諧波齒輪減速器的設(shè)計(jì)與建模

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1、e 諧波齒輪減速器的設(shè)計(jì)與建模 作者:e (e) 指導(dǎo)老師：ee ［摘要］:諧波齒輪傳動(dòng)是50年代中期，隨著空間技術(shù)的發(fā)展，在薄殼彈性變形的理論基 礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的傳動(dòng)技術(shù)。我國(guó)從 1961年開始諧波齒輪傳動(dòng)方面的研制工作，并 且在研究、試制和使用方面取得了較大的成績(jī)。但是在民用產(chǎn)品應(yīng)用中，諧波減速器存在著 傳動(dòng) 爬行”和丟步的現(xiàn)象嚴(yán)重影響其諧波齒輪類產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造，也制約著其產(chǎn)品的不斷 推廣，是該產(chǎn)品亟待解決的技術(shù)難題。本文主要介紹了諧波齒輪傳動(dòng)的原理，發(fā)展歷史，應(yīng) 用領(lǐng)域，發(fā)展趨勢(shì)及其優(yōu)缺點(diǎn)。前半部分介紹了諧波齒輪減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算，為了更好地分 析諧波齒輪傳動(dòng)，后半

2、部分用 PRO/E建立了三維模型。寫出了主要零件的繪制過程，并展示 了各個(gè)零部件，最后給出了裝配圖。 ［關(guān)鍵詞］諧波齒輪，傳動(dòng)設(shè)計(jì)，三維模型，裝配 第1頁共52頁 e The desig n and modeli ng of harm onic gear reducer Author:e (e) Tutor:e [Abstract] Harm on ic gear tran smissi on is developed with the of space scie nee and thch no logy in mid 50s, on the basis of ela

3、stic thin shell theory developed a new type of drive tech no logy.So far ,we have already had doze n of un its en gaged in the research ofthis aspect in our country ,and developed into a variety of types of harm onic gear tran simissi on deviced .In this field it had research at differe nt level on

4、all issues, but many problems still has not yet bee n determ in ed,a nd some regularity has not revealed .such as civilian products,There is “ crawling ” and)niitosestermonic phenomen gear reducer tran smissi on .So it is impact on the desig n of harm onic gear product manu facturi ng,also restrict

5、 the further promotion of its products.and solove the problem that exist in the transmission ,it isan urge nt n eed of a job in the curre nt this kind of products.This artical main in troducted the theory harm onic gear reducer ,and the developme nt history of harm onic gear drive applicati on filed

6、,developme nt tren d,adva ntagesa nd disadva ntages.The former in troduce the desig n and calculate of harmonic gear reducer」n order to analyze the harmonic gear drive , The later part with PRO/E to establish the three-dime nsional model.Write the draw ing process of the main parts .and show ing al

7、l the parts .Finally ,given the assembly diagram. [Key words]:Harm on ic gear ,Tra nsmissi on desig n, Three-dism insional model ,Assemble. 第2頁共52頁 e 目錄 1?緒論 1 1.1選題的目的及研究意義 1 1.2課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1 1.3主要研究?jī)?nèi)容、途徑及技術(shù)路線 3 2. 諧波齒輪減速器的傳動(dòng)方案的確定 錯(cuò)誤！未定義書簽。 2.1確定傳動(dòng)方案 錯(cuò)誤！未定義書簽。 2.2、傳動(dòng)方案的擬定

8、錯(cuò)誤！未定義書簽。 3. 諧波齒輪減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.1傳動(dòng)比的計(jì)算及柔輪剛輪齒數(shù)的確定 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.2諧波傳動(dòng)主要零件的材料 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.2.1柔輪 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.2.2剛輪 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.2.3抗彎環(huán) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.3柔輪、剛輪、波發(fā)生器的結(jié)構(gòu)和尺寸計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.3.1柔輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.3.2剛輪的結(jié)構(gòu)和尺寸 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.3.3波發(fā)生器的幾何尺寸計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.4驗(yàn)算與校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.4.

9、1柔輪的疲勞強(qiáng)度計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.4.2柔輪的穩(wěn)定性校核 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.4.3柔性軸承的壽命計(jì)算 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.5高、低速軸的設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.5.1高速軸設(shè)計(jì) 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.5.2低速軸的設(shè)計(jì)。 錯(cuò)誤！未定義書簽。 3.6各段軸上需要安裝鍵處鍵的尺寸 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4. 諧波齒輪減速器的 PRO/E三維建模 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.1 Pro/E簡(jiǎn)介 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.2諧波齒輪減速器的 Pro/E建模 錯(cuò)誤！未定義書簽。 421柔輪的建模 錯(cuò)誤！未定義書簽。 422其他零件的 Pro/E模型

10、 錯(cuò)誤！未定義書簽。 4.3諧波齒輪減速器的裝配 錯(cuò)誤！未定義書簽。 致謝 錯(cuò)誤！未定義書簽。 參考文獻(xiàn) 錯(cuò)誤！ 未定義書簽。 外文翻譯 錯(cuò)誤！未定義書簽。 第2頁共52頁 e 1.緒論 1.1選題的目的及研究意義 選題的目的：波傳動(dòng)是 50年代中期隨著空間科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，在薄殼彈性變形的理論基礎(chǔ)上 發(fā)展起來的一種新型傳動(dòng)技術(shù)。我國(guó)從 1961年開始諧波齒輪傳動(dòng)方面的研制工作，并且在研究、試 制和使用方面取得了較大的成績(jī)。到目前為止，我國(guó)已有幾十家單位從事這方面的研究工作，先后 研制成多種類型的諧波齒輪傳動(dòng)裝置。這些成果也很快應(yīng)用于民用領(lǐng)域，為企業(yè)創(chuàng)造了很大利潤(rùn)的

