)軸器，其公稱轉(zhuǎn)矩為 630000 mmN? ，半聯(lián)軸器的孔徑 mmd 451 ? ，故取 mmd 4521 ?? ，半聯(lián)軸器長度 mmL 112? ，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度為 84mm。因 ??d ， ??d ，經(jīng) 查 值后查得 ?? ?? ?? ， 又由文獻(xiàn)【１】附圖 31 可得軸的材料敏感系數(shù)為 , ???? 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 24 頁 共 51 頁 故有效應(yīng)力集中系數(shù)為 . 8511)(q1k . 8211)(q1k ??????? ??????? ）（ ）（??? ??? ?? 由 文獻(xiàn)【１】附圖 32 的尺寸系數(shù) ??? ，扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù) ??? 。 (5) 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 根據(jù)上表中的數(shù)據(jù)及軸的單向旋轉(zhuǎn)，扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取 ?? ，軸的計(jì)算應(yīng)力 M P a60030. 1 )()( 3 22222 ?? ????? W TMca ?? 前已選定軸的材料為 40rC （調(diào)質(zhì)），由文獻(xiàn)【１】表 151 查得 ? ? ? ?117 0 , caM P a? ? ?????， 故安全。 取安裝齒輪的軸段， mmd 3532 ?? 錐齒輪左端與左軸承之間采用套筒定位，已知錐齒輪輪陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 22 頁 共 51 頁 轂長 ~ ? ，為了使套筒端面可靠地壓緊端面，此軸段應(yīng)略短于輪轂長，故取 mm40L 32 ?? ，齒輪的右端采用軸肩定位 軸肩高度 ? ，故取 mmh ? ，則軸環(huán)處的直徑為 mm42d 43 ?? 。2223222??????????????????????????? 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 21 頁 共 51 頁 圓周力 1tF 、 2tF ，徑向力 1rF 、 2rF 及軸向力 1aF 、 2aF 如圖 . FFFFFF FFFF D/2FMMMMMM 圖 軸的載荷分析圖 （ 3）初步確定軸的最小直徑 先初步估算軸的最小直徑。 ③截面 5 右側(cè) 抗彎截面系數(shù) 333 . 1dW mm???? 抗扭截面系數(shù) 333T 1 2 8 0 .2 dW mm???? 截面 5 右側(cè)彎矩 M 為 ?? 截面 5 上的扭矩為 mmN42380T ?? 截面上的彎曲應(yīng)力 M P 2 5 3 9 . 9 ??? WMb? 截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力 M P T ??? Wb? 過盈配合處的 k??? ，由文獻(xiàn)【１】附表 38 用插值法求出，并取 ????? ，于是得 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 20 頁 共 51 頁 ???? ???? ， 軸按磨削加工，由文獻(xiàn)【１】附圖 34 得表面質(zhì)量系數(shù)為 ?? ?? ?? 故得綜合系數(shù)為 ?????????????????????????? 計(jì)算安全系數(shù) caS 值。由表 151 查得 117 3 5 , 3 5 5 , 2 0 0B M P a M P a M P a? ? ???? ? ?。 ①擬定軸上零件的裝配方案（見圖 ） ②根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 1）為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位， 12 軸段 的 右端需 要 制出一軸肩，故取 23 段的直徑mmd 3532 ?? ，為了滿 足 端蓋密封， 23 軸段 的 右端需 要 制出一軸肩，故取 34 段的直徑mmd 4043 ?? ， mm58L 21 ?? mm42L 32 ?? 2）初步選擇滾動(dòng)軸承。 176。 tan20176。 d1=[179。 P/n=9550179。 分度圓直徑： 3d =72mm , d4=489mm 中心距： a= 齒寬： B3=72mm B4=80mm 齒數(shù)： Z3=24， Z4=163 模數(shù)： m=3mm 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 15 頁 共 51 頁 3. 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 減速器高速軸Ⅰ的 設(shè)計(jì) (1)選擇材料 :由于傳遞中功率小，轉(zhuǎn)速不太高，故選用 45 號(hào)鋼，調(diào)質(zhì)處理 查表得， 637B Mpa? ? ， [ ] 1 59b Mpa? ?? (2)根據(jù) P1= T1=n1=1460r/m 初步確定軸的最小直徑 取 c=118mm dmin ≥ c3 /Pn=118179。 