機(jī)電專業(yè)畢業(yè)論文----基于solidworks一級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</b></p><p>　　課題名稱: 基于Solidworks一級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)</p><p>　　系 別: 物理與機(jī)電工程學(xué)院 </p><p>　　班 級: </p><p>　　姓 名

2、: </p><p>　　學(xué) 號： </p><p>　　指導(dǎo)老師： </p><p>　　2012　年　3　月　27　</p><p>　　畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))題目審核表</p><p&g

3、t;　　學(xué)院： 物理與機(jī)電工程學(xué)院 系或教研室：機(jī)電工程系 　　 時間：2012年3月27日</p><p>　　畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報告</p><p>　　學(xué)院：物理與機(jī)電工程學(xué)院　　　　　　　　　　 專業(yè)：機(jī)電一體化技術(shù)　　　　　　　　　 　</p><p><b>　　不夠填寫可續(xù)頁</b></p>

4、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　中文摘要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p><b>　　緒論III</b></p><p>　　第一章 Solidworks軟件及減速器概述1</p>

5、<p>　　1.1 Solidworks軟件介紹1</p><p>　　1.2 減速器的發(fā)展2</p><p>　　1.2.1 減速器的類型2</p><p>　　1.2.2 一級減速器的基本結(jié)構(gòu)2</p><p>　　1.2.3 一級減速器的工作原理3</p><p>　　第二章 減速器的

6、設(shè)計(jì)4</p><p>　　2.1傳動方案的擬定4</p><p>　　2.2電動機(jī)選擇4</p><p>　　2.3計(jì)算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比4</p><p>　　2.4計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)4</p><p>　　第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.

7、1設(shè)計(jì)減速器的軸系零件和結(jié)構(gòu)6</p><p>　　3.2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)、合成強(qiáng)度及剛度的計(jì)算6</p><p>　　3.3 確定軸各段直徑和長度7</p><p>　　3.4 設(shè)計(jì)箱體及其附件的結(jié)構(gòu)9</p><p>　　3.5 減速器附件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)10</p><p>　　3.5.1齒輪的設(shè)計(jì)10</p

8、><p>　　3.5.2聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.5.3滾動軸承的設(shè)計(jì)12</p><p>　　3.5.4鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算13</p><p>　　3.6潤滑與密封14</p><p>　　3.6.1 密封14</p><p>　　3.6.2 潤滑14</p&

9、gt;<p>　　第四章 Solidworks繪圖展示15</p><p>　　4.1 減速器部分零件圖15</p><p>　　4.2裝配工作圖16</p><p><b>　　致 謝19</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)20</b></p>&

10、lt;p>　　基于Solidworks一級圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)</p><p><b>　　中文摘要</b></p><p>　　通過對減速器的簡單了解，開始學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)齒輪減速器，嘗試設(shè)計(jì)增強(qiáng)感性認(rèn)知和對社會的適應(yīng)能力，及進(jìn)一步鞏固已學(xué)過的理論知識，提高綜合運(yùn)用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，以求把理論和實(shí)踐結(jié)合一起。</p><p>　　學(xué)習(xí)如

11、何進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)，了解機(jī)械傳動裝置的原理及參數(shù)搭配。學(xué)習(xí)運(yùn)用多種工具，比如Solidworks等，直觀的呈現(xiàn)在平面圖上。通過對圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)，對齒輪減速器有個簡單的了解與認(rèn)知。齒輪減速器是機(jī)械傳動裝置中不可缺少的一部分。機(jī)械傳動裝置在不斷的使用過程中，會不同程度的磨損，因此要經(jīng)常對機(jī)械予以維護(hù)和保養(yǎng)，延長其使用壽命，高效化的運(yùn)行，提高生產(chǎn)的效率。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中的減速機(jī)是根據(jù)用戶的選擇而設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)減速器。機(jī)器常由原動機(jī)、傳動裝置和工

12、作機(jī)三部分組成。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】：傳動裝置，齒輪減速器，設(shè)計(jì)原理，參數(shù)配置</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Through the reducer the simple understanding, began to study the design of gear reducer, t

13、rying to design to enhance the perceptual cognition and ability to adapt to society, and further consolidate the learned theoretical knowledge, improve the comprehensive use of the knowledge discovery problem, solve a pr

14、oblem, in order to combine theory with practice.</p><p>　　Learn how to design, to understand the mechanical transmission principle and parameter matching. Learning to use a variety of tools, such as Solidwor

15、ks, intuitive presentation in planar graphs. Based on the design of cylindrical gear reducer, gear reducer has a simple understanding and cognition. Gear reducer mechanical transmission device is an integral part of. The

16、 mechanical transmission device in continuous use, will be different degrees of wear, therefore must often be of machinery maintena</p><p>　　Key words：Transmission；Gear reducer；Design principle；Parameter con

