【正文】 轉(zhuǎn)速/r/min功率/KW轉(zhuǎn)矩/ N（1）計算分度圓直徑 d1= Z1m=25= d2 = Z2m=145mm（2）計算齒輪寬度b=R R=d1 =b==標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪傳動的幾何參數(shù)及尺寸（） 名稱代號計算公式小齒輪大齒輪分錐角=arctan(z1/z2)===吃頂高haHa=ha*m=1m=齒根高hfHf=( ha*+c*)m==3mm分度圓ddd1=mZ1=d2=145mm齒頂圓ddada1=d1+2hacos=da2=齒根圓ddfdf1=d12hf cos=df2=錐距Rd1=齒根角tan=hf/R=頂錐角根錐角分度圓齒厚ss=當(dāng)量齒數(shù)ZZ=Z/ cos=27Z=147齒寬BB=齒數(shù)ZZ=25Z=58 故 同樣可得： 并且： 由上可得： ,故滿足齒根彎曲疲勞強度的要求。由于齒輪模數(shù)m的大小主要取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力僅與齒輪直徑有關(guān)，并圓整為標(biāo)準(zhǔn)值m=。計算小齒輪分度圓直徑 d1≥ 確定公式內(nèi)各參數(shù)值（1）試選載荷系數(shù)Kt=（2）小齒輪傳遞轉(zhuǎn)矩T1=106PⅠ/n1=2. 99104 N（3）查表選用小齒輪的材料為40cr(調(diào)質(zhì)處理)，硬度為280HBS；大齒輪的材料為45鋼（調(diào)制處理），硬度為240HBS。mⅠ軸575Ⅱ軸250 齒輪傳動設(shè)計、材料、熱處理方式、精度等級（1）齒輪類型由設(shè)計要求知選用標(biāo)準(zhǔn)直齒錐齒輪。η12== Nm Ⅱ軸： TⅡ= TⅠi0Pd/nm=9550 確定傳動裝置的中傳動比和分配級傳動比由選定的電動機滿載轉(zhuǎn)速nm和工作機主動軸轉(zhuǎn)速nw（1）可得傳動裝置總傳動比為： ia=nm/nw= 940/250=總傳動比等于各傳動比的乘積分配傳動裝置傳動比 ia=i0i （式中i0、i分別為帶傳動和減速器的傳動比） （2）分配各級傳動裝置傳動比： 根據(jù)設(shè)計要求，取i=所以： i0= 傳動裝置的運動和動力參數(shù)的設(shè)計將傳動裝置各軸由高速至低速依次定為Ⅰ軸，Ⅱ軸：i0,i1，......為相鄰兩軸間的傳動比η01，η12，......為相鄰兩軸的傳動效率PⅠ，PⅡ，......為各軸的輸入功率 （KW）TⅠ，TⅡ，......為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩 （Nη總=η１η２2η３式中：ηηη分別為齒輪傳動、軸承、帶傳動的傳動效率。 電動機類型選擇（1）電動機類型和結(jié)構(gòu)的選擇：選擇Y系列三相異步電動機，此系列電動機屬于一般用途的全封閉自扇冷電動機，其結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，價格低廉，維護方便，適用于不易燃，不易爆，無腐蝕性氣體和無特殊要求的機械。（2）原始數(shù)據(jù)：(KW)；n1w為250r/min；；軸夾角∑為90176?！】傊瑢B桿減速器進行CAD/CAE下的建模和仿真，是傳統(tǒng)技術(shù)和現(xiàn)代技術(shù)的緊密結(jié)合，它不但符合科技發(fā)展的規(guī)律，也會使各自的應(yīng)用、研究及發(fā)展獲得意想不到的效果。隨著科學(xué)技術(shù)和國民經(jīng)濟的發(fā)展，漸開線齒輪傳動減速器的需求量越來越大，質(zhì)量要求也越來越高，傳統(tǒng)的減速器設(shè)計方法己不能滿足用戶的需求，CAD/CAM技術(shù)的迅速發(fā)展使得它無論在機械、電子、航空、建筑等領(lǐng)域都獲得了成功的應(yīng)用。