基于SolidWorks的雙級三軸
基于SolidWorks的雙級三軸,基于,solidworks,雙級三軸
河南科技學院2009屆畢業(yè)論文(設(shè)計)論文題目:基于SolidWorks的雙極三軸圓柱齒輪減速器設(shè)計 學生姓名:高鵬飛所在院系:機電學院所在專業(yè):機械設(shè)計制造及其自動化指導(dǎo)老師:杜家熙 卞平艷完成時間:2009年5月19號摘 要圓柱齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著,是一種不可缺少的機械傳動裝置。當前減速器普遍存在著體積大、重量大,或者傳動比大而機械效率過低的問題。功能強大、易學易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點,使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能,同時對每個工程師和設(shè)計者來說,操作簡單方便、易學易用?;赟olidWorks的雙級三軸線圓柱齒輪減速器的設(shè)計就是根據(jù)原始的給定參數(shù),如軸的轉(zhuǎn)速,工作載荷等,設(shè)計計算減速器各個結(jié)構(gòu)的尺寸,繪制出減速器機構(gòu)的各個相關(guān)附件。從而運用實體造型軟件SolidWorks繪制出實體,檢查減速器設(shè)計尺寸的合理性,并進行模擬運動仿真。關(guān)鍵字:減速器,Solidworks,實體造型AbstractCylindrical gear reducer widely exists in large range of different industries, and is an indispensable mechanical transmission device. The problem of current reducer is that size, weight, and the transmission ratio is large while the mechanical efficiency is rather low. Powerful, easy-to-use and technological innovation are the three major characteristics of SolidWorks, the Solid Works become a leading, mainstream 3D CAD solution. SolidWorks can provide different design programs to reduce errors in the design process and improving product quality. SolidWorks not only to provide such a powerful and at the same time engineers and designers for each, the operation is simple and convenient, easy to learn and use. SolidWorks bases on three axes of the two-stage design of cylindrical gear reducer is given in accordance with the original parameters, such as shaft speed, work load and so on, all the structural design and calculation of the size reducer,drawing the annex parts of the cylindrical gear reducer. Thus the solid modeling software is indispensable in inspection of a reasonable size reducer design, and simulation movement.Key words : Cylindrical gear reducer, SolidWorks, simulation movement目 錄1.緒論11.1圓柱齒輪減速器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.2實體造型軟件的選擇31.3本文研究的主要內(nèi)容52.減速器的參數(shù)設(shè)計52.1傳動簡圖說明52.2設(shè)計原始數(shù)據(jù)62.3機構(gòu)傳動比分配及電機的選擇62.4傳動齒輪的尺寸設(shè)計82.4.1高速級齒輪的參數(shù)設(shè)計82.4.2低速級齒輪的尺寸設(shè)計112.4.3各齒輪的結(jié)構(gòu)簡圖132.5聯(lián)軸器的選擇142.5.1 聯(lián)軸器2的選擇142.5.2 聯(lián)軸器4的選擇142.6滾動軸承的選擇142.7軸的尺寸設(shè)計152.7.1軸1的設(shè)計152.7.2軸2的設(shè)計152.7.3軸3的設(shè)計152.7.4各軸的結(jié)構(gòu)簡圖152.8連接鍵的選擇162.8.1連接聯(lián)軸器2和軸1的鍵162.8.2連接軸2和齒輪2的鍵的選擇162.8.3連接軸2和齒輪3的鍵的選擇162.8.4連接軸3和齒輪4的鍵的選擇162.8.5連接聯(lián)軸器4與軸3的鍵的選擇173.構(gòu)件參數(shù)校核173.1校核軸承的使用壽命173.2校核的強度193.3校核鍵的強度214.潤滑與密封215.減速器附件的選擇及結(jié)構(gòu)簡圖225.1:窺視孔及窺視孔蓋225.2:放油孔及放油螺塞M18235.3:油標M16235.4:通氣孔M12245.5:起蓋用螺釘255.6定位銷M10255.7:凸緣式軸承端蓋265.8:減速器裝配過程276.