基于solidworks的減速器的三維設(shè)計及其仿真(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 1 5 . 2 2 79 . 5 5 1 0 9 . 5 5 1 0 1 . 1 3 1 04 4 3 . 0 8IIIIIIPT N m mn? ? ? ? ? ? ?，總的工作時間：5 3 0 0 1 6 2 5 % 6 0 0 0hth? ? ? ? ?。 （ 4） 由 ［ 11］ p140 表 63 得使用系數(shù) ： ? ；由 1 /100 ? ， 查 ［ 11］ p141 圖613 得 ? ； 由 ［ 22］ p69 表 818 取 由 1d?? 及 由 ［ 22］ p72 圖 87 得 ? ? ；初取15?? ，則端面重合度 ?? ，12111 . 8 8 3 . 2 ( ) c o s 1 . 6 3zz?????? ? ? ?????，縱向重合度1ta n / 1. 88dz?? ? ? ???，總重合度 3. 51? ? ?? ? ?? ? ? ， 故 查 ［ 22］ p72 表 822 得 ? ? ；載荷系數(shù) 3 .0 6AVK K K K K????。 （ 5 ） 按 齒 面 接 觸 疲 勞 強 度 設(shè) 計 ， 小 齒 輪 的 應(yīng) 力 循 環(huán) 次 數(shù)1HN： 畢業(yè)設(shè)計（論文） 報告紙 9 11 860 60 44 3. 08 60 00 1 1. 60 10H e I I hN N n t ?? ? ? ? ? ? ? ?； 大齒輪的應(yīng)力循環(huán)次數(shù)2HN：1274 .8 8 1 0HH NN ?? ? ?； 根據(jù) ［ 22］ p71 圖 85 得到 壽命系數(shù) NZ ， 根據(jù) ［ 22］ p70 圖 84 取 接觸疲勞極限 limH? ， ［ 22］ p71 表 820 取 安全系數(shù) limHS ，通過公式計算分別得到齒輪 齒輪2 的許用接觸應(yīng)力： ? ?111lim1lim690HNHHZ M P aS?? ??， ? ? 222lim2lim675HNHHZ M P aS?? ??； 由 ［ 22］ p69表 819 得 彈性系數(shù) MPa? ； 由 ［ 22］ p119 圖 92 得 節(jié)點區(qū)域系數(shù) ? ；重合度系數(shù) 1 8Z?????；螺旋角系數(shù) cos 8Z ? ???；由公式得小齒輪的分 度圓直徑? ? 2131 22 1 ( ) 6 2 . 5 2EHdHZ Z Z ZKT ud m mu ???????；圓周速度 11 1 .4 5 /6 0 1 0 0 0dnv m s???? ，無需修正。 （ 6 ） 初 估 中 心 距 10 (1 ) 1 3 3 .4 82dua m m???， 圓 整 后 取 146a mm? ；模數(shù)122 c o s 3n am m mzz???? ，查表得標(biāo)準(zhǔn)值 3nm? ；實際螺旋角 12()a r c c o s 1 5 . 0 42nm z za? ???， 由此可 以 確 定 大小 齒 輪的 分 度圓 直 徑 11 6 8 .3 5c o snmzd m m???， 22 2 2 3 .6 8c o snmzd m m???；由1 d mm??? 得兩齒輪齒寬分別為 1274 , 69b mm b mm??。 （ 7）齒根疲勞進(jìn)行校核， 由 ［ 22］ p74 圖 811 查得 壽命系數(shù)121NNYY??， 由 ［ 22］ p84得 彎曲疲勞極限 1lim 220F MPa? ?，2lim 200F MPa? ?，尺寸系數(shù)121XXYY??， ［ 22］ p71 表 820取 取安全系數(shù)12lim lim 1. 2FFSS??，則許用應(yīng)力 ? ?1111l im1l im2 3 6 6 . 6 7FF N XF Y Y M P aS?? ??，? ? 2 222l i m2l i m2 3 3 3 . 3 3FF N XF Y Y M P aS?? ??；當(dāng)量齒數(shù)1 13 2 4 .4co svzz ???，2 23 7 9 .9 4co svzz ???； 根據(jù)［ 22］ p73 圖 88 取 齒形系數(shù)1 ?，2 ?；［ 22］ p73 圖 89 取 應(yīng)力修正系數(shù)1 ?，2 ?；則重合度系數(shù) / ???? ? ?；螺旋角系數(shù) 1 / 1 2 0 0 .8 7Y????? ? ?