基于SolidWorks的雙級(jí)三軸
基于SolidWorks的雙級(jí)三軸,基于,solidworks,雙級(jí)三軸
學(xué)生姓名
高鵬飛
班級(jí)
機(jī)制051
指導(dǎo)教師
杜家熙 卞平艷
論文（設(shè)計(jì)）題目
基于solidworks的雙極三軸圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)
目前已完成任務(wù)
到目前為止論文已經(jīng)完成任務(wù)
(1)軸的尺寸設(shè)計(jì)
(2)圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其計(jì)算
（3)復(fù)雜幾何面的實(shí)體配合
是否符合任務(wù)書要求進(jìn)度：是
尚需完成的任務(wù)
到目前為止論文尚未完成的任務(wù)：
1 用SolidWorks軟件對(duì)減速器完成實(shí)體造型
2正文中的插圖的繪制。
3 論文正文規(guī)范書寫。
能否按期完成論文（設(shè)計(jì)）：根據(jù)目前進(jìn)度能按期完成論文
存在問(wèn)題和解決辦法
存
在
問(wèn)
題
設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題：
1資料收集的還不是很完善。
2 論文的思路還有待進(jìn)一步的理順。
擬
采
取
的
辦
法
擬采取的辦法：
1 及時(shí)和指導(dǎo)老師溝通，請(qǐng)教老師。
2 查看有關(guān)資料，及時(shí)完成和完善論文。
指導(dǎo)教師簽 字
日期
年 月 日
教學(xué)院長(zhǎng)（系主任）
意 見(jiàn)
簽字： 年 月 日
河南科技學(xué)院本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中期進(jìn)展情況檢查表
河 南 科 技 學(xué) 院
2009 屆本科畢業(yè)中英文翻譯
英文題目：Characteristics of MicroMachining Using Two Dimensional
（二維振動(dòng)切削的微加工特征）
學(xué)生姓名： 高 鵬 飛
所在院（系）：機(jī)電學(xué)院
所學(xué)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
導(dǎo)師姓名：杜家熙 卞平艷
基于SolidWorks的雙級(jí)三軸線圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì),指導(dǎo)老師：杜家熙 卞平艷 制作者：高鵬飛,,,2 減速器的參數(shù)設(shè)計(jì),§2.1傳動(dòng)簡(jiǎn)圖說(shuō)明,,1:電動(dòng)機(jī) 2:聯(lián)軸器 3:減速器 4:聯(lián)軸器 5:帶式運(yùn)輸機(jī) 6:開(kāi)式齒輪 7:鼓輪,2.2傳動(dòng)齒輪的尺寸設(shè)計(jì),,軸2大齒輪：,各齒輪結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示:,,軸2小齒輪:,軸3齒輪:,軸1，2軸承：,軸3軸承：,,,2.4 滾動(dòng)軸承的選擇,2.3鍵的選擇,各軸實(shí)體示意圖 ：,,軸1：,,,2.5軸的設(shè)計(jì),軸2,軸3,2.6連接鍵的選擇,3.結(jié)構(gòu)件參數(shù)校核,,,,3.1校核軸承的使用壽命,3.2校核軸的強(qiáng)度,3.3校核鍵的強(qiáng)度,4.潤(rùn)滑與密封,,1:窺視孔及窺視孔蓋,,,5 減速器附件選擇及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,2:放油孔及放油螺塞M18,,3:油標(biāo)M16,,4:通氣孔M12,,,5:起蓋用螺釘,,6定位銷M10,,7:凸緣式軸承端蓋,,,,,8：減速器裝配過(guò)程,齒輪軸裝配體：,減速器相關(guān)部件裝配圖：,,軸2裝配體：,軸3裝配體：,機(jī)座裝配體：,減速器裝配體：,
河南科技學(xué)院
2009屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）
論文題目：基于SolidWorks的雙極三軸線圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：高鵬飛
所在院系：機(jī)電學(xué)院
所在專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)老師：杜家熙 卞平艷
完成時(shí)間：2009年5月19號(hào)
摘 要
圓柱齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。
功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點(diǎn)，使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。
基于SolidWorks的雙級(jí)三軸線圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)就是根據(jù)原始的給定參數(shù)，如軸的轉(zhuǎn)速，工作載荷等，設(shè)計(jì)計(jì)算減速器各個(gè)結(jié)構(gòu)的尺寸，繪制出減速器機(jī)構(gòu)的各個(gè)相關(guān)附件。從而運(yùn)用實(shí)體造型軟件SolidWorks繪制出實(shí)體，檢查減速器設(shè)計(jì)尺寸的合理性，并進(jìn)行模擬運(yùn)動(dòng)仿真。
關(guān)鍵字：減速器，Solidworks,實(shí)體造型
Abstract
Cylindrical gear reducer widely exists in large range of different industries, and is an indispensable mechanical transmission device. The problem of current reducer is that size, weight, and the transmission ratio is large while the mechanical efficiency is rather low.
Powerful, easy-to-use and technological innovation are the three major characteristics of SolidWorks, the Solid Works become a leading, mainstream 3D CAD solution. SolidWorks can provide different design programs to reduce errors in the design process and improving product quality. SolidWorks not only to provide such a powerful and at the same time engineers and designers for each, the operation is simple and convenient, easy to learn and use.
SolidWorks bases on three axes of the two-stage design of cylindrical gear reducer is given in accordance with the original parameters, such as shaft speed, work load and so on, all the structural design and calculation of the size reducer，drawing the annex parts of the cylindrical gear reducer. Thus the solid modeling software is indispensable in inspection of a reasonable size reducer design, and simulation movement.
Key words : Cylindrical gear reducer, SolidWorks, simulation movement
河南科技學(xué)院
2009屆畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）
論文題目：基于SolidWorks的雙極三軸圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：高鵬飛
所在院系：機(jī)電學(xué)院
所在專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
指導(dǎo)老師：杜家熙 卞平艷
完成時(shí)間：2009年5月19號(hào)
摘 要
圓柱齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。
功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點(diǎn)，使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。
基于SolidWorks的雙級(jí)三軸線圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)就是根據(jù)原始的給定參數(shù)，如軸的轉(zhuǎn)速，工作載荷等，設(shè)計(jì)計(jì)算減速器各個(gè)結(jié)構(gòu)的尺寸，繪制出減速器機(jī)構(gòu)的各個(gè)相關(guān)附件。從而運(yùn)用實(shí)體造型軟件SolidWorks繪制出實(shí)體，檢查減速器設(shè)計(jì)尺寸的合理性，并進(jìn)行模擬運(yùn)動(dòng)仿真。
關(guān)鍵字：減速器，Solidworks,實(shí)體造型
Abstract
Cylindrical gear reducer widely exists in large range of different industries, and is an indispensable mechanical transmission device. The problem of current reducer is that size, weight, and the transmission ratio is large while the mechanical efficiency is rather low.