該階段是生產(chǎn)階段，所以較少使用CAE軟件，但可以用一些專業(yè)軟件，如鑄造分析軟件、板料成形軟件來指導(dǎo)生產(chǎn)。該階段需要操作簡單、使用方便的CAE軟件，以便用最少的時間完成評估工作。　　(b)在概念設(shè)計完成以后，緊接著就是詳細(xì)設(shè)計?！　?a)概念設(shè)計階段主要進行較為詳細(xì)的、帶有一定目標(biāo)性的預(yù)演?！　∵@種趨勢將體現(xiàn)在以下幾方面∶真三維圖形處理與虛擬現(xiàn)實、面向?qū)ο蟮墓こ虜?shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)、多相多態(tài)介質(zhì)耦合、多物理場耦合以及多尺度耦合分析、適應(yīng)于超級并行計算機和機群的高性能CAE求解技術(shù)、GUI＋多媒體的用戶介面?！　∫虼?，分析面廣、分析程度深、分析對象復(fù)雜及應(yīng)用便捷是現(xiàn)代CAE應(yīng)用的發(fā)展方向，只有在這樣的分析手段配置下，才能真正解決“真實模擬”的問題。即真實模擬，它涉及到許多高難問題：高度非線性、多物理場耦合及產(chǎn)品系統(tǒng)級復(fù)雜裝配體模型等。CAE軟件的優(yōu)化技術(shù)的適應(yīng)范圍也必然隨之?dāng)U展，不但要求它能解決各種單場問題，而且應(yīng)該能處理多場耦合過程的優(yōu)化。這就是CAE方法中的優(yōu)化處理過程，其通常需要經(jīng)過參數(shù)化建模、求解、優(yōu)化參數(shù)評價等步驟完成。樣條插值方法當(dāng)然是種近似方法，通常不可能得到目標(biāo)函數(shù)的準(zhǔn)確曲面，但利用上次計算的結(jié)果再次插值得到一個新的曲面，相鄰兩次得到的曲面的距離會越來越近，當(dāng)它們的距離小到一定程度時，可以認(rèn)為此時的曲面可以代表目標(biāo)曲面?；跀?shù)值分析技術(shù)的CAE方法，顯然不可能對我們的目標(biāo)得到一個解析函數(shù)，CAE計算所求得的結(jié)果只是一個數(shù)值。它可進行如下工作：(a)在有限元分析矩陣上利用高階級數(shù)展開的方法求解目標(biāo)函數(shù)與設(shè)計變量之間的復(fù)雜關(guān)系；(b)“一次有限元計算”即可完成整個優(yōu)化設(shè)計過程；(c)與CAD軟件聯(lián)合進行形狀參數(shù)優(yōu)化。在保證產(chǎn)品達到某些性能目標(biāo)并滿足一定約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設(shè)計變量，使產(chǎn)品的指標(biāo)或性能達到最期望的目標(biāo)，就是優(yōu)化方法。設(shè)計工程師將其工作經(jīng)驗與系列軟件相結(jié)合，以準(zhǔn)確了解設(shè)計細(xì)節(jié)、及時把握設(shè)計方向，從而省時省錢，在競爭中取勝。事實上，在理想的現(xiàn)代設(shè)計過程中，CAE應(yīng)該融入產(chǎn)品設(shè)計的各個階段和環(huán)節(jié)，實現(xiàn)設(shè)計分析一體化。CAE分析利用現(xiàn)代計算機強大的數(shù)值計算能力所起到的“虛擬樣機”作用在很大程度上替代了傳統(tǒng)設(shè)計中資源消耗極大的“物理樣機驗證設(shè)計”過程，極大地縮短了設(shè)計周期、減少了成本?！　。?）CAD/CAE協(xié)同設(shè)計計算機輔助技術(shù)已經(jīng)成為現(xiàn)代設(shè)計方法的主要手段和工具，而其中的CAE技術(shù)又成為現(xiàn)代設(shè)計流程的核心，CAE具有以下功能: (a) 應(yīng)用數(shù)學(xué)模型，借助計算機分析計算，確保產(chǎn)品設(shè)計的合理性；(b) 與優(yōu)化技術(shù)配合，找出產(chǎn)品設(shè)計最佳方案 ； (c) CAE所起到的虛擬樣機作用能預(yù)測產(chǎn)品在整個生命周期內(nèi)的可靠性，甚至產(chǎn)品與產(chǎn)品、產(chǎn)品與環(huán)境等之間的相容性；(d) 知識的獲取是現(xiàn)代設(shè)計的關(guān)鍵，CAE才能真正提高設(shè)計者的知識技能，而其他手段通常都只能起到使設(shè)計者工作更順手、能更好地表達設(shè)計意圖等作用，較少增加關(guān)鍵知識。