結(jié)束語27致謝27參考文獻28學生姓名高鵬飛班級機制051指導(dǎo)教師杜家熙 卞平艷論文(設(shè)計)題目基于solidworks的雙極三軸圓柱齒輪減速器的設(shè)計目前已完成任務(wù)到目前為止論文已經(jīng)完成任務(wù)(1)軸的尺寸設(shè)計(2)圓柱齒輪的結(jié)構(gòu)設(shè)計及其計算(3)復(fù)雜幾何面的實體配合是否符合任務(wù)書要求進度:是尚需完成的任務(wù)到目前為止論文尚未完成的任務(wù):1 用SolidWorks軟件對減速器完成實體造型2正文中的插圖的繪制。3 論文正文規(guī)范書寫。能否按期完成論文(設(shè)計):根據(jù)目前進度能按期完成論文存在問題和解決辦法存在問題設(shè)計中存在的問題:1資料收集的還不是很完善。2 論文的思路還有待進一步的理順。擬采取的辦法擬采取的辦法:1 及時和指導(dǎo)老師溝通,請教老師。2 查看有關(guān)資料,及時完成和完善論文。指導(dǎo)教師簽 字日期 年 月 日教學院長(系主任)意 見 簽字: 年 月 日河南科技學院本科畢業(yè)論文(設(shè)計)中期進展情況檢查表河南科技學院2009 屆本科畢業(yè)中英文翻譯英文題目:Characteristics of MicroMachining Using Two Dimensional(二維振動切削的微加工特征)學生姓名: 高 鵬 飛所在院(系):機電學院所學專業(yè):機械設(shè)計制造及其自動化導(dǎo)師姓名:杜家熙 卞平艷基于SolidWorks的雙級三軸線圓柱齒輪減速器設(shè)計,指導(dǎo)老師:杜家熙 卞平艷 制作者:高鵬飛,2 減速器的參數(shù)設(shè)計,2.1傳動簡圖說明,1:電動機 2:聯(lián)軸器 3:減速器 4:聯(lián)軸器 5:帶式運輸機 6:開式齒輪 7:鼓輪,2.2傳動齒輪的尺寸設(shè)計,軸2大齒輪:,各齒輪結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示:,軸2小齒輪:,軸3齒輪:,軸1,2軸承:,軸3軸承:,2.4 滾動軸承的選擇,2.3鍵的選擇,各軸實體示意圖 :,軸1:,2.5軸的設(shè)計,軸2,軸3,2.6連接鍵的選擇,3.結(jié)構(gòu)件參數(shù)校核,3.1校核軸承的使用壽命,3.2校核軸的強度,3.3校核鍵的強度,4.潤滑與密封,1:窺視孔及窺視孔蓋,5 減速器附件選擇及結(jié)構(gòu)簡圖,2:放油孔及放油螺塞M18,3:油標M16,4:通氣孔M12,5:起蓋用螺釘,6定位銷M10,7:凸緣式軸承端蓋,8:減速器裝配過程,齒輪軸裝配體:,減速器相關(guān)部件裝配圖:,軸2裝配體:,軸3裝配體:,機座裝配體:,減速器裝配體:,河南科技學院2009屆畢業(yè)論文(設(shè)計)論文題目:基于SolidWorks的雙極三軸線圓柱齒輪減速器設(shè)計 學生姓名:高鵬飛所在院系:機電學院所在專業(yè):機械設(shè)計制造及其自動化指導(dǎo)老師:杜家熙 卞平艷完成時間:2009年5月19號摘 要圓柱齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著,是一種不可缺少的機械傳動裝置。當前減速器普遍存在著體積大、重量大,或者傳動比大而機械效率過低的問題。功能強大、易學易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點,使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能,同時對每個工程師和設(shè)計者來說,操作簡單方便、易學易用?;赟olidWorks的雙級三軸線圓柱齒輪減速器的設(shè)計就是根據(jù)原始的給定參數(shù),如軸的轉(zhuǎn)速,工作載荷等,設(shè)計計算減速器各個結(jié)構(gòu)的尺寸,繪制出減速器機構(gòu)的各個相關(guān)附件。從而運用實體造型軟件SolidWorks繪制出實體,檢查減速器設(shè)計尺寸的合理性,并進行模擬運動仿真。關(guān)鍵字:減速器,Solidworks,實體造型AbstractCylindrical gear reducer widely exists in large range of different industries, and is an indispensable mechanical transmission device. The problem of current reducer is that size, weight, and the transmission ratio is large while the mechanical efficiency is rather low. Powerful, easy-to-use and technological innovation are the three major characteristics of SolidWorks, the Solid Works become a leading, mainstream 3D CAD solution. SolidWorks can provide different design programs to reduce errors in the design process and improving product quality. SolidWorks not only to provide such a powerful and at the same time engineers and designers for each, the operation is simple and convenient, easy to learn and use. SolidWorks bases on three axes of the two-stage design of cylindrical gear reducer is given in accordance with the original parameters, such as shaft speed, work load and so on, all the structural design and calculation of the size