17、figuration</p><p><b>　　緒論</b></p><p>　　隨著社會的發(fā)展和人們生活水平的提高，人們對產(chǎn)品的要求也更高，這就決定了未來的產(chǎn)品趨向于多品種、批量化。在各行各業(yè)中廣泛使用著圓柱齒輪減速器，它是一種不可缺少的機(jī)械傳動裝置。目前國內(nèi)各個減速器的標(biāo)準(zhǔn)系已達(dá)到上百個，基本可以滿足市場的需求。減速器在原動機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳

18、遞轉(zhuǎn)矩的作用，在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，兩者的設(shè)計(jì)、制造和使用特點(diǎn)各不相同。20世紀(jì)70－80年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。</p><p>　　齒輪傳動是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種傳動形式。它的主要優(yōu)點(diǎn)是：①瞬時傳動比恒定、工作平穩(wěn)、傳動準(zhǔn)確可靠可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)動和動力；②適用的功率和速度范圍廣；③傳動效率高，η=0.

19、92-0.98；④工作可靠、使用壽命長；⑤外輪廓尺寸小、結(jié)構(gòu)緊湊。由齒輪、軸、軸承及箱體組成的齒輪減速器,用于原動機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間,起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用,在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。</p><p>　　國內(nèi)的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機(jī)械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國外的減速器，

20、以德國、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，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。</p><p>　　當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。減速器與電動機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號的產(chǎn)品。近十幾年來,由于近代計(jì)算機(jī)技術(shù)與數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，使得機(jī)械加工精度，

21、加工效率大大提高，從而推動了機(jī)械傳動產(chǎn)品的多樣化，整機(jī)配套的模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化，以及造型設(shè)計(jì)藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致，美觀化</p><p>　　第一章 Solidworks軟件及減速器概述</p><p>　　1.1 Solidworks軟件介紹</p><p>　　SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技術(shù)副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起，Solid

22、Works軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項(xiàng)的技術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽(yù)。</p><p>　　Solidworks軟件功能強(qiáng)大，組件繁多。 Solidworks 功能強(qiáng)大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新是Soli

23、dWorks 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)過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　SolidWorks 提供了技術(shù)先進(jìn)的工具，使得你通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行協(xié)同工作。通過eDrawings方便地共享CAD文件。Drawings是一種極度壓縮的、可通過電子郵件發(fā)送的、自行解壓和瀏覽的特殊文件。通過三維托管網(wǎng)站展示

24、生動的實(shí)體模型。三維托管網(wǎng)站是SolidWorks提供的一種服務(wù)，你可以在任何時間、任何地點(diǎn)，快速地查看產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。SolidWorks 支持Web目錄，使得你將設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)存放在互聯(lián)網(wǎng)的文件夾中，就象存本地硬盤一樣方便。</p><p>　　在SolidWorks 中，當(dāng)生成新零件時，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計(jì)和修改零部件。對于超過一萬個零部件的大型裝配體，SolidWo

25、rks 的性能得到極大的提高。SolidWorks 可以動態(tài)地查看裝配體的所有運(yùn)動，并且可以對運(yùn)動的零部件進(jìn)行動態(tài)的干涉檢查和間隙檢測。用智能零件技術(shù)自動完成重復(fù)設(shè)計(jì)。智能零件技術(shù)是一種嶄新的技術(shù)，用來完成諸如將一個標(biāo)準(zhǔn)的螺栓裝入螺孔中，而同時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

26、 用捕捉配合的智能化裝配技術(shù)，來加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術(shù)能夠自動地捕捉并定義裝配關(guān)系。</p><p>　　SolidWorks 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，三維模型、各個視圖、裝配體都會自動更新。從三維模型中自動產(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

27、。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)動的順序。交替位置顯示視圖是專門為具有運(yùn)動關(guān)系的裝配體而設(shè)計(jì)的獨(dú)特的工程圖功能。</p><p>　　1.2 減速器的發(fā)展</p><p>　　20世紀(jì)70-80年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的

28、發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。通用減速器的發(fā)展趨勢如下：</p><p>　　1.高水平、高性能 圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒，承載能力提高4倍以上，體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。</p><p>　　2.積木式組合設(shè)計(jì) 基本參數(shù)采用優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊，零件通用性和互換性強(qiáng)，系列容易擴(kuò)充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。</p><p&g

29、t;　　3.型式多樣化，變型設(shè)計(jì) 多擺脫了傳統(tǒng)的單一的底座安裝方式，增添了空心軸懸掛式、浮動支承底座、電動機(jī)與減速器一體式聯(lián)接，多方位安裝面等不同型式，擴(kuò)大使用范圍。</p><p>　　1.2.1 減速器的類型</p><p>　　減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動、蝸桿傳動或齒輪—蝸桿傳動所組成的獨(dú)立部件。 其主要類型有：</p><p>　　1

