機械傳動系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計與分析綜合實驗實驗報告

1、.機械傳動系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計與綜合分析實驗開課實驗室：材料樓408 2012 年 5月 21 日指導教師成績1. 實驗目的1). 掌握運用RomaxDesigner進行機械傳動系統(tǒng)數(shù)字化設(shè)計與性能仿真分析的基本方法和步驟。2). 掌握機械傳動系統(tǒng)零部件強度、剛度和疲勞壽命分析的基本方法。了解齒輪和軸的結(jié)構(gòu)以及軸承選型對機械傳動系統(tǒng)性能的影響。3). 了解機械傳動系統(tǒng)傳統(tǒng)設(shè)計方法與現(xiàn)代設(shè)計方法的特點以及箱體的剛度對機械傳動性能的影響。2. 實驗內(nèi)容及建模步驟內(nèi)容：設(shè)計熱處理車間零件清洗用設(shè)備。該傳送設(shè)備的動力由電動機經(jīng)減速裝置后傳至輸送帶。每日兩班制工作，工作期限為8年。已知條件：輸送帶帶輪直徑d=

2、300mm，輸送帶運行速度v=0.63m/s，輸送帶軸所需轉(zhuǎn)矩T=700Nm1。針對該實際工程問題，確定減速裝裝置為展開式二級圓柱齒輪減速器。運用傳統(tǒng)齒輪減速器設(shè)計計算方法，確定齒輪減速器中齒輪的參數(shù)、階梯軸的結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)及軸承型號，在RomaxDesigner軟件中建立二級圓柱齒輪減速器的數(shù)字化模型，并進行性能仿真分析。建模步驟：1) 新建一個模型，在組建菜單中選擇添加新裝配或組件，選擇齒輪箱裝配；在齒輪箱類型中選擇空齒輪箱，如圖17-1所示：圖17-1 空齒輪箱裝配圖2) 首先在組件菜單中添加低速級概念齒輪對，低速級概念齒輪對齒輪參數(shù)和界面如圖17-2所示：圖17-2 高速級概念齒輪對定義

3、界面及齒輪參數(shù)然后添加低速級概念齒輪對，其界面和參數(shù)如圖17-3所示： 圖17-3 低速級概念齒輪對定義界面及齒輪參數(shù)3）在組件菜單中定義軸裝配，首先運用如圖17-4所示的軸結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)生成高速級階梯軸。圖17-4 高速軸結(jié)構(gòu)參數(shù)表在高速軸上添加高速級概念齒輪對的小齒輪和角接觸球軸承7208B，添加軸承的界面如圖17-5所示：圖17-5 軸承添加界面在高速軸最小直徑處添加功率載荷，生成高速軸裝配如圖17-6所示： 圖17-6 高速軸裝配圖 其次，運用如圖17-7所示的中間軸結(jié)構(gòu)參數(shù)生成中間軸。圖17-7 中間軸結(jié)構(gòu)參數(shù)表 在中間軸上添加高速級大齒輪和低速級小齒輪，并添加角接觸球軸承7210B，

4、生成如圖17-8所示的中間軸裝配。圖17-8 中間軸裝配圖最后，運用圖17-9所示的低速軸結(jié)構(gòu)尺寸生成低速軸。圖17-9 低速軸結(jié)構(gòu)參數(shù)表在低速軸上添加低速級大齒輪、角接觸球軸承7212B和功率載荷，生成低速軸裝配如圖17-10所示： 圖17-10 低速軸裝配圖4）把高速軸在空齒輪箱原點進行定位，中間軸和低速軸在空齒輪箱中的定位參數(shù)分別如圖17-11和圖17-12所示，完全定位后生成的齒輪箱模型如圖17-13所示。 圖17-11 中間軸定位界面及參數(shù)表 圖17-12 低速軸定位界面及參數(shù)表圖17-13 齒輪箱模型圖5）定義工況，工作時間46720小時，潤滑油溫度控制在70以下，電動機輸入功率4

5、000W，滿載轉(zhuǎn)速1440rpm，工況定義界面如圖17-14所示。經(jīng)過以上步驟，則完成了齒輪箱模型。 圖17-14 工況定義界面3. 實驗結(jié)果及分析輸出軸受力：輸入軸受力：中間軸受力：載荷分布：軸承壽命：4. 思考題討論1)、實驗可分為三個步驟：概念設(shè)計分析，詳細設(shè)計和系統(tǒng)分析。. 概念設(shè)計 定義概念齒輪對，建立參數(shù)化軸模型，在軸上添加概念齒輪對和剛度軸承，并對各軸在齒輪箱中的位置進行定位。. 詳細設(shè)計 對剛度軸承和概念齒輪對進行細化設(shè)計，選擇合適的軸承型號，通過定義齒輪的精度等級、材料和輪齒的表面粗糙度等把概念齒輪對轉(zhuǎn)化成細節(jié)齒輪對。. 定義功率載荷，添加各種不同的工況，進行系統(tǒng)仿真分析。2)、軸的變形會使軸承發(fā)生錯位甚至無法安裝，也會是齒輪的嚙合不好，重合度降低，齒向載荷分布不均勻，從而影響軸的強度。3)、可以縮短齒輪設(shè)計的時間，降低設(shè)計人員的工作量和強度，是設(shè)計更方便快捷；同時由于可以隨時更改數(shù)據(jù)和進行相關(guān)數(shù)字分析，是設(shè)計出來的齒輪更加完美；有利于實現(xiàn)數(shù)字化和遠程化操控。4)、箱