機(jī)械設(shè)計(jì)課設(shè)-二級齒輪蝸桿減速器設(shè)計(jì).doc

課 程 設(shè) 計(jì)設(shè)計(jì)題目： 二級齒輪蝸桿減速器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 李繼鑫 學(xué) 號： 20100581 專業(yè)班級：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化10-06班指導(dǎo)老師： 黃康 董迎暉 2013年06月13日姓 名李繼鑫學(xué) 號20100581成 績指 導(dǎo) 老 師 評 語1.工作態(tài)度：認(rèn)真較認(rèn)真不認(rèn)真2.工作量：飽滿合格基本合格未完成3.設(shè)計(jì)計(jì)算：正確錯誤較少錯誤較多4.圖面表達(dá)：規(guī)范教規(guī)范不規(guī)范5. 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：基本無錯誤非原則性錯誤較少非原則性錯誤較多存在原則性錯誤原則性錯誤較多6.說明書：條理清晰、論述充分、文字通順、圖表規(guī)范、符合設(shè)計(jì)報(bào)告文本格式要求條理清晰、論述正確、文字通順、圖表較為規(guī)范、符合設(shè)計(jì)報(bào)告文本格式要求條理基本清晰、論述基本正確、文字通順、圖表基本規(guī)范、符合設(shè)計(jì)報(bào)告文本格式要求設(shè)計(jì)報(bào)告條理不夠清晰、論述不夠充分但沒有原則性錯誤、文字基本通順、圖表不夠規(guī)范、基本符合設(shè)計(jì)報(bào)告文本格式要求設(shè)計(jì)報(bào)告條理不夠清晰、論述不充分、存在原則性錯誤7.工作與團(tuán)隊(duì)合作：獨(dú)立工作能力強(qiáng)、有獨(dú)到見解、有良好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神有一定的獨(dú)立工作能力，并具有較好的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神獨(dú)立工作能力較差，有一定的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神獨(dú)立工作能力差，不能與其他同學(xué)合作答辯過程中回答問題正確，敘述清晰8.答辯：答辯過程中回答問題正確，敘述較清晰答辯過程中回答問題基本正確，敘述較清晰答辯過程中不能正確回答問題，敘述不清晰9.其他：指導(dǎo)老師簽名：黃康 董迎暉2013年月 日目 錄1、 設(shè)計(jì)題目41.1設(shè)計(jì)題目4 1.2設(shè)計(jì)目的及意義4二、確定尺寸42.1傳動比的分配52.2高速級斜齒輪副參數(shù)的確定52.3低速級渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定82.2零件實(shí)體造型53.3二維工程圖的生成6三、設(shè)計(jì)心得7四、溫柔建議8五、參考文獻(xiàn)81、 設(shè)計(jì)題目1.1設(shè)計(jì)題目 我們組的設(shè)計(jì)題目為：要求設(shè)計(jì)一個齒輪蝸桿減速器，其傳動比為i=63。設(shè)計(jì)題目在畫冊的p50。1.2設(shè)計(jì)目的及意義 工程師訓(xùn)練3的三維設(shè)計(jì)部分延續(xù)機(jī)械cad課程 “理論教學(xué)”環(huán)節(jié)，進(jìn)行“實(shí)踐訓(xùn)練”環(huán)節(jié)。