齒輪減速器三維設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真.doc

XXXX畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書目 錄1緒論 31.1 減速器的主要型式及其特性31.2 減速器結(jié)構(gòu)41.3減速器潤滑51.4設(shè)計(jì)的目的61.5已知條件 72 減速器結(jié)夠分析82.1 分析傳動(dòng)系統(tǒng)的工作情況83 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)93.1 選擇電動(dòng)機(jī)94 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩114.1 轉(zhuǎn)速114.2 輸出功率114.3 輸出轉(zhuǎn)矩115 齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)125.1 選材125.2 高速軸125.3 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核145.4 高速軸165.5 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核176 工作能力分析計(jì)算206.1 校核齒輪強(qiáng)度（校核低速級(jí)大齒輪）207 高速軸的設(shè)計(jì)207.1 選 材 207.2 初估直徑217.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)218 高速軸軸承219 中間軸的設(shè)計(jì)229.1 選材229.2 初估直徑229.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2210 中間軸軸承2311 滾動(dòng)軸承2712 鍵聯(lián)接的選擇與計(jì)算2913 箱體的主要尺寸計(jì)算3114 基于PROE軟件的設(shè)計(jì)說明 33結(jié)論36致謝37參考文獻(xiàn)381 緒論1.1 減速器的主要型式及其特性減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、蝸桿傳動(dòng)或齒輪蝸桿傳動(dòng)所組成的獨(dú)立部件，常用在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置；在少數(shù)場(chǎng)合下也用作增速的傳動(dòng)裝置，這時(shí)就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡單，并可成批生產(chǎn)，故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用很廣。減速器類型很多，按傳動(dòng)級(jí)數(shù)主要分為：單級(jí)、二級(jí)、多級(jí)；按傳動(dòng)件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪-蝸桿、蝸桿-齒輪等。電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器高速軸中間軸低速軸減速器系統(tǒng)框圖以下對(duì)幾種減速器進(jìn)行對(duì)比：1）圓柱齒輪減速器當(dāng)傳動(dòng)比在8以下時(shí)，可采用單級(jí)圓柱齒輪減速器。大于8時(shí)，最好選用二級(jí)(i=840)和二級(jí)以上(i40)的減速器。單級(jí)減速器的傳動(dòng)比如果過大，則其外廓尺寸將很大。二級(jí)和二級(jí)以上圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)布置形式有展開式、分流式和同軸式等數(shù)種。展開式最簡單，但由于齒輪兩側(cè)的軸承不是對(duì)稱布置，因而將使載荷沿齒寬分布不均勻，且使兩邊的軸承受力不等。為此，在設(shè)計(jì)這種減速器時(shí)應(yīng)注意：1)軸的剛度宜取大些；2)轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠(yuǎn)的軸端輸入，以減輕載荷沿齒寬分布的不均勻；3)采用斜齒輪布置，而且受載大的低速級(jí)又正好位于兩軸承中間，所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比展開好。這種減速器的高速級(jí)齒輪常采用斜齒，一側(cè)為左旋，另一側(cè)為右旋，軸向力能互相抵消。為了使左右兩對(duì)斜齒輪能自動(dòng)調(diào)整以便傳遞相等的載荷，其中較輕的齠輪軸在軸向應(yīng)能作小量游動(dòng)。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上，故箱體長度較短。但這種減速器的軸向尺寸較大。圓柱齒輪減速器在所有減速器中應(yīng)用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至40 000kW，圓周速度也可從很低至60m/s一70ms，甚至高達(dá)150ms。