齿轮减速器参数化建模设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 本科毕业设计（论文） 题 目 齿轮减速器参数化建模设计 姓 名 专 业 机械设计制造及其自动化五班 学 号 指导教师 二一四年五月 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 齿轮减速器参数化建模设计 摘 要 减 速器是原动机和工作机之间独立的闭式机械传动装置。用来降低原动机转速或增加转矩，满足工作机的需求。由于减速器具有结构紧凑，传动效率高， 准确、可靠的传输 ，使用维护方便等优点，因此在工矿企业及运输、建筑等部门中运用极为广泛。 本课题从机械设计出发，以减速器三维精确建模为重点，详细介绍 X 的草图功能、特征造型功能，基本三维建模过程，简单介绍其实体装配功能。 为一款计软件中的佼佼者，它包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块，具有高性能的机械设计和制图功能， 为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。熟练掌握其基本功能的使用，对于我们机械设计专业的学生是有着非常好的作用的。 件是大型通用有限元分析软件， 前处理器中有建模功能，但由于直接在 件中建立精确的齿轮齿廓比较困难。本文是应用 把其导入有限元软件 进行减速器零部件的有限元分析。 关键词：减速器； X ； 有限元分析； 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 In is to or of so in is in on d X d UG as a AE of it s of of to of of of is a is a of as a of in to is is G to of on X. 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 言 减速器是工作机和原动机之间独立的闭式传动装置，是用来降低 转速和增大转矩的，以满足工作的需要，在某些场合也用来增速，成为减速器。 选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素，比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载能力，质量，价格等，选择最合适的减速器。 减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增大转矩。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目 录 中文摘要 英 文摘要 . 前 言 . 1 概述 .使用情况 .带传动要求 .滚筒的要求 .变速器的要求 . 确定传动方案 . 传动零件的设计 . 齿轮材料 . . . 选材并确定疲劳极限应力 . 按接触强度初顶中心距，并选主要参数 . 校核齿面接触强度 . 校核齿跟弯曲强度 . 齿轮具体参数计算如下 .速轴齿轮 .料及疲劳极限应力同上 .接触强度初步确定中心距，并初选主参数 . 接触强度 . 校核齿根弯曲强度 .齿轮具体参数计算 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 与齿轮选材 .的初步设计 . 根据机械传动方案的整体部局，拟订轴上零件的布置和装配方案 . 初定各轴尺寸 .的校核 . 输入轴的校核 . 中间轴的校核 . 输出轴的校核 .承的校核 . 输入轴轴承的校核 . 中间轴轴承的校核 . 输出轴的 轴承校核 .的校核 . 键的选择 . 中间轴上键的校核 . 输出轴上键的校核 . 关于 级斜齿轮减速器三维造型 .件的介绍 .体的三维造型 .座的三维造型 .齿轮和标准件的三维造型 . 减速器的虚拟装配 .间轴的装配 .出轴的装配 .入轴的装配 . 和轴承的装配端盖 .盖的装配 .准件的装配 . 减速器的仿真运动 .纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 义减速器的连杆 .立连杆副 .立齿轮副 .置解算方案和求解 .束语 .谢 .考文献 .文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 概 述 式运输机 用情况 带式运输机广泛的应用在治金、交通、煤炭、化工、水电等部门，它具有带式输送量大、结构简单、维修方便、成本低、通用性强等优点。 运输机还适用于建材、电力、轻工、港口、船舶等部门。 带式运输机主要存在跑偏、洒料、皮带打滑，减速器断轴等问题，需要要求减震、减少张紧力波动、超速打滑保护。 传动的要求 带传动的主要失效 形式有：打滑和带的疲劳破坏两种。 带传动的设计准则是在保证带传动不打滑的条件下，具有一定的疲劳强度和寿命。 筒的要求 对运输机的传动滚筒进行分析，得出其应力、变形分布图，找到应变危险区、应力。 