毕业设计（论文）-一级圆柱蜗杆减速器设计及应力分析研究（全套sw三维）.pdf

毕业设计论文毕业设计论文 论文题目 一级圆柱蜗杆减速器设计及应力分析研究 全套三维加 153893706 - I- 目录 摘 要 . I Abstract . II 第一章 绪论 . 1 1.1 课题背景 . 1 1.2 国内研究状况和应用前景 . 3 1.3 论文主要研究内容 . 5 第二章 减速器的总体设计 . 6 2.1Solidworks 软件简介 . 6 2.2 传动装置的总体设计 . 8 2.3 电动机的选择 . 9 2.4 传动装置运动及动力参数计算 . 10 2.5 蜗轮蜗杆的设计及其参数计算 . 11 2.6 轴的设计计算及校核 . 14 2.7 轴的结构设计 . 17 2.8 键连接设计计算 . 21 2.9 减速器结构与润滑 . 22 2.10 小结 . 23 第三章 三维建模 . 24 3.1 轴零件的设计 . 24 3.2 箱体的三维模型 . 25 3.3 其他模型的三维造型 . 26 3.4 整体装配 . 28 3.5 小结 . 29 第四章 应力分析 . 30 4.1 蜗杆应力分析 . 30 4.2 蜗轮应力分析 . 31 4.3 小结 . 33 第五章 总结与展望 . 34 5.1 总结 . 34 5.2 展望 . 34 参考文献 . 35 - I- 摘要 机械传动已经伴随人们走过了几千年的历史，无论是在生活还是生产方面，它都为人类的发展进程 作出了巨大的贡献。如今，随着电子技术、信息技术的广泛应用，使机械传动也进入了一个新的发展阶 段。机械传动系统在高速、高效、节能、环保以及小型化等方面有了明显的改进。现在，单纯的机械或 电气传动似乎更多地加入了流体技术、智能控制技术部分，机械、电子、传感器技术、软件的合成已成 为一种重要的趋势。社会生活的各个角落，无不在享受着新技术发展所带来的便利，高科技越发达，相 对的对机械行业的需求就越大。 我国减速机制造企业更应该跟上时代，多元化地发展。目前国际上最先进的各种减速机加工及检测 设备，包括各种滚齿机、磨齿机、热处理炉、齿轮检测中心、三坐标测量仪等，均不同程度地使用了微 电子技术和信息技术。国外的机械传动行业随着微电子技术、信息技术的发展也在进行着与之相应的多 元化的改变。而我国的基础行业包括减速机行业则相对还很落后,基本上处于先进国家上世 70、 80 年代的 水平。优化人与环境的概念在现代的生产生活中越发受到重视，在工业领域，节能、低噪声、环保也是 机械制造的发展趋势，机械传动行业应如何在材质的选择、结构的设计等诸多方面去突破以满足这些要 求。 通过对减速器的简单了解，开始学习设计齿轮减速器，尝试设计增强感性认知和对社会的适应能力， 及进一步巩固已学过的理论知识，提高综合运用所学知识发现问题、解决问题，以求把理论和实践结合 一起，为以后的工作和更好的学习积累经验。学习如何进行机械设计，了解机械传动装置的原理及参数 搭配。学习运用多种工具，比如 CAD 等，直观的呈现在平面图上。通过对圆柱齿轮减速器的设计，对齿 轮减速器有个简单的了解与认知。齿轮减速器是机械传动装置中不可缺少的一部分。机械传动装置在不 断的使用过程中，会不同程度的磨损，因此要经常对机械予以维护和保养，延长其使用寿命，高效化的 运行，提高生产的效率，降低生产的成本，获得最大的使用效率。 关键词：机械传动装置、齿轮减速器、设计原理与参数配置 - II- Abstract Mechanical transmission has been accompanied by people for thousands of years of history, both in life and production, it has made great contributions to the development process of human. Nowadays, with the wide application of electronic technology and information technology, the mechanical drive has entered a new stage of development. Mechanical transmission system in the high speed, high efficiency, energy saving, environmental protection, as well as small and so there is a clear improvement. Now, the simple mechanical or electrical transmission seems to be more into the fluid technology, intelligent control technology, mechanical, electronic, sensor technology, software synthesis has become an important trend. Every corner of the social life, without exception, enjoying the convenience of the development of new technology, the more advanced technology, the greater