Powerful, easy-to-use and technological innovation are the three major characteristics of SolidWorks, the Solid Works become a leading, mainstream 3D CAD solution. SolidWorks can provide different design programs to reduce errors in the design process and improving product quality. SolidWorks not only to provide such a powerful and at the same time engineers and designers for each, the operation is simple and convenient, easy to learn and use.
SolidWorks bases on three axes of the two-stage design of cylindrical gear reducer is given in accordance with the original parameters, such as shaft speed, work load and so on, all the structural design and calculation of the size reducer，drawing the annex parts of the cylindrical gear reducer. Thus the solid modeling software is indispensable in inspection of a reasonable size reducer design, and simulation movement.
Key words : Cylindrical gear reducer, SolidWorks, simulation movement
目 錄
1.緒論 1
1.1圓柱齒輪減速器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.2實(shí)體造型軟件的選擇 3
1.3本文研究的主要內(nèi)容 5
2.減速器的參數(shù)設(shè)計(jì) 5
2.1傳動(dòng)簡(jiǎn)圖說(shuō)明 5
2.2設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 6
2.3機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比分配及電機(jī)的選擇 6
2.4傳動(dòng)齒輪的尺寸設(shè)計(jì) 8
2.4.1高速級(jí)齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì) 8
2.4.2低速級(jí)齒輪的尺寸設(shè)計(jì) 11
2.4.3各齒輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 13
2.5聯(lián)軸器的選擇 14
2.5.1 聯(lián)軸器2的選擇 14
2.5.2 聯(lián)軸器4的選擇 14
2.6滾動(dòng)軸承的選擇 14
2.7軸的尺寸設(shè)計(jì) 15
2.7.1軸1的設(shè)計(jì) 15
2.7.2軸2的設(shè)計(jì) 15
2.7.3軸3的設(shè)計(jì) 15
2.7.4各軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 15
2.8連接鍵的選擇 16
2.8.1連接聯(lián)軸器2和軸1的鍵 16
2.8.2連接軸2和齒輪2的鍵的選擇 16
2.8.3連接軸2和齒輪3的鍵的選擇 16
2.8.4連接軸3和齒輪4的鍵的選擇 16
2.8.5連接聯(lián)軸器4與軸3的鍵的選擇 17
3.構(gòu)件參數(shù)校核 17
3.1校核軸承的使用壽命 17
3.2校核的強(qiáng)度 19
3.3校核鍵的強(qiáng)度 21
4.潤(rùn)滑與密封 21
5.減速器附件的選擇及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 22
5.1:窺視孔及窺視孔蓋 22
5.2:放油孔及放油螺塞M18 23
5.3:油標(biāo)M16 23
5.4:通氣孔M12 24
5.5:起蓋用螺釘 25
5.6定位銷M10 25
5.7:凸緣式軸承端蓋 26
5.8:減速器裝配過(guò)程 27
6.結(jié)束語(yǔ) 27
致謝 27
參考文獻(xiàn) 28
目 錄
1 緒論 1
1.1 圓柱齒輪減速器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1
1.2 實(shí)體造型軟件的選擇 2
1.3 本文研究的主要內(nèi)容 4
2 減速器的參數(shù)設(shè)計(jì) 4
2.1 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖說(shuō)明 4
2.2 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù) 5
2.3 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比分配及電機(jī)的選擇 5
2.6 滾動(dòng)軸承的選擇 11
2.7 軸的尺寸設(shè)計(jì) 11
2.7.1 軸1的設(shè)計(jì) 11
2.7.2 軸2的設(shè)計(jì) 11
2.7.3 軸3的設(shè)計(jì) 11
2.7.4 各軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 11
2.8 連接鍵的選擇 12
2.8.1 連接聯(lián)軸器2和軸1的鍵 12
2.8.2 連接軸2和齒輪2的鍵的選擇 12
2.8.3 連接軸2和齒輪3的鍵的選擇 12
2.8.4 連接軸3和齒輪4的鍵的選擇 12
2.8.5 連接聯(lián)軸器4與軸3的鍵的選擇 12
3 構(gòu)件參數(shù)校核 12
3.1 校核軸承的使用壽命 12
3.3 校核鍵的強(qiáng)度 15
4 潤(rùn)滑與密封 15
5 減速器附件的選擇及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 16
5.1 窺視孔及窺視孔蓋 16
5.2 放油孔及放油螺塞M18 17
5.3:油標(biāo)M16 17
5.4 通氣孔M12 17
5.5 起蓋用螺釘 18
5.6 定位銷M10 18
5.7 凸緣式軸承端蓋 18
5.8 減速器裝配過(guò)程 19
6 結(jié)束語(yǔ) 19
致謝 20
參考文獻(xiàn) 21
1 緒論
1.1 圓柱齒輪減速器國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
50年代初期，減速器制造僅是按得到的樣機(jī)及資料仿制，品種少、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，未形成系列。沈陽(yáng)變壓器廠在1953年翻譯了蘇聯(lián)圖紙，建立起仿蘇的產(chǎn)品系列并開(kāi)始試制，并于1956年試制成功仿蘇220kY油浸絕緣電壓減速器，1958年試制成功仿蘇220kY油浸絕緣電流減速器。此，中國(guó)已可以制造0．5kV～220kV各種規(guī)格的電流減速器和電壓減速器并形成了系列。958年后開(kāi)始在仿制產(chǎn)品的基礎(chǔ)上自行設(shè)計(jì)。沈陽(yáng)變壓器廠、華通開(kāi)關(guān)廠試制成功l0kV環(huán)氧樹(shù)脂澆注電流減速器，取代了仿蘇產(chǎn)品。同時(shí)對(duì)油浸絕緣減速器進(jìn)行了改型設(shè)計(jì)，形成了新的減速器系列。0年代后，沈陽(yáng)變壓器研究所先后組織了多次全國(guó)統(tǒng)一設(shè)計(jì)，完成了0．5kV干式電流、電壓減速器，l0V澆注絕緣電流、電壓減速器，35kV油浸絕 緣電流、電壓減速器，110kV油浸絕緣電流、電壓減速器新系列的設(shè)計(jì)、試制，提高了產(chǎn)品的技術(shù)性能，使產(chǎn)品更符合中國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的需要。1970年后，我國(guó)減速器的整體技術(shù)水平有了更大的提高，品種日益增加。沈陽(yáng)變壓器廠先后又試制成功330kV和500kV油紙絕緣電流減速器。西安電力電容器廠也試制成功500kV電容式電壓減速器。 各減速器制造廠也不斷對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行改進(jìn)和完善，我國(guó)已具有當(dāng)時(shí)國(guó)際上減速器行業(yè)最高電壓等級(jí)的產(chǎn)品制造能力。