30、.圓柱齒輪減速器 單級、二級。布置形式：展開式、分流式、同軸。</p><p>　　2.圓錐齒輪減速器 用于輸入軸和輸出軸位置成相交的場合。</p><p>　　3.蝸桿減速器 主要用于傳動比i>10的場合，傳動比較大時結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點(diǎn)是效率低。</p><p>　　4.齒輪—蝸桿減速器 若齒輪傳動在高速級，則結(jié)構(gòu)緊湊；若蝸桿傳動在高速級，則效率較高。

31、</p><p>　　5.行星齒輪減速器 傳動效率高，傳動比范圍廣，傳動功率12W——50000KW，體積和重量小。</p><p>　　1.2.2 一級減速器的基本結(jié)構(gòu)</p><p>　　減速器有兩條軸系、兩條裝配線，兩軸分別由滾動軸承支承在箱體上，采用過渡配合，有較好的同軸度，從而保證齒輪嚙合的穩(wěn)定性。端蓋嵌入箱體內(nèi)，從而確定了軸和軸上零件的軸向位置。裝配時

32、只要修磨調(diào)整環(huán)的厚度，就可使軸向間隙達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><p>　　箱體采用分離式，沿兩軸線平面分為箱座和箱蓋，二者采用螺栓連接，這樣便于裝修。為了保證箱體上安裝軸承和端蓋的孔的正確形狀，兩零件上的孔是合在一起加工的。裝配時，它們之間采用兩錐銷定位，銷孔鉆成通孔，便于拔銷。 </p><p>　　箱座下部為油池，內(nèi)裝機(jī)油，供齒輪潤滑。齒輪和軸承采用飛濺潤滑方式，油面高度通過油面觀察結(jié)構(gòu)

33、觀察。通氣塞是為了排放箱體內(nèi)的揮發(fā)氣體，拆去小蓋可檢視齒輪磨損情況或加油。油池底部應(yīng)有斜度，放油螺塞用于清洗放油，其螺孔應(yīng)低于油池底面，以便放盡機(jī)油。箱體前后對稱，兩嚙合齒輪安置在該對稱平面上，軸承和端蓋對稱分布在齒輪的兩側(cè)。箱體的左右兩邊有四個成鉤狀的加強(qiáng)肋板，作用為起吊運(yùn)輸。 </p><p>　　1.2.3 一級減速器的工作原理</p><p>　　一級圓柱齒輪減速器是通過裝在箱體內(nèi)

34、的一對嚙合齒輪的轉(zhuǎn)動實(shí)現(xiàn)減速運(yùn)動的。動力由電動機(jī)通過皮帶輪傳送到齒輪軸，然后通過兩嚙合齒輪（小齒輪帶動大齒輪）傳送到軸，從而實(shí)現(xiàn)減速之目的。</p><p>　　第二章 減速器的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.1傳動方案的擬定</p><p>　?。薄⒐ぷ鳁l件：使用年限５年，工作為一班工作制，載荷平穩(wěn)，環(huán)境清潔。</p><p>　?。?、原始

35、數(shù)據(jù)：滾筒圓周力F=2200N；帶速V=1.7m/s；滾筒直徑D=420mm；</p><p><b>　　方案擬定：</b></p><p>　　采用Ｖ帶傳動與齒輪傳動的組合，即可滿足傳動比要求，同時由于帶傳動具有良好的緩沖，吸振性能，適應(yīng)大起動轉(zhuǎn)矩工況要求，結(jié)構(gòu)簡單，成本低，使用維護(hù)方便。</p><p>　　1.電動機(jī)，2.V帶傳動3.圓

36、柱齒輪減速器</p><p>　　4.連軸器，5.滾筒6.運(yùn)輸帶</p><p><b>　　2.2電動機(jī)選擇</b></p><p>　　1.電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)的選擇 因?yàn)楸緜鲃拥墓ぷ鳡顩r是：載荷平穩(wěn)、單向旋轉(zhuǎn)。所以選用常用的封閉式Y(jié)（IP44）系列的電動機(jī)。 </p><p>　　2.電動機(jī)容量的選擇 工作機(jī)所需功率、

37、電動機(jī)的輸出功率、 電動機(jī)轉(zhuǎn)速的選擇初選為同步轉(zhuǎn)速為1000r/min的電動機(jī)。</p><p>　　3.電動機(jī)型號的確定 根據(jù)容量和轉(zhuǎn)速，由相關(guān)手冊查出電動機(jī)型號為Y132M2-6</p><p>　　2.3計(jì)算傳動裝置的總傳動比和分配各級傳動比</p><p>　　1.總傳動比：i總=n電動/n筒=960/77.3=12.42。</p><p

38、>　　2.分配各級傳動比: 取i帶=3 ∵i總=i齒×i帶</p><p>　　∴i齒=i總/i帶=12.42/2.8=4.44。</p><p>　　2.4計(jì)算傳動裝置的運(yùn)動和動力參數(shù)</p><p>　　1.計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）</p><p>　　nI=nm/i帶=960/2.8=342.86(r/min)，&l