傳動(dòng)功率很大的減速器最好采用雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式。這兩種布置方式可由兩對(duì)齒輪副分擔(dān)載荷，有利于改善受力狀況和降低傳動(dòng)尺寸。設(shè)計(jì)雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式齒輪傳動(dòng)時(shí)，應(yīng)設(shè)法采取自動(dòng)平衡裝置使各對(duì)齒輪副的載荷能得到均勻分配，例如采用滑動(dòng)軸承和彈性支承。 圓柱齒輪減速器有漸開線齒形和圓弧齒形兩大類。除齒形不同外，減速器結(jié)構(gòu)基本相同。傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比相同時(shí)，圓弧齒輪減速器在長度方向的尺寸要比漸開線齒輪減速器約30。2）圓錐齒輪減速器它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場(chǎng)合。二級(jí)和二級(jí)以上的圓錐齒輪減速器常由圓錐齒輪傳動(dòng)和圓柱齒輪傳動(dòng)組成，所以有時(shí)又稱圓錐圓柱齒輪減速器。因?yàn)閳A錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的，為了使它受力小些，常將圓錐面崧，作為，高速極：山手面錐齒輪的精加工比較困難，允許圓周速度又較低，因此圓錐齒輪減速器的應(yīng)用不如圓柱齒輪減速器廣。3）蝸桿減速器主要用于傳動(dòng)比較大(j10)的場(chǎng)合。通常說蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、輪廓尺寸小，這只是對(duì)傳減速器的傳動(dòng)比較大的蝸桿減速器才是正確的，當(dāng)傳動(dòng)比并不很大時(shí)，此優(yōu)點(diǎn)并不顯著。由于效率較低，蝸桿減速器不宜用在大功率傳動(dòng)的場(chǎng)合。蝸桿減速器主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式。蝸桿圓周速度小于4m/s時(shí)最好采用蝸桿在下式，這時(shí)，在嚙合處能得到良好的潤滑和冷卻條件。但蝸桿圓周速度大于4m/s時(shí)，為避免攪油太甚、發(fā)熱過多，最好采用蝸桿在上式。 4）齒輪-蝸桿減速器它有齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)和蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí)兩種布置形式。前者結(jié)構(gòu)較緊湊，后者效率較高。通過比較，我們選定圓柱齒輪減速器。1.2 減速器結(jié)構(gòu)近年來，減速器的結(jié)構(gòu)有些新的變化。為了和沿用已久、國內(nèi)目前還在普遍使用的減速器有所區(qū)別，這里分列了兩節(jié)，并稱之為傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu)和新型減速器結(jié)構(gòu)。1）傳統(tǒng)型減速器結(jié)構(gòu) 絕大多數(shù)減速器的箱體是用中等強(qiáng)度的鑄鐵鑄成，重型減速器用高強(qiáng)度鑄鐵或鑄鋼。少量生產(chǎn)時(shí)也可以用焊接箱體。鑄造或焊接箱體都應(yīng)進(jìn)行時(shí)效或退火處理。大量生產(chǎn)小型減速器時(shí)有可能采用板材沖壓箱體。減速器箱體的外形目前比較傾向于形狀簡單和表面平整。箱體應(yīng)具有足夠的剛度，以免受載后變形過大而影響傳動(dòng)質(zhì)量。箱體通常由箱座和箱蓋兩部分所組成，其剖分面則通過傳動(dòng)的軸線。為了卸蓋容易，在剖分面處的一個(gè)凸緣上攻有螺紋孔，以便擰進(jìn)螺釘時(shí)能將蓋頂起來。聯(lián)接箱座和箱蓋的螺栓應(yīng)合理布置，并注意留出扳手空間。在軸承附近的螺栓宜稍大些并盡量靠近軸承。為保證箱座和箱蓋位置的準(zhǔn)確性，在剖分面的凸緣上應(yīng)設(shè)有23個(gè)圓錐定位銷。在箱蓋上備有為觀察傳動(dòng)嚙合情況用的視孔、為排出箱內(nèi)熱空氣用的通氣孔和為提取箱蓋用的起重吊鉤。在箱座上則常設(shè)有為提取整個(gè)減速器用的起重吊鉤和為觀察或測(cè)量油面高度用的油面指示器或測(cè)油孔。關(guān)于箱體的壁厚、肋厚、凸緣厚、螺栓尺寸等均可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，見有關(guān)圖冊(cè)。關(guān)于視孔、通氣孔和通氣器、起重吊鉤、油面指示Oe等均可從有關(guān)的設(shè)計(jì)手冊(cè)和圖冊(cè)中查出。在減速器中廣泛采用滾動(dòng)軸承。只有在載荷很大、工作條件繁重和轉(zhuǎn)速很高的減速器才采用滑動(dòng)軸承。2）新型減速器結(jié)構(gòu) 下面列舉兩種聯(lián)體式減速器的新型結(jié)構(gòu)，圖中未將電動(dòng)機(jī)部分畫出。1）齒輪蝸桿二級(jí)減速器；2）圓柱齒輪圓錐齒輪圓柱齒輪三級(jí)減速器。這些減速器都具有以下結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 在箱體上不沿齒輪或蝸輪軸線開設(shè)剖分面。