【正文】 適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)約束達(dá)到規(guī) 范模型形狀的要求。這大大縮短了蝸桿蝸輪的設(shè)計(jì) 周期 ,降低了生產(chǎn)成本 ,對蝸桿減速器的發(fā)展具有重要的意義。另一方面是采用近似處理 ,對其輪廓采用近似畫法 ,實(shí) 現(xiàn)對蝸桿蝸輪的參數(shù)化建模 ,但這一造型方法只可用于廣告宣傳、課件教學(xué)和動畫演示 等對幾何形狀要求不太高的場合 ,不能用于工業(yè)生產(chǎn)中。 在現(xiàn)有的蝸桿蝸輪三維造型研究中 ,主要有兩方面的成果 :一是在單一數(shù)據(jù)下的蝸 桿蝸輪三維建模。該軟件已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于機(jī)械、模具、汽車、航 空、航天、船舶、家電、通信等各個行業(yè)的工程設(shè)計(jì)與自動化制造領(lǐng)域 ,并取得了巨大 的成功。第 頁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 第章 基于 /的蝸桿傳動參數(shù)化設(shè)計(jì) /軟件是美國旗下的 //一體化的三維軟件。 .蝸桿傳動減速器箱體的尺寸 根據(jù)蝸桿減速器的設(shè)計(jì)理論 ,設(shè)計(jì)出蝸桿傳動減速器箱體各部分的尺寸 ,如下表 ? 所示。第 頁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 按彎扭合成強(qiáng)度進(jìn)行校核計(jì)算 ,對于單向轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)軸 ,轉(zhuǎn)矩按脈動循環(huán)處理 ,故取折合 系數(shù)口 .,則當(dāng)量彎曲應(yīng)力 .。 ,’ , 。,一 一 正 搴少 \ 學(xué)。第 頁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 表蝸輪軸結(jié)構(gòu)尺寸表 類型 直徑 備注型號 長度三聯(lián)軸器 / . / 鍵 . 軸段① / 鍵 .軸段② 氈圈 / .軸段④ 軸承軸段④ 蝸輪蝸桿段⑤ 軸段⑥ 軸承 根據(jù)蝸輪軸的結(jié)構(gòu) ,對其進(jìn)行受力分析 ,畫出軸的受力簡圖、彎矩圖和轉(zhuǎn)矩圖如下 圖所示。 廠 、。 、蝸輪軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 已知條件 :低速軸傳遞的功率只 .,轉(zhuǎn)速 ,./,傳遞轉(zhuǎn)矩 疋 ..。 ,用淬火鋼比調(diào)制鋼強(qiáng)度高 , 所以強(qiáng)度滿足要求。 .,由表查得鋼調(diào)質(zhì)處理抗拉強(qiáng)度極限盯。降’ ‰ 地 俐泓 , . 圖蝸桿結(jié)構(gòu)與受力圖 由彎矩圖可知 ,蝸桿受力點(diǎn)截面左側(cè)為危險截面。第 頁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 .‰. / 廠 / 。第 頁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 圖蝸桿 按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理論 ,對蝸桿各部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 ,得到其結(jié)構(gòu)尺寸和連接鍵型 號如下表 .所示。 蝸輪輪緣寬度 ..