reducer,drawing the annex parts of the cylindrical gear reducer. Thus the solid modeling software is indispensable in inspection of a reasonable size reducer design, and simulation movement.Key words : Cylindrical gear reducer, SolidWorks, simulation movement目 錄1 緒論11.1 圓柱齒輪減速器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11.2 實體造型軟件的選擇21.3 本文研究的主要內(nèi)容42 減速器的參數(shù)設(shè)計42.1 傳動簡圖說明42.2 設(shè)計原始數(shù)據(jù)52.3 機構(gòu)傳動比分配及電機的選擇52.6 滾動軸承的選擇112.7 軸的尺寸設(shè)計112.7.1 軸1的設(shè)計112.7.2 軸2的設(shè)計112.7.3 軸3的設(shè)計112.7.4 各軸的結(jié)構(gòu)簡圖112.8 連接鍵的選擇122.8.1 連接聯(lián)軸器2和軸1的鍵122.8.2 連接軸2和齒輪2的鍵的選擇122.8.3 連接軸2和齒輪3的鍵的選擇122.8.4 連接軸3和齒輪4的鍵的選擇122.8.5 連接聯(lián)軸器4與軸3的鍵的選擇123 構(gòu)件參數(shù)校核123.1 校核軸承的使用壽命123.3 校核鍵的強度154 潤滑與密封155 減速器附件的選擇及結(jié)構(gòu)簡圖165.1 窺視孔及窺視孔蓋165.2 放油孔及放油螺塞M18175.3:油標M16175.4 通氣孔M12175.5 起蓋用螺釘185.6 定位銷M10185.7 凸緣式軸承端蓋185.8 減速器裝配過程196 結(jié)束語19致謝20參考文獻211 緒論1.1 圓柱齒輪減速器國內(nèi)外研究現(xiàn)狀50年代初期,減速器制造僅是按得到的樣機及資料仿制,品種少、結(jié)構(gòu)簡單,未形成系列。沈陽變壓器廠在1953年翻譯了蘇聯(lián)圖紙,建立起仿蘇的產(chǎn)品系列并開始試制,并于1956年試制成功仿蘇220kY油浸絕緣電壓減速器,1958年試制成功仿蘇220kY油浸絕緣電流減速器。此,中國已可以制造05kV220kV各種規(guī)格的電流減速器和電壓減速器并形成了系列。958年后開始在仿制產(chǎn)品的基礎(chǔ)上自行設(shè)計。沈陽變壓器廠、華通開關(guān)廠試制成功l0kV環(huán)氧樹脂澆注電流減速器,取代了仿蘇產(chǎn)品。同時對油浸絕緣減速器進行了改型設(shè)計,形成了新的減速器系列。0年代后,沈陽變壓器研究所先后組織了多次全國統(tǒng)一設(shè)計,完成了05kV干式電流、電壓減速器,l0V澆注絕緣電流、電壓減速器,35kV油浸絕 緣電流、電壓減速器,110kV油浸絕緣電流、電壓減速器新系列的設(shè)計、試制,提高了產(chǎn)品的技術(shù)性能,使產(chǎn)品更符合中國國內(nèi)市場的需要。1970年后,我國減速器的整體技術(shù)水平有了更大的提高,品種日益增加。沈陽變壓器廠先后又試制成功330kV和500kV油紙絕緣電流減速器。西安電力電容器廠也試制成功500kV電容式電壓減速器。 各減速器制造廠也不斷對產(chǎn)品進行改進和完善,我國已具有當時國際上減速器行業(yè)最高電壓等級的產(chǎn)品制造能力。 減速器是原動機和工作機之間的獨立的閉式傳動裝置,用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩,以滿足工作需要,在某些場合也用來增速,稱為增速器。選用減速器時應(yīng)根據(jù)工作機的選用條件,技術(shù)參數(shù),動力機的性能,經(jīng)濟性等因素,比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸,傳動效率,承載能力,質(zhì)量,價格等,選擇最適合的減速器。減速器的類別、品種、型式很多,目前已制定為行(國)標的減速器有40余種。減速器的類別是根據(jù)所采用的齒輪齒形、齒廓曲線劃分;減速器的品種是根據(jù)使用的需要而設(shè)計的不同結(jié)構(gòu)的減速器;減速器的型式是在基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上根據(jù)齒面硬度、傳動級數(shù)、出軸型式、裝配型式、安裝型式、聯(lián)接型式等因素而設(shè)計的不同特性的減速器。圓柱齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著,是一種不可缺少的機械傳動裝置。當前減速器普遍存在著體積大、重量大,或者傳動比大而機械效率過低的問題。減速器制造方面,國內(nèi)目前生產(chǎn)廠家數(shù)目眾多,如對各種類型的圓柱齒輪機圓錐圓柱齒輪或者齒輪蝸桿減速機系列產(chǎn)品.在各類專用傳動裝置的開發(fā)機制造方面,國內(nèi)近幾年取得的明顯的進展,如重慶齒輪箱有限責任公司生產(chǎn)的MDH28型磨機邊緣驅(qū)動傳動裝置,其最大功率已達7000KW,傳動轉(zhuǎn)矩達5000KN.m,總重46噸,生產(chǎn)的1700熱連軋主傳動齒輪箱子的最大模數(shù)為30,重量達180噸。由杭州前進齒輪箱有限公司生產(chǎn)的gwc70/76型1.2萬噸及裝箱船用齒輪箱,傳動功率已達6250KW。由南京高精齒輪股份有限公司及重慶齒輪箱有限公司生產(chǎn)的里磨系列齒輪箱最大功率已達3800KW,由西安重型機械研究所、洛陽重重齒輪箱有限公司、荊州巨鯨傳動機械有限公司等開發(fā)制造的重載行星齒輪箱系列產(chǎn)品在礦山、冶金、建材、煤炭及水電等行業(yè)也都得到了廣泛應(yīng)用,其中西安重型機械研究所開發(fā)的水泥行業(yè)輥壓機懸掛系列行星齒輪箱的輸入功率已達1250KW,用于鋁造軋機的行星齒輪箱有司責任公司、杭州前進出論箱有限公司、西安重型機械研究所開發(fā)的風力發(fā)電增速箱系列產(chǎn)品也逐步取代進口產(chǎn)品,廣泛應(yīng)用于國內(nèi)風電行業(yè)。