【正文】 .. 37 機(jī)座上零部件安裝 ............................................ 38 箱體的整體裝配 .............................................. 38 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論 文 目錄 6齒輪減速器的運(yùn)動(dòng)仿真 ................................................... 41 運(yùn)動(dòng)仿真的概述 ................................................... 41 運(yùn)動(dòng)仿真的過(guò)程 .................................................... 41 創(chuàng)建連桿 .................................................... 41 創(chuàng)建運(yùn)動(dòng)副 .................................................. 42 創(chuàng)建動(dòng)畫(huà) .................................................... 43 7小結(jié) ................................................................... 44 致謝 ..................................................................... 45 參考文獻(xiàn) ................................................................. 46 附錄 ..................................................................... 47 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 緒論 1 1 緒論 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)是利用手工繪圖設(shè)計(jì)產(chǎn)品方案，并通過(guò)單件小批量生產(chǎn)加工工件。而且在裝配過(guò)程中如果零部件間誤差過(guò)大或是生產(chǎn)出來(lái)的成品不能滿足所需產(chǎn)品的技術(shù)要求，這就意味著設(shè)計(jì) 的 失敗 ，只能重新 設(shè)計(jì)，重新生成樣品，重新裝配 再 檢驗(yàn) 直到設(shè)計(jì)出符合要求的產(chǎn)品 。 隨著科技的發(fā)展和經(jīng)濟(jì)全球化的推進(jìn)，傳動(dòng)的工業(yè)設(shè)計(jì)已不能滿足現(xiàn)代社會(huì)的需求，而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）就是在這種環(huán)境下應(yīng)運(yùn)而生的。它具有工程機(jī)設(shè)計(jì)分析計(jì)算、幾何建模、仿真與試驗(yàn)、繪制圖形、工程數(shù)據(jù)庫(kù)管理、生成設(shè)計(jì)文件等功能。應(yīng)用 CAD 技術(shù)起到了提高機(jī)械制造企業(yè)的設(shè)計(jì)效率，優(yōu)化了設(shè)計(jì)方案，減輕技術(shù)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短設(shè)計(jì)周期，加強(qiáng)設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化等作用，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)現(xiàn)代化提供了支持。由此出現(xiàn)了一系列先進(jìn)制造技術(shù)、系 統(tǒng)和新的生產(chǎn)管理方法。 目前 CAD 系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在以下幾方面： 1,CAD 系統(tǒng)應(yīng)用面向產(chǎn)品的全過(guò)程：在產(chǎn)品的全過(guò)程中，要求產(chǎn)品的信息能在產(chǎn)品生命周期的不同環(huán)節(jié)方便地轉(zhuǎn)換．有助于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)人員在設(shè)計(jì)階段能全方位地考慮產(chǎn)品的成本、質(zhì)量、進(jìn)度及甩戶需求。 1)在用 CAD 系統(tǒng)進(jìn)行新產(chǎn)品成品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)時(shí)，只需對(duì)其中極少部分零部件進(jìn)行重新設(shè)計(jì)和制造．即可得到全新的產(chǎn)品。