11、同時(shí)，也暴露出產(chǎn)品的一些問題，如“爬行”、“丟步”現(xiàn)象。嚴(yán)重影響到諧波齒輪類產(chǎn)品的設(shè)計(jì) 制造，也制約著產(chǎn)品的推廣。因此，應(yīng)用科學(xué)的方法和手段對(duì)諧波齒輪進(jìn)行深入的分析研究，解決 存在的問題，也就更加緊迫，也非常必要，這也是我選題的目的。 研究意義：諧波齒輪減速器是一種由固定的內(nèi)齒剛輪、柔輪、和使柔輪發(fā)生徑向變形的波發(fā)生 器組成，具有高精度、高承載力等優(yōu)點(diǎn)，和普通減速器相比，由于使用的材料要少 50%其體積及 重量至少減少1/3。有以下優(yōu)點(diǎn) 1. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，重量輕； 2?傳動(dòng)比范圍大 3. 同時(shí)嚙合的齒數(shù)多。 4. 承載能力大。 5. 運(yùn)動(dòng)精度高。 6. 運(yùn)動(dòng)平穩(wěn) 7.

12、 齒側(cè)間隙可以調(diào)整。 8. 傳動(dòng)效率高。 9. 同軸性好。 10. 可實(shí)現(xiàn)向密閉空間傳遞運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力。 1.2課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 諧波傳動(dòng)的國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) ：我國(guó)從1961年開始諧波傳動(dòng)方面的研制工作， 并且在研究、 試制和使用方面取得了較大的成績(jī)。到目前為止，我國(guó)有幾十家單位從事這方面的研究工作，并先 后研制成了多種類型的諧波齒輪傳動(dòng)裝置。 如傳動(dòng)誤差小于 9"、回差小于4"的高精度諧波齒輪傳動(dòng) 裝置，噪聲小于45dB的高靈敏度小型諧波齒輪傳動(dòng)裝置，用于水下極光探測(cè)儀的諧波傳動(dòng)裝置，以 及用于導(dǎo)彈發(fā)射架和雷達(dá)傳動(dòng)系統(tǒng)中的動(dòng)力諧波傳動(dòng)裝置等，為我國(guó)諧波傳動(dòng)的研制和

13、開發(fā)工作打 下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 北京市是中國(guó)重要的諧波傳動(dòng)產(chǎn)品生產(chǎn)基地，擁有以北京中技克美諧波傳動(dòng)有限公司、北京諧 波傳動(dòng)技術(shù)研究所和北京天階科技工業(yè)公司等為代表的諧波傳動(dòng)產(chǎn)品的主要生產(chǎn)單位。國(guó)內(nèi)諧波傳 動(dòng)公司的產(chǎn)品已經(jīng)長(zhǎng)期應(yīng)用于國(guó)防工業(yè)和多種民用機(jī)械產(chǎn)品領(lǐng)域，部分產(chǎn)品已出口國(guó)外，并開發(fā)成 功固體潤(rùn)滑諧波傳動(dòng)和短杯諧波傳動(dòng)產(chǎn)品。 2006 年，北京工商大學(xué)基于橢圓凸輪波發(fā)生器，開發(fā)成功了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的諧波齒輪傳動(dòng) 雙圓弧基本齒廓、諧波齒輪加工刀具以及雙圓弧諧波齒輪傳動(dòng)裝置。經(jīng) FEM分析顯示，雙圓弧齒形 有效減小了柔輪齒根應(yīng)力。對(duì)比試驗(yàn)則表明，雙圓弧諧波齒輪傳動(dòng)的運(yùn)動(dòng)精度和傳動(dòng)剛度明

14、顯優(yōu)于 漸開線諧波齒輪傳動(dòng)，特別是在低載荷段，傳動(dòng)剛度增加了 40%以上。 諧波傳動(dòng)的國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì) ：日本的諧波傳動(dòng)技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快。 1964年，日本 Hasegawa齒輪公司生產(chǎn)了實(shí)用化諧波傳動(dòng)減速器； 1970年，Hasegawa公司與USM公司在日本東京 合資創(chuàng)立了諧波傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司（ Harm on ic Drive System Inc. ）。根據(jù)合作協(xié)議，諧波傳動(dòng)系 統(tǒng)公司從Hasegawa公司獲得諧波傳動(dòng)機(jī)構(gòu)商業(yè)權(quán)益。 1976年9月，公司資本金降至 1億日元，諧 波傳動(dòng)系統(tǒng)公司成為 USM公司的全資子公司。1977年，諧波傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司開始生產(chǎn)銷售驅(qū)動(dòng)器

15、和控制器等工廠自動(dòng)化設(shè)備。 1984年12月，為了拓展市場(chǎng)，諧波傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司在臺(tái)灣和韓國(guó) 設(shè)置了銷售代理。1987年，其為拓展美國(guó)市場(chǎng)，創(chuàng)建了子公司 HDSystem公司，與Mitsui & Co. Ltd 簽署了在韓國(guó)的產(chǎn)品分銷協(xié)議。 1988年，開始生產(chǎn)具有新開發(fā)的 IH齒形的諧波傳動(dòng)減速器。1989 年，其創(chuàng)建全資子公司，即 “新的”諧波傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司，并轉(zhuǎn)移商業(yè)權(quán)益。以前的諧波傳動(dòng)系 統(tǒng)有限公司被 Koden電子公司接手。1990年，公司將生產(chǎn)基地從日本 Matsumoto轉(zhuǎn)移至位于 Nagano 的 Hotaka 工廠，1996 年與德國(guó) Harmonic Drive

16、Antriebstechnik 公司（現(xiàn)在的 Harmonic Drive 公 司）簽署排他性分銷協(xié)議，后者負(fù)責(zé)在歐洲、中東、非洲、印度和拉丁美洲的產(chǎn)品銷售，同年 12月 簽署授權(quán)與技術(shù)支持協(xié)議。 1998 年，諧波傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司進(jìn)入日本證券交易協(xié)會(huì)場(chǎng)外交易市場(chǎng)； 1999年，創(chuàng)立了 HD物 流和 Harm on ic Precisi on 等子公司。2002 年，其獲得了 Harmo nic Drive 公司 25%流 通股權(quán)；2004 年12月，進(jìn)入了 Jasdaq證券交易市場(chǎng)；2005年，在美國(guó)創(chuàng)建 Harmonic Drive L.L.C 公司，該公 司是 HD System