減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來(lái)降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在某些場(chǎng)合也用來(lái)增速，稱為增速器。選用減速器時(shí)應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的選用條件，技術(shù)參數(shù)，動(dòng)力機(jī)的性能，經(jīng)濟(jì)性等因素，比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸，傳動(dòng)效率，承載能力，質(zhì)量，價(jià)格等，選擇最適合的減速器。
減速器的類別、品種、型式很多，目前已制定為行（國(guó)）標(biāo)的減速器有40余種。減速器的類別是根據(jù)所采用的齒輪齒形、齒廓曲線劃分；減速器的品種是根據(jù)使用的需要而設(shè)計(jì)的不同結(jié)構(gòu)的減速器；減速器的型式是在基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上根據(jù)齒面硬度、傳動(dòng)級(jí)數(shù)、出軸型式、裝配型式、安裝型式、聯(lián)接型式等因素而設(shè)計(jì)的不同特性的減速器。
圓柱齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題。減速器制造方面，國(guó)內(nèi)目前生產(chǎn)廠家數(shù)目眾多，如對(duì)各種類型的圓柱齒輪機(jī)圓錐——圓柱齒輪或者齒輪——蝸桿減速機(jī)系列產(chǎn)品.在各類專用傳動(dòng)裝置的開(kāi)發(fā)機(jī)制造方面，國(guó)內(nèi)近幾年取得的明顯的進(jìn)展，如重慶齒輪箱有限責(zé)任公司生產(chǎn)的MDH28型磨機(jī)邊緣驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置，其最大功率已達(dá)7000KW，傳動(dòng)轉(zhuǎn)矩達(dá)5000KN.m，總重46噸，生產(chǎn)的1700熱連軋主傳動(dòng)齒輪箱子的最大模數(shù)為30，重量達(dá)180噸。由杭州前進(jìn)齒輪箱有限公司生產(chǎn)的gwc70/76型1.2萬(wàn)噸及裝箱船用齒輪箱，傳動(dòng)功率已達(dá)6250KW。由南京高精齒輪股份有限公司及重慶齒輪箱有限公司生產(chǎn)的里磨系列齒輪箱最大功率已達(dá)3800KW，由西安重型機(jī)械研究所、洛陽(yáng)重重齒輪箱有限公司、荊州巨鯨傳動(dòng)機(jī)械有限公司等開(kāi)發(fā)制造的重載行星齒輪箱系列產(chǎn)品在礦山、冶金、建材、煤炭及水電等行業(yè)也都得到了廣泛應(yīng)用，其中西安重型機(jī)械研究所開(kāi)發(fā)的水泥行業(yè)輥壓機(jī)懸掛系列行星齒輪箱的輸入功率已達(dá)1250KW，用于鋁造軋機(jī)的行星齒輪箱有司責(zé)任公司、杭州前進(jìn)出論箱有限公司、西安重型機(jī)械研究所開(kāi)發(fā)的風(fēng)力發(fā)電增速箱系列產(chǎn)品也逐步取代進(jìn)口產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)風(fēng)電行業(yè)。
國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)題，也未解決好。最近報(bào)導(dǎo)，日本住友重工研制的FA型高精度減速器，美國(guó)Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器，在傳動(dòng)原理和結(jié)構(gòu)上與本項(xiàng)目類似或相近，都為目前先進(jìn)的齒輪減速器。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新，平動(dòng)齒輪傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開(kāi)拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號(hào)的產(chǎn)品。目前，超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機(jī)器人等領(lǐng)域中，微型發(fā)動(dòng)機(jī)已基本研制成功，美國(guó)和荷蘭近期研制的分子發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸在納米級(jí)范圍，如能輔以納米級(jí)的減速器，則應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。減速器業(yè)涉及的產(chǎn)品類別包括了各類齒輪減速機(jī)、行星齒輪減速機(jī)及蝸桿減速機(jī)，也包括了各種專用傳動(dòng)裝置，如增速裝置、條素裝置、以及包括柔性傳動(dòng)裝置在內(nèi)的各類復(fù)合傳動(dòng)裝置等，產(chǎn)品服務(wù)領(lǐng)域涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、電力、工程機(jī)械及石化等行業(yè)。其作為傳動(dòng)機(jī)械行業(yè)里的一個(gè)重要的分支，在機(jī)械制造領(lǐng)域中扮演著越來(lái)越重要的角色。近幾年，隨著中國(guó)產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，減速器業(yè)在國(guó)內(nèi)也取得了日新月異的進(jìn)步。
1.2 實(shí)體造型軟件的選擇
功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點(diǎn)，使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計(jì)方案、減少設(shè)計(jì)過(guò)程中的錯(cuò)誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強(qiáng)大的功能，同時(shí)對(duì)每個(gè)工程師和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，操作簡(jiǎn)單方便、易學(xué)易用。在目前市場(chǎng)上所見(jiàn)到的三維CAD解決方案中，設(shè)計(jì)過(guò)程最簡(jiǎn)便、最方便的莫過(guò)于SolidWorks了。就像美國(guó)著名咨詢公司Daratech所評(píng)論的那樣：“在基于Windows平臺(tái)的三維CAD軟件中，SolidWorks是最著名的品牌，是市場(chǎng)快速增長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者?！痹跓o(wú)與倫比的設(shè)計(jì)功能和易學(xué)易用的操作，使用SolidWorks ，整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)是可百分之百可編輯的，零件設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)和工程圖之間的是全相關(guān)的。強(qiáng)大的繪圖自動(dòng)化強(qiáng)化性能使得設(shè)計(jì)師能夠以前所未有的速度從大型裝配件創(chuàng)造產(chǎn)品級(jí)的工程圖。新的輕化制圖工具使得用戶無(wú)需加載每一個(gè)部件到內(nèi)存就能創(chuàng)建裝配圖。只需拖拽并釋放一個(gè)裝配件到工程圖中，用戶就能夠在10秒鐘左右生成包括10,000個(gè)組件的裝配件2D圖。許多系統(tǒng)不能創(chuàng)建這樣一個(gè)大型裝配視圖。SolidWorks 2005 還使得設(shè)計(jì)工程師第一次能夠?yàn)榱慵N類多、數(shù)量龐大和配置復(fù)雜的多個(gè)項(xiàng)目生成一個(gè)單一的材料清單，這是加速設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其他重要的新的制圖自動(dòng)化包括自動(dòng)序號(hào)標(biāo)注、孔匯總表和修訂跟蹤表。省時(shí)、提高生產(chǎn)力這樣的特性使得產(chǎn)品看起來(lái)更好，性能更佳，在市場(chǎng)上也更受歡迎。沒(méi)有任何其他軟件能夠與SolidWorks的性能相媲美，SolidWorks 能夠比與之競(jìng)爭(zhēng)的2D產(chǎn)品快10倍地生成工程圖注釋——也是吸引2D軟件用戶遷移到3D軟件的一個(gè)重要原因。