這不僅大大縮短了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，節(jié)約了研制成本，還提高了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化程 度。 CAD 系統(tǒng)應(yīng)滿足并行設(shè)計(jì)的要求：并行工程的關(guān)鍵是用并行設(shè)計(jì)方法代替串行設(shè)計(jì)方法。在產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程中，使開(kāi)發(fā)組成員易于實(shí)現(xiàn)半結(jié)構(gòu)化通信．同時(shí)不同的設(shè)計(jì)層具有不同的管理使用權(quán)限。 3,CAD 系統(tǒng)應(yīng)滿足靈活的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：設(shè)計(jì)人員可在虛擬現(xiàn)實(shí)中創(chuàng)造新的產(chǎn)品模型。 運(yùn)用虛擬工具任意改變產(chǎn)品的外形而無(wú)需耗費(fèi)材料及占用加工設(shè)備 ， 這種方法可盡早地發(fā)現(xiàn)在產(chǎn)品研制過(guò)程的最初階段出現(xiàn)的設(shè)計(jì)缺陷如結(jié)構(gòu)空間的干涉等問(wèn)題，以保證設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。或者按照自己的要求修改系統(tǒng)中的不足之處 ， 而這種修改不會(huì)影響這個(gè) CAD 系統(tǒng)。一般可以通過(guò)兩個(gè)途徑來(lái)解決：一是通過(guò)接口，將現(xiàn)有的各自獨(dú)立的 CAD、CAPP 和 CAM 系統(tǒng)連接起來(lái)；二是開(kāi)發(fā)集成的 CAD/CAPP/CAM 系統(tǒng)。它將人工智 能的理論和技術(shù)與 CAD 相結(jié)合，使計(jì)算機(jī)具有支持人類專家的設(shè)計(jì)思維、推理決策及模擬人的思維方法與智能行為的能力，從而把設(shè)計(jì)自動(dòng)化推向更好的層次。系統(tǒng)必須懂得設(shè)計(jì)人員的意圖，能夠檢測(cè)失誤，回答問(wèn)題，提出建議方案等。在未來(lái)的幾十年里， CAD 技術(shù)將在建模技術(shù)、軟件組件技集成智能化等方面進(jìn)一步發(fā)展，因而也必將在機(jī)械工程設(shè)計(jì)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 緒論 3 越來(lái)越重要的作用。 CAD 系統(tǒng)僅僅是圖板的代替品 ,設(shè)計(jì)人員借助 CAD來(lái)擺脫傳統(tǒng)的手工制圖 ,CAD系統(tǒng)的深層次應(yīng)用不到位 ,在制造業(yè)領(lǐng)域、真正用 CAD 技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的比例不高 ,這些都制約了 CAD 技術(shù)在我國(guó)機(jī)械制造業(yè)中發(fā)揮更大作用。 UG 簡(jiǎn)介 Unigraphics（簡(jiǎn)稱 UG）是 UGS 公司推出的全面產(chǎn)品解決方案中產(chǎn)品開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的旗艦產(chǎn)品。 UG 把 CAD/CAE/CAM 無(wú)縫集成到一個(gè)一體化、開(kāi)放的環(huán)境中，為客戶提供嶄新的、更直觀的用戶界面和更強(qiáng)勁的創(chuàng)新功能 。它以尺寸驅(qū)動(dòng)、特征建 模、全參數(shù)設(shè)計(jì)、單一全關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫(kù)、虛擬現(xiàn)實(shí)及多數(shù)據(jù)接口等優(yōu)點(diǎn)改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念，使設(shè)計(jì)工作直觀化、高效化、精確化和系統(tǒng)化，成為目前機(jī)械 CAD 領(lǐng)域的性標(biāo)準(zhǔn)。 UG的主要特征有： 3D實(shí)體模型；基于特征的參數(shù)化實(shí)體建模；單一數(shù)據(jù)庫(kù)；機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)；行為建模技術(shù)； NC加工；強(qiáng)大的裝配功能；二次開(kāi)發(fā)技術(shù) 等 。 AutoCAD 有完善的二維工程圖設(shè)計(jì)功能及對(duì)系統(tǒng)要求低等特點(diǎn)，因而得到廣泛的應(yīng)用。雖然在 UG中可以對(duì)工程圖進(jìn)行尺寸、公差等標(biāo)注，但由于在 UG 中對(duì)實(shí)體作標(biāo)注，轉(zhuǎn)成二維工程圖時(shí)往往不符合我國(guó)的制圖標(biāo)準(zhǔn)，因此應(yīng)當(dāng)在 AutoCAD 中完成尺寸標(biāo)注工作和添加標(biāo)題欄、技術(shù)要求等內(nèi)容，即利用 UG參數(shù)化造型技術(shù)，對(duì)零件直接進(jìn)行三維模型設(shè)計(jì)，對(duì)零件設(shè)計(jì)修改， 直至確定無(wú)誤后再將設(shè)計(jì)好的三維模型轉(zhuǎn)化為然后調(diào)入 AutoCAD 中進(jìn)行編輯，二維工程圖，最后得到符合企業(yè)需要的、完善的工程圖。 