國外的減速器,以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位,特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢,減速器工作可靠性好,使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主,體積和重量問題,也未解決好。最近報導(dǎo),日本住友重工研制的FA型高精度減速器,美國Alan-Newton公司研制的X-Y式減速器,在傳動原理和結(jié)構(gòu)上與本項目類似或相近,都為目前先進的齒輪減速器。當今的減速器是向著大功率、大傳動比、小體積、高機械效率以及使用壽命長的方向發(fā)展。因此,除了不斷改進材料品質(zhì)、提高工藝水平外,還在傳動原理和傳動結(jié)構(gòu)上深入探討和創(chuàng)新,平動齒輪傳動原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動機的連體結(jié)構(gòu),也是大力開拓的形式,并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號的產(chǎn)品。目前,超小型的減速器的研究成果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機器人等領(lǐng)域中,微型發(fā)動機已基本研制成功,美國和荷蘭近期研制的分子發(fā)動機的尺寸在納米級范圍,如能輔以納米級的減速器,則應(yīng)用前景遠大。減速器業(yè)涉及的產(chǎn)品類別包括了各類齒輪減速機、行星齒輪減速機及蝸桿減速機,也包括了各種專用傳動裝置,如增速裝置、條素裝置、以及包括柔性傳動裝置在內(nèi)的各類復(fù)合傳動裝置等,產(chǎn)品服務(wù)領(lǐng)域涉及冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、電力、工程機械及石化等行業(yè)。其作為傳動機械行業(yè)里的一個重要的分支,在機械制造領(lǐng)域中扮演著越來越重要的角色。近幾年,隨著中國產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的迅猛發(fā)展,減速器業(yè)在國內(nèi)也取得了日新月異的進步。1.2 實體造型軟件的選擇功能強大、易學易用和技術(shù)創(chuàng)新是SolidWorks 的三大特點,使得SolidWorks 成為領(lǐng)先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設(shè)計方案、減少設(shè)計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能,同時對每個工程師和設(shè)計者來說,操作簡單方便、易學易用。在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中,設(shè)計過程最簡便、最方便的莫過于SolidWorks了。就像美國著名咨詢公司Daratech所評論的那樣:“在基于Windows平臺的三維CAD軟件中,SolidWorks是最著名的品牌,是市場快速增長的領(lǐng)導(dǎo)者?!痹跓o與倫比的設(shè)計功能和易學易用的操作,使用SolidWorks ,整個產(chǎn)品設(shè)計是可百分之百可編輯的,零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖之間的是全相關(guān)的。強大的繪圖自動化強化性能使得設(shè)計師能夠以前所未有的速度從大型裝配件創(chuàng)造產(chǎn)品級的工程圖。新的輕化制圖工具使得用戶無需加載每一個部件到內(nèi)存就能創(chuàng)建裝配圖。只需拖拽并釋放一個裝配件到工程圖中,用戶就能夠在10秒鐘左右生成包括10,000個組件的裝配件2D圖。許多系統(tǒng)不能創(chuàng)建這樣一個大型裝配視圖。SolidWorks 2005 還使得設(shè)計工程師第一次能夠為零件種類多、數(shù)量龐大和配置復(fù)雜的多個項目生成一個單一的材料清單,這是加速設(shè)計到生產(chǎn)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)。其他重要的新的制圖自動化包括自動序號標注、孔匯總表和修訂跟蹤表。省時、提高生產(chǎn)力這樣的特性使得產(chǎn)品看起來更好,性能更佳,在市場上也更受歡迎。沒有任何其他軟件能夠與SolidWorks的性能相媲美,SolidWorks 能夠比與之競爭的2D產(chǎn)品快10倍地生成工程圖注釋也是吸引2D軟件用戶遷移到3D軟件的一個重要原因。SolidWorks 可以動態(tài)地查看裝配體的所有運動,并且可以對運動的零部件進行動態(tài)的干涉檢查和間隙檢測。用智能零件技術(shù)自動完成重復(fù)設(shè)計。智能零件技術(shù)是一種嶄新的技術(shù),用來完成諸如將一個標準的螺栓裝入螺孔中,而同時按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。鏡像部件是SolidWorks 技術(shù)的巨大突破。鏡像部件能產(chǎn)生基于已有零部件(包括具有派生關(guān)系或與其他零件具有關(guān)聯(lián)關(guān)系的零件)的新的零部件。SolidWorks 用捕捉配合的智能化裝配技術(shù),來加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術(shù)能夠自動地捕捉并定義裝配關(guān)系.olidWorks 提供了生成完整的、車間認可的詳細工程圖的工具。工程圖是全相關(guān)的,當你修改圖紙時,三維模型、各個視圖、裝配體都會自動更新。從三維模型中自動產(chǎn)生工程圖,包括視圖、尺寸和標注。