SolidWorks 可以動(dòng)態(tài)地查看裝配體的所有運(yùn)動(dòng)，并且可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)的干涉檢查和間隙檢測(cè)。用智能零件技術(shù)自動(dòng)完成重復(fù)設(shè)計(jì)。智能零件技術(shù)是一種嶄新的技術(shù)，用來(lái)完成諸如將一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的螺栓裝入螺孔中，而同時(shí)按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。鏡像部件是SolidWorks 技術(shù)的巨大突破。鏡像部件能產(chǎn)生基于已有零部件（包括具有派生關(guān)系或與其他零件具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的零件）的新的零部件。
SolidWorks 用捕捉配合的智能化裝配技術(shù)，來(lái)加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術(shù)能夠自動(dòng)地捕捉并定義裝配關(guān)系.olidWorks 提供了生成完整的、車間認(rèn)可的詳細(xì)工程圖的工具。工程圖是全相關(guān)的，當(dāng)你修改圖紙時(shí)，三維模型、各個(gè)視圖、裝配體都會(huì)自動(dòng)更新。從三維模型中自動(dòng)產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標(biāo)注。增強(qiáng)了的詳圖操作和剖視圖，包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。使用RapidDraft技術(shù)，可以將工程圖與三維零件和裝配體脫離，進(jìn)行單獨(dú)操作，以加快工程圖的操作，但保持與三維零件和裝配體的全相關(guān)。
用交替位置顯示視圖能夠方便地顯示零部件的不同的位置，以便了解運(yùn)動(dòng)的順序。交替位置顯示視圖是專門為具有運(yùn)動(dòng)關(guān)系的裝配體而設(shè)計(jì)的獨(dú)特的工程圖功能。SolidWorks 提供了無(wú)與倫比的、基于特征的實(shí)體建模功能。通過(guò)拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁 特征、高級(jí)抽殼、特征陣列以及打孔等操作來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)特征和草圖的動(dòng)態(tài)修改，用拖拽的方式實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的設(shè)計(jì)修改。三維草圖功能為掃描、放樣生成三維草圖路徑，或?yàn)楣艿?、電纜、線和管線生成路徑。通過(guò)帶控制線的掃描、放樣、填充以及拖動(dòng)可控制的相切操作產(chǎn)生復(fù)雜的曲面。可以直觀地對(duì)曲面進(jìn)行修剪、延伸、倒角和縫合等曲面的操作。
最新版本的SolidWorks 2009提供了一種快速預(yù)覽三維輕量化模型的技術(shù)，使得大裝配模型的顯示速度進(jìn)一步提高。同時(shí)，支持在設(shè)計(jì)界面下的真三維顯示效果，達(dá)到了以往專門的三維渲染軟件的顯示效果。方便地編輯大裝配件?？梢员憬莸貜拇笱b配件中選取一部分零部件進(jìn)行顯示、編輯，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真。強(qiáng)化了SWIFT技術(shù)。在 SolidWorks 2007 已經(jīng)推出的Sketch Expert、Mate Expert和Feature Expert的基礎(chǔ)上，又推出了Corner Expert（在復(fù)雜的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中自動(dòng)生成合理的圓角）、Tolerance Expert（合理分配公差）和Large Assembly Expert（檢查大裝配是否正確），幫助客戶更加簡(jiǎn)便地生產(chǎn)零件和裝配結(jié)構(gòu)。最大限度地減少客戶的重復(fù)操作，使用戶在使用過(guò)程中，更加專注于設(shè)計(jì)本身。SolidWorks以往的版本中已經(jīng)加入了CosmosXpress，讓工程師在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以體驗(yàn)仿真分析的效果。而SolidWorks2008中將提供Cosmos MotionXpress（運(yùn)動(dòng)仿真分析）、Cosmos FloXpress和DFMXpress（可制造性的分析）等模塊，使得工程師能夠更好地進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證。為了更好地滿足設(shè)計(jì)要求，SolidWorks作為最先進(jìn)的實(shí)體造型軟件成為設(shè)計(jì)的首選軟件。
1.3 本文研究的主要內(nèi)容
基于SolidWorks的雙級(jí)三軸線圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)就是根據(jù)原始的給定參數(shù)，如軸的轉(zhuǎn)速，工作載荷等，設(shè)計(jì)計(jì)算減速器各個(gè)結(jié)構(gòu)的尺寸。從而運(yùn)用實(shí)體造型軟件SolidWorks繪制出實(shí)體，檢查減速器設(shè)計(jì)尺寸的合理性，并進(jìn)行模擬運(yùn)動(dòng)仿真。
2 減速器的參數(shù)設(shè)計(jì)
2.1 傳動(dòng)簡(jiǎn)圖說(shuō)明
電機(jī)1通過(guò)聯(lián)軸器2將動(dòng)力傳入減速器3,減速器輸出軸通過(guò)聯(lián)軸器4與開(kāi)式齒輪6連接把動(dòng)力傳遞到運(yùn)輸機(jī)的鼓輪7上,從而帶動(dòng)傳送帶5工作.(圖示輸送帶緊邊在上,向左前進(jìn))
圖1 1:電動(dòng)機(jī) 2:聯(lián)軸器 3:減速器 4:聯(lián)軸器 5:帶式運(yùn)輸機(jī) 6:開(kāi)式齒輪 7:鼓輪
2.2 設(shè)計(jì)原始數(shù)據(jù)
1．運(yùn)輸機(jī)鼓輪上的圓周力10000N
2．運(yùn)輸機(jī)輸送帶速度0.375m/s
3．運(yùn)輸機(jī)鼓輪直徑500m
4．運(yùn)輸帶速度允許偏差為5%
5．減速器的設(shè)計(jì)壽命為5年
6．工作情況:二班制,連續(xù)工作
2.3 機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比分配及電機(jī)的選擇
設(shè)工作機(jī)構(gòu)所需輸入功率為Ｐw，已知卷筒的傳動(dòng)效率為0.96
可知:P w=F.V/1000.0.96=390625KW
查表可知:聯(lián)軸器的傳動(dòng)效率為0.99,軸承的傳動(dòng)效率為0.99,齒輪的傳動(dòng)效率為0.92,雙級(jí)齒輪減速器的傳動(dòng)效率為0.95,則:
工作機(jī)構(gòu)的總效率=0.99.0.99.0.99.0.99.0.92.0.95=0.8396
卷筒的工作轉(zhuǎn)速=60.1000.V/3.14.D
D=500mm,V=0.375m/s
卷筒的工作轉(zhuǎn)速=143.3r/min
查表可知雙級(jí)齒輪傳動(dòng)比i雙<18,取i雙=16.單級(jí)齒輪傳動(dòng)比i單= 3~5,因此合理的總傳動(dòng)比范圍i總= 48~80