雖然分析人員可以不厭其煩地在屏幕前一次次修改設(shè)計參數(shù)以尋找最理想方案，但縮短開發(fā)周期的壓力通常要求分秒必爭，人們可能沒有更多的時間對數(shù)據(jù)參數(shù)進行手工調(diào)整。從設(shè)計產(chǎn)品和對性能的簡單校核，逐步發(fā)展到性能的準(zhǔn)確預(yù)測，再到工作過程的精確模擬，使人們對CAD/CAE方法充滿信賴。要真正做到這一點，單憑二維設(shè)計是不夠的，雖傳統(tǒng)制圖方法是通過二維視圖描述三維實體，但它做不到進一步的結(jié)構(gòu)、運動機構(gòu)分析和數(shù)控加工，不能真正做到生產(chǎn)的自動化，甚至二維視圖描述會出現(xiàn)二意性和理解錯誤，于是必須找到更先進合理的三維設(shè)計手段，使CAD、CAM、CAE以及PDM容為一體。但是如果只是停留在這個階段，就失去了CAD的作用，因為CAD是輔助設(shè)計，不是輔助繪圖?！　∧壳霸谖覈鳦AD、CAE已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，在大多數(shù)的大型制造企業(yè)已經(jīng)相當(dāng)?shù)某墒?。三維 CAD/CAE技術(shù)不僅解決了產(chǎn)品設(shè)計和工程圖繪制的問題，更重要的是利用三維CAD/CAE技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬設(shè)計、運動仿真和優(yōu)化設(shè)計，所生產(chǎn)的三維零件可以直接與CAE/CAM/CAPP等CIMS技術(shù)進行數(shù)據(jù)交換和銜接，是將來實現(xiàn)無圖樣生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，是實現(xiàn)虛擬制造的重要手段。利用這種全過程的三維CAD/CAE系統(tǒng)完成設(shè)計以后，不僅使設(shè)計對象的幾何形狀和性能滿足要求，而且使各方面的指標(biāo)（強度、剛度、重量和成本等）都達到最佳狀態(tài)，這是計算機輔助設(shè)計和輔助工程分析的根本目的。三維設(shè)計的真正意義不僅僅在于設(shè)計模型本身，而是設(shè)計出模型的后處理工作。三維CAD以三維造型設(shè)計為基礎(chǔ)，只要形成了三維模型，各種二維視圖唾手可得。建模技術(shù)的研究、發(fā)展和應(yīng)用，代表了CAD技術(shù)的研究、發(fā)展和應(yīng)用。 CAD/CAE技術(shù)應(yīng)用、研究現(xiàn)狀（1） 國內(nèi)本領(lǐng)域的現(xiàn)狀用CAD技術(shù)進行產(chǎn)品設(shè)計不但可以使設(shè)計人員“甩掉圖板”，更新傳統(tǒng)的設(shè)計思想，實現(xiàn)設(shè)計自動化，降低產(chǎn)品的成本，提高企業(yè)及其產(chǎn)品在市場上的競爭能力；還可以使企業(yè)由原來的串行式作業(yè)轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿凶鳂I(yè)，建立一種全新的設(shè)計和生產(chǎn)技術(shù)管理體制，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，提高勞動生產(chǎn)率?！　