機(jī)械設(shè)計(jì)課設(shè)二級(jí)齒輪蝸桿減速器設(shè)計(jì)

1、課 程 設(shè) 計(jì)設(shè)計(jì)題目： 二級(jí)齒輪蝸桿減速器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 李繼鑫 學(xué) 號(hào)： 20100581 專(zhuān)業(yè)班級(jí)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)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(hào)20100581成 績(jī)指 導(dǎo) 老 師 評(píng) 語(yǔ)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(cuò)誤較少錯(cuò)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(wú)錯(cuò)誤非原則性錯(cuò)誤較少非原則性錯(cuò)誤較多存在原則性錯(cuò)誤原則性錯(cuò)誤較多6.說(shuō)明書(shū)：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

2、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(méi)有原則性錯(cuò)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(cuò)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(jiàn)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(guò)程中回答問(wèn)題正確，敘述清晰8.答辯：答辯過(guò)程中回答問(wèn)題正確，敘述較清晰答辯過(guò)程中回答問(wèn)題基本正確，敘述較清晰答辯過(guò)程中不能正確回答問(wèn)題，敘述不清晰9.其他：指導(dǎo)老師簽

3、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(dòng)比的分配52.2高速級(jí)斜齒輪副參數(shù)的確定52.3低速級(jí)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(gè)齒輪蝸桿減速器，其傳動(dòng)比為i=63。設(shè)計(jì)題目在畫(huà)冊(cè)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(guò)本階段的設(shè)計(jì)訓(xùn)練，鞏固通過(guò)課程學(xué)習(xí)到的知識(shí)，提高動(dòng)手實(shí)踐能力，達(dá)到使同學(xué)們?cè)诰C合運(yùn)用

4、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(dòng)比的分配 我們住的設(shè)計(jì)題目為設(shè)計(jì)一個(gè)齒輪蝸桿減速器，傳動(dòng)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(jí)用斜齒輪傳動(dòng)，低速級(jí)用渦輪蝸桿傳動(dòng)。由于渦輪蝸桿機(jī)構(gòu)可以得到很大的傳動(dòng)比，比交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)緊湊。所以斜齒輪與渦輪蝸桿的傳動(dòng)比分配定為i1=3、i2=21。2.2高速級(jí)斜齒輪副參數(shù)的確定2.2.1中心距的確定 由畫(huà)冊(cè)可知高速級(jí)的齒輪副的中心距為a=100mm。2.2.2壓力角的選擇

5、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(dòng)的彎曲強(qiáng)度及接觸強(qiáng)度。我國(guó)對(duì)一般用途的齒輪傳動(dòng)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(dòng)的中心距不變，增加齒數(shù)，除能增加重合度、改善傳動(dòng)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(dòng)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(guò)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(dòng)一般轉(zhuǎn)速較高，為了提高傳動(dòng)的平穩(wěn)性，

6、減小沖擊振動(dòng)，以齒數(shù)多一些為最好，小齒輪的齒數(shù)可取為2040。開(kāi)式（半開(kāi)式）齒輪傳動(dòng)，由于輪齒主要為磨損失效，為使輪齒不至過(guò)小，故小齒輪不宜用過(guò)多的齒數(shù)，一般可卻1720。為使輪齒免于根切，對(duì)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(gè)相嚙合的齒對(duì)磨損均勻，傳動(dòng)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(dòng)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(guò)窄；但增大齒寬又會(huì)使齒面上的載荷分布更趨于不均

7、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(duì)于標(biāo)準(zhǔn)圓柱齒輪減速器，齒寬系數(shù)為所以對(duì)于圓柱齒輪傳動(dòng)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(duì)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

8、入上式計(jì)算螺旋角可得：故螺旋角=18o11，42，。綜上可知高速級(jí)斜齒輪副的參數(shù)為：名 稱(chēng)代 號(hào)計(jì)算關(guān)系式小齒輪大齒輪中心距aa=(d1+d2)/2100.00傳動(dòng)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(jí)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(huà)冊(cè)可知低速級(jí)的齒輪副的中心

9、距為a=200mm。2.3.2壓力角的選擇 和齒輪傳動(dòng)一樣，蝸桿傳動(dòng)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(dòng)中，為了保證蝸桿與配對(duì)渦輪的正確嚙合，常用與蝸桿具有同樣尺寸的渦輪滾刀來(lái)加工與其配對(duì)的渦輪。這樣，只要有一種尺寸的蝸桿，就得有一種對(duì)應(yīng)的渦輪滾刀。對(duì)于同一模數(shù)，可以有很多種

10、不同直徑的蝸桿，因而對(duì)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(duì)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(dòng)比和效率來(lái)選定。單頭蝸桿傳動(dòng)的傳動(dòng)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(guò)多，又會(huì)給加工帶來(lái)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(dòng)比來(lái)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(dòng)

11、的平穩(wěn)性，而在z230時(shí)，則可始終保持有兩對(duì)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(dòng)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(dòng)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?dòng)比誤差在3%5%之間，所以符合要求。 端蓋圖

12、展示：鍵的零件圖： 二維工程圖：3、 心得體會(huì)機(jī)械cad課程設(shè)計(jì)是考驗(yàn)對(duì)機(jī)械cad課程的掌握程度及對(duì)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(guò)密切地團(tuán)隊(duì)協(xié)作來(lái)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(gè)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(gè)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(guò)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(dòng)不算較大，這時(shí)我們才發(fā)現(xiàn)，

13、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(gè)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(lèi)的主要關(guān)聯(lián)尺寸，以防在繪圖過(guò)程中需要更改尺寸而使之前的工作作廢。而對(duì)于如圓角半徑之類(lèi)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(gè)零件的具體正確結(jié)構(gòu)，明確零件的每類(lèi)零件的準(zhǔn)確結(jié)構(gòu)、尺寸大小及個(gè)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(guò)多而影響進(jìn)度。三維零件實(shí)體造型過(guò)程中兩個(gè)人雖不在一個(gè)寢室，但暫時(shí)交換了位置，一邊畫(huà)一邊相互提醒、

14、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(duì)機(jī)械cad這門(mén)課的掌握及對(duì)solidworks軟件的掌握程度。所以這就要求我們?cè)谶M(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(shū)館借來(lái)相關(guān)書(shū)籍，了解相關(guān)的操作方法，但是在應(yīng)用之中卻問(wèn)題頻出。這充分說(shuō)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(shuō)量變導(dǎo)致質(zhì)變，但那需要時(shí)間啊！希望在我們這個(gè)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(gè)人能力，但在繪圖過(guò)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(huì)的問(wèn)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(lài)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(duì)solidworks軟件的掌握，我們平時(shí)還應(yīng)學(xué)會(huì)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(duì)各個(gè)軟件的特性的了解。最后就是編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，根據(jù)之前的減速