the need for the machinery industry. Reducer manufacturing enterprises in China should keep up with the times, diversified development. The most advanced all kinds of reducer processing and testing equipment, including all kinds of rolling gear machine, grinding machine, heat treatment furnace, gear measuring center, three coordinate measuring instrument, to varying degrees, use the microelectronics technology and information technology. With the development of micro electronics technology and information technology, the development of electronic technology and information technology in foreign countries is also changing. And our countrys basic industries, including the reducer industry is relatively backward, basically in advanced countries in the world 70, 80s level. Optimization of the people and the environment concept in modern production and life has been paid more and more attention, in the industrial field, the development tendency of energy saving and low noise, environmental protection, and machinery manufacturing, mechanical drive industry should be how in many aspects of material selection, structure design to break through to meet these requirements. Through the simple understanding of the speed reducer,started learning design of gear reducer,attempt to design enhance the perceptual cognition and ability to adapt to society,and further consolidate the learned theory knowledge,to improve the integrated use of knowledge discovery and solve problems,in order to combine theory and practice together,for the later work and better learning experience.Learn how to do mechanical design,to understand the principle of mechanical transmission device and parameter collocation.Study using a variety of tools,such as CAD,intuitive present on the floor plan.Through the design of cylindrical gear reducer,gear reducer is a simple understanding and cognition.Gear reducer is an indispensable part of in mechanical transmission device.Mechanical transmission device in use process,will be different degree of wear and tear,so often to mechanical maintenance and maintenance,prolong the service life and highly effective operation,improve production efficiency,reduce the cost of production,achieve maximum efficiency. Keywords：mechanicaltransmissiongear；gearreducer； thedesignprincipleandparameterconfiguration - 1- 第一章绪论 1.1 课题背景 传动装置是机器的重要组成部分，机器工作性能的好坏很大程度上取决于传动装置的优劣。