17、s 與 Harmonic Drive Tech no logies Nabtesco 的合資公司。 Harmonic Drive AG成立了子公司 Micromotion公司，專門負(fù)責(zé)用直接 LIG工藝開發(fā)與制造 微型諧波齒輪傳動(dòng)（圖 3）及其傳動(dòng)方案，在微型諧波傳動(dòng)領(lǐng)域，于 2005年向市場(chǎng)推出了“ P”齒 形，目前開發(fā)出了 MHD8和 MHD10兩個(gè)系列的產(chǎn)品，外徑最小為8mm采用行星齒輪傳動(dòng)式波發(fā)生器， 傳動(dòng)比為160、500和1000,質(zhì)量最小為2.2g，重復(fù)精度可達(dá)10弧秒。 由于傳統(tǒng)工藝能加工齒輪的最小模數(shù)為 60~100m因此微型諧波齒齒輪傳動(dòng)元件采用了 LIGA工 藝

18、制造。LIGA工藝可以獲得高深寬比微結(jié)構(gòu)，它于 1980年代起源于德國(guó)Karlsruhe原子核研究中 心，是目前微型機(jī)系統(tǒng)（ MEMS加工的重要工藝。子公司 Harmonic Drive Polymer公司專門負(fù)責(zé)用 熱塑性塑料制造大減速比精密諧波齒輪傳動(dòng)的開發(fā)與制造，子公司 Ovalo公司則負(fù)責(zé)大批量的生產(chǎn) 與應(yīng)用，開發(fā)或?qū)⒂脩舳ㄖ频闹C波傳動(dòng)產(chǎn)品工業(yè)化。 Harmonic Drive公司還分別在英國(guó)、法國(guó)、意 大利、澳大利亞和西班牙創(chuàng)建了另外 5個(gè)子公司，以加強(qiáng)國(guó)際銷售和本土化服務(wù)。 在諧波齒齒輪傳動(dòng)中采用雙圓弧齒廓，可以有效改善柔輪齒根的應(yīng)力狀況和傳動(dòng)嚙合質(zhì)量，提 高承載能力、扭

19、轉(zhuǎn)剛度和柔輪疲勞壽命，并可降低最小傳動(dòng)比。日本的 IH齒形是基于余弦凸輪波發(fā) 生器開發(fā)的雙圓弧齒形，由于采用近似方法設(shè)計(jì)，應(yīng)用初期出現(xiàn)了齒廓干涉等問題，但是到 1990年 代初期已經(jīng)基本完善。目前，日本諧波傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司的諧波產(chǎn)品有十幾個(gè)類型，二十多個(gè)系列， 最小傳動(dòng)比為30,型號(hào)中帶有字母“ S”的，其齒形為雙圓弧齒形，產(chǎn)品壟斷了主要國(guó)際市場(chǎng)。其 中超短杯型號(hào) CSD(圖4)和SHD其柔輪長(zhǎng)度僅有常規(guī)諧波傳動(dòng)柔輪的 1/3，既增加傳動(dòng)剛度，又 大幅度減輕了諧波減速器重量。此外，在諧波傳動(dòng)輕量化技術(shù)方面，采用鋁等輕合金材料制造波發(fā) 生器與減速器殼體等方式，減薄剛輪外緣以及改進(jìn)連接結(jié)構(gòu)等

20、形式，使整機(jī)重量大幅度減輕，在航 空航天和機(jī)器人領(lǐng)域，其輕量化諧波傳動(dòng)產(chǎn)品系列的應(yīng)用日益廣泛。 自2000年開始，日本諧諧波傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司還在中國(guó)大陸注冊(cè)了 11項(xiàng)與諧波傳動(dòng)相關(guān)的商 標(biāo)，其中，僅2006年就申請(qǐng)注冊(cè)了 10項(xiàng)。在研究投入方面，根據(jù)公司(Harmonic Drive System Inc.) 2007年財(cái)報(bào)，減速器銷售額為 150億日元，占公司產(chǎn)品的 75.7%;公司有研究開發(fā)人員 55人，占員 工比例14.9%;研究開發(fā)費(fèi)用11.85億日元，占凈銷售額的 6.2%。 日本諧波傳動(dòng)系統(tǒng)有限公司通過持續(xù)深入的研究開發(fā)、規(guī)?；?jīng)營(yíng)與資本運(yùn)作，促進(jìn)了新產(chǎn)品 的開發(fā)和升級(jí)換

21、代。目前，其諧波傳動(dòng)產(chǎn)品不僅壟斷了主要國(guó)際市場(chǎng)，并且進(jìn)入了中國(guó)市場(chǎng)。與國(guó) 外，主要是日本相比，國(guó)內(nèi)諧波傳動(dòng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模偏小且產(chǎn)品種類少，研究開發(fā)人員和投入不足，在加 強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)、加快新產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品升級(jí)換代以及經(jīng)營(yíng)管理等方面，日本諧波傳動(dòng)系統(tǒng)有限公 司的發(fā)展可以作為有益的借鑒。 應(yīng)用領(lǐng)域：航天、航空、航海、艦船、軍工、數(shù)控機(jī)床、加工中心、機(jī)器人、機(jī)械臂、假肢、 紡織機(jī)械、化纖機(jī)械、化工機(jī)械、石油機(jī)械、冶金機(jī)械、礦山機(jī)械、輕工機(jī)械、食品機(jī)械、印刷噴 繪機(jī)械、紙箱包裝機(jī)械、橡塑機(jī)械、能源機(jī)械、節(jié)能設(shè)備、農(nóng)林牧漁機(jī)械、醫(yī)療設(shè)備、通訊設(shè)備、 電子產(chǎn)品制造設(shè)備、雷達(dá)設(shè)備、衛(wèi)星地面接收設(shè)備、氣象設(shè)備、