設(shè)可選電極的轉(zhuǎn)速nd,則
nd=i總.nw=(48~80).143.3=667.8~1146.4r/min
有同步轉(zhuǎn)速為750,1000的電機(jī)可選,考慮到電機(jī)的轉(zhuǎn)速越低電機(jī)價(jià)格越高,會(huì)增加制造成本,因此選擇同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的Y-132M -6型的電機(jī)
二級(jí)圓柱齒輪減速器中ih=(1.3~1.4).il 取ih=1.4 il
單級(jí)齒輪傳動(dòng)比i=3~5,取i=4
i總=i.il.ih =i.il.il.1.4=66.9
由上式可知il=3.456,ih=il.1.4=4.838
設(shè)減速器中軸1的轉(zhuǎn)速為n1,軸2的轉(zhuǎn)速為nII,軸3的轉(zhuǎn)速為nIII,則:
n1=960r/min,nII= n1/ih=198.43r/min,nIII= nII/nl=i57.42r/min
各軸的輸入功率
pI=pd =4.6525KW
pII =pI.軸承的傳動(dòng)效率.齒輪嚙合的傳動(dòng)效率
=4.6525.0.97.0.99
=4.375KW
pIII= pII.軸承的傳動(dòng)效率.齒輪嚙合的傳動(dòng)效率
=4.375.0.99.0.97
=4.201KW
設(shè)各軸所承受的轉(zhuǎn)矩分別為T1,TII,TIII 則:
TI=9550.pI/nI=45.34N.m
TII=9550.pII/ nII=210.59N.m
TIII=9550.pIII/nIII=698.7N.m
計(jì)算結(jié)果如下表所示:
軸號(hào)
功率KW
轉(zhuǎn)矩N.m
轉(zhuǎn)速r/min
傳動(dòng)比
I
4.56
45.34
960
II
4.375
210.59
198.43
4.838
III
4.201
698.7
57.42
3.456
表1 傳動(dòng)軸設(shè)計(jì)參數(shù)
2.4 傳動(dòng)齒輪的尺寸設(shè)計(jì)
2.4.1 高速級(jí)齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)
設(shè)小齒輪的齒數(shù)為Z1, 大齒輪的齒數(shù)為 Z2, Z1取26
則Z2=Z1 . ih =4.838.26 =125.58圓整后取為126
小齒輪1的材料為40Cr(調(diào)質(zhì)) 硬度為280HBS
大齒輪2的材料為45鋼(調(diào)質(zhì)) 硬度為240HBS
按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
設(shè)小齒輪分度圓直徑為d1t ,則
d1t≥2 （1）
取載荷系數(shù)kt=1.6 ,β=14o ,壓力角α=20o
查表得 ZH=2.43 , εα1=0.77 , εα2=0.865
則εα=εα1+εα=1.635
T小輪=9.55×1000000×PI/ nI=45×103N.m
設(shè)齒寬系數(shù)為Φd
由于兩支撐對(duì)小齒輪為不對(duì)稱布置,查表取Φd=1
彈性影響系數(shù)ZE=189.8MPa?
設(shè)兩齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù)分別為N1,N2
則N1=60×nI × j×lh=60×960×1×5×365×16=1.68×1000000000
N2=N1/ih=3.47×10000000
查表可知區(qū)域系數(shù)ZH=2.433, 接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.91,KHN2=0.95
設(shè)兩齒輪的疲勞極限應(yīng)力分別為бlim1,бlim2
取бlim1=600MPa,бlim2=550MPa
取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1,
設(shè)許用接觸用力為[бH]
[бH]= ([бH]1+[бH]2)/2
[бH]1=KHN1.бlim1/S=0.91×600=546MPa,
[бH]2=KHN2.бlim2/S=0.95×550=522.5MPa
則[бH]=([бH]1+[бH]2)/2=534.25MPa
設(shè)小齒輪分度圓直徑為d1t
由上可知
d1t≥3√2×1.6×0.45×10000/(1.35×1)×5.838/4.838×(189.8×2.433/534.25)2
=45.81mm
設(shè)小齒輪圓周速度為V,
則 V=3.14 ×d1t ×nI/ (60×1000)
2.3m/s
設(shè)齒寬為b ,則
b=Φd× d1t=45.81mm
設(shè)模數(shù)為mnt, 則
mnt= d1t×cosβ/ Z1=45.81×cos14o/26=1.70
齒高h(yuǎn)=(1+2.5) × mnt=2.25×1.6=3.825mm
齒輪縱向重合度 εβ=0.318×Φd× Z1×tanβ=2.01
計(jì)算載荷系數(shù):
取使用系數(shù)KA=1
由齒輪V=2.3m/s,7級(jí)精度得:
動(dòng)載荷系數(shù)KV=0.8
齒向載荷分布系數(shù)KHβ=1.417
齒間載荷分布系數(shù)KHα= 1.2
載荷系數(shù) K=KA× KV× KHβ× KHα=1.36
設(shè)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正算得的分度圓直徑為d1,則:
d1= d1t3√ K/Kt=45.81×3√1.36/1.6=43.39mm
計(jì)算模數(shù) mn
mn= d1×cosβ/ Z1=43.39×cos14o/26=1.61
按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算
mn≥3√2KT1.Yβ.COS2β.YFa.Ysa/(Φd. Z12.εα[бF]) （2）
設(shè)載荷系數(shù)為K,
則K=KA.KV.KFα.KFβ
由上可知b/h=42.76/3.6=11.88
KFβ=1.32 , KFα=KHα=1.2
K=1×0.8×1.32×1.2=1.27
螺旋角影響系數(shù)Yβ=0.87
計(jì)算當(dāng)量齒數(shù):
ZV1=Z1/ cos3β=26/ cos314o=28.48
ZV2=Z2/ cos3β=126/ cos314o=138
查表可得齒形系數(shù)YFa1=2.53, YFa2=2.14
計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力
設(shè)齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限為бfe1, бfe2;
可知бfe1=520 , бfe2=480
彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1=0.84, KFN2=0.88
彎曲疲勞安全系數(shù) S=1.4
[бF]1= KFN1. бfe1/S=312
[бF]2= KFN2. бfe2/S=301.7
計(jì)算YFa1. YSa1/[бF]1, YFa2. YSa2/[бF]2并加以比較
YFa1. YSa1/[бF]1=2.53×1.63/312=0.0131
YFa2. YSa2/[бF]2=2.14×1.83/301.7=0.0129
取兩者中的較大值0.0131
mn≥3√2×1.27×0.45×100000×0.87 ×COS214o/(1×262×1.66×1.35)
=1.1
參照模數(shù)標(biāo)準(zhǔn)表mn取為2
a= (Z1+ Z2).mn/(2.cosβ)=156.7mm
圓整后取155mm
修正角β
β1==arcos((Z1+ Z2).mn/2 .a)=11.291o
B2=Φd.d1=43.39mm
圓整后取為45mm
查表可知大齒輪齒寬B1=B2+(5～10)
取B1=B2+5=45+5=50
因此小齒輪分度圓直徑d1= Z1. mn/cosβ1=53.1mm
大齒輪分度圓直徑d2= Z2. mn/cosβ1=256.9mm
2.4.2 低速級(jí)齒輪的尺寸設(shè)計(jì)
取Z3=28,則Z4= Z3. il=28×3.456=96.7
圓整后Z4取97
T小齒輪=9.55×1000000×pII/ nII=198400N .m
低速級(jí)小齒輪的硬度選為280HBS, 低速級(jí)大齒輪的硬度選為240HBS,材料為45號(hào)調(diào)質(zhì)鋼
查表可知彈性影響系數(shù)ZE=189.8 MPa?