39、t;/p><p>　　nII=nI/i齒=342.86/4.44=77.22(r/min)</p><p>　　滾筒nw=nII=342.86/4.44=77.22(r/min)。</p><p>　　2.計(jì)算各軸的功率（KW）。</p><p>　　Ⅰ軸： PⅠ=Pd×η1 =Pd×η1=4.5×0.96=4.32

40、（KW）</p><p>　　Ⅱ軸： PⅡ= PⅠ×η2×η3=4.32×0.98×0.97=4.11（KW）</p><p>　　卷筒軸： PⅢ= PⅡ·η23= PⅡ·η2·η4 =4.11×0.98×0.99=4.07（KW）</p><p><b>　　3.計(jì)

41、算各軸轉(zhuǎn)矩。</b></p><p>　　電動機(jī)軸輸出轉(zhuǎn)矩為： Td=9550·Pd/nm=9550×4.5/960=44.77 N·m</p><p>　?、褫S： TⅠ= Td·i0·η1=44.77×2.8×0.96=120.33 N·m </p>

42、;<p>　　Ⅱ軸： TⅡ= TⅠ·i1·η12= TⅠ·i1·η2·η4</p><p>　　=120.33×4.44×0.98×0.99=518.34 N·m</p><p>　　卷筒軸輸入軸轉(zhuǎn)矩：T Ⅲ= TⅡ·η2·η4=502.90 N·m<

43、;/p><p><b>　　第三章 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1設(shè)計(jì)減速器的軸系零件和結(jié)構(gòu)</p><p>　　設(shè)計(jì)軸的一般步驟為：選擇軸的材料、初步確定軸的直徑、軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。主要的原則是：軸的結(jié)構(gòu)越簡單越合理，裝配越簡單越合理。</p><p><b>　　圖3.1</b><

44、/p><p>　　1、5—滾動軸承 2—軸 3—齒輪軸的輪齒段 4—套筒</p><p>　　6—密封蓋 7—軸端擋圈 8—軸承端蓋 9—帶輪 10—鍵</p><p>　　如圖3.1所示為一級齒輪減速器中的的高速軸。軸上與軸承配合的部份稱為軸頸，與傳動零件配合的部份稱為軸頭，連接軸頸與軸頭的非配合部份稱為軸身，起定位作用的階梯軸上截面變化的部分稱

45、為軸肩。</p><p>　　軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本要求有：</p><p>　　1.便于軸上零件的裝配 軸的結(jié)構(gòu)外形主要取決于軸在箱體上的安裝位置及形式，軸上零件的布置和固定方式，受力情況和加工工藝等。</p><p>　　2.保證軸上零件的準(zhǔn)確定位和可靠固定</p><p>　　3.具有良好的制造和裝配工藝性 軸為階梯軸便于裝拆、軸上沿長度方向

46、開有幾個鍵槽時，應(yīng)將鍵槽安排在軸的同一母線上。</p><p>　　4.減小應(yīng)力集中，改善軸的受力情況 軸大多在變應(yīng)力下工作，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時應(yīng)減少應(yīng)力集中，以提高軸的疲勞強(qiáng)度，尤為重要。軸截面尺寸突變處會造成應(yīng)力集中，所以對階梯軸，相鄰兩段軸徑變化不宜過大，在軸徑變化處的過渡圓角半徑不宜過小。</p><p>　　3.2按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)、合成強(qiáng)度及剛度的計(jì)算</p><p>　

47、　這種方法是只按軸所受的扭矩來計(jì)算軸的強(qiáng)度。如果還受不大的彎矩時，則采用降低許用扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的辦法予以考慮。并且應(yīng)根據(jù)軸的具體受載及應(yīng)力情況，采取相應(yīng)的計(jì)算方法，并恰當(dāng)?shù)剡x取其許用應(yīng)力。在進(jìn)行軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，通常用這種方法初步估算軸徑。對于不大重要的軸，也可作為最后計(jì)算結(jié)果。</p><p>　　通過軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，軸的主要結(jié)構(gòu)尺寸、軸上零件的位置以及外載荷和支反力的作用位置均已確定，對于鋼制的軸，按第三強(qiáng)度理論，強(qiáng)

48、度條件為：</p><p><b>　　設(shè)計(jì)公式：（mm）</b></p><p>　　軸在載荷作用下，將產(chǎn)生彎曲或扭轉(zhuǎn)變形。若變形量超過允許的限度，就會影響軸上零件的正常工作，甚至?xí)适C(jī)器應(yīng)有的工作性能。軸的彎曲剛度是以撓度y或偏轉(zhuǎn)角θ以及扭轉(zhuǎn)角ф來度量，其校核公式為：</p><p>　　y≤[y]; θ≤[θ]; ф≤[ф]