； 畢業(yè)設(shè)計（論文） 報告紙 10 齒根彎曲疲勞應(yīng)力 ? ?111 1 1212 1 3 3 . 8 6aaF F S FnKT Y Y Y Y M P ab d m ????? ? ?， ? ?22211121 2 8 . 2 3aaaaFSF F FFSYY M P aYY? ? ?? ? ?，彎曲疲勞強度足夠。 表 齒輪參數(shù)表 高速級齒輪 小齒輪 大齒輪 模數(shù) 壓力角 20 螺旋角 齒數(shù) 22 72 分度圓 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 中心距 122 齒寬 62 57 低速級齒輪 小齒輪 大齒輪 模數(shù) 3 壓力角 20 螺旋角 齒數(shù) 22 72 分度圓 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 中心距 146 齒寬 74 69 畢業(yè)設(shè)計（論文） 報告紙 11 圓柱齒輪上的作用力的計算 高速級齒輪傳動的作用力：小齒輪左旋，大齒輪右旋；齒輪 1 上的作用力如下：圓周力1 112 1 2 6 4 .4t TFNd?? ，其方向與力作用點圓周速度方向相反；徑向力11ta n 4 7 7 .8c o s nrtF F N????，方向為由力的作用點指向輪 1 的轉(zhuǎn)動中心；軸向力11 ta n 35 3. 03atF F N???，方向可用左手法則確定，用左手握住輪 1 的軸線，并使四指的方向順著輪的轉(zhuǎn)動方向，此時拇指的方向即為該力方向；法向力11 1397c o s c o stnnFFN????；從動齒輪 2 的作用力與主動輪 1 上相應(yīng)的力大小相等，方向相反。 低速級齒輪傳動的作用力：為使齒輪 3 的軸向力與齒輪 2 的軸向力相抵消，則小齒輪右旋，大齒輪左旋；齒輪 3 上的作用力如下：圓周力3 232 3 3 0 6 .5t TFNd?? ，其方向與力作用點圓周速度方向相反；徑向力33ta n 1 2 4 6 .2c o s nrtF F N????，方向為由力的作用點指向輪 3 的轉(zhuǎn)動中心；軸向力33ta n 8 8 8 .4atF F N???，方向可用右手法則確定，用右手握住輪 1 的軸線，并使四指的方向順著輪的轉(zhuǎn)動方向，此時拇指的方向即為該力方向；法向力33 3 6 4 3 .5c o s c o stnnFFN????；從動齒輪 4 的作用力與主動輪 3 上相應(yīng)的力大小相等，方向相反。 軸設(shè)計以及各軸上鍵 ,軸承的選擇與校核 高速軸 及鍵 、 軸承 的設(shè)計及校核 （ 1） 軸的材料選擇為 45 鋼，調(diào)質(zhì)。 （ 2） 初算軸徑： 查 ［ 22］ p126 表 98 得 106 ~ 118A? ，考慮軸端不承受轉(zhuǎn)矩，只承受少量的彎矩，故取 115A? ，此時有 33 5 . 4 4 51 1 5 1 7 . 9 21440Pd A m mn? ? ? ?，截面上有一鍵槽，故 d值增大 5%， mm? ,故取 min 20d mm? 。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 報告紙 12 軸的結(jié)構(gòu)構(gòu)想圖 : 圖 高速軸 ? 軸段 1 上安裝聯(lián)軸器 ,此段設(shè)計應(yīng)與聯(lián)軸器的選擇同步 ,為補償聯(lián)軸器所連接的兩周的安裝誤差 ,隔離振動 ,選用彈性柱銷聯(lián)軸器。查 ［ 22］ p94 表 837 得 ? ，則計算轉(zhuǎn)矩1 54150cAT K T N m m? ? ?，查 ［ 22］ p94 表 838 得 / 50 14 20 03GB T ? 中的 1LX 型聯(lián)軸器滿足要求：公稱轉(zhuǎn)矩為 250Nm? ，許用轉(zhuǎn)速為 8500 / minr ，軸孔范圍 1224mm。又因 d，故取聯(lián)軸器轂孔直徑為 20mm，軸孔長度 52mm， Y 型軸孔， A 型鍵，則相應(yīng)的軸段 1 的直徑 1 20d mm? ，其長度略小于轂孔長度，取 1 50L mm? 。 ? 2 25d mm? ，考慮輪齒有軸向力的存在，選用角接觸球軸承。軸段 3 上安裝軸承，其直徑應(yīng)符合軸承內(nèi)徑系列。暫取軸承位 7207C， 查 ［ 22］ p198 表 119 得 軸承內(nèi) 徑 d=35mm，外徑 D=72mm，寬度 B=17mm，定位軸肩 42ad mm? ，外徑定位直徑 65aD mm? ，對軸的力作用點與外圈大端面的距離 3 mm? ，故 3 35d mm? 