蝸桿結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與蝸輪軸設(shè)計(jì) 、蝸桿的設(shè)計(jì)與計(jì)算 己知 :蝸桿傳遞的功率弓 .,轉(zhuǎn)速惕 /,傳動轉(zhuǎn)矩 ..,蝸 桿分度圓直徑為 ,幽 .,寬度。 按照蝸桿傳動設(shè)計(jì)計(jì)算公式計(jì)算 ,計(jì)算過程參照附錄蝸桿傳動設(shè)計(jì) ,得蝸桿蝸 輪的尺寸如下表 .所示。 根據(jù)蝸桿傳動傳遞的功率和速度 ,蝸桿選用鋼 ,表面淬火處理 ,~。 刀。 ./ .. 墨叩聯(lián) . . .. 各軸功率 置‰承蝸 . 【最 /承 /聯(lián) .... ’氣 竺Ⅳ .:. 乃 , 竺Ⅳ ... 以 各軸轉(zhuǎn)矩 工 :墨 :墮Ⅳ血 :.. . 咒 ..Ⅳ ..Ⅳ . ,.168。 ,其型號為 .,同步轉(zhuǎn)速為 /, 經(jīng)理論計(jì)算電動機(jī)的額定功率匕 滿載轉(zhuǎn) 速為 /。 ?。 ..傳動方案的確定 考慮到工作拉力和傳送速度都比較小 ,因此采用蝸桿下置式 ,單級蝸桿減速器傳動 方案如圖 .所示。 .。 叩 ??循環(huán)油的利用系數(shù) 。 一一 .??循環(huán)油排出的溫度 ,。 ??！帧???蛇形管進(jìn)水的溫度 ,。 。 ??蛇形管的外表面積 ,: 習(xí)鼯五麗了砑 。一 冷卻所 需的循環(huán)水量 , ,:竺壘二塑址劍 ~,一 , 其中 :??蛇形管的傳熱系數(shù) 。第 頁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 、蛇形水管循環(huán)冷卻 箱體排出的最大熱量 乙彳 %一。 。 ??干空氣重度 ,./。 彳” ??箱體不受吹風(fēng)的面積 ,: ‘ ??風(fēng)吹到箱體后排出的溫度 ,≈。 , 范圍內(nèi)選取風(fēng)速較大時取 其中’ ??風(fēng)扇表面?zhèn)鳠嵯禂?shù) ,一般在 ?而 上限。 ,’ %一。一 。氣 . 一 一 ●剖 皇 一一。如圖所示 : 廠 廠 ‘、。在箱體油池內(nèi)裝蛇形水管 ,用循環(huán)水或 油冷卻 。 ,為潤滑油的質(zhì) 量 ,:為潤滑油的比熱 ,則由傳動裝置包括箱體、傳動件、支承件等和潤滑油所吸 收的熱量為 ? 一 , 在時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為一叩墨丁 ,在時間內(nèi)箱體所散失的熱量為 ,墜塵 ,則根據(jù)在時間熱平衡條件 ::奶 ,可求得減速器所允許的 連續(xù)工作時間 177。為傳動裝置的比熱 ,。 根據(jù)熱平衡條件 ,:,可得連續(xù)工作允許的最大油溫 ‰屯警。 ??周圍 空氣溫度 ,由減速器所放位置的地點(diǎn)而定 ,通常取室溫。 ,自然通風(fēng)不 好的地方?、??~%.。 ?。 , 驢乒萬日 . 設(shè)計(jì)公式為 : 或 強(qiáng)泓疋七第頁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 .蝸桿傳動的熱平衡計(jì)算 散熱計(jì)算的目的 ,主要是使減速器內(nèi)的油的溫升不超過限定值 ,以防止蝸桿傳動齒 面膠合。此外 ,閉式蝸桿傳動 ,由于散熱較為 困難 ,還應(yīng)作熱平衡核算【】。 在閉式傳動中 ,蝸桿副多因齒面膠合和點(diǎn)蝕而失效。由于蝸桿與蝸輪齒面間有較大的相對滑動 ,從而增加了產(chǎn)生 膠合和磨損失效的可能性 ,尤其在某些條件下如潤滑不良 ,蝸桿傳動因齒面膠合而失 效的可能性更大 ,因此蝸 桿傳動的承載能力往往受到抗膠合能力的限制。由于材料和結(jié)構(gòu)上的原因 ,蝸桿螺旋齒部分 的強(qiáng)度總是高于蝸輪輪齒的強(qiáng)度 ,所以失效經(jīng)常發(fā)生在蝸輪輪齒上。 :≠ :,’計(jì)算式 如下 :第頁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 因?yàn)閴m竽 :詈’ :憶 ::詈 : 因?yàn)????:廣憎【 所以 ’ ? .:壘二絲 .