@產(chǎn)品從概念設(shè)計到終止使用的整個生命周期，再從決策者、設(shè)計師、制造商、銷售商和用戶等全方位地去觀察和研究產(chǎn)品，仿真技術(shù)已顯示出它強大的生命力和發(fā)展?jié)摿??！　≡谥圃煨袠I(yè)，已經(jīng)產(chǎn)生了類似于DIS的虛擬研究開發(fā)中心或虛擬企業(yè)。在這種復(fù)雜的分布綜合的系統(tǒng)進行實時仿真時，必須提供快速、高效、大量的信息通道和相應(yīng)的處理。這種仿真系統(tǒng)包含有不同類型的實體—虛體、真實實體和構(gòu)造實體，這些實體可以基于不同目的系統(tǒng)、不同年代的技術(shù)、不同廠商的產(chǎn)品和不同產(chǎn)品組成，并允許它們交互操作?！　‖F(xiàn)在，仿真技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)從單一的系統(tǒng)走向開放復(fù)雜的大系統(tǒng)。VPD就是在CE方法論的指導(dǎo)下，把CAD、CS和大規(guī)模產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)綜合起來，形成一個虛擬產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境，使產(chǎn)品開發(fā)人員能夠在這種環(huán)境下策劃產(chǎn)品、設(shè)計產(chǎn)品、預(yù)測產(chǎn)品在真實環(huán)境下的性能、特征以及真實工況下所具有的響應(yīng)，從而減少反復(fù)和變更的次數(shù)，減少甚至取消制作物理原型樣機，如此就能很好地檢驗設(shè)計、指導(dǎo)和優(yōu)化設(shè)計，有效地縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期和大量地節(jié)省開發(fā)費用。這種思想將現(xiàn)代先進的組織形式跟現(xiàn)代的哲學(xué)、文化混合為一體，是對產(chǎn)品設(shè)計及其相關(guān)過程(制造過、使用和支持過程)進行并行的、一體化設(shè)計的一種系統(tǒng)化模式的工作?！　?近年來，計算機仿真技術(shù)在制造業(yè)應(yīng)用的另一個研究熱點——虛擬產(chǎn)品開發(fā)也是引人注目的。通過基本特征，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能描述事物內(nèi)部及相互間真實的作用和交互，使用戶仿佛置身于一個虛擬的世界中，從而拉近了用戶與環(huán)境之間的距離，改變了人機交流的方式。　　 虛擬現(xiàn)實技術(shù)(VR——Virtual Reality)亦稱虛擬環(huán)境技術(shù)、靈境技術(shù)，是一種最有效地模仿人在自然環(huán)境中的視、聽、計算機仿真技術(shù)、傳感技術(shù)等多門科學(xué)技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的?，F(xiàn)在，面向制造系統(tǒng)的仿真出現(xiàn)了一體化支撐軟件，實現(xiàn)了仿真建模、仿真運行、輸出分析的集成環(huán)境，仿真監(jiān)控運用了并發(fā)執(zhí)行機制，在數(shù)據(jù)庫管理的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了模型數(shù)據(jù)、實驗數(shù)據(jù)、仿真結(jié)果的統(tǒng)一管理，人工智能技術(shù)也應(yīng)用在仿真建模、仿真運行和仿真結(jié)果的分析中。從下到上，大體反映了仿真軟件的發(fā)展過程?！　”举|(zhì)上講，、仿真語言和仿真軟件來完成。系統(tǒng)仿真作為一種重要手段，通?？梢詽B透到它們當(dāng)中去，并幫助它們實現(xiàn)集成，從而促進了一些先進制造技術(shù)的發(fā)展?！