22、真空制造設(shè)備、半導(dǎo)體制造設(shè)備、 玻璃制造設(shè)備、晶體制造設(shè)備、自動(dòng)控制設(shè)備、建材機(jī)械、電動(dòng)工具、自動(dòng)焊接設(shè)備、電纜制造設(shè) 備、電動(dòng)閥門、高級(jí)儀器儀表、計(jì)量?jī)x器、分析儀器、電工工具、光學(xué)制造設(shè)備、核設(shè)施、高能物 理實(shí)驗(yàn)研究設(shè)備、空氣動(dòng)力實(shí)驗(yàn)研究設(shè)備 ” 1.3主要研究?jī)?nèi)容、途徑及技術(shù)路線 本設(shè)計(jì)先確定總體思路、設(shè)計(jì)總體布局，然后以 Pro/E軟件作為設(shè)計(jì)工具，使用該軟件的參數(shù) 化繪圖功能，做出減速器傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)化模型，在 Pro/E環(huán)境下，按照減速器結(jié)構(gòu)方案對(duì)減速器 中的零部件進(jìn)行裝配，建立運(yùn)動(dòng)模型。 具體研究?jī)?nèi)容： 1. 設(shè)計(jì)計(jì)算部分：分析諧波齒輪機(jī)構(gòu)傳動(dòng)方案，通過計(jì)算分析，確定傳

23、動(dòng)零件的各項(xiàng)參數(shù)并進(jìn) 行校核；在整機(jī)設(shè)計(jì)開發(fā)背景下，結(jié)合運(yùn)動(dòng)參數(shù)完成建模。 2. 三維建模部分：本文利用三維建模軟件 Pro/E對(duì)諧波齒輪減速器進(jìn)行三維建模，并完成整機(jī) 的裝配。 主要研究途徑和技術(shù)路線 1、 對(duì)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有減速器成型設(shè)備的技術(shù)水平、生產(chǎn)過程、控制等進(jìn)行調(diào)研，歸納，調(diào)查國(guó)內(nèi) 減速器情況和國(guó)內(nèi)需求情況，采用本行業(yè)專家建議結(jié)合本課題的設(shè)計(jì)，采用 PEO/E建模成型及其仿 真原理設(shè)計(jì)減速器。 2、 查閱有關(guān)減速器、機(jī)械原理、 PRO/E軟件功能等與設(shè)計(jì)相關(guān)方面的資料，研究國(guó)內(nèi)外相關(guān)的 設(shè)計(jì)手冊(cè)或書籍，在保證設(shè)計(jì)方案可行性的基礎(chǔ)上，用 PRO/E設(shè)計(jì)出減速器的結(jié)構(gòu)。

24、 3、 利用計(jì)算機(jī)三維造型軟件對(duì)機(jī)構(gòu)進(jìn)行三維造型，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)修 改 2. 電機(jī)選擇 2.1電動(dòng)機(jī)選擇（倒數(shù)第三頁里有東東） 2.1.1選擇電動(dòng)機(jī)類型 2.1.2選擇電動(dòng)機(jī)容量 電動(dòng)機(jī)所需工作功率為： 工作機(jī)所需功率Pw為: Pw Fv 1000 第5頁共52頁 e 第#頁共52頁 e 傳動(dòng)裝置的總效率為: 第#頁共52頁 e 第#頁共52頁 e 傳動(dòng)滾筒 1 =0.96 滾動(dòng)軸承效率 2 =0.96 閉式齒輪傳動(dòng)效率 3 二 0.97 聯(lián)軸器效率 4 =0.99 第6頁共5

25、2頁 e 代入數(shù)值得: =4 2 3 4 = 0.96 0.994 0.972 0.992 = 0.8 所需電動(dòng)機(jī)功率為: Pd Fv 1000 10000 40 0.8 1000 60 kW =10.52kW 第7頁共52頁 e 第#頁共52頁 e P d略大于Pd即可 選用同步轉(zhuǎn)速1460r/min ; 4級(jí)；型號(hào) 丫160M-4.功率為11kW 2.1.3確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 取滾筒直徑D = 500mm 60 1000v 500 二 二 125.6r/ min 第#頁共52頁 e 第#頁共

26、52頁 e 1.分配傳動(dòng)比 (1) 總傳動(dòng)比 nm i nw 1460 125.6 = 11.62 第#頁共52頁 e 第#頁共52頁 e (2) 分配動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比 取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)傳動(dòng)比 i01 = ,1.4i = 4.03 則低速級(jí)的傳動(dòng)比 i12 i01 追=2.88 4.03 第#頁共52頁 e 2.1.4電機(jī)端蓋組裝CAD截圖 第8頁共52頁 e 圖2.1.4電機(jī)端蓋 22運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 2.2.1電動(dòng)機(jī)軸 Po 二 Pd =10.52k

27、W no=n ^1460r/min To =9550 ^ =68.81N m no 2.2.2高速軸 Pi = Pd 4 =10.41kW “5 ^1460r/min p 10 41 “ =9550 M = 9550 68.09N m 1 1 n1 1460 2.2.3中間軸 第9頁共52頁 e 第10頁共52頁 e P^ Pl 0廣 P。2 3「0.52 0.99 OaVOVOkW a/min 叩 ii 4.03 二 362.2r / min 第#頁共52頁 e 第#頁共52頁

28、 e T2 =9550^ =9550 n2 業(yè)-263.6N m 362.2 第#頁共52頁 e 第#頁共52頁 e 2?2?4低速軸 P^ P2 02 二 Pl 3“0.10 0.99 0.97 “69kW 第#頁共52頁 e 第#頁共52頁 e T3 P4 n3 =皿 二 362.2 =i25.76r/min 3 i12 2.88 9550 =735.8N m 2.2.5滾筒軸 廠 9.69 0.99 0.99 = 9.49kW n4 二應(yīng)=125.76r/min I 23