163=489mm （ 2）、齒頂圓直徑 mmmhd aa 7832242z *33 ?????? ）（）（ mmmhd aa 495321632z *44 ?????? ）（）（ （ 3）、齒根圓直徑 mmmhd a **33f ????????? ）（）（ mmmhd a **44f ????????? ）（）（ （ 4）、 計(jì)算齒輪的寬度 B1=b= mmdd 727213 ????? . B2=B1+(5～ 10)mm B3=72mm B4=80mm 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 14 頁 共 51 頁 （ 5）、 中心距 a a=m(z3+z4)/2=3179。 = 校正分度圓直徑 3d 由文獻(xiàn) [2]式（ ） mmktkdd t 3333 ???? 計(jì)算模數(shù) m m=d3/z3=根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核則有： ][23232 FSaFadFYYmzKT ??? ?? 確定公式中各參數(shù)值： 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 4lim3lim FF ?? 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 13 頁 共 51 頁 查文獻(xiàn) [2]圖 取 M P aM P a FF 500380 4l i m3l i m ?? ?? 彎曲疲勞壽命系數(shù) 43 FNFN KK 文獻(xiàn) [2]圖 取 43 ?? FNFN KK 許用彎曲應(yīng)力 ][][ 43 FF ?? 取定彎曲疲勞安全系數(shù) ?FS ,應(yīng)力修正系數(shù) ?STY M P aS FYK FSTFNF ][ 3l i m33 ???? ?? M P aS FYK FSTFNF ][ 4l i m44 ???? ?? 齒輪系數(shù) 43 FaFa YY 和應(yīng)力修正系數(shù) 43 Sasa YY 查文獻(xiàn) [2]表 得 43 ?? FaFa YY . 43 ?? Sasa YY 計(jì)算大小齒輪的 ][ 333 FsaFa YY ? 與 ][ 444 FsaFa YY ? 并加以比較取其中最大值代入公式計(jì)算 0 1 2 4 9 ][ 333 ???FsaFa YY ? 0 1 2 ][ 444 ???FsaFa YY ? 大齒輪的數(shù)值大，應(yīng)按大齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。 = 模數(shù) mt mt =d3/z3=齒全高 h mmmmmh 5 t ???? 齒高比 9 2 ??hb 計(jì)算載荷系數(shù) k 查文獻(xiàn) [2]表 得使用系數(shù) Ak =1 根據(jù) v= 按 7 級(jí)精度查文獻(xiàn) [2]圖 得動(dòng)載系數(shù) vk = 查圖 得 ?Hk = 直齒輪Hak = Fak =1。 8)=179。 1179。 5%范圍內(nèi)可用。 ? ?111 2 .6 5 1 .5 8 0 .0 1 3 63 0 7 .1 4F a S aFYY? ??? ? ?222 2 . 1 1 5 1 . 8 6 0 . 0 1 6 1 92 4 4 . 2 9F a S aFYY? ??? 大齒輪的數(shù)值大。 109/3=179。 8179。 （ 3）計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 小齒輪： N1=60njLh=60179。 （ 2）、運(yùn)輸機(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 8級(jí)精度。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 6 頁 共 51 頁 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的確定 根據(jù)工作條件：兩班制工作，空載起動(dòng)，載荷平穩(wěn)，常溫下連續(xù)（單向）運(yùn)轉(zhuǎn)，工作環(huán)境多塵，小批量生產(chǎn)，使用期限為 8年，年工作 300 天，工作機(jī)所需電動(dòng)機(jī)功率 kWPd ? 及電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速 min/1500rn ? 等，選 用 Y系列三項(xiàng)異步電動(dòng)機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)，型號(hào)為 Y160M4，其主要性能數(shù)據(jù)如下： 電動(dòng)機(jī)額定功率 kwPw 11? 電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速 min/1460rnm ? 電動(dòng)機(jī)軸身直徑 mmD 42? 電動(dòng)機(jī)軸身長度 mmE 110? 計(jì)算傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比和分配各級(jí)傳動(dòng)比 ?.