UG生成三維模型，再將其轉(zhuǎn)換然后由 AutoCAD 輸出人們所熟悉的成二維工程圖，工程圖，可提高設(shè)計(jì)、繪圖和修改等工作的效率和質(zhì)量，并引起取長(zhǎng)補(bǔ)短的作用。 參數(shù)化特征造型技術(shù) 參數(shù)化特征造型被公認(rèn)為目前幾何造型的發(fā)展趨勢(shì)， UG實(shí)體模型由一些工程特征組合而成， UG模塊提供了拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、過(guò)度、孔、槽、圓角、倒角、抽殼、拔模斜度、自由變形、變截面掃描等眾多的特征和特征的構(gòu)造方法，為用戶提供了設(shè)計(jì)非常復(fù)雜形狀或?qū)嶓w模型的有力工具。由于特征全部用參數(shù)化定義，因此對(duì)形狀、尺寸、公差、表面粗糙度等均可隨時(shí)修改和更行，最終達(dá)到修改設(shè)計(jì)的目的?；谔卣鞯募夹g(shù)為設(shè)計(jì)者提供了符合人們思維習(xí)慣的設(shè)計(jì)環(huán)境，二者有機(jī)地結(jié)合起來(lái)進(jìn)行實(shí)體造型將極大的提高設(shè)計(jì)效率。選擇一種有效的方法，使建立的特征少，且能 有效生成實(shí)體；形成的特征有利于后續(xù)特征的建立和修改是非常重要的。這樣就可以在需要修改時(shí)改動(dòng)局部就可以了，既節(jié)省了時(shí)間又 省去了許多麻煩 減速器的 概述 減速器在機(jī)械設(shè)備行業(yè)是一種很常用的傳動(dòng)裝置，其在各類機(jī)械設(shè)備中有著非常廣泛的應(yīng)用，機(jī)械設(shè)備傳動(dòng)性能的好壞與減速器設(shè)計(jì)的優(yōu)劣水平有著直接的關(guān)系。 減速器的分類 減速器按用途可以分為通用加速器和專用減速器兩大類。工藝簡(jiǎn)單，精度易于保證，應(yīng)用廣泛。 （ 2）二級(jí)圓柱齒輪減速器：傳動(dòng)比一般為 8到 40，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，應(yīng)用廣泛。 （ 3）斜齒一級(jí)錐齒輪減速器：傳動(dòng)比一般小于 3，使用直齒、斜齒或曲齒齒輪。 減速器的主要組成 減速器主要由傳動(dòng)零件 (齒輪或 蝸桿 )、軸、軸承、箱體及其附件所組成。而當(dāng) dfd6～ 7mn 時(shí)，采用齒輪與軸 分開(kāi)為兩個(gè)零件的結(jié)構(gòu)，如低速軸與 大齒輪 。兩軸均采用了深溝球軸承。當(dāng)軸向 載荷 較大時(shí)，應(yīng)采用角接觸球軸承、 圓錐滾子軸承 或深溝球軸承與 推力軸承 的組合結(jié)構(gòu)。箱座中油池的潤(rùn)滑油，被旋轉(zhuǎn)的齒輪 濺起飛濺到箱蓋的內(nèi)壁上，沿內(nèi)壁流到分箱面坡口后，通過(guò)導(dǎo)油槽流入軸承。為防止?jié)櫥土魇Ш屯饨缁覊m進(jìn)入箱內(nèi)，在軸承端蓋和外伸軸之間裝有密封元件。它是傳動(dòng)零件的基座，應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和剛度。單體生產(chǎn)的減速器，為了簡(jiǎn)化工藝、降低成本，可采用鋼板焊接的箱體。為了便于軸系部件的安裝和拆卸，箱體制成沿 軸心 線水平剖分式。軸承座的聯(lián)接螺栓應(yīng)盡量靠近軸承座孔，而軸承座旁的凸臺(tái)，應(yīng)具有足夠的承托面，以便放置聯(lián)接螺栓，并保證旋緊螺栓時(shí)需要的扳手空間。為保證減速器安置在基礎(chǔ)上的穩(wěn)定性并盡可能減少箱體底座平面的機(jī)械加工面積，箱體底座一般不采用完整的平面。 （ 1)窺視孔及窺視孔蓋：由于要防止污物進(jìn)入機(jī)體和潤(rùn)滑油飛濺出來(lái)，因此蓋板下應(yīng)加防滲 漏的墊片。 （ 2)通氣器：為防止由于機(jī)體密封而引起的機(jī)體內(nèi)氣壓增大，導(dǎo)致潤(rùn)滑油從縫隙及濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 緒論 7 密封處向外滲漏，使密封失靈。 （ 4)油面指示器：為了能隨時(shí)監(jiān)測(cè)油池中的油面高度，以確定齒輪是否處于正常的潤(rùn)滑狀態(tài)，故需設(shè)置油面指示器。 (6)定位銷：本減速器機(jī)體為剖分式，為了保證軸承座孔的加工和裝配精度，在機(jī)蓋和機(jī)座用螺栓聯(lián)接后，在鏜孔之前，在機(jī)蓋與機(jī)座的 連接凸緣上應(yīng)裝配定位銷。 (7)起蓋螺釘：在機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接凸緣的結(jié)合面上，為了提高密封性能，常涂有水玻璃或密封膠。為了便于拆下機(jī)蓋，在機(jī)蓋地凸緣上設(shè)置一個(gè)起蓋螺栓。