【正文】 機(jī)械設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)指南。 SolidWorks 2020中文版曲面造型專(zhuān)家指導(dǎo)教程。第八版。 29 參 考 文 獻(xiàn) [1] 濮良貴，紀(jì)名剛。 本次設(shè)計(jì)由于學(xué)生能力有限，加上時(shí)間較為緊迫，在設(shè)計(jì)中難免有諸多不足之處。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中還得到了學(xué)院圖書(shū)館和舍友及同學(xué)的幫助，正是因?yàn)樗麄儙椭椭С?，我才能克服一個(gè)又一個(gè)的困難和疑惑，直至本次設(shè)計(jì)的順利完成。她嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的工作作風(fēng)一直是我學(xué)習(xí)和工作的榜樣；她循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)窮的啟迪。如果能夠熟練掌握軟件，設(shè)計(jì)思路清晰，那么我的設(shè)計(jì)工作將會(huì)變得輕松和有趣得多。因此，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，為我以后找到好的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 SolidWorks 三維造型設(shè)計(jì)有很多的優(yōu)勢(shì)，降低了設(shè)計(jì)的時(shí)間和成本，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。 圖 101 整體裝配圖 27 總 結(jié) 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)鞏固了我的專(zhuān)業(yè) 技術(shù)知識(shí)，鍛煉了我綜合運(yùn)用專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，同時(shí)也提高了我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦三維制圖等其他專(zhuān)業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富。其過(guò)程是，新建一個(gè)裝配體，然后按照從下到上的裝配順序完成裝配的建模。其模 26 型完成如圖 97所示。 25 圖 95 上箱體三維模型 其他零件三維模型成型 軸承的三維模型成型 軸承的建模是裝配體運(yùn)用的過(guò)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(lái)，完成軸承的三維模型，如圖 96所示。 圖 94 箱座的三維模型 由于上箱體與下箱體 有著相似的結(jié)構(gòu)特征，故上箱體的成型在裝配體中完成，裝配體中建立新零件模型主要用于兩個(gè)或多個(gè)有著相似的結(jié)構(gòu)特征且互相配合的零部件建模。軸的三維模型如 圖 93所示。 圖 92 三維齒輪模型 軸的三維模型 在 SolidWorks中，階梯軸的形成比較容易實(shí)現(xiàn)。在 SolidWorks中，點(diǎn)擊“打開(kāi)”按鈕，然后依次選擇“輸入到零件”、“輸入到 2D草圖”，完成后齒輪草圖已生成。生成如圖 911的二維齒形圖。設(shè)計(jì)過(guò)程如下： 1)在 CAXA電子圖板 XP中，點(diǎn)擊“齒輪繪制”工具，輸入齒輪參數(shù) (模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、變位系數(shù)、齒頂高系數(shù)等 )，生成整體齒形圖。在SolidWorks中所形成的漸開(kāi)線齒輪的齒廓線是近似的漸開(kāi)線曲線，由其所形成的漸開(kāi)線齒輪在相互嚙合時(shí)極易產(chǎn)生跟切。 9 減速器零件的三維建模 齒輪三維模型 SolidWorks是一款功能強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)輔助繪圖和設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)，可以以拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣等特征形式形成實(shí)體。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大。 油的深度為 H+1h =30+34=64，其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤(rùn)滑效果好。 ⑦ 吊鉤 在機(jī)座上直接鑄出吊鉤，用以起吊或搬運(yùn)較重的物體。釘桿端部要做成圓柱形，以免破壞螺紋。 ④ 通氣孔 由于減速器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，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。 ③ 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。 4）對(duì)附件設(shè)計(jì) ①視孔蓋和窺視孔 在機(jī)蓋頂部開(kāi)有窺視孔，能看到 傳動(dòng)零件齒合區(qū)的位置，并有足夠的空間，以便 20 于能伸入進(jìn)行操作，窺視孔有蓋板，機(jī)體上開(kāi)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 M6 緊固。 鑄件壁厚為 10， 圓角半徑為 R=3。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 。 2）考慮到機(jī)體內(nèi)零件的潤(rùn)滑，密封散熱。 7 減速器 箱體結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì) 減速器的箱體采用鑄造（ HT200）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 67isH 配合。 2）載荷計(jì)算 公稱(chēng)轉(zhuǎn)矩： T=9550 ?np 9550 ? 查課本《機(jī)械課程設(shè)計(jì)》第 343 頁(yè)表 141選取 ?aK ， 所以轉(zhuǎn)矩 mNTKT aca ????? 6 6 7 7 。 鍵的設(shè)計(jì)與校核 因?yàn)?d1=63 裝聯(lián)軸器查課本 153 頁(yè)表 109選鍵為 :18 11bh??查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第 155 頁(yè)表 1010得 ? ?b? =100～ 120 因?yàn)?L1=107 初選鍵長(zhǎng)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 : 18 11 100b h l? ? ? ? ? ， 6 80d? 裝齒輪查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第 153 頁(yè)表109選鍵為 :22 14bh??