速器的要求 对齿轮的强度要求，轴的强度要求。 计条件 （ 1）用于带式运输机的展开式二级斜齿轮减速器。 （ 2）工作条件： 24 小时，连续工作两年，空载启动，单向、连续运转，工作中有轻微冲击。运输机的速度允许度误差为 5%。 （ 3）适用期限：使用寿命齿轮 24 小时连续工作两年。 （ 4）生产批量及加工条件：小批量生产。 2 确定传动方案 安全起见，得输出纽距 T=25478N出转速 n 出 =60r/转速比 r 总 =16. T=9550 p/n=9550 p/60=25478 , 则 P=160入功率 P=250知： n 安全 =250/160=值为 n 安全 = n 工况 实际输入功率 P=160算 549 160/960=文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 549 160/240=6366Nm 549 160/60=25464Nm =109 1/=108 由图 , 润滑油膜影响系数 照 V=s,选用运动粘数 20s,擦图 工作硬化系数 图 式（ ： 131700=151700= 接触强度计算的尺寸系数 图 将以上数值代入安全系数计算公式得： 1400 1)/110.=1370 1)/1106= 11）按式（ 接触强度计算的最小安全系数 全 核齿跟弯曲强度 （ 1）按表 F=Ft/（ 2） 式中弯曲强度计算的载荷分布系数 , 3）复合齿形系数 3,0,查图 ： 4）弯曲强度计算的重合度与螺旋角系数 =10 ,查图 ： 5）将以上数据代入齿跟弯曲应力计算公式得： 8481/(96 5) （ 6）计算安全系数 表 ： F 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 （ 7）式中寿命系数 合金钢，由图 得弯曲疲劳应力循环基数为 N =3106,2N , （ 8）校对齿跟圆周角敏感系数 Y 图 ， .5,表 : （ 9）校对齿面状况系数 表 面粗糙度 m,按式（ ： (10)尺寸系数 图 ： (11)将以上数值代入安全系数公式： 00 1 1 1 1/60 1 1 1 1/12)由式（ 知： 大雨 安全 轮具体参数计算 （ 1）变速轴：已知 m=5,2,6,a=275位斜齿轮 =10 （ 2）未变位中心距 a=2)=5/22+86)= 3）中心变动系数 n=(a5= 4）压力角 n=20 ,t=n/ t= 5）啮合角 t t= / t= t=图 6）齿高变动系数 yn= n= 7）分度圆直径： 1m1/22 5/2m2/86 5/ 8） 节圆： 2a/( +1)=(2 275)/()=1120mm 112=438 9）齿顶高： yn)1+ 5=yn)(1+ 5= 10）齿跟高： c*1+ 5=c*1+=速轴齿轮 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 料及疲劳极限应力 材料及疲劳极限应力同上 触强度初步确定中心距，并初选主参数 （ 1）给定中心距 420（ 2）按表 a 476( +1)( 1/3 （ 3）式中小齿轮传递转距， 549 P/n=9549 160/240= 4）载荷系数 K,考虑不对称轴承布置，速度较低，冲击大，取 K= 5）齿宽系数 a=验公式 ) （ 6）齿数比：暂定 =I=4 （ 7）许用接触应力 表 大齿轮 370/245 （安全系数取最小值 （ 8）将以上数据代入计算中心距公式得： a 476 (4+1) (6366)/(12452 4) 1/3=为标准值 420 9）按经验公式 a=( 420= 取标准模数 m=8. (10)取螺旋角 =12， 11) +1)=(2 420 8 (4+1)=取 0,3 =20 4=80,取 2, =3=82/20=12)中心距实际为 a=m(4)/28 (20+82)/2因此采用变位斜齿轮来保证中心距 a=mt=8/d3=20=b= a a=420=147 接触强度 (1)按表 ： H= Ft/( +1)/ 1/2 (2)式中分度圆上圆周力 T3/ 6366/8399N (3)使用系数 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 (4)动载系数 由式（ ： 1+b)+ 00 2( 2+1) v= 60 1000)=(240)/(60 1000)=s 根据齿轮的圆周速度参考表 保证可户要求区为 6 级精度 按表 将以上数据代入动载系数 计算公式得： + 8399/147)+ (20 100 4 ) =5)齿向载荷分布系数 按式（ K s+K d=b/47/图 K s=图 K m= K s+K m=6)齿向载荷分配系数 按 b=78399/147=表 ： 7)节点区域系数 =12， x=图 8)查表 材料弹性系数 )1/2 (9)接触强度计算重合度几螺旋角系数 首先计算当量齿数 3/=20/4/=82/ 求当量齿数的端面重合度 v ,按 =12， 图 ： 按 m=b/m=147/8=18， =12，查图 ：纵向重合度 =按 = =12，查图 得： 10)将以上各数值代入齿面接触应力计算公式得： H= Ft/(u+1)/u 1/2 =78399/(147 ()/ (11)计算安全系数 表 H 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 式中寿命系数 计算应力循环次数 00 240 (24 365 2) =108 3/4=107 查图 ： 润滑油膜影响系数 根据 V=s，选用运动粘度 20s，故 将以上数值代入安全系数计算公式 得： 400 1/370 1/见 大于 ，故安全。 