49、。</p><p>　　式中：[y]、 [θ]、 [ф]分別為軸的許用撓度、許用轉(zhuǎn)角和許用扭轉(zhuǎn)角。</p><p>　　3.3 確定軸各段直徑和長度</p><p>　　從大帶輪開始右起第一段，由于帶輪與軸通過鍵聯(lián)接，則軸應(yīng)該增加5%，取D1=Φ30mm，又帶輪的寬度 B=（Z-1）·e+2·f =（3-1）×18+2×8

50、=52 mm 則第一段長度L1=60mm</p><p>　　右起第二段直徑取D2=Φ38mm</p><p>　　根據(jù)軸承端蓋的裝拆以及對軸承添加潤滑脂的要求和箱體的厚度，取端蓋的外端面與帶輪的左端面間的距離為30mm，則取第二段的長度L2=70mm</p><p>　　右起第三段，該段裝有滾動軸承，選用深溝球軸承，則軸承有徑向力，而軸向力為零，選用6208型軸承

51、，其尺寸為d×D×B=40×80×18，那么該段的直徑為D3=Φ40mm，長度為L3=20mm</p><p>　　右起第四段，為滾動軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取D4=Φ48mm，長度取L4=10mm</p><p>　　右起第五段，該段為齒輪軸段，由于齒輪的齒頂圓直徑為Φ66mm，分度圓直徑為Φ60mm，齒輪的寬度為65mm，

52、則，此段的直徑為D5=Φ66mm，長度為L5=65mm</p><p>　　右起第六段，為滾動軸承的定位軸肩,其直徑應(yīng)小于滾動軸承的內(nèi)圈外徑，取D6=Φ48mm，長度取L6=10mm</p><p>　　右起第七段，該段為滾動軸承安裝出處，取軸徑為D7=Φ40mm，長度L7=18mm</p><p>　　求齒輪上作用力的大小、方向 </p><p

53、>　　小齒輪分度圓直徑：d1=60mm</p><p>　　作用在齒輪上的轉(zhuǎn)矩為：T1=1.18×105 N·mm</p><p>　　求圓周力：Ft=2T2/d2=</p><p>　　2×1.18×105/60=1966.67N</p><p>　　求徑向力Fr=Ft·tanα=&l

54、t;/p><p>　　1966.67×tan200=628.20N</p><p>　　Ft，F(xiàn)r的受力方向如圖3.2所示 </p><p>　　軸長支反力 圖3.2</p><p>　　根據(jù)軸承支反力的作用點(diǎn)以及軸承和齒輪在軸上

55、的安裝位置，建立力學(xué)模型。 </p><p>　　水平面的支反力：RA=RB=Ft/2=983.33N </p><p>　　垂直面的支反力：由于選用深溝球軸承則Fa=0</p><p>　　那么RA’=RB’=Fr×62/124=314.1N</p><p><b>　　畫彎矩圖<

56、;/b></p><p>　　右起第四段剖面C處的彎矩：</p><p>　　水平面的彎矩：MC=PA×62=60.97 Nm 如圖3.3</p><p>　　垂直面的彎矩：MC1’= MC2’=RA’×62=19.47 Nm 如圖3.3</p><p><b>　　圖3.3</b><

57、/p><p><b>　　合成彎矩：</b></p><p>　　畫轉(zhuǎn)矩圖： T= Ft×d1/2=59.0Nm</p><p><b>　　畫當(dāng)量彎矩圖 </b></p><p>　　因?yàn)槭菃蜗蚧剞D(zhuǎn)，轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)，α=0.6可得右起第四段剖面C處的當(dāng)量彎矩：

58、 </p><p>　　當(dāng)量彎矩如圖3.4 圖3.4 </p><p>　　判斷危險截面并驗(yàn)算強(qiáng)度</p><p>　　右起第四段剖面C處當(dāng)量彎矩

59、最大，而其直徑與相鄰段相差不大，所以剖面C為危險截面。</p><p>　　已知MeC2=73.14Nm ,由13-1有:［σ-1］=60Mpa </p><p>　　則：σe= MeC2/W= MeC2/(0.1·D43)</p><p>　　=73.14×1000/(0.1×443)=8.59 Nm<［σ-1］</p

60、><p>　　右起第一段D處雖僅受轉(zhuǎn)矩但其直徑較小，故該面也為危險截面： </p><p>　　σe= MD/W= MD/(0.1·D13)=35.4×1000/(0.1×303)=13.11 Nm<［σ-1］ </p><p>　　所以確定的尺寸是安全的 。</p><p>　　3.4 設(shè)計(jì)箱體及

61、其附件的結(jié)構(gòu)</p><p><b>　　箱體的主要尺寸：</b></p><p>　　(1)箱座壁厚z=0.025a+1=0.025×122.5+1= 4.0625 （取8）</p><p>　　(2)箱蓋壁厚z1=0.02a+1=0.02×122.5+1= 3.45 （取8）</p><p&g

62、t;　　(3)箱蓋凸緣厚度b1=1.5z1=1.5×8=12</p><p>　　(4)箱座凸緣厚度b=1.5z=1.5×8=12</p><p>　　(5)箱座底凸緣厚度b2=2.5z=2.5×8=20</p><p>　　(6)地腳螺釘直徑df =0.036a+12=0.036×122.5+12=16.41 (取18)