29、 T 4 二 9550 衛(wèi)1 = 9550 949 720 N m 1 4 n4 125.76 第11頁共52頁 e 3. 齒輪計(jì)算 3.1選定齒輪類型、精度等級(jí)、材料及齒數(shù) 1＞按傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 2＞絞車為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用 7級(jí)精度（GB 10095-88） 3＞材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr （調(diào)質(zhì)），硬度為280 HBS大齒輪 材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240 HBS,二者材料硬度差為40 HBS 4＞選小齒輪齒數(shù)z, = 24，大齒輪齒數(shù)z2二24 4.03二96.76。取Z2 = 97 5初選螺旋角。初選螺旋

30、角 ：=14 3.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-21 ）進(jìn)行試算，即 d1t 3 2KtT。4+1ZhZe .冷? - ■■- H 3.2.1確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值 （1） 試選載荷系數(shù)kt =1.61。 （2） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-30選取區(qū)域系數(shù) 為=2.433。 （3） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-26查得；：廠.78 , 「廠0.87，則 ；廠 * r "65。 （4）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。 95.5 105 P。 95.5 105 10.41 1460 4 N.mm = 6.8 10 N.mm （5）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》

31、第八版表 10-7選取齒寬系數(shù)-d =1 9 第9頁共52頁 e 9 第#頁共52頁 e （6）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表 （7）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖 10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Ze=189.8MPa 10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 匚Hlim1 =600MPa ;大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 匚円吩= 500MPa 13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。 N1 =60n 1jLh =60 1460 1 2 8 300 15 = 6.3 10 N2 弘 1.56 109 4.03 9 第#頁共52頁 e （9 ）由《機(jī)械

32、設(shè)計(jì)》第八版圖（10-19 ）取接觸疲勞壽命系數(shù) KHNi = 0.90; Khn2 = .95。 （10） 計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。 取失效概率為1%,安全系數(shù)S=1，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版式（10-12）得 1齊 1 二 Khn1"1 =0.9 600MPa =540MPa S I 2 = 匹=0.95 550MPa =522.5MPa H 2 S （11） 許用接觸應(yīng)力 !「H 1 = =531.25MPa 2 3.2.2計(jì)算 （1）試算小齒輪分度圓直徑d1t =3 121.738 10=4 2心％ " 1 ZhZe =3 16.46 g4 0.862 =3 0.

33、7396 16.46 10 9.56mm 二 1460 49.56 （2）計(jì)算圓周速度V。 3.78m /s 60 1000 dini 60 1000 (3) 計(jì)算齒寬及模數(shù) d 1tCOS 49.56 mm Z1 d1tcosP 葉 49.56 cos14 49.56 0.97 = =2mm 24 24 第10頁共52頁 e 第#頁共52頁 e h=2.25mnt =2.25 2=4.5mm bh -49.56/4.5=11.01 (4)計(jì)算縱向重合度 ‘0.318 dZ^an ： =0.318 1 24 tan1

34、4 =20.73 （5）計(jì)算載荷系數(shù)K。 第八版圖10-8查 已知使用系數(shù)Ka"，根據(jù)v= 7.6 m/s,7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》 第11頁共52頁 e 第12頁共52頁 e 得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.11; 第#頁共52頁 e 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表 10-4查得心的值與齒輪的相同，故 Kh=1.42; 第#頁共52頁 e 第#頁共52頁 e 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖 10-13查得 第#頁共52頁 e 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-3查得Kh-. = Kh[ =1.4.故載

35、荷系數(shù) K =K aKvK^.Kh ： =1 1.11 1.4 1.42=2.2 （6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式（10-10a）得 d1 =d1t3 K =49.56 3 2.2 =49.56 3 1.375 = 55.11mm d1 d1K 1.6 d1coS z （7）計(jì)算模數(shù) =2.22mm 55.11 cos14 _ 0.97 55.11 24 - 24 3?3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由式（10-17） mn 3 3^^ ?毋 Sa 第#頁共52頁 e 第#頁共52頁 e 3.3.1確定計(jì)算參數(shù) (1)

36、計(jì)算載荷系數(shù)。 K 二KAKVKf：Kf，1. 11 1.4 1.35=2.09 （2） 根據(jù)縱向重合度’ 影響系數(shù)丫孑0.88 （3） 計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。 _ Z _ 24 耳1 _ 「一 314 cos P cos14 =1.903 _ 24 _ 3 0.97 ，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖 10-28查得螺旋角 主 26.37 0.91 第#頁共52頁 e 第#頁共52頁 e 占孟=話=釜=106.59 第#頁共52頁 e 第#頁共52頁 e （4）查齒形系數(shù)。 由表10-5查得丫刊

37、1 =2.57;丫 Fa2 = 2.18 第13頁共52頁 e (5) 查取應(yīng)力校正系數(shù)。 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表10-5查得Y Sai ".6 ；Y Sa2 J"79 (6) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖10-24C查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 匚fei =500MPa ；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限-fe^ 380MPa ； (7) 由《機(jī)械設(shè)計(jì) 》第八版圖 10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) Kfn1".85， KFN2 “88 ? (8) 計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。 取彎曲疲勞安全系數(shù)S= 1.4,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版式(10-12 )得 I 二 Kfnt，F(xiàn)E1 = 0.855

38、00 MPa = 303.57MPa F 1 S 1.4 K FN 2；-_ FE2 0.88 380 佇竺 MPa 二 238.86MPa F 2 S 1.4 (9) 計(jì)算大、小齒輪的丫刊丫「并加以比較。 2.592 1.596 303.57 2.211 1.774 238.86 F -0..1363 二 0.01642 由此可知大齒輪的數(shù)值大。 3.3.2設(shè)計(jì)計(jì)算 4 * 2 2 24 *1.65 =1.59 仃 彳皿0“/10“加（cos14 ） X 0.01642m _豺旅勺儕濡二3辰 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) mn大于由齒面