核齿根弯曲强度 （ 1）按表 F= （ 2）式中弯曲强度计算的载荷系数： 3）复合齿形系数 图 ： 4）弯曲强度计算的重合度与螺旋角系数： 按 =12，查图 ： 5）将以上各数值代入齿根弯曲强度计算公式得： 8399/（ 147 8） 36 36 (486 （ 6）计算安全系数 表 ： F （ 7）式中寿命系数 合金钢，由图 得弯曲疲劳应力循环基数为 N =3 106， N ， N （ 8）相对齿根圆角敏感系数 由图 ： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 （ 9）相对齿面状况系数 表 m，按式（ ： （ 10）尺寸系数 图 ： （ 11）将以上数值代入安全系数计算公式得： 900 1 1 1 1/486=860 1 1 1 1/486= 12）由式（ 知 大于 安全。 轮具体参数计算如下： 低速轴：已知： m=8， 0， 2， a =420位斜齿圆柱硬齿面齿轮 =12 未变位中心距为 a=8/2 12 (20+82)=心距变动系数 n=(a 8=力角： n=20， t= n / = t = 啮合角 t： t =a/a t =20 t = 总变位系数 340()2 0 8 2( 0 . 0 1 8 4 8 4 8 0 . 0 1 5 8 4 9 5 )2 2 00 . 3 6 9n i n w t i n w tz t g 由图 配， (齿高变动系数： 0 . 3 6 9 0 . 3 6 0 . 0 0 9y n X n y n 分度圆直径： 33 044 02 0 8 1 6 3 . 5 7128 2 8 6 7 0 . 6 612m m m 节圆直径： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 3432 2 4 2 0 1 6 4 . 7 11 4 . 1 14 . 1 1 6 4 . 7 1 6 7 5 . 3 1ad m d m m 齿顶高 3344( * ) ( 1 0 . 3 6 9 0 . 0 0 9 ) 8 1 0 . 8 8( * ) ( 1 0 0 . 0 0 9 ) 8 7 . 9 2 8a n na n nh h a x y n mh h a x y n m 齿根高 3344( * * ) ( 1 0 . 2 5 0 . 3 6 9 ) 8 7 . 0 4 8( * * ) ( 1 0 . 2 5 0 ) 8 1 0f a nf a nh h c x m n m mh h c x m n m m 齿顶圆直径 33442 3 1 8 5 . 3 32 4 6 8 6 8 . 5 2d h a m md d h a m m 33442 3 1 4 9 . 4 72 4 6 5 0 . 6 6d h fd d h f m m 与齿轮选材 （ ） 温下具有高的持久强度和蠕变强度，低温韧性较好，工作温度高温可达500 C, 低温可至 110 C，并且有高的静强度， 冲击韧性及较高的疲劳强度，淬透性好淬火变形小，切削性能中等。 用 4235于碳和铬含量增高。因而其强度和淬透性均优于 35质后有较高的疲劳强度和抗多次冲击能力，低温冲击韧性良好，且无明显的回火脆性，一般在调质后使用，用于承受冲击，弯扭，高载荷如轴等。 b=1080 s=930照机械设计手册 4(265 b=800N/ s=600N/曲疲劳极限 80距疲劳极限 80硬度取 220 的初步设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 由客户给定外部尺寸图可查得输入轴轴端 d=95出轴端 d=a/2=275/2=类零件采用高强度合金钢材质。 根据机械传动方案的整体部局，拟订轴上零件的布置和装配方案 输入轴如图所示 3 3入轴 透盖、油封、轴承由左端装入，靠轴肩 一轴承由右端装入，靠轴肩 中间轴 如图所示 3 图 3间轴 轴承由左端装入，靠轴肩 承由右端装入，轴承由定距环定位。 输出轴如图所示 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 图 3输出轴 油封、圆螺母、垫圈、轴承、定距环、推力球轴承由左端装入。 轴承、调态环、油封、压盖由 右端装入。 定各轴尺寸 （）输入轴： 按扭距初 d A(P/n)1/3=100(160/960)1/3=55虑装联轴器加键，需将其轴径增 4，故取 60知 5 由轴向定位及固定要求确定轴的各段直径及长度。 