63、</p><p>　　(7)地腳螺釘數(shù)目n=4 (因?yàn)閍<250) </p><p>　　(8)軸承旁連接螺栓直徑d1= 0.75df =0.75×18= 13.5 (取14)</p><p>　　(9)蓋與座連接螺栓直徑 d2=(0.5-0.6)df =0.55×18=9.9 (取10)</p><p>

64、　　(10)連接螺栓d2的間距L=150-200</p><p>　　(11)軸承端蓋螺釘直d3=(0.4-0.5)df=0.4×18=7.2 (取8) </p><p>　　(12)檢查孔蓋螺釘d4=(0.3-0.4)df=0.3×18=5.4 (取6)</p><p>　　(13)定位銷直徑d=(0.7-0.8)d2=0.8×1

65、0=8</p><p>　　(14)df.d1.d2至外箱壁距離C1</p><p>　　(15)凸臺高度：根據(jù)低速級軸承座外徑確定，以便于扳手操作為準(zhǔn)。</p><p>　　(16)外箱壁至軸承座端面的距離C1＋C2＋（5～10）</p><p>　　(17)齒輪頂圓與內(nèi)箱壁間的距離：＞9.6 mm </p><

66、;p>　　(18)齒輪端面與內(nèi)箱壁間的距離：=12 mm </p><p>　　(19)箱蓋，箱座肋厚：m1=8 mm,m2=8 mm </p><p>　　(20)軸承端蓋外徑∶D＋（5～5．5）d3D～軸承外徑</p><p>　　(21)軸承旁連接螺栓距離：盡可能靠近，以Md1和Md3 互不干涉為準(zhǔn)，一般取S＝D2.</p><

67、p>　　通氣器：由于在室內(nèi)使用，選通氣器（一次過濾），采用M18×1.5</p><p>　　油面指示器：選用游標(biāo)尺M(jìn)12</p><p>　　起吊裝置：采用箱蓋吊耳、箱座吊耳.</p><p><b>　　放油螺塞</b></p><p>　　選用外六角油塞及墊片M18×1.5</p&g

68、t;<p>　　根據(jù)［4］表5.3選擇適當(dāng)型號：</p><p>　　起蓋螺釘型號：GB/T5780 M18×30,材料Q235</p><p>　　高速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783～86 M8X12,材料Q235</p><p>　　低速軸軸承蓋上的螺釘：GB5783～86 M8×20,材料Q235</p>&

69、lt;p>　　螺栓：GB5782～86 M14×100，材料Q235</p><p>　　3.5 減速器附件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)</p><p>　　3.5.1齒輪的設(shè)計(jì)</p><p>　　(1)、選定齒輪傳動類型、材料、熱處理方式、精度等級。</p><p>　　小齒輪選硬齒面，大齒輪選軟齒面，小齒輪的材料為45號鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為

70、250HBS，大齒輪選用45號鋼正火，齒面硬度為200HBS。 齒輪精度初選8級</p><p>　　(2)、初選主要參數(shù)</p><p>　　Z1=20，u=4.5 Z2=Z1·u=20×4.5=90</p><p>　　取ψa=0.3，則ψd=0.5·（i+1）=0.675</p><p>　　

71、（3）按齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算</p><p>　　計(jì)算小齒輪分度圓直徑 d1≥ </p><p><b>　　確定各參數(shù)值</b></p><p>　　載荷系數(shù) 查［4］表6-6 取K=1.2</p><p><b>　　小齒輪名義轉(zhuǎn)矩</b></p><p>　　T1=

72、9.55×106×P/n1=9.55×106×4.23/342.86=1.18×105 N·mm</p><p>　　材料彈性影響系數(shù)由［4］表6-7 ZE=189.8</p><p>　　區(qū)域系數(shù) ZH=2.5</p><p><b>　　重合度系數(shù)</b></p>

73、<p>　　εt=1.88-3.2·（1/Z1+1/Z2）=1.88-3.2×（1/20+1/90）=1.69</p><p><b>　　Zε=</b></p><p>　　許用應(yīng)力 查［4］圖6-21（a）</p><p>　　查［4］表6-8 按一般可靠要求取SH=1</p><p&

74、gt;<b>　　則 </b></p><p>　　取兩式計(jì)算中的較小值，即［σH］=560Mpa</p><p><b>　　于是 d1≥ </b></p><p>　　==52.82 mm</p><p><b>　　(4)確定模數(shù)</b></p>

75、<p>　　m=d1/Z1≥52.82/20=2.641取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)值 m=3</p><p>　　(5)按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算</p><p><b>　　校核式中 </b></p><p>　　小輪分度圓直徑d1=m·Z=3×20=60mm</p><p>　　齒輪嚙合寬度b=Ψd&