因此， 不断提高传动装置的设计和制造水平具有极其重要的意义。齿轮传动是最常采用的一种传动形式，其主 要特点有： (1)效率高：在常用的机械传动中，齿轮传动的效率为最高； (2)结构紧凑：在同样的使用条件下，齿轮传动所占用的空间一般较小； (3)工作寿命长：设计合理、维护良好的齿轮传动，其使用寿命可长达二十年； (4)传动比稳定：常用的渐开线圆柱齿轮满足定比传动条件，且具有可分性。 由于具备了上述特点，因此齿轮传动被广泛应用。蜗杆减速器的特点:蜗杆传动是在空间交错的两轴 之间传递运动和动力的一种机构，两轴交错的夹角可为任意值，常用的为 90 度，这种传动由于具有下述 特点，故应用颇为广泛。1 当使用单头蜗杆时，蜗杆旋转一周，蜗轮只转过了一个齿距，因而能实现大的 传动比。在动力传动中，一般传动比 I5- 80 在分度机构或手动机构中，传动比可达 300；若只传递运动， 传动比可达 1000。由于传动比大，零件数目又少，因而结构很紧凑。2 在杆蜗传动中，由于蜗杆齿是连 续不断的螺旋齿，它和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合的，同时啮合的齿对又较多，故冲击载荷 小，传动平稳，噪声低。3 当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时，蜗杆传动更具有自锁性。4 蜗杆传动与螺旋齿轮传动相似，在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大，工作条件不够良好时，会产生 较严重的磨擦和磨损，从而引起过分发热，使润滑情况恶化。因此磨损较大，效率低；当蜗杆传动具有 自锁性时，效率仅为 0.4 左右。同时由于摩擦与磨损严重，常需耗用有色金属制造蜗轮，以便与钢制的蜗 杆配对组合成减磨性良好的滑动摩擦剂。根据蜗杆分度曲面的形状，蜗杆传动可以分成三大类：圆柱蜗 杆传动、环面蜗杆传动、锥蜗杆传动。 1.1.1 蜗轮蜗杆传动特点 蜗杆传动用于在交错轴间传递运动和动力。如图所示，蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成，一般蜗杆为主 动件，通常交错角为 90。蜗杆传动广泛用于各种机械和仪表中，常用作减速，仅少数机械，如离心机， 内燃机增压器等，蜗轮为主动件，用于增速。 蜗杆的形状象个圆柱形螺纹，蜗轮形状象斜齿轮，只是它的轮齿沿齿长方向弯曲成圆弧形，以便与 蜗杆更好地啮合。 1.1.2 蜗杆传动优点 其一、有比较大的传动比，非常紧凑的结构。如果是传递动力的时候，i=880；如果是传递运动则 i 最大能够达到 1000。 其二、能都平稳的饿传动，噪声也非常的小。这主要是用蜗杆和蜗轮齿的啮合是连续的，并且啮合 的齿对数还相对的较多，所以传动比较平稳，噪声也比较低。 其三、其自身能够使用自锁性能。如果蜗杆的螺旋角没有齿轮间的当量摩擦角大时，蜗杆传动就会 启动自锁。换句话说就是只有蜗杆带动蜗轮，蜗轮是不可以带动蜗杆的。 其四、蜗杆传动还是具有其自身的缺点的，比较明显的就是传动摩擦损失比较大，效率也很低。通 常效率只有 0.70.8，如果蜗杆传动还具有自锁功能，则其效率会在 0.5 之下。因此，蜗杆传动对于传递 大功率和长期连续工作是不适合的。 其五、蜗杆传动还有一个比较大的缺点就是成本比较大，有的时候为了减少其摩擦损耗，蜗轮会使 用贵重的减摩材料(青铜)制造，这就在一定程度上加大了其制造的成本。 蜗杆传动的类型 - 2- 根据蜗杆形状的不同，蜗杆传动可以分为圆柱蜗杆传动,环面蜗杆传动和锥蜗杆传动等。 圆柱蜗杆传动包括普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动两类。 1.1.3 减速器工作原理 工作原理：蜗轮蜗杆传动的两轴是相互交叉垂直的；蜗杆可以看成为在圆柱体上沿着螺旋线绕有一 个齿（单头）或几个齿（多头）的螺旋，蜗轮就象个斜齿轮，但它的齿包着蜗杆。在啮合时，蜗杆转一 转，就带动蜗轮转过一个齿（单头蜗杆）或几个齿（多头蜗 杆），因此蜗轮蜗杆传动的速比 i=蜗杆的头 数 Z1/蜗轮的齿数 Z2。 本文主要采用 SolidWorks 软件对单级圆柱蜗杆传动中各零件建立三维几何模型、单级圆柱蜗杆减速 器三维虚拟装配及工程图生成。再充分发挥 SolidWorks 设计的优点，不断优化零件结构。利用本文的方 法设计单级圆柱蜗杆减速器，具有方便、快捷、可靠的特点。 1.1.4 蜗轮蜗杆减速器的常见问题及解决方 1.发热和漏油 蜗轮减速机为了提高效率，一般均采用有色金属做蜗轮，采用较硬的钢材做蜗杆，由于它是滑动摩 擦传动，在运行过程中，就会产生较高的热量，使减速机各零件和密封之间热膨胀产生差异，从而在各 配合面产生间隙，而油液由于温度的升高变稀，容易造成泄漏。主要原因有四点，一是材质的搭配是否 合理，二是啮合磨擦面的表面质量，三是润滑油的选择，添加量是否正确，四是装配质量和使用环境。 2.蜗轮磨损 蜗轮一般采用锡青铜，配对的蜗杆材料一般用 45 钢淬硬至 HRC45 一 55,还常用 40C:淬硬 HRC50 一 55，经蜗杆磨床磨削至粗糙度 RaO.8 fcm,减速机正常运行时，蜗杆就象一把淬硬的“锉刀”，不停地锉削蜗 轮，使蜗轮产生磨损。一般来说，这种磨损很慢，象某厂有些减速机可以使用 10 年以上。