∮嬎銠C仿真作為必不可少的工具，在減少損失、節(jié)約經(jīng)費、縮短周期、提高質(zhì)量等方面發(fā)揮著重要作用。計算機仿真技術(shù)的發(fā)展與控制工程、系統(tǒng)工程及計算機工程的發(fā)展有著密切的聯(lián)系。在工程技術(shù)界，系統(tǒng)仿真是通過對系統(tǒng)模型實驗，去研究一個存在或設(shè)計中的系統(tǒng)?？傊?，隨著科技的進步，減速器領(lǐng)域?qū)幸淮未蟮耐黄?。?dāng)前各國齒輪和齒輪減速器向著高承載能力、高齒面硬度、高轉(zhuǎn)速、高精度、高可靠性、高效率、低成本、低噪聲、標(biāo)準(zhǔn)化和多樣化方向發(fā)展，即六高、二低、二化發(fā)展的總趨勢。所以減速器在其設(shè)計思路上有一定局限性。這將導(dǎo)致摩擦、誤差產(chǎn)生，從而使傳動效率降低。最后，目前采用的減速器均使用機械傳動。首先，從傳動比方面來說，作為一個重要的性能評價指標(biāo)，傳動比并不是任意設(shè)定的，它的變化給減速器的設(shè)計帶來了數(shù)字變化的設(shè)計重復(fù)性。所以在供需方面減速器并不是主導(dǎo)經(jīng)濟產(chǎn)品市場的，但它的市場前景是樂觀的。減速器主要應(yīng)用于機械制造、輕工、化工、冶金、礦山機械、運輸機械等行業(yè)，減速器的應(yīng)用仍很廣。 減速器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢當(dāng)前所用原動機大都是電動機。（4）制造成本 按照通俗的看法對產(chǎn)品的要求就物美價廉，制造成本反映的是指價廉，一臺產(chǎn)品必須在滿足傳動比、效率、承載能力、抗振、噪聲以外，力求節(jié)約成本，這樣才能在同類產(chǎn)品中具有競爭力。（2）效率 效率反映的是傳動系統(tǒng)傳遞動力的能力大小的指標(biāo)。往往產(chǎn)品在設(shè)計過程中必須遵循一定的指標(biāo)，當(dāng)設(shè)計完成后，又必須建立相應(yīng)的評價體系看產(chǎn)品的實際情況可以達到多少。新型減速器的研發(fā)將為用戶提供更大的選擇范圍，并為現(xiàn)有減速器增添一種新傳動理論。 減速器的類型及綜合評價指標(biāo)減速器的種類很多，常見的減速器按其傳動和結(jié)構(gòu)特點可劃分為以下幾種：（1）齒輪減速器 主要有圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器和圓錐—圓柱齒輪減速器。另外，我們使用機械時，所用的原動機（電動機）其輸出轉(zhuǎn)速是一定的，如果要達到需要的轉(zhuǎn)速時，只需選用足夠大的傳動比即可，相反，如果采用低速電動機，經(jīng)濟上不劃算，且低速電機體積龐大。同時，所要克服的阻力也會隨著工作情況而異。就目前現(xiàn)有的機械系統(tǒng)發(fā)展情況來看，一般的機械系統(tǒng)通常包括三部分：原動機部分，執(zhí)行部分，傳動部分，其中傳動部分位于原動機與執(zhí)行部分之間。由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器，用在原動機和工作機或執(zhí)行機構(gòu)之間，起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞扭矩的作用，在現(xiàn)代機械中應(yīng)用極為廣泛，是一種不可缺少的機械傳動裝置此外；在某些場合，也有作增速的裝置，并稱為增速器。本設(shè)計說明書介紹有關(guān)減速器的基本情況，了解連桿凸輪減速器的研發(fā)過程和工作原理，主要對該減速器的零件進行數(shù)字化3D建模設(shè)計和簡單裝配及運動仿真的研究。此次設(shè)計是在以前有關(guān)連桿凸輪減速器的研究基礎(chǔ)上，基于現(xiàn)代化的CAD、CAE軟件對