應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N3=60×198.43×j×lh=3.5×100000000
N4= N3/ il=1.1×100000000
KFα=KHα=1.2 ,KHβ=1.426 , KFβ=1.4
區(qū)域系數(shù)ZH=2.433
εα3=0.785 , εα4=0.86
設(shè)兩齒輪的接觸疲勞壽命系數(shù)為KHN3 ,KHN4
查表可知KHN3=0.94, KHN4=0.97
設(shè)兩齒輪的疲勞極限為бlim3=600 , бlim4=550
安全系數(shù)S取為1
設(shè)兩齒輪接觸疲勞許用應(yīng)力分別為[бH]3 , [бH]4
[бH]3= KHN3×бlim3/S=564 , [бH]4= KHN4×бlim4/S=533.5
[бH]= ([бH]3+ [бH]4)/2=548.75
d3t
≥3√(2×1.6×1.984)×100000/(1×1.645)×4.456/3.456×((189.8×2.433)/548.75)=70.6mm
大齒輪圓周速度V4=3.14×d3t×nIII/60×1000=0.73m/s
齒輪寬度b=Φd×d3t=70.6mm
模數(shù)mnt= d3t.COSβ/Z3=70.6×cos14/28=2.46
齒高h(yuǎn)=2.25×mnt=5.54mm
齒輪縱向重合度εβ=0.318×Φd×Z3×tanβ=2.22
計(jì)算載荷系數(shù)
查表選取使用系數(shù)KA=1
動(dòng)載荷系數(shù)KV=1.2
齒向載荷分布系數(shù) KHα取為1.426
齒間載荷分布系數(shù)KHβ取為1.2
載荷系數(shù)K=KA×KV×KHα×KHβ=2.05
校核分度圓直徑:
d3=d3t3√k/kt=76.68mm
計(jì)算模數(shù)mn:
mn=d3. COSβ/ Z3=2.66
按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算:
mn≥3√2KT1.Yβ.COS2β.YFa.Ysa/(Φd. Z12.εα[бF])
齒款與齒高之比:b/h=70.6/5.54=12.68
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4
設(shè)兩齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度極限分別為бfe1,бfe2
查表可知бfe3=520 , бfe4=480
設(shè)兩齒輪彎曲疲勞壽命系數(shù)分別為KFN1, KFN2
查表可知KFN3=0.88 , KFN4=0.9
由重合度ε得螺旋角影響系數(shù)Yβ=0.87
[бF]3= KFN3. бfe3/S=326.9 , [бF]4= KFN4 .бfe4/S=308.6
設(shè)兩齒輪齒形系數(shù)分別為YFa3, YFa4
查表可知YFa3=2.55, YFa4=2.18
YFa3. Ysa3/[бF]3=0.0125 , YFa4 .Ysa4/ [бF]4=0.0126
mn≥3√2KT1.Yβ.COS2β.YFa.Ysa/(Φd. Z12.εα[бF])
=1.856
綜合以上情況mn取為3
中心距a=(Z3+ Z4).mn/(2.cosβ)=193.3mm
圓整后取為195mm
修正螺旋角：β2=arcos((Z3+ Z4).mn/2 .a)=15.9423o
小齒輪3的分度圓直徑 d3= Z3. mn/ cosβ2=87.36mm
大齒輪4的分度圓直徑 d4= Z4. mn/ cosβ2=302.6mm
齒寬b4=Φd×d4=87.36mm ,圓整后取為90mm
小齒輪3的齒寬b3=b4+5=95mm
2.4.3各齒輪的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
圖2 軸2大齒輪
圖3 軸2小齒輪
圖4 軸3齒輪
2.5 聯(lián)軸器的選擇
2.5.1 聯(lián)軸器2的選擇
由于選擇電機(jī)的型號(hào)是Y132M1-6,可知電動(dòng)機(jī)的輸出軸的軸頸為38mm
由于軸I的轉(zhuǎn)速nI=960r/min, TI=45.34mm故選擇聯(lián)軸器的型號(hào)為L(zhǎng)T6.J型
2.5.2 聯(lián)軸器4的選擇
由pIII=4.201KW ，TIII=698.7×1000N.m ，nIII=57.42r/min，取A0=112
初估軸III的最小直徑：d3min= A03√pIII/ nIII=46.8mm
由TIII及d3min可選型號(hào)為HL4的J型聯(lián)軸器
2.6 滾動(dòng)軸承的選擇
初估3個(gè)軸的最小直徑
d1min= A03√p1/ n1=18.7mm
d2min= A03√p2/ n2=31.4mm
d3min= A03√pIII/ nIII=46.8mm
由聯(lián)軸器2的軸孔直徑32mm選擇軸1上的軸承型號(hào)為7008c的軸承，內(nèi)徑為40mm
由軸2的最小軸徑選擇內(nèi)徑為40mm的7008c軸承
由聯(lián)軸器4及軸3的最小軸徑選擇內(nèi)徑為55mm的7011C軸承
2.7 軸的尺寸設(shè)計(jì)
2.7.1 軸1的設(shè)計(jì)
由聯(lián)軸器LT6得與聯(lián)軸器相配合的軸的直徑為32mm,與軸承7008C配合的軸的直徑為40mm，齒輪軸的直徑為da=46mm
2.7.2 軸2的設(shè)計(jì)
與軸承7008C配合的軸的直徑為40mm,與齒輪2，3配合的軸的直徑為46mm,軸環(huán)的直徑為53mm
2.7.3 軸3的設(shè)計(jì)
由于選擇聯(lián)軸器的型號(hào)為HL4，與聯(lián)軸器配合的軸的直徑為45mm,與7011C配合的軸的直徑為55mm,與齒輪4配合的軸的直徑為57mm,軸環(huán)的直徑為65mm,長(zhǎng)度為12mm.