39、齒根彎曲疲 勞強(qiáng)度計(jì)算 的法面模數(shù)，取 m^2,已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng) 度，需按接觸疲勞強(qiáng)度得的分度圓直徑 100.677mm 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由 d^os： 55.11 cos14 乙二皿 26.73 mn 2 取 Z=27 ，則 Z2 = 27 4.03 =108.81 取 Z209； 3.4幾何尺寸計(jì)算 3.4.1計(jì)算中心距 Z1 乙 mn （27 109） 2 136 a= 1 2 n 140.2mm 2cosB 2>

40、mJarccos（27 109）2 = arccos0.97「4.06 2a 2"40.2 因值改變不多，故參數(shù)；k\ Zh 等不必修正。 3.4.3計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 d1 27 2 cos14 54 0.97 d2 =Z2mn cos : 109 2 218 224 mm cos14 0.97 d1 d 55 224 2 =139.5mm 3?4?4計(jì)算齒輪寬度 b = = 6 =1 55.67 = 55mm 圓整后取 B2 =56mm； B^61mm. 低速級(jí) 取 m=3; Z3 = 30; 由 j12 叢=2.88 Z

41、3 Z4 =2.88 30 =86.4 取 Z4 =87 d 3 = m z3 = 3 30 = 90m d m z^ 3 87 = 261mm d3 d4 90 261 a mm = 175.5mm 2 2 b = dd3 " 90mm = 90mm 圓整后取 b4 =90mm, b3 =95mm 表1高速級(jí)齒輪: 名 稱 代號(hào) 計(jì)算公式 小齒輪 大齒輪 模數(shù) m 2 2 壓力角 a 20 20  分度圓 直徑 d dr = =2x27=54 d2 = m z2=^ 109=218 齒頂咼 ha hal =ha2 = h：m=

42、1疋"2 齒根高 hf hfi = hf 2=(h： + C)m=(1 + 疋)>(2 齒全高 h h2 =(2h：+c)m 齒頂圓 直徑 da * dal =(Zl*2ha)m * da2 =(Z2 + 2 ha)m 表2低速級(jí)齒輪: 名 稱 代號(hào) 計(jì)算公式 小齒輪 大齒輪 模數(shù) m 3 3 壓力角 a 20 20 分度圓 直徑 d dr = m z

43、 =(ha + * 之 c)m = (1+c—2 齒全高 h hi二 h2 =(2h：*c)m 齒頂圓 直徑 da * dai =(Zi*2ha)m * da2 = (Z2 + 2 ha)m 第17頁共52頁 e 4.軸的設(shè)計(jì) 4.1低速軸 4.1.1求輸出軸上的功率P3轉(zhuǎn)速n3和轉(zhuǎn)矩T3 若取每級(jí)齒輪的傳動(dòng)的效率，則 P3 沖2 02 二 Pl 2 3=1.1 0.990.97 =9.69kW i 12 362.2 2.88 =125.76r /min 第18頁共52頁 e 第#頁共52頁 e

44、 T3=955R 蘭9 9550 = 735.842N m 1 3 n3 125.76 4.1.2求作用在齒輪上的力 因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 d4 二 mz4 =4 101 = 404mm Ft Fr Fa 2T3 2 735.8 1000 3 3642N d4 tan： n tan20 0.3639 二 Ft - =3642 3642 1366N 廠 tcos： cos14 0.97 -Fttan 1： - 3642 tan 14 二 908N 404 第#頁共52頁 e 第#頁共52頁 e 圓周力Ft，徑向力Fr

45、及軸向力Fa的 4.1.3初步確定軸的最小直徑 先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)》 第八版表15-3,取A0"12 dmin ==112 江 *門3 9.69 3 \ 125.76 于是得 = 112 3 0.077 = 47.64mm 第#頁共52頁 e 第#頁共52頁 e 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 d12.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸 第#頁共52頁 e 器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào)? 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tea二KaT3,查表考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取

46、K^1-3 ,則： T ca = K aT 3 = 1.3疋 735842N mm=956594.6N mm 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩T ca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003或手冊(cè), 選用LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000 N mm .半聯(lián)軸器的孔徑 d^55mm ,故取d^^ =50mm ,半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=112mm,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng) 度 Lt =84mm 4.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) （1）擬定軸上零件的裝配方案 圖4-1 （2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1） 根據(jù)聯(lián)軸器d12 =50mm，|12 =84m%為了滿足半聯(lián)軸

47、器的軸向定位要示求,1-2軸 段右端需制出一軸肩,故取2-3段的直徑d2^ =62mm ；左端用軸端擋圈,按軸端直徑取 擋圈直徑D=65mn半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng)度 L廣84mm,為了保證軸端擋圈只壓在 半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故1-2段的長(zhǎng)度應(yīng)比L1略短一些,現(xiàn)取|2=82mm 2） 初步選擇滾動(dòng)軸承-因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用 ，故選用單列圓錐滾 子軸承.參照工作要求并根據(jù)d2； = 62mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 o基本游子隙 組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30313。其尺寸為d江6T=65mm140mm36mm故 d3「d6 廠 65mm ；而 |5（=5

48、4.5mm，d5_6=82mm。 3） 取安裝齒輪處的軸段4-5段的直徑d4^= 70mm ；齒輪的右端與左軸承之間采 用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為90mm為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng) 略短于輪轂寬度，故取」=85mm 。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h_0.07d , 故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑d^^ = 82mm 。軸環(huán)寬度b_1.4h ，取l^^ = 60.5mmo 4） 軸承端蓋的總寬度為20m（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）根據(jù)軸承端 蓋的裝拆及便于對(duì)軸承加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 l=30mm 故取 |2s=40.57mm