76、#183;d1 =1.0×60=60mm</p><p>　　復(fù)合齒輪系數(shù) YFS1=4.38 YFS2=3.95</p><p>　　重合度系數(shù)Yε=0.25+0.75/1.69=0.6938</p><p>　　許用應(yīng)力 查課本圖6-22（a）</p><p>　　σFlim1=245MPa σFlim2=220Mpa&l

77、t;/p><p>　　查［4］表6-8 ，取SF=1.25</p><p><b>　　則 </b></p><p>　　計(jì)算大小齒輪的并進(jìn)行比較</p><p><b>　　<</b></p><p>　　取較大值代入公式進(jìn)行計(jì)算 則有</p><

78、;p>　　=71.86<［σF］2</p><p>　　故滿足齒根彎曲疲勞強(qiáng)度要求</p><p>　　（6） 幾何尺寸計(jì)算</p><p>　　d1=m·Z=3×20=60 mm d2=m·Z1=3×90=270 mm</p><p>　　a=m ·（Z1+Z2）=3&#

79、215;（20+90）/2=165 mm</p><p>　　b=60 mm b2=60 取小齒輪寬度 b1=65 mm </p><p>　?。?）驗(yàn)算初選精度等級是否合適</p><p>　　齒輪圓周速度 v=π·d1·n1/（60×1000）</p><p>　　=3.14×60&#

80、215;342.86/（60×1000）=1.08 m/s</p><p>　　對照［4］表6-5可知選擇8級精度合適。</p><p>　　3.5.2聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　（1）類型選擇</b></p><p>　　由于兩軸相對位移很小，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，且結(jié)構(gòu)簡單，對緩沖要求不高，故選用彈性柱銷

81、聯(lián)。</p><p><b>　?。?）載荷計(jì)算</b></p><p>　　計(jì)算轉(zhuǎn)矩TC=KA×TⅡ=1.3×518.34=673.84Nm，</p><p>　　其中KA為工況系數(shù)，由課本表14-1得KA=1.3</p><p><b>　?。?）型號選擇</b></p

82、><p>　　根據(jù)TC，軸徑d，軸的轉(zhuǎn)速n， 查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014—2003，選用LXZ2型彈性柱銷聯(lián)，其額定轉(zhuǎn)矩[T]=1250Nm, 許用轉(zhuǎn)速[n]=3750r/m ,故符合要求。</p><p>　　3.5.3滾動軸承的設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)條件，軸承預(yù)計(jì)壽命Lh=5×365×8=14600小時</p><p&g

83、t;　　1.輸入軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　　（1）初步計(jì)算當(dāng)量動載荷P</p><p>　　因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=628.20N</p><p>　　（2）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值</p><p><b>　?。?）選擇軸承型號</b></p><p

84、>　　查［4］表11-5，選擇6208軸承 Cr=29.5KN</p><p>　　∴預(yù)期壽命足夠 ∴此軸承合格</p><p>　　2.輸出軸的軸承設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p>　?。?）初步計(jì)算當(dāng)量動載荷P</p><p>　　因該軸承在此工作條件下只受到Fr徑向力作用，所以P=Fr=1369.61N</p><

85、;p>　?。?）求軸承應(yīng)有的徑向基本額定載荷值</p><p><b>　?。?）選擇軸承型號</b></p><p>　　查課本表11-5，選擇6211軸承 Cr=43.2KN</p><p>　　∴預(yù)期壽命足夠 ∴此軸承合格</p><p>　　3.5.4鍵聯(lián)接的選擇及校核計(jì)算</p>&l

86、t;p>　　1．根據(jù)軸徑的尺寸，高速軸(主動軸)與V帶輪聯(lián)接的鍵為：鍵8×36 GB1096-79</p><p>　　大齒輪與軸連接的鍵為：鍵 14×45 GB1096-79</p><p>　　軸與聯(lián)軸器的鍵為：鍵10×40 GB1096-79</p><p><b>　　2．鍵的強(qiáng)度校核</b>&l

87、t;/p><p>　　大齒輪與軸上的鍵 ：鍵14×45 GB1096-79</p><p>　　b×h=14×9,L=45,則Ls=L-b=31mm</p><p>　　圓周力：Fr=2TII/d=2×198580/50=7943.2N</p><p>　　擠壓強(qiáng)度： =56.93<125~150MP

88、a 因此擠壓強(qiáng)度足夠</p><p>　　剪切強(qiáng)度： =36.60<120MPa 因此剪切強(qiáng)度足夠</p><p>　　鍵8×36 GB1096-79和鍵10×40 GB1096-79根據(jù)上面的步驟校核，并且符合要求。</p><p><b>　　3.6潤滑與密封</b></p><