d=95 由客户要求定 L=130mm d=100 径由轴承内径定，长度由L=310-(14+142+106+ L= +5)/2= d=120 a=(0.1)d=( 100=7 10=14 取 10 d=100+2 10=120b 10=14 d=110 L=142 L=(4+157+96+10)-(14+106+5)=142mm v d=123 由齿轮确定 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 L=106mm d=120 d、 L=5mm d=100 由轴承定 L=49mm d=94 d、 L=78 2）中间轴： d A(P/N)1/3=100(160/240)1/3= 由轴向定位及固定要求确定轴的各段直径及长度： i d=130 由轴承 7526L= d=140 为结构需要 L=4mm d=185 由齿轮定 L=157mm d= d=a/2=275/2=90 L=960mm v d=130 L= L=(9610+的校核 入轴的校核 （ 1） 输入轴采用了卸荷式结构皮带轮，结构如下图所示： 输入轴采用了卸荷式结构皮带轮，结构如下图 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 图 3入轴结构图 因此伸出端经向力由端盖承受，轴伸出端不受经向力。 已知传递的功率为 P= 速 n=960r/轮的有效齿宽 B=96齿合正中计算），齿数 2,模数 ，螺旋角 10，轴端采用卸荷式结构皮带轮。 由客户要求，但出端安装尺寸为 95 ，圆传递功率较大。较大，选用 42 材料，经淬大渗碳处理，材料的材料的机械性能数据为： 2 2 51221338 0 0 / , 3 8 0 / , 2 . 5 1 06 0 0 / , 2 3 0 / , 2 0 0160m i n 1 0 0 5 5960m m N m m EN m m N m m H B H m 皮带轮加键将其轴径增加 4 95 55，符合要求。 （ 2）轴传递的转矩 1609 5 4 9 1 5 9 1 . 5960T N m （ 3）齿轮上的圆周力： 11 1 1 2 ( )2 2 1 5 9 1 . 5 284200 . 1 1 2d m t 节 圆 齿轮的径向力：110504r F t 齿轮的轴向力： 5011F x F t （ 4）求支反力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 在不平面内的支反力 4110( ) 021231 0 5 0 4 2 1 3 . 5 5 0 1 12270092 1 3 . 5 6 2 . 501 0 5 0 4 7 0 0 9 3 4 9 5z B a b F r a F r a F r R N 在垂直 平面内的支反力： 由图可知： 0( ) 02 8 4 2 0 2 1 3 . 5219842762 8 4 2 0 2 1 9 8 4 6 4 3 6y B yR a b F t aF t r R N （ 5）作出弯矩和扭矩图 齿轮的作用力在水平面的弯矩图 3 4 9 5 0 . 2 1 3 5 7 4 6 1 2 37 4 6 5 0 1 1 4 3 8 c z R a N c z M c z F x N m 齿轮的作用力在垂直平面内的弯矩图： 6 4 3 6 0 . 2 1 3 5 1 3 7 4 c y R a N m 齿轮作用力在截面作出最大的合成弯矩 2 2 2 27 4 6 1 3 7 4 1 5 6 3 .M c M c z M c y N m 作出扭矩图 1 m (6)轴的强度校核： 确定危险截面 由轴的结构尺寸及弯矩图、扭矩图、截面处弯矩最大 ，对截面进行强度校核 安全系数校核计算 由于该减速器轴转动弯矩上起对称循环的弯应力，转矩引起的我脉循环的剪应力 a、弯曲应力幅为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 3331563 8 . 40 . 1 0 . 1 2 30 . 132 P d d 其 中b、由于是对称循环弯曲应力，故 0m 输入轴校核如下图 3示： 图 3入轴校核图 c、由公式（ ： 1 3 8 0 142 8 . 4 01 0 . 6 2k 式中：1 对称循环应力下的材料弯曲疲劳极限，由表 380 a K 弯曲和扭转时的有效应力集中系数，由表 取 K 2，因为齿轮与轴为套体 表面质量系数，由表 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 弯曲和扭转时的尺寸影响系数，由表 d、剪应幅为21 1 5 9 1 . 5 2 1 3 8 1 1 9 / 2 . 12 2 0 . 0 0 0 3 7 2 1 1 7 3 m M P 式中： p 抗扭断面系数 3 3 30 . 2 0 . 2 0 . 1 2 3 0 . 0 0 0 3 7 2 1