49、 低速軸的相關(guān)參數(shù)： 表4-1 功率 P3 9.69kW 轉(zhuǎn)速 n3 125.76r/min 轉(zhuǎn)矩 T3 735.842N m 1-2段軸長(zhǎng) | 1_2 84mm 1-2段直徑 d1， 50mm 2-3段軸長(zhǎng) | 2_J3 40.57mm 2-3段直徑 d2： 62mm 3-4段軸長(zhǎng) | 3/ 49.5mm 3-4段直徑 d3^ 65mm 4-5段軸長(zhǎng) | 4_5 85mm 4-5段直徑 d" 70mm 5-6段軸長(zhǎng) | 5~6 60.5mm  5-6段直徑 d5-6 82mm 6-7段軸長(zhǎng) 12 54

50、.5mm 6-7段直徑 d6^ 65mm (3)軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按 d4b查表查得平鍵截面 b*h=20mm 12mm,鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為L(zhǎng)=63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有 良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 H 7 ~n6 ;同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選 第21頁共52頁 e 第#頁共52頁 e H 7 用平鍵為14mm 9mm 70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 ——。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位 k6 是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為 m6。 4.2中間軸

51、 4.2.1求輸出軸上的功率p2轉(zhuǎn)速p2和轉(zhuǎn)矩t2 P2 二 Pl 0廠 Po 2 3=1.52 0.99 Oa/O.IOkW i 01 1460 4.03 r /min = 362.2r/min T2 =9550 P2 n2 二 9550 10.10 362.2 = 263.6N 4.2.2求作用在齒輪上的力 (1)因已知低速級(jí)小齒輪的分度圓直徑為: d3 =mz3 =4 35 = 140mm Ft 2T d3 2 263.6 皿=3765N 140 Fr =Fttan n =3765 tan20 二 3765 0.363^ = 1412

52、N cos： cos14 0.97 Fa = FJan： = 1412 tan14 = 352N (2)因已知高速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為: d 2 = m Z2 = 3 133 = 399m m Ft Fr Fa 2T2 2 263.6 1000 …… 2 1321N d2 tan： n tan20 0.3639 t 一n =1321 1321 495N t cos： cos14 0.97 =F ttan： = 495 tan 14 = 123N 399 第22頁共52頁 e 第#頁共52頁 e 4.2.3初步確定軸的最小直徑

53、 先按式初步估算軸的最小直徑 .選取軸的材料為 45鋼，調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3，取 A。= 112 ，于是得： d min = A。朽=112 % = 112 x 30027 = 33.6mm 軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑 d12 U 圖4-2 4?2?4初步選擇滾動(dòng)軸承. (1) 因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作 要求并根據(jù)d12 = 35mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0基本游子隙組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的 單列圓錐滾子軸承。其尺寸為d D*T=35mm 72mm 18.25mm,故di^ = ds-^ = 35mm， 15上=31.

54、8mm ； (2) 取安裝低速級(jí)小齒輪處的軸段 2-3段的直徑d 2； = 45mm ‘上二29.8mm ;齒 輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為 95m m，為了使套筒端面 可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取|2」=90mm 。齒輪的右端采用軸肩 定位，軸肩高度h _0.07d，故取h=6mm,貝峙由環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度 b_1.4h，取 ]3 4=12mm。 (3) 取安裝高速級(jí)大齒輪的軸段4-5段的直徑d4J = 45mm齒輪的右端與右端軸承 之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為 56m m，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪， 此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度

55、，故取14』=51mm。 4.2.5軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按 d4』查表查得平鍵截面 b*h=22mm 14mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良 好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵 為14mm 9mm 70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡 配合來保證的，此處選軸的直徑公差為 m6。 中間軸的參數(shù): 表4-2 功率 P2 10.10kw 轉(zhuǎn)速 n2 362.2r/mi n 轉(zhuǎn)矩 T2 263.6 N m 1-2段軸長(zhǎng) |

56、1_2 29.3mm  1-2段直徑 d^2 25mm 2-3段軸長(zhǎng) l 2_3 90mm 2-3段直徑 d2」 45mm 3-4段軸長(zhǎng) I3」 12mm 3-4段直徑 d3」 57mm 4-5段軸長(zhǎng) l 4_5 51mm 4-5段直徑 d4」 45mm 4.3高速軸 4.3.1求輸出軸上的功率Pl轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1 若取每級(jí)齒輪的傳動(dòng)的效率，則 P廠 Pd 4=1?41kW m二門皿二146&/伽 P1 10.41 T1 =9550 1=9550 68.09N m 1 1 n1 1460 4.3.2求作用在齒輪

57、上的力 因已知低速級(jí)大齒輪的分度圓直徑為 dr =mz

58、0.41 3" 3 dmin =Ao3 =112 3 112 3 7.13*1 0 112 1&24 0.1 = 21.54mm 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑 d12 .為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸 器的孔徑相適應(yīng)，故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號(hào). 聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩「a二Ka「 ,查表,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小，故取KA=j3 則： Tea 二 K aT^1.3 68090N mm =88517N mm 按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tea應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件，查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003 或 手冊(cè)，選用LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為 560000N mm .半聯(lián)軸器的孔徑 d^3

59、0mm，故取d2=30mm，半聯(lián)軸器長(zhǎng)度L=82mm，半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長(zhǎng) 度 |_^82mm . 4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4.4.1擬定軸上零件的裝配方案 -J :] 圖4-3 4?4?2根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長(zhǎng)度 1）為了滿足半聯(lián) 軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩，故取2-3段的 直徑d2；=42mm ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑 D=45mm .半聯(lián)軸器與軸 配合的轂孔長(zhǎng)度J =82mm ，為了保證軸端擋圈只壓在半聯(lián)軸器上 而不壓在軸的端面 上，故 段的長(zhǎng)度應(yīng)比 略短一些，現(xiàn)取=80mm. 2） 初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受

60、有徑向力和軸向力的作用，故選用單列圓錐滾子 軸承.參照工作要求并根據(jù) d2：=42mm ，由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0基本游子隙 組、標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為 d*D*T=45mm*85mm*20.75mm，故 d3^ = d6 j = 45mm ;而 i7^ = 26.75mm ， 1= 31.75mm0 3） 取安裝齒輪處的軸段 4-5段,做成齒輪軸；已知齒輪軸輪轂的寬度為 61mm,齒 輪軸的直徑為62.29mm。 4） 軸承端蓋的總寬度為20mm （由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定）。根據(jù)軸承 端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承加潤(rùn)滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面