增強了的詳圖操作和剖視圖,包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。使用RapidDraft技術(shù),可以將工程圖與三維零件和裝配體脫離,進行單獨操作,以加快工程圖的操作,但保持與三維零件和裝配體的全相關(guān)。用交替位置顯示視圖能夠方便地顯示零部件的不同的位置,以便了解運動的順序。交替位置顯示視圖是專門為具有運動關(guān)系的裝配體而設(shè)計的獨特的工程圖功能。SolidWorks 提供了無與倫比的、基于特征的實體建模功能。通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁 特征、高級抽殼、特征陣列以及打孔等操作來實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計。通過對特征和草圖的動態(tài)修改,用拖拽的方式實現(xiàn)實時的設(shè)計修改。三維草圖功能為掃描、放樣生成三維草圖路徑,或為管道、電纜、線和管線生成路徑。通過帶控制線的掃描、放樣、填充以及拖動可控制的相切操作產(chǎn)生復(fù)雜的曲面。可以直觀地對曲面進行修剪、延伸、倒角和縫合等曲面的操作。最新版本的SolidWorks 2009提供了一種快速預(yù)覽三維輕量化模型的技術(shù),使得大裝配模型的顯示速度進一步提高。同時,支持在設(shè)計界面下的真三維顯示效果,達到了以往專門的三維渲染軟件的顯示效果。方便地編輯大裝配件??梢员憬莸貜拇笱b配件中選取一部分零部件進行顯示、編輯,進行運動仿真。強化了SWIFT技術(shù)。在 SolidWorks 2007 已經(jīng)推出的Sketch Expert、Mate Expert和Feature Expert的基礎(chǔ)上,又推出了Corner Expert(在復(fù)雜的拓撲結(jié)構(gòu)中自動生成合理的圓角)、Tolerance Expert(合理分配公差)和Large Assembly Expert(檢查大裝配是否正確),幫助客戶更加簡便地生產(chǎn)零件和裝配結(jié)構(gòu)。最大限度地減少客戶的重復(fù)操作,使用戶在使用過程中,更加專注于設(shè)計本身。SolidWorks以往的版本中已經(jīng)加入了CosmosXpress,讓工程師在設(shè)計過程中可以體驗仿真分析的效果。而SolidWorks2008中將提供Cosmos MotionXpress(運動仿真分析)、Cosmos FloXpress和DFMXpress(可制造性的分析)等模塊,使得工程師能夠更好地進行設(shè)計驗證。為了更好地滿足設(shè)計要求,SolidWorks作為最先進的實體造型軟件成為設(shè)計的首選軟件。1.3 本文研究的主要內(nèi)容基于SolidWorks的雙級三軸線圓柱齒輪減速器的設(shè)計就是根據(jù)原始的給定參數(shù),如軸的轉(zhuǎn)速,工作載荷等,設(shè)計計算減速器各個結(jié)構(gòu)的尺寸。從而運用實體造型軟件SolidWorks繪制出實體,檢查減速器設(shè)計尺寸的合理性,并進行模擬運動仿真。2 減速器的參數(shù)設(shè)計2.1 傳動簡圖說明電機1通過聯(lián)軸器2將動力傳入減速器3,減速器輸出軸通過聯(lián)軸器4與開式齒輪6連接把動力傳遞到運輸機的鼓輪7上,從而帶動傳送帶5工作.(圖示輸送帶緊邊在上,向左前進)圖1 1:電動機 2:聯(lián)軸器 3:減速器 4:聯(lián)軸器 5:帶式運輸機 6:開式齒輪 7:鼓輪2.2 設(shè)計原始數(shù)據(jù)1運輸機鼓輪上的圓周力10000N2運輸機輸送帶速度0.375m/s3運輸機鼓輪直徑500m4運輸帶速度允許偏差為5%5減速器的設(shè)計壽命為5年6工作情況:二班制,連續(xù)工作2.3 機構(gòu)傳動比分配及電機的選擇設(shè)工作機構(gòu)所需輸入功率為w,已知卷筒的傳動效率為0.96可知:P w=F.V/1000.0.96=390625KW查表可知:聯(lián)軸器的傳動效率為0.99,軸承的傳動效率為0.99,齒輪的傳動效率為0.92,雙級齒輪減速器的傳動效率為0.95,則:工作機構(gòu)的總效率=0.99.0.99.0.99.0.99.0.92.0.95=0.8396卷筒的工作轉(zhuǎn)速=60.1000.V/3.14.DD=500mm,V=0.375m/s卷筒的工作轉(zhuǎn)速=143.3r/min查表可知雙級齒輪傳動比i雙Fd1可知軸承1被壓緊,軸承2被放松 Fa1= FaeFd2=2032N , Fa2=Fd2=713.2N查表知軸承基本額定靜載荷C0=30500NFa1/ C0=0.067, Fa2/ C0=0.023利用線性插值法:0.067介于0.058與0.087之間,二者分別對應(yīng)的數(shù)值是0.43和0.46e1=(0.0670.058)/(0.0870.058)(0.460.43)0.43=0.4390.023介于0.015和0.029之間, 二者分別對應(yīng)的數(shù)值是0.38和0.40e2=(0.0230.015)/(0.0290.015)(0.40.38)0.38=0.391Fd1=e1.Fr1=1481.2N ,Fd2=e2.Fr2=648.5NFa1=FaeFd2=1967.5N , Fa2=Fd2=648.5NFa1/ C0=0.065 , Fa2/C0=0.021 二者相差不大 ,所以確定e1=0.439, e2=0.391Fa1=1967.5N , Fa2=648.5N , Fa1/Fr1=0.58e1 Fa2/Fr2=0.391=e20.065介于0.087和0.058之間,二者對應(yīng)的數(shù)值分別為1.23和1.30利用線性插值法得:Y1=1.3(0.0650.058)/(0.0870.058)0.07=1.283,X1=0.44Y2=0 , X1=1,fp取1.1則P=fp(X.FrY.Fa)P1=1.1(0.4433741.2831967.5)=4409.7 , P2=1.11658.5=1824.35因為P1P2,所以按P1計算:Lh=1000000/(6057.42)(721000/4409.7)=174423小時實際使用壽命為Lh=536528=29200小時由于 Lh Lh 所以軸承滿足壽命要求3.2 校核的強度在減速器內(nèi)部的三根軸中,在中間的軸承受載荷最大,只校核它的強度把軸2的受力分解在水平面和鉛垂面上:水平面上FNH1=2964.6N, FNH2=1653.4N,垂直面上FNr1=136.6N , FNr2=1611N圖11 水平面上彎矩圖圖12 垂直面上彎矩圖:圖13 總彎矩圖Mmax=4.885100000N.m圖14 扭矩圖ca=(M/W)4(.T/2W)=34.46h=60MPa3.3 校核鍵的強度連接齒輪4與軸3的鍵的強度 L=80mm bh=1610鍵與輪轂槽的接觸高度k=0.5h=5 ,T=698.7 , p=2698.71000/(55780)=61.3pp=110MPa,故安全4 潤滑與密封減速器采用脂潤滑的潤滑方式,潤滑油牌號:HJ-50,密封裝置:擋油環(huán),氈封油圈圖15 擋油環(huán)結(jié)構(gòu)簡圖5 減速器附件的選擇及結(jié)構(gòu)簡圖5.1 窺視孔及窺視孔蓋圖16 窺視孔蓋剖視圖圖17 窺視孔蓋上視圖D4=6,A=6,A1=A+(56)D4,A2=0.5(A+A1),B1=箱體頂部寬-(1520), B=B1-(56)D4,B2=0.5(B+B1),R=5,H根據(jù)要求自行設(shè)計5.2 放油孔及放油螺塞M18圖18 放油孔剖視圖D0=26,L=23,l=12,a=3,D=19.6,S=17,D1=175.3:油標M16圖19 油標結(jié)構(gòu)尺寸圖D=26mm,D1=22mm,d1=4mm,d2=16mm,d3=6mm,h=35mm,a=12mm,b=8mm,c=5mm5.4 通氣孔M12圖20 通氣孔剖視圖D=22mm,D1=19.6mm,S=17mm,L=23mm,l=12mm,a=2mm,d1=5mm5.5 起蓋用螺釘圖 21 起蓋螺釘剖視圖起蓋螺釘?shù)穆菁y長度要大于箱蓋連接凸緣的厚度,釘桿端部要做成圓柱形,加工成大倒角或半圓形,以免頂壞螺紋5.6 定位銷M10圖22 起蓋螺釘剖視圖d=(0.70.8)d2,d3為箱體連接螺栓的直徑,斜度為1:505.7 凸緣式軸承端蓋圖23 軸1軸2軸承端蓋圖24 軸3軸承端蓋D0=D+2.5d3,D2=D0+2.5d3,e=1.2d3,D4=D-(1015)mm,b=(510)mmD為軸承外徑5.8 減速器裝配過程對于軸的裝配要先把鍵打入相應(yīng)的鍵槽中,接著安裝對應(yīng)的齒輪,然后安裝擋油環(huán),軸承.有必要的還要安裝密封氈圈.裝配減速器箱座時應(yīng)先在其一側(cè)安裝軸承端蓋用來定位各軸.然后把各軸裝配在對應(yīng)的各個軸孔中,最后把另一側(cè)的軸承端蓋安裝上.用螺栓把箱座與箱蓋裝配完后應(yīng)安裝油標,窺視孔蓋,通氣孔等附件.6 結(jié)束語本文詳細介紹了雙級三軸線圓柱齒輪減速器的設(shè)計過程,在設(shè)計過程中,詳細介紹了各個機構(gòu)參數(shù)的每一個過程,即使不是很精通的也能很快,很清晰地理解減速器設(shè)計的特點。在利用SolidWorks進行實體造型上,可以通過改變草圖中的相關(guān)尺寸,生成一系列的實體圖,并且結(jié)合軟件的干涉檢查自動找出不足之處,很大程度上使設(shè)計更加簡便。在裝配過程中采用SolidWorks軟件可以方便、快捷的完成減速器運轉(zhuǎn)的動畫演示,同時SolidWorks軟件還可以對減速器機構(gòu)的各個零件進行爆炸演示,這樣可以大大提高演示效果,也提高了可欣賞性和藝術(shù)性,既方便了演示又可使觀看者很容易理解裝配過程。致謝本論文是在指導(dǎo)老師杜老師和卞老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的,從軟件的學習、減速器結(jié)構(gòu)參數(shù)的分析、機構(gòu)構(gòu)件的設(shè)計以及裝配過程中問題的解決指導(dǎo)老師都給予了殷切指導(dǎo)和關(guān)注,并提出許多中肯的建議,使論文和模擬演示得以最終完善。指導(dǎo)老師學識淵博,治學嚴謹,開拓進取、責任心強,畢業(yè)設(shè)計期間,我除了學到許多專業(yè)知識外,還從導(dǎo)師身上學到對工作高度負責的精神和對知識一絲不茍的態(tài)度。所有這些都將使我受益終生。在此,我要衷心感謝我的指導(dǎo)老師,感謝他們在指導(dǎo)我做畢業(yè)設(shè)計期間對我們無私的關(guān)懷和耐心細致的指導(dǎo),同時,也衷心的感謝在畢業(yè)設(shè)計期間關(guān)心、支持、幫助過我的全體同學!并向他們致以崇高的敬意!參考文獻1 宋愛平CAD/CAM技術(shù)綜合實訓(xùn)指導(dǎo)書機械工業(yè)出版社,20062 王隆太機械CAD/CAM技術(shù)機械工業(yè)出版社,20043 曹巖,趙汝嘉Solidworks2003基礎(chǔ)篇機械工業(yè)出版社,20034 胡仁喜,郭軍Solidworks2005高級應(yīng)用實例機械工業(yè)出版社,20055 鄭文緯,吳克堅機械原理(第七版) 高等教育出版社,19966 孫桓機械設(shè)計(第八版) 高等教育出版社,20007 陸品,秦彥斌機械原理(第六版)西安大學出版社 20088 陸杰機械設(shè)計基礎(chǔ)清華大學出版社 20059 師忠秀機械原理課程設(shè)計機械工業(yè)出版社200310 邢啟恩SolidWorks2007國標工程圖精粹 機械工業(yè)出版社200711 魏錚SolidWorks2004模具設(shè)計魏錚 機械工業(yè)出版社 200812 詹維迪SolidWorks高級應(yīng)用教程機械工業(yè)出版社200813 濮良貴,記名剛 高等教育出版社 200514 陳立德 高等教育出版社 200515 龔佳義 高等教育出版社 198716黃曉燕,李德群 基于SolidWorks和Excel的漸開線圓柱齒輪的設(shè)計 機械設(shè)計與制造 ,2008年 02期17 梁立軍, 張威, 譚威. SolidWorks與AutoCAD相結(jié)合生成漸開線齒輪三維實體模型 沈陽航空工業(yè)學院學報 , 2004年03期22河南科技學院畢業(yè)論文(設(shè)計)課題審核表院(系)名稱機電學院專業(yè)名稱機械設(shè)計制造及其自動化指導(dǎo)教師姓名及職稱杜家熙(副教授) 卞平艷(助教)課題名稱基于SolidWorks的雙級三軸線圓柱齒輪減速器設(shè)計課題來源自選課題立題理由和所具備的條件齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著,是一種不可缺少的機械傳動裝置。