2.7.4 各軸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
圖5 軸1尺寸
圖6 軸2尺寸
圖7 軸3尺寸
2.8 連接鍵的選擇
2.8.1 連接聯(lián)軸器2和軸1的鍵
由于配合處軸徑為32mm,選取鍵的規(guī)格為10×8，鍵長(zhǎng)L1=L-(5～10),L=58mm,靠系列取L1=50mm.
2.8.2 連接軸2和齒輪2的鍵的選擇
由于配合處軸徑為46mm，取鍵的規(guī)格為14×9. 鍵長(zhǎng)L1=L-(5～10)，L=43mm,靠系列L1取L1=36mm
2.8.3 連接軸2和齒輪3的鍵的選擇
由于配合處軸徑為46mm，取鍵的規(guī)格為14×9. 鍵長(zhǎng)L1=L-(5～10)，L=93mm, 靠系列L1取L1=80mm
2.8.4 連接軸3和齒輪4的鍵的選擇
由于配合處軸徑為62mm,取鍵的規(guī)格為18×11，鍵長(zhǎng)L1=L-(5～10)，L=88mm,靠系列L1取為80mm
2.8.5 連接聯(lián)軸器4與軸3的鍵的選擇
由于軸徑為45mm,取鍵的規(guī)格為14×9. 鍵長(zhǎng)L1=L-(5～10)，L=82mm, 靠系列L1取為70mm
3 構(gòu)件參數(shù)校核
3.1 校核軸承的使用壽命
軸上個(gè)力的分布如下圖所示：
圖8 軸2總受力圖
兩軸承采用正裝方式，設(shè)與外加軸向載荷Fae方向一致的派生軸向力的軸承編號(hào)為2
由以上可知nIII=57.42r/min , TIII =698.7×1000N.m, 齒輪分度圓直徑為302.6mm
Fte=2 TIII/d=4618N , Fr= Fte.tan20o/ cosβ=1748N , Fae=Fte.tanβ
把空間力系分解在水平方向和鉛直方向兩個(gè)方向上,求Fr1v,Fr2v以及Fr1h, Fr2h
圖9 軸2水平面上受力圖
由力矩的平衡可知: Fae.d/2+ Fr.72.5=Fr1v(130+72.5)
Fr1v=1611N , Fr2v=136.6N
圖10 軸2垂直面上受力圖
Fr1h= Fte×130/(130+72.5)=2964.6N , Fr2h= Fte－Fr1h=1653.4N
Fr1=√Fr1v2 + Fr1h2=3374N, Fr2=√Fr2v2 + Fr2h2=1658.5N
取e=0.43 則Fd1=e. Fr1=1451N , Fd2= e. Fr2=713.2N
Fae＋Fd2 >Fd1
可知軸承1被壓緊,軸承2被放松
Fa1= Fae＋Fd2=2032N , Fa2=Fd2=713.2N
查表知軸承基本額定靜載荷C0=30500N
Fa1/ C0=0.067, Fa2/ C0=0.023
利用線性插值法:
0.067介于0.058與0.087之間,二者分別對(duì)應(yīng)的數(shù)值是0.43和0.46
e1=(0.067－0.058)/(0.087－0.058)×(0.46－0.43)＋0.43=0.439
0.023介于0.015和0.029之間, 二者分別對(duì)應(yīng)的數(shù)值是0.38和0.40
e2=(0.023－0.015)/(0.029－0.015)×(0.4－0.38)＋0.38=0.391
Fd1=e1.Fr1=1481.2N ,Fd2=e2.Fr2=648.5N
Fa1=Fae＋Fd2=1967.5N , Fa2=Fd2=648.5N
Fa1/ C0=0.065 , Fa2/C0=0.021 二者相差不大 ,所以確定e1=0.439, e2=0.391
Fa1=1967.5N , Fa2=648.5N , Fa1/Fr1=0.58>e1 Fa2/Fr2=0.391=e2
0.065介于0.087和0.058之間,二者對(duì)應(yīng)的數(shù)值分別為1.23和1.30
利用線性插值法得:
Y1=1.3－(0.065－0.058)/(0.087－0.058)×0.07=1.283,X1=0.44
Y2=0 , X1=1,fp取1.1
則P=fp(X.Fr＋Y.Fa)
P1=1.1(0.44×3374＋1.283×1967.5)=4409.7 , P2=1.1×1658.5=1824.35
因?yàn)镻1>P2,所以按P1計(jì)算:
Lh=1000000/(60×57.42)×(72×1000/4409.7)3=174423小時(shí)
實(shí)際使用壽命為L(zhǎng)h＇=5×365×2×8=29200小時(shí)
由于 Lh > Lh＇ 所以軸承滿足壽命要求
3.2 校核的強(qiáng)度
在減速器內(nèi)部的三根軸中,在中間的軸承受載荷最大,只校核它的強(qiáng)度
把軸2的受力分解在水平面和鉛垂面上:水平面上FNH1=2964.6N, FNH2=1653.4N,垂直面上
FNr1=136.6N , FNr2=1611N
圖11 水平面上彎矩圖
圖12 垂直面上彎矩圖:
圖13 總彎矩圖
Mmax=4.885×100000N.m
圖14 扭矩圖
бca=√(M/W)2＋4(α.T/2W)2=34.46<[бh]=60MPa
3.3 校核鍵的強(qiáng)度
連接齒輪4與軸3的鍵的強(qiáng)度 L=80mm b×h=16×10
鍵與輪轂槽的接觸高度k=0.5h=5 ,T=698.7 , бp=2×698.7×1000/(5××57×80)=61.3
бp<[бp]=110MPa,故安全
4 潤(rùn)滑與密封
減速器采用脂潤(rùn)滑的潤(rùn)滑方式,潤(rùn)滑油牌號(hào):HJ-50,密封裝置:擋油環(huán),氈封油圈
圖15 擋油環(huán)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
5 減速器附件的選擇及結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖
5.1 窺視孔及窺視孔蓋
圖16 窺視孔蓋剖視圖
圖17 窺視孔蓋上視圖
D4=6,A=6,A1=A+(5～6)D4,A2=0.5(A+A1),B1=箱體頂部寬-（15～20）， B=B1-(5～6)D4,B2=0.5(B+B1),R=5,H根據(jù)要求自行設(shè)計(jì)
5.2 放油孔及放油螺塞M18
圖18 放油孔剖視圖
D0=26,L=23,l=12,a=3,D=19.6,S=17,D1=17
5.3:油標(biāo)M16
圖19 油標(biāo)結(jié)構(gòu)尺寸圖
D=26mm,D1=22mm,d1=4mm,d2=16mm,d3=6mm,h=35mm,a=12mm,b=8mm,c=5mm
5.4 通氣孔M12
圖20 通氣孔剖視圖
D=22mm,D1=19.6mm,S=17mm,L=23mm,l=12mm,a=2mm,d1=5mm
5.5 起蓋用螺釘
圖 21 起蓋螺釘剖視圖
起蓋螺釘?shù)穆菁y長(zhǎng)度要大于箱蓋連接凸緣的厚度，釘桿端部要做成圓柱形，加工成大倒角或半圓形，以免頂壞螺紋