一 ’ 二 .蝸桿傳動的失效形式及設(shè)計(jì)準(zhǔn)則 蝸桿傳統(tǒng)是失效形式有點(diǎn)蝕齒面接觸疲勞破壞、齒根折斷、齒面膠合及過度磨 損。變 位蝸桿傳動根據(jù)使用場合的不同 ,可在下述兩種變位方式中選取一種‘。 蝸輪齒寬 時 ,≤ .。 齒根圓直徑 ,?, ,?廠 . 項(xiàng)隙 蝸桿分度圓導(dǎo)程角 ,/ 蝸輪分度圓螺旋角 中心距 :生墮 ≤時 ,≥ . 蝸桿螺紋部分長度 一圭 蝸輪齒頂圓弧半徑 時 ,≥ .. 時 ,≤ 蝸輪外圓直徑 時 ,≤ . 時 ,。查表得 齒頂圓直徑 。 表蝸桿傳動主要幾何尺寸計(jì)算公式 計(jì) 算 公 式 名 稱 蝸桿 蝸輪 。 圖蝸桿傳動的幾何尺寸第頁 西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文 ..蝸桿傳動的主要參數(shù)及計(jì)算公式 蝸桿傳動的主要參數(shù)有模數(shù)、壓力角、蝸桿頭數(shù) ,、蝸輪齒數(shù) :及蝸桿分度圓 直徑 ,等?！?:蝸桿與蝸輪方向相同 .蝸桿傳動的主要參數(shù)及幾何尺寸計(jì)算 普通圓柱蝸桿主要參數(shù)選擇的優(yōu)劣 ,直接影響著減速器承載能力的大小和 工作性能 ‘ 的好壞?？?。對于兩軸交錯角為。設(shè)計(jì)要求為 :單 班工作 ,每日工作 小時 ,通風(fēng)良好 ,載荷平穩(wěn) ,單向傳動 ,輸送鏈的牽引力為 ,傳送速度為 ./,鏈輪分度圓直徑為 ,使用年限為年。最后將傳統(tǒng) 設(shè)計(jì)與有限元分析結(jié)果進(jìn)行對比 ,分析其存在差距的主要因素。再添加相應(yīng)設(shè)計(jì)理論中的相關(guān)約束條件 ,建立 數(shù)學(xué) 模型 ,利用求解約束極小值的優(yōu)化工具箱函數(shù)進(jìn)行求解。同時可以在仿真過程中盡早的發(fā)現(xiàn)模型設(shè)計(jì)時出現(xiàn)的一些問題 ,從而節(jié)約了設(shè)計(jì)成 本 ,縮短了蝸桿傳動的設(shè)計(jì)周期。 第四章 :本章首先建立基準(zhǔn)平面和軸線 ,對蝸桿蝸輪進(jìn)行裝配。 第三章 :分析了蝸桿傳動現(xiàn)有理論和成果 ,并指出本課題研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。 ..論文結(jié)構(gòu) 全文共分為六個章節(jié) : 第一章 :介紹課題研究背景和國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀 ,簡述了本課題的研究意義和研 究內(nèi)容 ,并提出研究手段和技術(shù)路線。 、利用求解多目標(biāo)約束極小值優(yōu)化的方法對蝸輪齒圈體積進(jìn)行最小值優(yōu) 化 ,以降低貴重材料的使用。 、在 /平臺上 ,利用 /的二次開發(fā)工具 /實(shí)現(xiàn)了蝸桿傳動三維 實(shí)體模型建立 ,然后編寫程序 ,完成對阿基米德蝸桿的參數(shù)化建模 ,同時也對圓錐滾子 軸承進(jìn)行了參數(shù)化建模。 .論文主要研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu) ..論文研究的主要內(nèi)容 本文通過了解現(xiàn)有蝸桿傳動的設(shè)計(jì)方法和理論 ,在查閱大量相關(guān)的參考文獻(xiàn)與資料 的基礎(chǔ)上 ,進(jìn)一步對蝸桿減速器進(jìn)行深入研究 ,然后運(yùn)用相關(guān)軟件 ,對其核心傳動件 ?? 蝸桿蝸輪進(jìn)行三維參數(shù)化設(shè)計(jì)和優(yōu)化 ,同時依據(jù)接觸分析理論對蝸桿傳動模型第頁