查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第 155 頁(yè)表 1010得 ??b? =100～ 120因?yàn)?L6=122 初選鍵長(zhǎng)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 19 鍵為 : 22 14 100b h l? ? ? ? ?。 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? ? ? ? ? ? ? 11）求危險(xiǎn)截面當(dāng)量彎矩 從圖可見(jiàn)， mm 處截面最危險(xiǎn)，其當(dāng)量彎矩為（取折合系數(shù) ?? ） 18 2 2 2 23( ) 6 2 8 ( 0 . 6 1 5 9 1 ) 1 1 4 2 .ameM M T N m? ? ? ? ? ? ? 12）計(jì)算危險(xiǎn) 截面處軸的直徑 因?yàn)椴牧线x擇 45 調(diào)質(zhì)，查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第 225頁(yè)表 141 得 650B MPa? ? ，查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第 231 頁(yè)表 143 得許用彎曲應(yīng)力 ? ?1 60b MPa?? ? ，則有：? ? 333 1 1 4 2 1 0 5 7 .50 .1 0 .1 6 0e bMd m m? ? ?? ? ??考慮到鍵槽的影響，取 m m? ? ?,因?yàn)?5 80d mm d??，所以該軸是安全的 。311 2 0 8 8 9 7 .5 1 0 2 0 3 .5a v vM F l N?? ? ? ? ?.m 5）計(jì)算水平面的支承力 21122 0 4 .5 8 1 1 9 1038302tH lFFNll ?? ? ?? 21 57 14 37 55 19 59H t HF F F N? ? ? ? ?.m 6）計(jì)算并繪制水平面彎矩圖 311 3 7 5 5 8 4 .5 1 0 3 1 7 .a H HM F l N m?? ? ? ? ? 39。 確定各軸段長(zhǎng)度 1l 段因?yàn)橛新?lián)軸器，所以它的尺寸決定為 1 107l L mm?? ， 2 5 50l m e L? ? ? ? ?因?yàn)?2 2 5 4 2 5 1 0 1 9m L B m m? ? ? ? ? ? ? ?,所 以軸 段 2 5 19 9 16 5 50l m e L m m? ? ? ? ? ? ? ? ?軸頭長(zhǎng)度6hll? (2～ 3)=1253=122 因?yàn)榇硕我却溯喛椎拈L(zhǎng)度短 2～ 3mm，所以可以確定 L3的長(zhǎng)度為 33lB? ?? +(2～ 3)=38，其它各軸段長(zhǎng)度由結(jié)構(gòu)決定，其設(shè)計(jì)方法和中間軸的方面。查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程 16 設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 85 頁(yè)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? ；設(shè)計(jì)軸段 3d ，為使軸承裝拆方便，查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》第 62 頁(yè)表 61 采用擋油環(huán)給軸承定位，選軸承 6204: ad=84 ， D=130， B=25 取 3 75d? ；設(shè)計(jì)軸段 4d ，考慮到擋油環(huán)軸向定位，故取 4 80d? ；設(shè)計(jì)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。 鍵的設(shè)計(jì)與校核 已知 42245 , 47 0. 3 .d d T N m? ? ?參考《機(jī)械制圖》表 1011，由于 2 (44~50)d ? 所以取 14 9bh? ? ? ，因?yàn)辇X輪材料為 45 鋼。 15 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? ，查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第 259 頁(yè)表 169， 10 取 1, ,tpff??取 3?? 。eM? 2 2 2 22( ) 3 2 3 .8 (0 .6 4 7 0 .3 ) 4 1 3 .amM T N m? ? ? ? ? ? 9）計(jì)算危險(xiǎn)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。所以， L1=74， L2=117， L3=94。 4d 裝配高速級(jí)大齒輪，取 4 45d? L4=842=82。 2d 裝配低速級(jí)小齒輪，且 21dd? 取 2 45d? ， L2=128，因?yàn)橐三X輪孔長(zhǎng)度少 2～ 3。 鍵的設(shè)計(jì)與校核 根據(jù) 1136, ??，確定 V 帶輪選鑄鐵 HT200，參考《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》表 109,由于 1 36d? 在 30～ 38 范圍內(nèi)，故 1d 軸段上采用鍵 bh? =108? ,所以采用 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 lh??? ???? ? ?? ? ? 查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第 155 頁(yè)表 1010 可以得： ? ? 50 60b? ?? 所選鍵為：10 8 50b h l? ? ? ? ? 中間軸的設(shè)計(jì) 確定各軸段直徑和長(zhǎng)度 選用 45 號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理。 12 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? ，查課本《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》第 259 頁(yè)表 169， 10 取 1, ,tpff??取 3?? 。 2 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。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?? ? ? ? ? 7）求合成彎矩圖 考慮最不利的情況，把 39。311 8 0 0 7 3 1 0 5 7 .4 .a v vM F l N m?? ? ? ? ? 3）求水平面的支承力 由 1 1 2 2()HtF l l Fl??得 2112211 2 9 4 8 2 1 9 77 3 2 1 1HtlFFll? ? ? ???N 11 21 2948 2197 751H t HF F F? ? ? ? ?N 4）求水平面彎矩 311 2 1 9 7 7 3 1 0 1 5 8 .2 .a H HM F l N m?? ? ? ? ? 39。 L3=B+ 3? +2=16+10+2=28； 4d 段主要是定位軸承，取 4 50d? 。 3d 段裝配軸承且 32dd? ，所以查《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手 冊(cè)》第 62