為了便于傳動(dòng)零件的安裝，在適當(dāng)部位有較大的開孔。 在輸入軸和輸出軸端不采用傳統(tǒng)的法蘭式端蓋，而改用機(jī)械密封圈；在盲孔端則裝有沖壓薄壁端蓋。 輸出軸的尺寸加大了，鍵槽的開法和傳統(tǒng)的規(guī)定不同，甚至跨越了軸肩，有利于充分發(fā)揮輪轂的作用。 和傳統(tǒng)的減速器相比，新型減速器結(jié)構(gòu)上的改進(jìn)，既可簡化結(jié)構(gòu)，減少零件數(shù)目，同時(shí)又改善了制造工藝性。但設(shè)計(jì)時(shí)要注意裝配的工藝性，要提高某些裝配零件的制造精度。1.3減速器潤滑 圓周速度u12m/s一15ms的齒輪減速器廣泛采用油池潤滑，自然冷卻。為了減少齒輪運(yùn)動(dòng)的阻力和油的溫升，浸入油中的齒輪深度以12個(gè)齒高為宜。速度高的還應(yīng)該淺些，建議在07倍齒高左右，但至少為10mm。速度低的(05ms一08ms)也允許浸入深些，可達(dá)到16的齒輪半徑；更低速時(shí)，甚至可到13的齒輪半徑。潤滑圓錐齒輪傳動(dòng)時(shí)，齒輪浸入油中的深度應(yīng)達(dá)到輪齒的整個(gè)寬度。對(duì)于油面有波動(dòng)的減速器(如船用減速器)，浸入宜深些。在多級(jí)減速器中應(yīng)盡量使各級(jí)傳動(dòng)浸入油中深度近予相等。如果發(fā)生低速級(jí)齒輪浸油太深的情況，則為了降低其探度可以采取下列措施：將高速級(jí)齒輪采用惰輪蘸油潤滑；或?qū)p速器箱蓋和箱座的剖分面做成傾斜的，從而使高速級(jí)和低速級(jí)傳動(dòng)的浸油深度大致相等。 減速器油池的容積平均可按1kW約需035L一07L潤滑油計(jì)算(大值用于粘度較高的油)，同時(shí)應(yīng)保持齒輪頂圓距離箱底不低于30mm一50mm左右，以免太淺時(shí)激起沉降在箱底的油泥。減速器的工作平衡溫度超過90時(shí)，需采用循環(huán)油潤滑，或其他冷卻措施，如油池潤滑加風(fēng)扇，油池內(nèi)裝冷卻盤管等。循環(huán)潤滑的油量一般不少于05L/kW。圓周速度u12m/s的齒輪減速器不宜采用油池潤滑，因?yàn)椋?)由齒輪帶上的油會(huì)被離心力甩出去而送不到嚙合處；2)由于攪油會(huì)使減速器的溫升增加；3)會(huì)攪起箱底油泥，從而加速齒輪和軸承的磨損；4)加速潤滑油的氧化和降低潤滑性能等等。這時(shí)，最好采用噴油潤滑。潤滑油從自備油泵或中心供油站送來，借助管子上的噴嘴將油噴人輪齒嚙合區(qū)。速度高時(shí)，對(duì)著嚙出區(qū)噴油有利于迅速帶出熱量，降低嚙合區(qū)溫度，提高抗點(diǎn)蝕能力。速度u20心s的齒輪傳動(dòng)常在油管上開一排直徑為4mm的噴油孔，速度更高時(shí)財(cái)應(yīng)開多排噴油孔。噴油孔的位置還應(yīng)注意沿齒輪寬度均勻分布。噴油潤滑也常用于速度并不很高而工作條件相當(dāng)繁重的重型減速器中和需要用大量潤滑油進(jìn)行冷卻的減速器中。噴油潤滑需要專門的管路裝置、油的過濾和冷卻裝置以及油量調(diào)節(jié)裝置等，所以費(fèi)用較貴。此外，還應(yīng)注意，箱座上的排油孔宜開大些，以便熱油迅速排出。 蝸桿圓周速度在10m/s以下的蝸桿減速器可以采用油池潤滑。當(dāng)蝸桿在下時(shí)，油面高度應(yīng)低于蝸桿螺紋的根部，并且不應(yīng)超過蝸桿軸上滾動(dòng)軸承的最低滾珠(柱)的中心，以免增加功率損失。但如滿足了后一條件而蝸桿未能浸入油中時(shí)，則可在蝸桿軸上裝一甩油環(huán)，將油甩到蝸輪上以進(jìn)行潤滑。當(dāng)蝸桿在上時(shí)，則蝸輪浸入油中的深度也以超過齒高不多為限。蝸桿圓周速度在10ms以上的減速器應(yīng)采用噴油潤滑。噴油方向應(yīng)順著蝸桿轉(zhuǎn)入嚙合區(qū)的方向，但有時(shí)為了加速熱的散失，油也可從蝸桿兩側(cè)送人嚙合區(qū)。齒輪減速器和蝸輪減速器的潤滑油粘度可分別參考表選取。若工作溫度低于0，則使用時(shí)需先將油加熱到0以上。蝸桿上置的，粘度應(yīng)適當(dāng)增大。14 設(shè)計(jì)的目的（綜合訓(xùn)練）通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)和其它有關(guān)選修的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)去分析和解決機(jī)械設(shè)計(jì)問題，并使所學(xué)知識(shí)得到進(jìn)一步地鞏固、深化和發(fā)展。學(xué)習(xí)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法。通過設(shè)計(jì)培養(yǎng)正確的設(shè)計(jì)思想和分析問題、解決問題的能力。進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)基本技能的訓(xùn)練，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范15 已知條件1 F=2600kN; V= 1.1m/s; 卷筒直徑D= 220mm. 2 工作機(jī)轉(zhuǎn)矩：300N.m，不計(jì)工作機(jī)效率損失。3 工作情況：兩班制，連續(xù)單向運(yùn)行，載荷較平穩(wěn)。4 使用期：8年，每年按360天計(jì)。5 檢修間隔期：四年一次大修，二年一次中修，半年一次小修。