5.6 定位銷M10
圖22 起蓋螺釘剖視圖
d=(0.7～0.8)d2,d3為箱體連接螺栓的直徑，斜度為1：50
5.7 凸緣式軸承端蓋
圖23 軸1軸2軸承端蓋
圖24 軸3軸承端蓋
D0=D+2.5d3,D2=D0+2.5d3,e=1.2d3,D4=D-(10～15)mm,b=(5～10)mmD為軸承外徑
5.8 減速器裝配過(guò)程
對(duì)于軸的裝配要先把鍵打入相應(yīng)的鍵槽中,接著安裝對(duì)應(yīng)的齒輪,然后安裝擋油環(huán),軸承.有必要的還要安裝密封氈圈.裝配減速器箱座時(shí)應(yīng)先在其一側(cè)安裝軸承端蓋用來(lái)定位各軸.然后把各軸裝配在對(duì)應(yīng)的各個(gè)軸孔中,最后把另一側(cè)的軸承端蓋安裝上.用螺栓把箱座與箱蓋裝配完后應(yīng)安裝油標(biāo),窺視孔蓋,通氣孔等附件.
6 結(jié)束語(yǔ)
本文詳細(xì)介紹了雙級(jí)三軸線圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)過(guò)程，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，詳細(xì)介紹了各個(gè)機(jī)構(gòu)參數(shù)的每一個(gè)過(guò)程，即使不是很精通的也能很快，很清晰地理解減速器設(shè)計(jì)的特點(diǎn)。在利用SolidWorks進(jìn)行實(shí)體造型上，可以通過(guò)改變草圖中的相關(guān)尺寸，生成一系列的實(shí)體圖，并且結(jié)合軟件的干涉檢查自動(dòng)找出不足之處，很大程度上使設(shè)計(jì)更加簡(jiǎn)便。
在裝配過(guò)程中采用SolidWorks軟件可以方便、快捷的完成減速器運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)畫演示，同時(shí)SolidWorks軟件還可以對(duì)減速器機(jī)構(gòu)的各個(gè)零件進(jìn)行爆炸演示，這樣可以大大提高演示效果，也提高了可欣賞性和藝術(shù)性，既方便了演示又可使觀看者很容易理解裝配過(guò)程。
致謝
本論文是在指導(dǎo)老師杜老師和卞老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的，從軟件的學(xué)習(xí)、減速器結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析、機(jī)構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計(jì)以及裝配過(guò)程中問(wèn)題的解決指導(dǎo)老師都給予了殷切指導(dǎo)和關(guān)注，并提出許多中肯的建議，使論文和模擬演示得以最終完善。指導(dǎo)老師學(xué)識(shí)淵博，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，開(kāi)拓進(jìn)取、責(zé)任心強(qiáng)，畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我除了學(xué)到許多專業(yè)知識(shí)外，還從導(dǎo)師身上學(xué)到對(duì)工作高度負(fù)責(zé)的精神和對(duì)知識(shí)一絲不茍的態(tài)度。所有這些都將使我受益終生。在此，我要衷心感謝我的指導(dǎo)老師，感謝他們?cè)谥笇?dǎo)我做畢業(yè)設(shè)計(jì)期間對(duì)我們無(wú)私的關(guān)懷和耐心細(xì)致的指導(dǎo)，同時(shí)，也衷心的感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間關(guān)心、支持、幫助過(guò)我的全體同學(xué)！并向他們致以崇高的敬意！
參考文獻(xiàn)
[1] 宋愛(ài)平《CAD/CAM技術(shù)綜合實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)書》機(jī)械工業(yè)出版社,2006
[2] 王隆太《機(jī)械CAD/CAM技術(shù)》機(jī)械工業(yè)出版社,2004
[3] 曹巖,趙汝嘉《Solidworks2003基礎(chǔ)篇》機(jī)械工業(yè)出版社,2003
[4] 胡仁喜,郭軍《Solidworks2005高級(jí)應(yīng)用實(shí)例》機(jī)械工業(yè)出版社,2005
[5] 鄭文緯,吳克堅(jiān)《機(jī)械原理》(第七版) 高等教育出版社,1996
[6] 孫桓《機(jī)械設(shè)計(jì)》(第八版) 高等教育出版社,2000
[7] 陸品，秦彥斌《機(jī)械原理》（第六版）西安大學(xué)出版社 2008
[8] 陸杰《機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》清華大學(xué)出版社 2005
[9] 師忠秀《機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社2003
[10] 邢啟恩《SolidWorks2007國(guó)標(biāo)工程圖精粹 》機(jī)械工業(yè)出版社2007
[11] 魏錚《SolidWorks2004模具設(shè)計(jì)》魏錚 機(jī)械工業(yè)出版社 2008
[12] 詹維迪《SolidWorks高級(jí)應(yīng)用教程》機(jī)械工業(yè)出版社2008
[13] 濮良貴,記名剛 <<機(jī)械設(shè)計(jì)>>高等教育出版社 2005
[14] 陳立德<<機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)>> 高等教育出版社 2005
[15] 龔佳義 <<機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè)>>高等教育出版社 1987
[16]黃曉燕,李德群 基于SolidWorks和Excel的漸開(kāi)線圓柱齒輪的設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 ,2008年 02期
[17] 梁立軍, 張威, 譚威. SolidWorks與AutoCAD相結(jié)合生成漸開(kāi)線齒輪三維實(shí)體模型 沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào) , 2004年03期
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