通過本階段的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，鞏固通過課程學(xué)習(xí)到的知識，提高動手實(shí)踐能力，達(dá)到使同學(xué)們在綜合運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)尤其是進(jìn)行較為復(fù)雜的裝配圖和零件圖的繪制、一般的三維實(shí)體造型及進(jìn)行三維裝配、圖形仿真方面的能力得到提高，進(jìn)一步提高二維圖形繪制能力。2、 確定尺寸2.1傳動比的分配 我們住的設(shè)計(jì)題目為設(shè)計(jì)一個齒輪蝸桿減速器，傳動比為i=63。因?yàn)闇u輪蝸桿機(jī)構(gòu)是線接觸，故承載能力比斜齒輪的承載能力大得多。所以高速級用斜齒輪傳動，低速級用渦輪蝸桿傳動。由于渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)可以得到很大的傳動比，比交錯軸斜齒輪機(jī)構(gòu)緊湊。所以斜齒輪與渦輪蝸桿的傳動比分配定為i1=3、i2=21。2.2高速級斜齒輪副參數(shù)的確定2.2.1中心距的確定 由畫冊可知高速級的齒輪副的中心距為a=100mm。2.2.2壓力角的選擇 由機(jī)械原理可知，增大壓力角，輪齒的齒厚及節(jié)點(diǎn)處的齒廓曲率半徑亦皆隨之增加，有利于提高齒輪傳動的彎曲強(qiáng)度及接觸強(qiáng)度。我國對一般用途的齒輪傳動規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)壓力角為=20o。故本設(shè)計(jì)的壓力角選為=20o。2.2.3齒數(shù)的選擇 若保持齒輪傳動的中心距不變，增加齒數(shù)，除能增加重合度、改善傳動的平穩(wěn)性外，還可以減小模數(shù)，降低齒高，因而減少金屬切削量，節(jié)省制造費(fèi)用。另外，降低齒高還還能降低滑動速度，以減少磨損及膠合的危險(xiǎn)性。但模數(shù)小了，齒厚隨之減薄，則要降低輪齒的彎曲強(qiáng)度。不過在一定的模數(shù)范圍之內(nèi)，尤其是當(dāng)承載能力主要取決于齒面接觸強(qiáng)度時(shí)，一齒數(shù)多一些為最好。 閉式齒輪傳動一般轉(zhuǎn)速較高，為了提高傳動的平穩(wěn)性，減小沖擊振動，以齒數(shù)多一些為最好，小齒輪的齒數(shù)可取為2040。開式（半開式）齒輪傳動，由于輪齒主要為磨損失效，為使輪齒不至過小，故小齒輪不宜用過多的齒數(shù)，一般可卻1720。為使輪齒免于根切，對于壓力角為20o的標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪，齒數(shù)應(yīng)為z17。小齒輪齒數(shù)確定后，按齒數(shù)比可以確定大齒輪的齒數(shù)。為了使各個相嚙合的齒對磨損均勻，傳動平穩(wěn)，大齒輪與小齒輪的齒數(shù)一般應(yīng)為互質(zhì)數(shù)。 由以上分析得，在本設(shè)計(jì)中小斜齒輪的齒數(shù)選為z1=19，由傳動比可知大斜齒輪的齒數(shù)為z2=57。2.2.4齒寬系數(shù)的選擇 有齒輪的強(qiáng)度計(jì)算公式可知，輪齒越寬，承載能力也越高，因?yàn)檩嘄X不宜過窄；但增大齒寬又會使齒面上的載荷分布更趨于不均勻，故齒寬系數(shù)應(yīng)選的適當(dāng)。圓柱齒輪齒寬系數(shù)d有一系列的推薦值，可以查表得到。對于標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪減速器，齒寬系數(shù)為所以對于圓柱齒輪傳動a的值規(guī)定為0.2，0.25，0.30，0.40，0.50，0.60，0.80，1.0，1.2。運(yùn)用設(shè)計(jì)公式時(shí)，對于標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪，可先選定a后再用公式計(jì)算出相應(yīng)的d值。在本設(shè)計(jì)中，選用a=0.50，因?yàn)閡=3，所以由計(jì)算公式可以得到齒寬系數(shù)為d=1.0。