6 工作環(huán)境：室內(nèi)常溫，灰塵較大。2 減速器結(jié)構(gòu)分析2.1 分析傳動(dòng)系統(tǒng)的工作情況2.11 傳動(dòng)系統(tǒng)的作用：作用：介于機(jī)械中原動(dòng)機(jī)與工作機(jī)之間，主要將原動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力傳給工作機(jī)，在此起減速作用，并協(xié)調(diào)二者的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩。2.12 傳動(dòng)方案的特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、效率高、容易制造、使用壽命長、維護(hù)方便。由于電動(dòng)機(jī)、減速器與滾筒并列，導(dǎo)致橫向尺寸較大，機(jī)器不緊湊。但齒輪的位置不對(duì)稱，高速級(jí)齒輪布置在遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入端，可使軸在轉(zhuǎn)矩作用下產(chǎn)生的扭轉(zhuǎn)變形和軸在彎矩作用下產(chǎn)生的彎曲變形部分地抵消，以減緩沿齒寬載荷分布有均勻的現(xiàn)象。2.13 電機(jī)和工作機(jī)的安裝位置：電機(jī)安裝在遠(yuǎn)離高速軸齒輪的一端；工作機(jī)安裝在遠(yuǎn)離低速軸齒輪的一端。圖一:(傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖)初步確定傳動(dòng)系統(tǒng)總體方案如:傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)圖所示。3 傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)3.1 選擇電動(dòng)機(jī)3.11 選擇電動(dòng)機(jī)系列 按工作要求及工作條件，選用三相異步電動(dòng)機(jī)，封閉式扇式結(jié)構(gòu)，即：電壓為380V Y系列的三相交流電源電動(dòng)機(jī)。3.12 選電動(dòng)機(jī)功率3.121 傳動(dòng)滾筒所需有效功率Pw=Fv/1000=2600*1.1/1000=2.86kw 3.122 所需電機(jī)功率Pr=Pw/=2.86/0.895=3.5kw 額定功率：Pd=4kw3.13 總效率：由3P19表3-1查得1（聯(lián)軸器）=0.99，2（滾動(dòng)軸承）=0.99，3（齒輪傳動(dòng)）=0.97，4（聯(lián)軸器）=0.99。 =3.14 計(jì)算電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩： 由已知條件得工作機(jī)Tw=300及i、得： 電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： 3.15 計(jì)算電機(jī)的轉(zhuǎn)速：3.151 傳動(dòng)滾筒轉(zhuǎn)速Nw=60*v/(*D)=60*1.1*1000/（220*）=95.54r/min 電機(jī)轉(zhuǎn)速： r/min3.152 選擇符合類型的電動(dòng)機(jī)選Y112M4，結(jié)構(gòu)緊湊。由文獻(xiàn)【2】表129選取電動(dòng)機(jī)的外形及安裝尺寸D32，中心高度H112，軸伸長E80。3.16 計(jì)算總傳動(dòng)比及各級(jí)傳動(dòng)比和效率：3.161 總傳動(dòng)比3.162 各級(jí)傳動(dòng)比：第一級(jí)傳動(dòng)比：; 第二級(jí)傳動(dòng)比：3.163 各級(jí)效率： 第一級(jí)效率： 第二級(jí)效率： 4 計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速功率和轉(zhuǎn)矩4.1 轉(zhuǎn)速軸I： 軸II： 軸III： 4.2 輸出功率軸I： 軸II： 軸III： 4.3 輸出轉(zhuǎn)矩軸I： 軸II： 軸III ：軸名 參數(shù)軸出功率P（KN）轉(zhuǎn)速(r/min)輸出轉(zhuǎn)矩T（N.M）i軸I3.92041440264.4260951軸II3.765325110.6333.4050941軸III3.57995359.785 齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)5.1選材 根據(jù)文獻(xiàn)【1】表6-1知 選小齒輪：40Cr，調(diào)質(zhì)處理 選大齒輪：45鋼，調(diào)質(zhì)處理 5.11 計(jì)算齒輪的許用應(yīng)力 5.111 計(jì)算許用接觸應(yīng)力由圖6-8，得小齒輪和大齒輪的接觸疲勞極限分別為 =590MPa，=550MPa由圖6-6得：=1，=1.08， =1齒面接觸應(yīng)力：=/ =1590/1=590 =/=1.08550/1=594取小值：5.112 計(jì)算許用彎曲應(yīng)力由圖6-9c，查得=440 ，=420 由圖6-7，查得：Y=1,Y=1，S=1. 