減速器是一種動力傳動機構(gòu),雙級圓柱齒輪展開式減速器是以齒輪為傳動裝置的一種減速器,應(yīng)用非常廣泛。與其他減速器相比斜齒圓柱齒輪減速器的主要特點是:能承受較大載荷,工作平穩(wěn);噪聲??;剛性高,他可以應(yīng)用在許多行業(yè)中,比如物料運輸,塔吊動力傳動等。通過減速器的應(yīng)用可以將馬達的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù),并得到較大的轉(zhuǎn)矩。在目前用于傳遞動力與運動的機構(gòu)中,減速器的應(yīng)用范圍相當廣泛。幾乎在各式機械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡,從船舶、汽車、機車,建筑用的重型機具,到機械工業(yè)所用的加工機具及自動化生產(chǎn)設(shè)備.其應(yīng)用從大動力的傳輸工作,到小負荷的傳輸都可以見到減速器的應(yīng)用。而且隨著現(xiàn)代計算機技術(shù)的發(fā)展,有很多用于運用運動分析與仿真模擬的軟件,SolidWorks就是一款比較好的次類軟件,SolidWorks軟件可以比較方便的進行減速器的仿真模擬,為我們更好的設(shè)計和改進減速器機構(gòu)提供幫助。教研室審批意見教研室主任簽字: 年 月 日畢業(yè)論文(設(shè)計)工作領(lǐng)導(dǎo)小組審批意見組長簽字: 年 月 日注:本表經(jīng)教務(wù)處復(fù)審后存院(系)備查。韓國精密工程國際期刊,第二卷,第3期, 2001年9月。二維振動切削的微加工特征安貞桓,機械工程學院,釜山國立大學,韓國釜山韓石,機械工程學院,新加坡國立大學,新加坡,金成民,機械工程及智能系統(tǒng)學院 ,釜山國立大學,韓國釜山摘要本文論述了二維振動切削微細加工精度的可行性改善。振動切削是由兩個壓電振動器控制工作:一是正弦曲線電壓驅(qū)動信號,另一個是相移正弦曲線電壓驅(qū)動信號。這種信號連接到振動器產(chǎn)生的二維橢圓運動,取決于兩個輸入信號的頻率,振幅和相位變化以及工件進給速度。在加工刀具形成的橢圓軌跡中,較低的部分是切削工作區(qū)域,上部是非切削工作區(qū)域。采用這種二維振動切削方法的獨特之處是的刀具和切屑之間的潤滑造成的。實驗驗證二維振動切削的另一個特點是在切屑的流動方向上負面推力隨著刀具的轉(zhuǎn)動發(fā)生扭轉(zhuǎn)。這些特點不僅有助于切削順地不間斷地流出,而且還大大降低切削力,從而可以獲得一個更高質(zhì)量的加工表面。在刀具軌跡仿真和實驗微加工的條件下,二維振動切與常規(guī)切削相比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)切削力較小,表面比較平滑,毛刺更少。 關(guān)鍵詞:二維振動切削,壓電振動器,橢圓形軌跡,微加工1 導(dǎo)言高精度微加工制造技術(shù)隨著非球面反射鏡光學和平面鏡光學的深入發(fā)展一直在進步。由于音頻/視頻產(chǎn)品需要緊湊,體積小,功能強大的光學零件,如菲涅爾透鏡和衍射光柵零件,繼續(xù)變得更加微型,多功能,而這些零件的制造加工會變得更加復(fù)雜。這就是為什么高精密微加工比以前更加重要的原因。 一般來說,尺寸效應(yīng)是微加工所不可避免的,這使得切削力變大,造成各種不良的問題如表面變形,顫振和毛刺,所有這一切問題對于化光學零件的制造而言,則是精度變低和表面粗糙度下降。許多研究機構(gòu)試圖開發(fā)新的方法來克服上述的問題。這些研究涉及低剛性結(jié)構(gòu)如數(shù)控機床,微型機床的熱誤差以及微加工過程本身。 振動切削試圖通過改善切屑與刀具的潤滑關(guān)系達到解決上述問題。這項研究的目的是調(diào)查的二維振動切削對切削力,表面粗糙度, 毛刺等的影響,開發(fā)出控制振動的兩個壓電振動器,并生成一個控制刀具軌跡的程序?;舳髟碛糜谔岣哒駝宇l率及增大振動幅度,被證明在降低切削力方面是非常有用的。相比之下,二維振動切削的最大優(yōu)點就是能夠產(chǎn)生各種刀具與兩軸振動相結(jié)合的運動。 圖1:二維振動切削原理在二維振動切削的情況下,假設(shè)振幅為A,頻率為f ,相移為和工件進給速度為V,刀具軌跡可以用方程式表示出來。該刀具在階段一下降,在階段二上升。 在余下的刀具循環(huán)軌跡中,該刀具不接觸工件。整個振動切削過程就是這樣循環(huán)進行。 最大理論表面粗糙度可以計算出,這取決于該工具振動參數(shù)。假設(shè)是常數(shù),刀具軌跡方程如下所示:X=A .sin(ft +)+v.tY=A. sin(ft)Rmax取決于信號的相移,并影響到刀具的軌跡模式。軌跡一旦切削深度等因素確定,從理論上說,振幅越大,頻率越高,加工表面就會變得更光潔。但在現(xiàn)實的加工過程中,因為一進給速度過于緩慢,切削效率就會受到較大的影響,和振動機制也會出現(xiàn)不利的改變。因此必須綜合考慮振幅,頻率和進給速度等因素的影響。圖2:壓電驅(qū)動二維振動所需設(shè)備 圖2顯示的壓電驅(qū)動二維振動切削加工的振動示意圖及驅(qū)動信號產(chǎn)生系統(tǒng)。兩個壓電振動器位于彼此垂直的二個金屬板上,由于X和Y 方向的壓電陶瓷驅(qū)動力量,這種安裝方式會產(chǎn)生特有的彈性變形。為了消除交叉干擾,、十字型刀柄應(yīng)放置在軸向的空隙上。如果一個函數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生一個正弦波,那么有二個信號發(fā)生器的信號輸入就會產(chǎn)生兩個正弦波的信號輸出。