根據(jù)減速器的工作環(huán)境， 擬定減速器的傳動(dòng)方案，通過(guò)計(jì)算確定減速器的各個(gè)參數(shù)，包括軸的直徑、長(zhǎng)度、材料以及加工工藝，齒輪的模數(shù)、齒數(shù)、樣式和材料等。繪制出齒輪減速器各個(gè)零部件的三維模型。最后對(duì)減速器進(jìn)行虛擬仿真運(yùn)動(dòng)，以直觀的反應(yīng)減速器的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，為得到相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)做基礎(chǔ)。了解 UG軟件的功能和使用方法，為以后的工作學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。減速器作為機(jī)械中常用的傳動(dòng)裝置，連接了高速級(jí)與低速級(jí)，因此選擇合適的傳動(dòng)方案能有效地提高傳動(dòng)的穩(wěn)定性和傳動(dòng)效率。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、傳動(dòng)平穩(wěn)、價(jià)格低廉和緩沖吸振等特點(diǎn)。制造和安裝精度要求低，成本低。放在高速級(jí)時(shí)蝸輪材料應(yīng)選用錫青銅，否則可選用鋁青銅； 4，開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的潤(rùn)滑條件差，磨損嚴(yán)重，應(yīng)布置在低速級(jí)； 5，錐齒輪、斜齒輪宜放在高速級(jí)。減速器的高速級(jí)一般通過(guò)帶傳動(dòng)或直接通過(guò)聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相連接。 傳動(dòng)方案選擇 由減速器的實(shí)際工作環(huán)境具體分析，擬定合適的傳動(dòng)方案 。 5％，工作機(jī)的 效率η w=5％的機(jī)械為例。 一般選擇 Y型三相異步電動(dòng)機(jī)。所選電動(dòng)機(jī)的功率小于工作要求，則不能保證工作機(jī)的正常工作，使電動(dòng)機(jī)經(jīng)常過(guò)載而提前損壞；如果電動(dòng)機(jī)的功率過(guò)大，則電動(dòng)機(jī)經(jīng)常不能滿載運(yùn)行，功率因數(shù)和功率較低，從而增加電能消耗、造成浪費(fèi)。 3， 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速 同一類型的、相同額定功率的電動(dòng)機(jī)也有幾種不同的轉(zhuǎn)速。一般多選用同步轉(zhuǎn)速為 1500r/min 或 1000r/min 的電動(dòng)機(jī)。一級(jí)直齒輪傳動(dòng)比 i2=3— 5，則總傳動(dòng)比的推薦范圍： i= i1Xi2=6— 20，則 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速可選范圍： Nd=ixNw=(6— 16)x155=930— 2480 r/min 經(jīng)查表，再綜合考慮 電動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動(dòng)、減速器的傳動(dòng)比 ， 則轉(zhuǎn)速為 960r/min 的 Y132M16型電動(dòng)機(jī) 比較適合 。 計(jì)算總傳動(dòng)比和分配傳動(dòng)比 總傳動(dòng)比 i=Nd/Nw=960/155=。 確定總傳動(dòng)比后應(yīng)合理分配各級(jí)傳動(dòng)比，限制傳動(dòng)件的圓周速度以減小動(dòng)載荷，降低傳動(dòng)精度等級(jí)。 2，應(yīng)使傳動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)尺寸較小、重量較輕。 4，對(duì)于二級(jí)展開(kāi)式齒輪減速器而言，高速級(jí)和低速級(jí)的大齒輪直徑應(yīng)盡量相等，以利于浸油潤(rùn)滑。一般允許工作機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與設(shè)定轉(zhuǎn)速之間的相對(duì)誤差為177。 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 為了確定傳動(dòng)方案，還需推算出各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。 1各軸轉(zhuǎn)速計(jì)算 : Ⅰ軸： NⅠ =Nd /i1=400r/min Ⅱ軸： NⅡ =NⅠ /i2=102r/min 工作機(jī)軸： Nw=NⅡ =102r/min 濰坊科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 減速器傳動(dòng)方案設(shè)計(jì) 11 2各軸的輸入功率 : Ⅰ軸： PⅠ =PdXη 01== Ⅱ軸： PⅡ = PⅠ Xη 12== 工作機(jī)軸： PⅢ =PⅡ Xη 23== 3各軸的轉(zhuǎn)矩 ： 電動(dòng)機(jī)軸 ： Td=9550xPd/Nd=9550X4/960= m Ⅱ軸 ： TⅡ = TⅠ Xi1Xη 12== m 表 2