4齒輪彎曲許用應(yīng)力為：5.2 高速軸5.21 選參數(shù)：小齒輪齒數(shù)Z1=20大齒輪齒數(shù)Z2=20*4.426=89螺旋角=5.22 按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：由教材查得載荷系數(shù)k=1.2 取d=32.75mm5.23 主要尺寸計(jì)算5.231 模數(shù)5.232 中心距a：5.233 計(jì)算實(shí)際螺旋角5.234 分度圓直徑5.235 齒頂圓直徑5.236 齒根圓直徑5.237 齒寬5.3 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核： 由1P236齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式9-31得： 其中：、由1P226表9-6根據(jù)對(duì)斜齒輪傳動(dòng)，載荷較平穩(wěn)，故?。篕=1.2、因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)轉(zhuǎn)矩為，所以、齒寬： 齒輪1：；齒輪2：=45mm、模數(shù)：、齒數(shù)：齒輪3：z=20；齒輪4：z=89由1P225圖9-24查得： ； 根據(jù)齒輪材料為45正火處理查1P227圖9-26（b）得，并把代入由1P227查得的許用彎曲應(yīng)力公式9-23得： 故齒輪1齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠、安全。 故齒輪2齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠、安全。故齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠、安全。5.4 低速軸5.41 初選參數(shù)：小齒輪齒數(shù)Z1=25大齒輪齒數(shù)Z2=25*3.406=86螺旋角=5.42 按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：由教材查得載荷系數(shù)k=1.1彈性系數(shù) 取d1=72.154mm5.43 主要尺寸計(jì)算(1) 模數(shù) (2) 中心距a：5.5 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核： 由1P236齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核公式9-31得： 其中：、由1P226表9-6根據(jù)對(duì)斜齒輪傳動(dòng)，載荷較平穩(wěn)，故取：K=1.2、因?yàn)楣ぷ鳈C(jī)轉(zhuǎn)矩為，所以、齒寬： 齒輪3：；齒輪4：=77mm、模數(shù)：、齒數(shù)：齒輪3：z=25；齒輪4：z=86由1P225圖9-24查得： ； 根據(jù)齒輪材料為45正火處理查1P227圖9-26（b）得，并把代入由1P227查得的許用彎曲應(yīng)力公式9-23得： 故齒輪3齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠、安全。 故齒輪3齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠、安全。故齒輪齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠、安全。6 高速軸的設(shè)計(jì)6.1 選 材C=1026.2 初估直徑 軸上有單個(gè)鍵槽，軸徑應(yīng)增加3 所以14.22（13）14.26 圓整取d=256.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)【1】得初估軸得尺寸如下： 1=25mm d2=28mm d3=30mm d4=35mm d5=51mm d6=30mmL1=68mm L2=45mm L3=32mm L4=88mm L5=51mm L6=34mm6.4 高速軸軸承 根據(jù)文獻(xiàn)【2】表6-1可得軸承的型號(hào)為：6206。其中軸承參數(shù)為： D62mm；B16mm；Cr19.5KN；Cor11.5KN7 中間軸的設(shè)計(jì)7.1 選材，C=1027.2 初估直徑 圓整d=307.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由文獻(xiàn)【1】得初估軸得尺寸如下：d 1=35mm d2=40mm d3=50mm d4=40mm d5=35mm L1=40mm L2=51mm L3=10mm L4=81mm L5=40mm 8 中間軸軸承根據(jù)文獻(xiàn)【2】表6-1可得軸承的型號(hào)為：6207。其中軸承參數(shù)為：D72mm；B17mm；Cr25.5KN；Cor15.2KN9 低速軸的設(shè)計(jì)與強(qiáng)度校核9.1 選材C=1029.2 初估直徑 圓整取d=459.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)由文獻(xiàn)【1】得初估軸得尺寸如下： 9.4 低速軸的軸承根據(jù)文獻(xiàn)【2】表6-1可得軸承的型號(hào)為：6210。