89、p><b>　　3.6.1 密封</b></p><p>　　由于選用的電動機(jī)為低速，常溫，常壓的電動機(jī)則可以選用毛氈密封。毛氈密封是在殼體圈內(nèi)填以毛氈圈以堵塞泄漏間隙，達(dá)到密封的目的。毛氈具有天然彈性，呈松孔海綿狀，可儲存潤滑油和遮擋灰塵。軸旋轉(zhuǎn)時，毛氈又可以將潤滑油自行刮下反復(fù)自行潤滑。</p><p><b>　　3.6.2 潤滑</b&g

90、t;</p><p>　?。?）對于齒輪來說，由于傳動件的的圓周速度v< 12m/s,采用浸油潤滑，因此機(jī)體內(nèi)需要有足夠的潤滑油，用以潤滑和散熱。同時為了避免油攪動時泛起沉渣，齒頂?shù)接统氐酌娴木嚯xH不應(yīng)小于30~50mm。對于單級減速器，浸油深度為一個齒全高，這樣就可以決定所需油量，單級傳動,每傳遞1KW需油量V0=0.35~0.7m3。</p><p>　?。?）對于滾動軸承來說，

91、由于傳動件的速度不高，且難以經(jīng)常供油，所以選用潤滑脂潤滑。這樣不僅密封簡單，不宜流失，同時也能形成將滑動表面完全分開的一層薄膜。</p><p>　　第四章 Solidworks繪圖展示</p><p>　　4.1 減速器部分零件圖 </p><p><b>　　主動軸</b></p><p>　　主動軸模型用So

92、lidWorks軟件創(chuàng)建非常方便，先根據(jù)主動軸的尺寸用旋轉(zhuǎn)命令生成大致輪廓，然后根據(jù)鍵槽深度、寬度用拉伸切除等命令相應(yīng)位置生成鍵槽。</p><p><b>　　從動軸</b></p><p>　　從動軸模型的建立跟主動軸相似，齒輪的建立在插件Toolbox齒輪的數(shù)據(jù)庫中選擇正齒輪，導(dǎo)入裝配體中，按要求修改齒數(shù)、面寬、轂樣式、轂直徑、鍵槽、總長度、標(biāo)稱軸直徑等參數(shù)，生

93、成模即可。</p><p>　　打開插件Toolbox，鍵、套 筒、從動軸擋油環(huán)、法蘭蓋、螺栓、定位銷、螺母和墊片等標(biāo)準(zhǔn)件都可在插件直接選擇合適的類型直接在裝配體中導(dǎo)入。</p><p><b>　　底座</b></p><p>　　建立底座模型主要用到了拉伸、拉伸切除、肋和徑向等命令。在創(chuàng)建過程中，首先生產(chǎn)底座的大致輪廓，然后繪制底座兩側(cè)凸臺

94、、肋及部分圓角，最后繪制進(jìn)油孔，凸臺，底座空腔及螺栓孔等。</p><p><b>　　頂蓋</b></p><p>　　由于頂蓋與底座結(jié)構(gòu)特征相似，且互相配合，所以頂蓋的成形可在裝配體中完成。首先新建一個裝配體文件，然后依次點(diǎn)擊菜單“零部件”-“新零件”，在提示中鍵入“頂蓋”作為新零件的名稱即可完成頂蓋的建模。</p><p><b&g

95、t;　　4.2裝配工作圖</b></p><p>　　在裝配過程中，按照一定的約束條件把已完成的各零件配合起來。其過程是創(chuàng)建一個新裝配體，然后按照自底向上的裝配順序完成建模。裝配過程中需注意的是零部件之間的重合、同心和平行等配合關(guān)系，并注意對齊方向。完成后的裝配體圖如下（正視圖、左視圖、俯視圖）。</p><p><b>　　左</b></p>

96、<p><b>　　正視圖</b></p><p><b>　　左視圖</b></p><p><b>　　俯視圖</b></p><p><b>　　工程圖</b></p><p><b>　　致 謝</b></

97、p><p>　　在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，感謝**成老師對該論文從選題、構(gòu)思、資料收集到最后定稿的各個環(huán)節(jié)給予細(xì)心指引與教導(dǎo)，使我對注塑模有了深刻的認(rèn)識，使我得以最終完成《一級圓柱齒輪減速器》的畢業(yè)設(shè)計(jì)，在此表示衷心感謝。翁老師在設(shè)計(jì)的各個階段給出了許多寶貴意見。從一無所知到基本掌握減速器制造和工藝設(shè)計(jì)的基本流程，這期間老師和同學(xué)們對我的幫助是巨大的。</p><p>　　謹(jǐn)以此論文對所有關(guān)心、支

98、持和幫助過我的領(lǐng)導(dǎo)、老師和同學(xué)表示由衷的感謝！由于時間的倉促及自身專業(yè)水平的不足，整篇論文一定還存在一些缺點(diǎn)和錯誤。懇請閱讀此論文的老師、同學(xué)，多予指正，不勝感激！</p><p>　　最后，我要向在百忙之中抽時間對本文進(jìn)行審閱、評議和參加本人論文答辯的各位師長表示感謝！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　?。?］

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