采用雙通道信號放大器放大兩相信號足以驅(qū)動壓電振動器。采用一個助推器是為了使壓電振動器快速響應(yīng)和快速輸入。 圖3:二維振動切削的刀具軌跡圖3顯示的是相位差距傳感器測量到的一個橢圓形加工軌跡,頻率為1kHz,相移為45 ,兩軸振幅的約5m的。刀具裝夾的斜度約50 。表1顯示的是實驗測量的常規(guī)切削和振動切削靜態(tài)/動態(tài)剛度。靜剛度這方面振動切削比常規(guī)切削要高。相反,動態(tài)剛度,振動切削要比常規(guī)切削低的多。這就是為什么振動切削會有那么多的優(yōu)點,特別是在微加工方面,振動切削比常規(guī)切削取得的切削精度更高。傳統(tǒng)加工振動加工壓力推力壓力推力動態(tài)剛度11.93116.749.065.77靜態(tài)剛度1.434.442.103.934 加工實驗 4.1實驗裝置圖4:實驗裝置示意圖圖4顯示實驗裝置示意圖,建立了二維振動切削坐標,在機床的小型工作臺上組成了XYZ三軸系列 ,X軸Y軸分辨率為1m ,而Z軸分辨率柱為0.17m 。二維振動切削的加工工具固定安裝在工具欄上的滑塊上,而常規(guī)切削的切切削工具是直接固定安裝。還包括測量切削里流失的測功機和差距傳感器。4.2切削條件切削參數(shù)即切削深度和進給速度,二者的選擇標準不盡相同,而振動參數(shù)則根據(jù)振動發(fā)生器的物理特性選定。表2 :二維振動加工的條件刀具人造金剛石工件黃銅切削條件切削深度1,1.25,2,3,4,5m進給速率0.5,1,2,3mm/sec振動條件相位45頻率1kHz幅度5m5 實驗結(jié)果5.1切削力與金剛石工具的弧180 ,進給速度為1 /秒,與切削深度為1 5 ,切削力調(diào)查期間切割。數(shù)字5 ( a )項和第5 ( b )分別顯示了主要和推力切削力和振動的常規(guī) 圖5:切削力:壓力,推力雖然各級切削力的傳統(tǒng)的切割幾乎恒定的一些噪聲,振動切削那些定期改變正弦時裝。這一事實證明了模型描述在該工具逐漸降低的最深點期間,而切削深度下降到零期二。事實也證明,甚至還有一個地區(qū)的一個周期的橢圓形工具加工的推力成為負數(shù)。 圖6:傳統(tǒng)切削與二維振動切削切削力對比圖 顯示比較平均切割1至5 切削深度。主要力量在振動切削不等0.7N以2.2N , 根據(jù)切削深度,這是大約一半多為傳統(tǒng)的切割。的推力常規(guī)切割不等0.3N至0.7N ,雖然幾乎為零的振動切削。它是認為小得多的切削力振動切削的主要原因是潤滑- 間歇性的工具所提供的振動之間的工具和芯片。5.2表面粗糙度的影響,振動切削表面粗糙度研究了不同深度的切割或切割速度與金剛石工具的弧180 。圖7:不同切削深度的表面粗糙度對比顯示了比較影響切削深度的振動切削與常規(guī)切削。表面粗糙度傳統(tǒng)的切割以下波動有點深度截止2 。這或許是因為不穩(wěn)定的切削如耕作由于過于淺切削深度,相比,該工具刃口半徑。振動切削, 然而,表面粗糙度是穩(wěn)定的,即使在該區(qū)域的不到2 ,并優(yōu)于常規(guī)切削圖8:傳統(tǒng)切削與二維振動切削表面粗糙度對比表面粗糙度對常規(guī)切削惡化作為切削速度增加,而振動切削它幾乎是改善和獨立的切削速度。 此外,在切削速度2 /秒,表面粗糙度成為更接近理論值。5.3毛刺的影響振動切削毛刺是關(guān)于調(diào)查時,切削1 厚的黃銅板一個邊緣金剛石工具的弧90 。由于新一代的毛刺已知是密切相關(guān)的深度切,而不是切削速度 5 ,切削深度為不同而切削速度保持在1 /秒。 毛刺傳統(tǒng)加工5分鐘后的表面毛刺圖中顯示比較一側(cè)有毛刺產(chǎn)生的邊緣加工表面。在傳統(tǒng)的切割,形成厚厚的毛刺在深度削減5 ,而在振動切削,毛刺很難發(fā)現(xiàn)在切削深度的5m的甚至在20m的情況下。 5.4芯片傳統(tǒng)加工芯片 二維振動加工芯片 二維振動切削的切屑邊緣圖9:芯片對比顯示芯片的比較所產(chǎn)生兩個切割模式。隨著切削深度不斷在1米,這種芯片制作的常規(guī)切割。變化的連續(xù)式剪切類型切削速度的增加。振動切削,這種芯片是連續(xù)型的整個范圍速度。此外,該芯片的連續(xù)振動切割是由許多小層,這是不同于常規(guī)的切割。層被認為是形成由于定期工具振動。一般情況下,連續(xù)芯片導(dǎo)致高表面質(zhì)量。另一個芯片功能的振動切削是芯片厚度的變化根據(jù)工具振動動議,以及最薄部分的芯片很可能是撕下。圖。第10 ( c )顯示的眼淚在定期間隔芯片邊緣的振動切削。 5.5外形輪廓圖11:二維振動切削的加工件表面輪廓由于振動運動,和低頻率波是由于60Hz的電力噪聲誘導(dǎo)通過信號放大器。雖然噪音一級約8V (圖11 ( a )項)減少到低于1V的(圖11 ( b )段) ,噪音的影響依然存在。 圖(三)顯示,模擬機加工表面輪廓以同樣的電力噪聲在圖11 ( b )項。字母a 比較圖11 ( b )和11 ( c )的證明, 無電源的噪音,振動運動的工具將是唯一的主導(dǎo)因素確定加工表面形貌。6 。結(jié)論二維振動使用兩種機制壓電致動器的設(shè)計及其性能微加工進行了研究比較傳統(tǒng)的切割。得出的結(jié)論是二維振動切割有許多優(yōu)點超過常規(guī)切削。 其優(yōu)點如下: (1)工件的動剛度的增加(2)平均切削力的水平降低。 (3)減少一半至三分之一的主應(yīng)力(4)切削推力幾乎為零(5)表面粗糙度提高了多達3 (6)毛刺的數(shù)量大大減少 參考資料1阿布拉姆斯盧卡超精密加工的參考數(shù)據(jù)CIRP,第二卷,第1期,69-72頁 ,1992 2中村平二精密加工振動切削基礎(chǔ)與應(yīng)用,34-49頁 19913 安東煥 研究橢圓振動切削CIRP年鑒 ,第二卷,35-45頁 1994 4 松上田俊橢圓振動切削 JSPE ,第二卷第8期,115-168頁5韓石林刺和形狀扭曲微溝的光學元件1996年年度阿斯佩會議, 496-499頁,1996 。
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