。軸承采用脂潤滑，需要擋油環(huán)阻止箱體內(nèi)潤滑油濺入軸承座，軸承內(nèi)端面距箱體內(nèi)壁的距離取為 20mm，則 3 mm? ，右端采用擋油環(huán)進(jìn)行定位及固定。 通常一根軸上采用兩個軸承型號相同的軸承，故 7 35d mm? ，7 50L mm? 。 ? 軸段 5 上安裝齒輪，該軸上承載的轉(zhuǎn)矩較大，故將該軸設(shè)計為齒輪軸，因此15 d mm??， 5162L b mm?? 。 ? 軸段 4 和軸段 6，該兩段的軸徑可取略大于軸承定位軸肩的直徑，則 4638d d mm?? ，齒輪右端面距離箱體內(nèi)壁距離為 15mm， 6 15L mm? ， 4 80L mm? 。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 報告紙 13 ? 軸段 2 的長度不僅與軸上的零件有關(guān)，還與軸承座寬度及軸承端蓋等零件有關(guān)，2 38L mm? 。 ? 軸上的力作用點的間距為 1 mm? ， 2 mm? ， 3 mm? 。 ? 軸段 1 與聯(lián)軸器采用 A 型普通平鍵， 查 ［ 22］ p86 表 831 得它們的 型號 為6 45 / 10 96 19 90GB T??。 ? 軸受力如下，水平面上， 11 1 31232 dF F lR H Nll???? ， 2 1 1 293 .9rR H F R H N? ? ?；垂直面上， 131 23 3 8 1 .7tFlR V Nll???， 2 1 1 V F R V N? ? ?，軸承 1 的總的支撐反力為221 1 1 42 R H R V N? ? ?， 222 2 2 9 3 0 .3R R H R V N? ?。 ? 在齒輪處為截面 aa，水平，剖面右側(cè)： 23 2 2 5 2 5 .4aM H R H l N m m? ? ? ?，剖面左側(cè)：11 1 2 4 4 5 . 72a a a dM H M H F N m m?? ? ? ?；垂直面上， 12 V R V l N m m? ? ? ? ?；合成彎矩，左側(cè)， 22 6 8 9 2 2 .9a a aM M H M V N m m? ? ? ?，右側(cè)， 22 7 1 4 3 4 .3a a aM M H M V N m m? ?? ? ? ?。 畢業(yè)設(shè)計（論文） 報告紙 14 圖 軸受力分析及彎矩圖 ? 校 核 軸 的 強 度 ， 左 側(cè) 22( ) 6 8 9 2 3eaM M T N m m?? ? ? ?，右側(cè)22( ) 7 2 0 9 6eaM M T N m m???? ? ? ?；35 2 .8 90 .1 ee M M P ad? ??，35 3 .0 20 .1 eeM M P ad? ?? ??，因為? ? ? ?116 0 , 6 0eebbM P a M P a? ? ? ???? ? ? ? ?，故軸的強度滿足要求。 ? 校核鍵的聯(lián)接強度，鍵的擠壓應(yīng)力 114 2 6 .7p T M Pad hl? ?? ， 查 ［ 22］ p89 表 833 得? ? 125 ~ 150P M Pa? ? ， ? ?P P??? ，強度滿足要求。 ? 校核軸承壽命， 查［ 22］ p198 表 119 得 7207C 的 0305 00 , 200 00C N C N??， 7207C軸承內(nèi)部軸向力計算公式，則 軸承 2 的內(nèi)部軸向力分別為 169 .48S R N?? ， 372 .12S R N?? ；外部軸向力 1 353 .03aA F N?? , 21S A S?? ，則有 22 372 .12aF S N?? ，12 7 2 5 .1 5aF S A N? ? ? ，得出當(dāng)量動載荷 1 ? ， 2 ? ，校核壽命 ，軸承在 100C 畢業(yè)設(shè)計（論文） 報告紙 15 以下工作， 查 ［ 22］ p89 表 834 得 1Tf ? ，對于減速器， ［ 22］ p89 表 835 得 載荷系數(shù) ? ，軸承 1 的壽命 6 31110 ( ) 8 3 3 3 4 .960 ThPfCLhn f P??， 6000hhL t h? ?? ， hhLL?? ， 故軸承壽命足夠。 圖 軸承受力分析圖 中間軸及鍵、軸承的設(shè)計及校核 （ 1） 軸的材料選擇為 45 鋼，調(diào)質(zhì)。 （ 2） 初算軸徑：查［ 22］ p126 表 98 得 1