2.2.5確定模數(shù) 初選螺旋角=14o，因?yàn)橐堰x定中心距a=100mm，小齒輪的齒數(shù)z1=19，大齒輪的齒數(shù)z2=57。所以由中心距與模數(shù)、齒數(shù)、螺旋角的關(guān)系公式：可得到：將模數(shù)取標(biāo)準(zhǔn)值為mn=2.5。再將模數(shù)mn帶入上式計(jì)算螺旋角可得：故螺旋角=18o11，42，。綜上可知高速級斜齒輪副的參數(shù)為：名 稱代 號計(jì)算關(guān)系式小齒輪大齒輪中心距aa=(d1+d2)/2100.00傳動比ii=z2/z13.00蝸桿分度圓直徑d1d1=m*q16.00渦輪分度圓直徑d2d2=m*z2328.00蝸桿齒頂圓直徑da1da1=d1+2m24.00蝸桿齒根圓直徑df1df1=d1-2.4m55.12渦輪齒頂圓直徑da2da2=d2+2m332.00渦輪齒根圓直徑df2df2=d2-2.4m318.40渦輪齒寬bb=0.7*da148 2.3低速級渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)參數(shù)的確定2.3.1中心距的確定 由畫冊可知低速級的齒輪副的中心距為a=200mm。2.3.2壓力角的選擇 和齒輪傳動一樣，蝸桿傳動的幾何尺寸也以模數(shù)為主要參數(shù)。渦輪和蝸桿嚙合時(shí)，在中間平面上，蝸桿的軸面模數(shù)、壓力角應(yīng)與渦輪的端面模數(shù)、壓力角相等。za蝸桿的軸向壓力角a為標(biāo)準(zhǔn)值（20o），其余三種（zn、zi、zk）蝸桿的法向壓力角n為標(biāo)準(zhǔn)值（20o），蝸桿軸向壓力角與法向壓力角的關(guān)系為式中為導(dǎo)程角。本設(shè)計(jì)中軸向壓力角取標(biāo)準(zhǔn)值即a=20o。2.3.3蝸桿的分度圓直徑d1的選擇 在蝸桿傳動中，為了保證蝸桿與配對渦輪的正確嚙合，常用與蝸桿具有同樣尺寸的渦輪滾刀來加工與其配對的渦輪。這樣，只要有一種尺寸的蝸桿，就得有一種對應(yīng)的渦輪滾刀。對于同一模數(shù)，可以有很多種不同直徑的蝸桿，因而對每一模數(shù)就要配備很多渦輪滾刀。顯然這樣很不經(jīng)濟(jì)。為了限制渦輪滾刀的數(shù)目及便于滾刀的標(biāo)準(zhǔn)化，就對每一標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)規(guī)定了一定數(shù)量的蝸桿分度圓直徑d1。 在本設(shè)計(jì)中取蝸桿分度圓直徑d1=71mm。2.3.4蝸桿頭數(shù)z1與渦輪齒數(shù)z2的選擇蝸桿頭數(shù)z1可根據(jù)要求的傳動比和效率來選定。單頭蝸桿傳動的傳動比可以較大，但效率較低，如果要提高效率，應(yīng)增加蝸桿的頭數(shù)，但蝸桿頭數(shù)過多，又會給加工帶來困難。所以，通常蝸桿頭數(shù)取為1、2、4、6。渦輪齒數(shù)z2主要根據(jù)傳動比來確定。應(yīng)注意：為了避免用渦輪滾刀切制渦輪時(shí)產(chǎn)生根切與干涉，理論上應(yīng)使z2min17。但當(dāng)z226時(shí)，嚙合區(qū)要顯著減小，將影響傳動的平穩(wěn)性，而在z230時(shí)，則可始終保持有兩對以上的齒嚙合，所以通常規(guī)定z2大于28。在本設(shè)計(jì)中取蝸桿頭數(shù)為z1=4。由傳動比i=21的z2=84。2.3.5確定模數(shù) 由于中心距、蝸桿分度圓直徑d1、渦輪齒數(shù)z2已經(jīng)確定，可以根據(jù)蝸桿傳動的標(biāo)準(zhǔn)中心距、蝸桿分度圓直徑d1、渦輪齒數(shù)z2與模數(shù)的關(guān)系： 其中q為蝸桿的直徑系數(shù)，其計(jì)算公式為：將中心距、蝸桿分度圓直徑d1、渦輪齒數(shù)z2的值帶入可得：將模數(shù)m取標(biāo)準(zhǔn)值即m=4。