各級(jí)傳動(dòng)的傳動(dòng)比不應(yīng)該超過其傳動(dòng)比的最大值 ?.使所設(shè)計(jì)的傳動(dòng)系統(tǒng) 的各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)具有最小的外部尺寸 ?.使二級(jí)齒輪減速器中，各級(jí)大齒輪的浸油深度大致相等，以利于實(shí)現(xiàn)油池潤滑 總傳動(dòng)比 4 6 0 ???wmnni總 按直齒輪圓柱齒輪傳動(dòng)比 ????? 總錐 ii ，又錐齒輪的傳動(dòng)比 一般不大于 3，故取 1i =i錐 =3 則 2 ??? 柱ii 實(shí)際總傳動(dòng)比 ????? 柱錐實(shí) iii 因?yàn)檗D(zhuǎn)動(dòng)比誤差 ???i ，故滿足要求。傳動(dòng)系統(tǒng)中采用兩級(jí)閉式圓錐 圓柱齒輪減速器。三維設(shè)計(jì)的好處已經(jīng)確實(shí)了， Pro/E(PRO/ENGINEER)或其他同類軟件的實(shí)施過程中，都能體會(huì)得到。 基于特征的 三維 參數(shù)化 /變量化軟件開始進(jìn)入 設(shè)計(jì) 領(lǐng)域。另外，傳統(tǒng)的類比設(shè)計(jì)中還存在一個(gè)極大的毛病，即在設(shè)計(jì)時(shí) ，大部分設(shè)計(jì)人員都是在己有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上將尺寸增大，這樣的相似設(shè)計(jì)使得產(chǎn)品的尺寸與重量越來越大，造成陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 3 頁 共 51 頁 財(cái)力、人力的浪費(fèi)。各國普遍采用硬齒面技術(shù)，提高硬度以縮小裝置的尺寸； 也可應(yīng)用以圓弧齒輪為代表的特殊齒形 。六高即指高承載能力、高齒面硬度、 高精度 、高速度、高可靠性和高傳動(dòng)率；二低，即低噪聲、低成本；三化，即標(biāo)準(zhǔn)化、多樣化、通用化。而齒輪減速器作為一種重要的動(dòng)力傳遞裝置，在機(jī)械化生產(chǎn)中起著不可替代的作用。而作為齒 輪 機(jī)構(gòu)的最基本組成部分齒輪所起的作用是無可代替的，所以齒輪的設(shè)計(jì)尤為重要。隨著微電子工業(yè)向機(jī)械工業(yè)的滲透，現(xiàn)代機(jī)械日益向智能化和機(jī)電一體化方向發(fā)展。 本課題研究的意義在于：能夠?yàn)辇X輪減速器是設(shè)計(jì)提供一種全新手段和方法，改變原有的手工設(shè)計(jì)，二維設(shè)計(jì)變?yōu)槿S設(shè)計(jì)，并在設(shè)計(jì)中體現(xiàn)引導(dǎo)作用，使設(shè)計(jì)更為直觀、形象、生動(dòng)；通過實(shí)時(shí)人機(jī)互動(dòng)式的三維參數(shù)化實(shí)體造型設(shè)計(jì)，更好地理解、掌握零部件的結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系，實(shí)現(xiàn)齒輪建 起的動(dòng)力學(xué)參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算、齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)技術(shù)、軸系的設(shè)計(jì)技術(shù)；分析三維參數(shù)化設(shè)計(jì)的方法，運(yùn)用設(shè)計(jì)辯論與程序設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法實(shí)現(xiàn)零件的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)，在此基礎(chǔ)上采用了在零件環(huán)境中以及在裝配環(huán)境中建立零件模板的兩種方法；分析齒輪減速器總裝配及各部件之間的結(jié)構(gòu)尺寸約束關(guān)系，并運(yùn)用自頂向下與自底向上的設(shè)計(jì)思想分別構(gòu)建減速器總裝裝配模板和軸系模板。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 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。 作者簽名： 日 期： II 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。 【 關(guān)鍵字 】 三維虛擬設(shè)計(jì) 三維建模 減速器 Design and simulation analysis of conecylindrical gear reducer Li Tian (Grade08,Class 4,Major machine design manufacture and automation， school of Mechanical Engineering， Shaanxi University of Technology， Hanzhong 723003， Shaanxi) Tutor: He Yong Abstract: The main research topic