61、間的距離 l=30mm，故取 12」=45.81mm。 5） 軸上零件的周向定位 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按 d4」 查表查得平鍵截面 b*h=14mm*9mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長(zhǎng)為 L=45mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合 有良好的對(duì)中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 也 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接， n 6 H 7 選用平鍵為14mm 9mm 70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 — 。滾動(dòng)軸承與軸的周向 k6 定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為 m6。 高速軸的參數(shù)： 表4-3 功率 10.41kw 轉(zhuǎn)速 1460r/mi

62、n 轉(zhuǎn)矩 T1 68.09N m 1-2段軸長(zhǎng) l 1_2 80mm  1-2段直徑 d1^ 30mm 2-3段軸長(zhǎng) l 2_3 45.81mm 2-3段直徑 d2」 42mm 3-4段軸長(zhǎng) I 3」 45mm 3-4段直徑 d3」 31.75mm 4-5段軸長(zhǎng) | 4_5 99.5mm 4-5段直徑 d4」 48.86mm 5-6段軸長(zhǎng) | 5_6 61mm 5-6段直徑 d5』 62.29mm 6-7段軸長(zhǎng) I 2 26.75mm 6-7段直徑 d6_7 45mm 第28頁共52頁 e

63、 5.齒輪的參數(shù)化建模 5.1齒輪的建模 (1)在上工具箱中單擊DI按鈕，打開 新建”對(duì)話框，在 類型”列表框中選擇 零件 選項(xiàng)，在 子類型”列表框中選擇 實(shí)體”選項(xiàng)，在 名稱”文本框中輸入dachilun_gear ” 如圖5-1所示 裘型 復(fù)合 O :草繪 匸 g組件 叵I繪圖 標(biāo)it! 金用呂稱 dAich i lun ghi at e e 圖5-1新建”對(duì)話框 2＞取消選中 使用默認(rèn)模板”復(fù)選項(xiàng)。單擊 確定”按鈕，打開 新文件選項(xiàng)”對(duì)話框, 選中其中mmns_part_solid ”選項(xiàng)，如圖5-2所示，最后單擊”確定按鈕，進(jìn)入

64、三維實(shí)體 建模環(huán)境 mraxlS_p 4lE~ t^Scl i d 洌監(jiān)..丿 RESCRIPT工&H MODELED BY 圖5-2新文件選項(xiàng)”對(duì)話框 (2)設(shè)置齒輪參數(shù) 1＞在主菜單中依次選擇 工具” 一關(guān)系”選項(xiàng)，系統(tǒng)將自動(dòng)彈出 關(guān)系”對(duì)話框 第26頁共52頁 e 2＞在對(duì)話框中單擊上按鈕，然后將齒輪的各參數(shù)依次添加到參數(shù)列表框中， 具體內(nèi) 容如圖5-4所示，完成齒輪參數(shù)添加后，單擊 確定”按鈕，關(guān)閉對(duì)話框 圖5-3輸入齒輪參數(shù) 第27頁共52頁 e 第#頁共52頁 e （3）繪制齒輪基本圓 在右工具箱單擊 ，

65、彈出“草繪”對(duì)話框。選擇 FRONT基準(zhǔn)平面作為草繪平面, 繪制如圖5-4所示的任意尺寸的四個(gè)圓。 （4）設(shè)置齒輪關(guān)系式，確定其尺寸參數(shù) 1＞按照如圖5-5所示，在“關(guān)系”對(duì)話框中分別添加確定齒輪的分度圓直徑、基圓 直徑、齒根圓直徑、齒頂圓直徑的關(guān)系式。 2＞雙擊草繪基本圓的直徑尺寸，將它的尺寸分別修改為 d、da、db、df修改的結(jié) 果如圖5-6所示 圖5-5 “關(guān)系”對(duì)話框  圖5-6修改同心圓尺寸 元素 信息 元素 信息 ，坐解 釵Q 坐標(biāo)系類型 必需的 方程 必需的 L參照 l信息 [取消? |珂6] 圖5-7 “曲線：從方程”對(duì)話框 (5) 創(chuàng)建齒

66、輪齒廓線 1＞在右工具箱中單擊 按鈕打開“菜單管理器”菜單，在該菜單中依次選擇“曲 線選項(xiàng)一 “從方程^ “完成”選項(xiàng)，打開“曲線：從方程”對(duì)話框，如 圖5-7所示。 2＞在模型樹窗口中選擇 坐標(biāo)系，然后再?gòu)摹霸O(shè)置坐標(biāo)類型”菜單 中選擇“笛卡爾”選項(xiàng)，如圖5-8所示，打開記事本窗口。 3＞在記事本文件中添加漸開線方程式，如圖 5-9所示。然后在記事本窗中選取“文 件” “保存”選項(xiàng)保存設(shè)置 圖5-9添加漸開線方程 笛卡爾 球 圖5-8 “菜單管理器”對(duì)話框 4＞選擇圖5-11中的曲線1、曲線2作為放置參照，創(chuàng)建過兩曲線交點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn) PNTQ 參照設(shè)置如圖5-10所示 圖5-10 “基準(zhǔn)點(diǎn)”對(duì)話框 圖5-11基準(zhǔn)點(diǎn)參照曲線的選擇 5＞如圖5-12所示，單擊“確定”按鈕，選取基準(zhǔn)平面 TOP和RIGHT作為放置參照, 創(chuàng)建過兩平面交線的基準(zhǔn)軸 A_1,如圖6-13所示。 HIGHT "1產(chǎn)準(zhǔn)平面〕 穿過 TOP:F2黒推平面） 穿過 偏移卷膽 圖5-12 “基準(zhǔn)軸”對(duì)話框 圖5-13基準(zhǔn)軸A 1