再用得到的模數(shù)及中心距、蝸桿分度圓直徑d1帶入公式可以得到渦輪齒數(shù)z2為：取整的z2=82。由蝸桿頭數(shù)為z1=4可以得到：。因?yàn)椋嚎芍獋鲃颖日`差在3%5%之間，所以符合要求。 端蓋圖展示：鍵的零件圖： 二維工程圖：3、 心得體會機(jī)械cad課程設(shè)計(jì)是考驗(yàn)對機(jī)械cad課程的掌握程度及對solidworks軟件的熟悉程度，它同時(shí)還體現(xiàn)了上學(xué)期進(jìn)行的機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)方法和步驟，更具有挑戰(zhàn)性的是，它還要求我們要通過密切地團(tuán)隊(duì)協(xié)作來完成一些尺寸上的吻合，體現(xiàn)了我們的團(tuán)隊(duì)合作精神。我們小組的設(shè)計(jì)思想是在參考圖紙的基礎(chǔ)之上，確定各個軸、齒輪的直徑尺寸，然后在之前課設(shè)的基礎(chǔ)上粗略的確定箱體的大體尺寸，然后三維造型各個零部件，主要的零部件裝配查看干涉與否，然后再進(jìn)行細(xì)節(jié)末端零件的設(shè)計(jì)，最后完成總裝。然而在造型過程中，我們發(fā)現(xiàn)初定的尺寸并不理想，便進(jìn)行了修改，而且改動不算較大，這時(shí)我們才發(fā)現(xiàn)，先前的大部分時(shí)間用于確定尺寸是值得的。所以，在做這個課程設(shè)計(jì)時(shí)，拿到圖紙后，不能急于繪制三維實(shí)體圖，應(yīng)仔細(xì)計(jì)算考慮，確定主要尺寸，特別是如中心距之類的主要關(guān)聯(lián)尺寸，以防在繪圖過程中需要更改尺寸而使之前的工作作廢。而對于如圓角半徑之類的獨(dú)立尺寸，可以在繪制零件實(shí)體圖再進(jìn)行確定，但確定之后應(yīng)向搭檔陳述，加強(qiáng)相互之間的溝通，以使得繪制的圖形協(xié)調(diào)美觀。同時(shí)，在這一階段，我們應(yīng)認(rèn)真查看圖紙，弄清每一個零件的具體正確結(jié)構(gòu)，明確零件的每類零件的準(zhǔn)確結(jié)構(gòu)、尺寸大小及個數(shù)，做到心中有數(shù)，進(jìn)行三維零件造型時(shí)就不需考慮過多而影響進(jìn)度。三維零件實(shí)體造型過程中兩個人雖不在一個寢室，但暫時(shí)交換了位置，一邊畫一邊相互提醒、相互改正，效率高，正確性好，所以提前與別人完成造型工作。三維零件實(shí)體造型，主要考驗(yàn)的是我們對機(jī)械cad這門課的掌握及對solidworks軟件的掌握程度。所以這就要求我們在進(jìn)行課程設(shè)計(jì)之前，應(yīng)先熟悉solidworks軟件的操作。我們特地的從圖書館借來相關(guān)書籍，了解相關(guān)的操作方法，但是在應(yīng)用之中卻問題頻出。這充分說明了理論之與實(shí)踐的差距是明顯的，所以，我們的一些其他課程應(yīng)該多把精力放在實(shí)踐與理論的結(jié)合上，不要一味的求量，雖說量變導(dǎo)致質(zhì)變，但那需要時(shí)間啊！希望在我們這個卓越培養(yǎng)計(jì)劃中慢工出細(xì)活的思想要重視，否則，事倍功半，效果堪憂！三維圖零件的繪制需要的是我們的個人能力，但在繪圖過程中，我們也可以與題目相似的其他組同學(xué)進(jìn)行討論，以解決一些自己不會的問題，同時(shí)也可以了解到一些自己所未了解的繪圖、操作方式，以提高繪圖效率?？紤]到這一階段的工作就很依賴之前的分組工作，所以應(yīng)進(jìn)行合理的分組，這樣才能更加高效的完成裝配工作。二維工程圖繪制階段。繪制二維工程圖需要的不僅僅是對solidworks軟件的掌握，我們平時(shí)還應(yīng)學(xué)會autocad軟件的基本操作。各種格式之間的轉(zhuǎn)化方便了設(shè)計(jì)者的出圖工作，也加深了我對各個軟件的特性的了解。最后就是編寫設(shè)計(jì)說明書，根據(jù)之前的減速