其中軸承參數(shù)為：D90mm；B20mm；Cr35KN；Cor23.2KN10 低速軸的強(qiáng)度校核10.1 齒輪的力分析計(jì)算 III軸：圓周力Ft =徑向力Fr =軸向力 10.2 各力方向判斷如下圖10.3 支座反力分析（1）定跨距測(cè)得：=116；（2）水平反力：（3）垂直反力：10.4 當(dāng)量彎矩（1）水平彎矩： （2）垂直面彎距：（3）合成彎矩： 當(dāng)轉(zhuǎn)矩T=359780N；取得：當(dāng)量彎矩： 10.5 校核強(qiáng)度：按扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度。由軸的結(jié)構(gòu)簡圖及當(dāng)量彎矩圖可知截面C處當(dāng)量彎矩最大，是軸的危險(xiǎn)截面。進(jìn)行校核時(shí)，只校核軸上承受最大當(dāng)量彎矩的截面的強(qiáng)度，則由1P339得軸的強(qiáng)度校核公式。其中： 因?yàn)檩S的直徑為d=40mm的實(shí)心圓軸，故取 因?yàn)檩S的材料為45鋼、調(diào)質(zhì)處 理查1P251取軸的許用彎曲應(yīng)力為：=60Mpa 10.6 結(jié)論： 故軸強(qiáng)度足夠、安全。軸的載荷分析圖如下圖：11 滾動(dòng)軸承、根據(jù)軸承型號(hào)6210查4P383表8-23取軸承基本額定動(dòng)載荷為：C=35000N；基本額定靜載荷為：因?yàn)椋?根據(jù)的值查1P298表10-10,利用差值法求得e=0.184 、由1P298表10-10查得X=0.56 ; Y=2.362根據(jù)軸承受中等沖擊查1P298表10-9取軸承載荷系數(shù)為: 、由1P298表10-10查得X=1; Y=0 根據(jù)軸承受中等沖擊查1P298表10-9取軸承載荷系數(shù)為: 、因?yàn)槭乔蜉S承，取軸承壽命指數(shù)為：，由1P297軸承壽命公式10-2a得：= 故軸承使用壽命足夠、合格。12 鍵聯(lián)接的選擇與計(jì)算12.1 電動(dòng)機(jī)小帶輪端的鍵 電動(dòng)機(jī)DE=42110mm,E=110mm ，鍵為 128 GB1096-90 即圓頭普通平鍵（A型），鍵的參數(shù)為：b=12mm;h=8mm; l=100mm 鍵校核鍵的接觸長度；則鍵聯(lián)接所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為：120MP；強(qiáng)度符合要求12.2 高速軸大帶輪端的鍵高速軸帶輪端尺寸：2568；鍵為87 GB1096-90 即圓頭普通平鍵（A型），鍵的參數(shù)為：b=8mm;h=7mm;l=56mm鍵校核 鍵的接觸長度；則鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為： 120MP；強(qiáng)度符合要求12.3 中間軸的鍵 軸的尺寸為：4051；鍵為： 149 GB1096-90 即圓頭普通平鍵（A型），鍵的參數(shù)為：b=14mm;h=9mm;l=56mm，鍵校核 鍵的接觸長度；則鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為： 120MP；強(qiáng)度符合要求小齒輪處軸的尺寸為：4081；鍵為：149 GB1096-90 即圓頭普通平鍵（A型），鍵的參數(shù)為:b=14mm;h=9mm;l=90mm，鍵校核鍵的接觸長度；則鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為：；強(qiáng)度符合要求12.4 低速軸鍵 大齒輪處軸的尺寸為：5676；鍵為： 2012 GB1096-90 即圓頭普通平鍵（A型），鍵的參數(shù)為：b=20mm；h=12mm；l=85mm(1)鍵的校核 鍵的接觸長度為：；則鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為：得120MP；強(qiáng)度符合要求聯(lián)軸器處的軸的尺寸為：40112；鍵為：149 GB1096-90 單圓頭普通平鍵（C型），鍵的參數(shù)為：b=14mm；h=9mm；L=130mm(2)鍵的校核鍵的接觸長度為：;則鍵聯(lián)接所能傳遞的扭矩為：120MP；強(qiáng)度符合要求13 箱體的主要尺寸計(jì)算箱體、箱蓋材料均采用TT150鑄造而成（1） 箱體壁厚二級(jí)?。?） 箱蓋壁厚?。?） 箱蓋凸緣厚度 （4） 箱座凸緣厚度 （5） 箱座凸緣厚度 （6） 地腳螺釘直徑 （7） 地腳螺釘數(shù)目 n=4（8） 軸承旁連螺栓直徑 （9） 蓋與座連接螺栓直徑 （10） 連螺栓的間距 （11） 軸承端蓋螺釘直徑 （12） 視孔蓋螺釘直徑 （13） 定位銷直徑 （14） 至外箱壁距離 至凸緣邊緣距離 （15） 軸承旁凸臺(tái)半徑 （16） 凸臺(tái)高度h： 根據(jù)低速級(jí)軸承座外徑確定（17） 外箱壁至軸承座端面距離 10）（18） 鑄造過渡尺寸X，Y X=4,Y=20（19） 大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離 （20） 齒輪端面與內(nèi)箱壁距離 （21） 箱蓋、箱座助厚： 取 ?。?2） 軸承端座外徑 ： (23) 軸承旁連接螺栓距離 ：14 基于PROE軟件的設(shè)計(jì)說明本世紀(jì)的一個(gè)重大變革是全球市場(chǎng)的統(tǒng)一，它使市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)更加激烈，產(chǎn)品更新更快，但是有限的資源加上消費(fèi)者對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品的需求日益增加，使你合很難保持市場(chǎng)分額。在這種背景下，CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))/CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)/CAE（計(jì)算機(jī)輔助測(cè)量）技術(shù)得到迅速普及和極大發(fā)展。海灣戰(zhàn)爭(zhēng)結(jié)束當(dāng)年，美國評(píng)出的最具影響的十大技術(shù)中，CAD/CAM/CAE技術(shù)便榜上有名。在為數(shù)眾多的CAD/CAM/CAE軟件中， 主流軟件包種類繁多，PRO/E，UG，CIMATRON，MDT，IDEAS，MASTERCAM都是個(gè)中極品，但PRO/E工業(yè)解決方案地位顯赫，它是美國PTC公司的拳頭產(chǎn)品，技術(shù)領(lǐng)先，在機(jī)械、電子、航空、航天、郵電、兵工、紡織等各行各業(yè)都有應(yīng)用，是CAD/CAM/CAE領(lǐng)域少有的頂尖“人物”。 一般PRO/E有六大主模塊。PRO/ENGINEER軟件包的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境在支持并行工作，它通過一系列完全相關(guān)的模塊表述產(chǎn)品的外形、裝配及其他功能。PRO/E能夠讓多個(gè)部門同時(shí)致力于單一的產(chǎn)品模型。包括對(duì)大型項(xiàng)目的裝配體管理、功能仿真、制造、數(shù)據(jù)管理等。一、工業(yè)設(shè)計(jì)(CAID)模塊 工業(yè)設(shè)計(jì)模塊主要用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行幾何設(shè)計(jì)，以前，在零件未制造出時(shí)，是無法觀看零件形狀的，只能通過二維平面圖進(jìn)行想象。現(xiàn)在，用3DS可以生成實(shí)體模型，但用3DS生成的模型在工程實(shí)際中是“中看不中用”。用PRO/E生成的實(shí)體建模，不僅中看，而且相當(dāng)管用。事實(shí)上，PRO/E后階段的各個(gè)工作數(shù)據(jù)的產(chǎn)生都要依賴于實(shí)體建模所生成的數(shù)據(jù)。 包括： PRO/3DPAINT(3D建模)、 PRO/ANIMATE(動(dòng)畫模擬)、 PRO/DESIGNER(概念設(shè)計(jì))、PRO/NETWORKANIMATOR(網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫合成)、PRO/PERSPECTA-SKETCH（圖片轉(zhuǎn)三維模型）、PRO/PHOTORENDER(圖片渲染)幾個(gè)子模塊。 二、機(jī)械設(shè)計(jì)(CAD)模塊 機(jī)械設(shè)計(jì)模塊是一個(gè)高效的三維機(jī)械設(shè)計(jì)工具，它可繪制任意復(fù)雜形狀的零件。在實(shí)際中存在大量形狀不規(guī)則的物體表面，如圖1中的摩托車輪轱，這些稱為自由曲面。隨著人們生活水平的提高，對(duì)曲面產(chǎn)品的需求將會(huì)大大增加。用 PRO/E生成曲面僅需2步3步*作。PRO/E生成曲面的方法有：拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃掠、網(wǎng)格、點(diǎn)陣等。由于生成曲面的方法較多，因此PRO/E可以迅速建立任何復(fù)雜曲面。 它既能作為高性能系統(tǒng)獨(dú)立使用，又能與其它實(shí)體建模模塊結(jié)合起來使用，它支持GB、ANSI、ISO和JIS等標(biāo)準(zhǔn)。包括：PRO/ASSEMBLY（實(shí)體裝配）、PRO/CABLING（電路設(shè)計(jì)）、PRO/PIPING（彎管鋪設(shè)）、PRO/REPORT（應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形顯示）、PRO/SCAN-TOOLS（物理模型數(shù)字化）、PRO/SURFACE（曲面設(shè)計(jì)）、PRO/WELDING（焊接設(shè)計(jì)） 三、 功能仿真(CAE)模塊 功能仿真(CAE)模塊主要進(jìn)行有限元分析。機(jī)械零件的內(nèi)部變化情況是難以知曉的。有限元仿真使我們有了一雙慧眼，能“看到”零件內(nèi)部的受力狀態(tài)。利用該功能，在滿足零件受力要求的基礎(chǔ)上，便可充分優(yōu)化零件的設(shè)計(jì)。著名的可口可樂公司，利用有限元仿真，分析其飲料瓶，結(jié)果使瓶體質(zhì)量減輕了近20，而其功能絲毫不受影響，僅此一項(xiàng)就取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益。 包括：PRO/FEMPOST（有限元分析）、PRO/MECHANICA CUSTOMLOADS（自定義載荷輸入）、PRO/MECHANICA EQUATIONS（第三方仿真程序連接）、PRO/MECHANICA MOTION（指定環(huán)境下的裝配體運(yùn)動(dòng)分析）、PRO/MECHANICA THERMAL（熱分析）、PRO/MECHANICA TIRE MODEL（車輪動(dòng)力仿真）、PRO/MECHANICA VIBRATION（震動(dòng)分析）、PRO/MESH （有限元網(wǎng)格劃分）。四、 制造(CAM)模塊 在機(jī)械行業(yè)中用到的 CAM制造模塊中的功能是NC Machining(數(shù)控加工)。說到數(shù)控功能，就不能不提八十年代著名的“東芝事件”。當(dāng)時(shí)，蘇聯(lián)從日本東芝公司引進(jìn)了一套五座標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控軟件CAMMAX，加工出高精度、低噪聲的潛艇推進(jìn)器，從而使西方的反潛系統(tǒng)完全失效，損失慘重。東芝公司因違反“巴統(tǒng)”協(xié)議，擅自出口高技術(shù)，受到了嚴(yán)厲的制裁。在這一事件中出盡風(fēng)頭的CAMMAX軟件就是一種數(shù)控模塊。 PRO/ES的數(shù)控模塊包括：PRO/CASTING（鑄造模具設(shè)計(jì)）、PRO/MFG（電加工）、PRO/MOLDESIGN（塑料模具設(shè)計(jì)）、PRO/NC-CHECK（NC仿真）、PRO/NCPOST（CNC程序生成）、PRO/SHEETMETAL（鈑金設(shè)計(jì)）。五、 數(shù)據(jù)管理(PDM)模塊 PRO/E的數(shù)據(jù)管理模塊就像一位保健醫(yī)生，它在計(jì)算機(jī)上對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行測(cè)試仿真，找出造成產(chǎn)品各種故障的原因，幫助你對(duì)癥下藥，排除產(chǎn)品故障，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。它就像PRO/E家庭的一個(gè)大管家，將觸角伸到每一個(gè)任務(wù)模塊。并自動(dòng)跟蹤你創(chuàng)建的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括你存貯在模型文件或庫中零件的數(shù)據(jù)。這個(gè)管家通過一定的機(jī)制，保證了所有數(shù)據(jù)的安全及存取方便。 它包括：PRO/PDM（數(shù)據(jù)管理）、PRO/REVIEW（模型圖紙?jiān)u估）。 六、 數(shù)據(jù)交換(Geometry Translator)模塊 在實(shí)際中還存在一些別的CAD系統(tǒng)，如UG、EUCLID、CIMATRTON、MDT等，由于它們門戶有別，所以自己的數(shù)據(jù)都難以被對(duì)方所識(shí)別。但在實(shí)際工作中，往往需要接受別的CAD數(shù)據(jù)。這時(shí)幾何數(shù)據(jù)交換模塊就會(huì)發(fā)揮作用。 PRO/E中幾何數(shù)據(jù)交換模塊有好幾個(gè)，如：PRO/CAT（PRO/E和CATIA的數(shù)據(jù)交換）、PRO/CDT（二維工程圖接口）、PRO/DATA FOR PDGS（PRO/E和福特汽車設(shè)計(jì)軟件的接口）、PRO/DEVELOP（PRO/E軟件開發(fā)）、PRO/DRAW（二維數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)輸入）、PRO/INTERFACE（工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式擴(kuò)充）、PRO/INTERFACE FOR STEP（STEP/ISO10303數(shù)據(jù)和PRO/E交換）、PRO/LEGACY（線架/曲面維護(hù)）、PRO/LIBRARYACCESS（PRO/E模型數(shù)據(jù)庫進(jìn)入）、PRO/POLT（HPGL/POSTSCRIPTA數(shù)據(jù)輸出）結(jié) 論這次關(guān)于帶式運(yùn)輸機(jī)上的兩級(jí)展開式圓柱斜齒輪減速器的設(shè)計(jì)是我們真正理論聯(lián)系實(shí)際、深入了解設(shè)計(jì)概念和設(shè)計(jì)過程的實(shí)踐考驗(yàn)，對(duì)于提高我們機(jī)械設(shè)計(jì)的綜合素質(zhì)大有用處。通過三個(gè)星期的設(shè)計(jì)實(shí)踐，使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)有了更多的了解和認(rèn)識(shí).為我們以后的工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ).1、機(jī)械設(shè)計(jì)是機(jī)械工業(yè)的基礎(chǔ),是一門綜合性相當(dāng)強(qiáng)的技術(shù)畢業(yè)，它融機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、公差與配合、PROE實(shí)用軟件、機(jī)械工程材料、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)等于一體。2、 這次的設(shè)計(jì),對(duì)