如果磨损速度 较快，就要考虑减速机的选型是否正确，是否有超负荷运行，蜗轮蜗杆的材质，装配质量或使用环境等 原因。 3.轴承损坏 减速机发生故障时，即使减速箱密封良好，还是经常发现减速机内的齿轮油已经被乳化，轴承已生 锈、腐蚀、损坏，这是因为减速机在运停过程中，齿轮油由热变冷后产生的水分凝聚造成;当然，也和轴 承质量，装配工艺方法密切相关。 常见的解决方法 保证装配质量 可购买或自制一些专用工具，拆卸和安装减速机部件时，尽量避免用锤子等其他工具敲击；更换齿 轮、蜗轮蜗杆时，尽量选用原厂配件和成对更换；装配输出轴时，要注意公差配合；要使用防粘剂或红 丹油保护空心轴，防止磨损生锈或配合面积垢，维修时难拆卸。 润滑油和添加剂的选用 蜗齿减速机一般选用 220#齿轮油，对重负荷、启动频繁、使用环境较差的减速机，可选用一些润滑 油添加剂，使减速机在停止运转时齿轮油依然附着在齿轮表面，形成保护膜，防止重负荷、低速、高转 矩和启动时金属间的直接接触。添加剂中含有密封圈调节剂和抗漏剂，使密封圈保持柔软和弹性，有效 减少润滑油漏。 减速机安装位置的选择 位置允许的情况下，尽量不采用立式安装。立式安装时，润滑油的添加量要比水平安装多很多，易 造成减速机发热和漏油。 建立润滑维护制度 可根据润滑工作“五定”原则对减速机进行维护，做到每一台减速机都有责任人定期检查，发现温升 明显， 超过 40或油温超过 80， 油的质量下降或油中发现较多的铜粉以及产生不正常的噪声等现象时， 要立即停止使用，及时检修，排除故障，更换润滑油。加油时，要注意油量，保证减速机得到正确的润 - 3- 滑 1.2 国内研究状况和应用前景 1.2.1 国内的现状与发展概况 减速机在我国的发展已有近 40 年的历史，广泛应用于国民经济及国防工业的各个 设 领域。主要 行业有：电力机械、冶金机械、环保机械、电子电器、筑路机械、化工机械、 计 食品机械、轻工机械、 矿山机械、输送机械、建筑机械、建材机械、水泥机械、橡胶机 械、水利机械、石油机械等，这些行业 使用减速机产品的数量已占全国各行业使用减速 研 机总数的 6070。 究 减速器在原动机和工作机之 间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极 为广泛。减速器具有的普遍优势是：高水平、高 性能、积木式组合设计、形式多样化、现状变型设计多等特点。 国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者 展传动比大而机 械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点。由于在 趋 传动的理论上、工艺水平 和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率 势 大、传动比大、体积小、重量轻、机 械效率高等这些基本要求。 蜗杆传动的历史悠久，但得到迅速发展还是从本世纪二十年代开始的，尤其近三、四十年来，随着 空间啮合理论的不断突破，发展了许多新型蜗杆传动，如五十年代的凹面齿圆柱蜗杆传动、锥蜗杆传动， 七十年代的平面二次包络环面蜗杆传动等。与此同时还采用了许多利于提高蜗杆传动承载能力和传动效 率的修形，挖窝，以及利用啮合中的动静压效应（封闭接触线）等措施，都取得了显著的效果，使蜗杆 传动的发展达到了相当高的水平，输出转矩=70000NM；轮齿受力 Fn=800000N，传递功率 T=10290kM， 蜗杆转速=40000r/min；蜗杆圆周速度=69r/s；中心距 a=2000mm；传动效率=98%,传动比5 的蜗杆传 动应用越来越多。 蜗杆传动在现代工业中应用广泛；在机床制造业中，普通圆柱蜗杆传动的应用尤为普遍，并且几乎 成了一般低速转动工作台和连续分度机构的唯一传动型式，冶金工业轧机压下机构都采用大型蜗杆传动； 煤矿设备中各种类型绞车及采煤机组牵引传动；起重运输业中各种提升设备、电梯、自动扶梯及无轨电 车等的传动，其他，如精密仪器设备，军工、宇宙观测中蜗杆传动常用作分度机构、操纵机构、计算机 构、测距机构等等。 随着圆柱蜗杆减速机行业竞争的不断加剧，大型企业间并购整合与资本运作日趋频繁，国内外优秀 的圆柱蜗杆减速机企业愈来愈重视对行业市场的分析研究，特别是对当前市场环境和客户需求趋势变化 的深入研究，以期提前占领市场，取得先发优势。正因为如此，一大批优秀品牌迅速崛起，逐渐成为行 业中的翘楚。中研普华利用多种独创的信息处理技术，对圆柱蜗杆减速机行业市场海量的数据进行采集、 整理、加工、分析、传递，为客户提供一揽子信息解决方案和咨询服务，最大限度地降低客户投资风险 与经营成本，把握投资机遇，提高企业竞争力。 长期对圆柱蜗杆减速机行业市场跟踪搜集的一手市场数据，同时依据国家统计局、国家商务部、国 家发改委、国务院发展研究中心、行业协会、中国行业研究网、全国及海外专业研究机构提供的大量权 威资料，采用与国际同步的科学分析模型，全面而准确地为您从行业的整体高度来架构分析体系。让您 全面、准确地把握整个圆柱蜗杆减速机行业的市场走向和发展趋势。 中国圆柱蜗杆减速机行业的内外部环境、行业发展现状、产业链发展状况、市场供需、竞争格局、 标杆企业、发展趋势、机会风险、发展策略与投资建议等进行了分析，并重点分析了我国圆柱蜗杆减速 机行业将面临的机遇与挑战。报告将帮助圆柱蜗杆减速机企业、学术科研单位、投资企业准确了解圆柱 蜗杆减速机行业最新发展动向，及早发现圆柱蜗杆减速机行业市场的空白点，机会点，增长点和盈利 点准确把握圆柱蜗杆减速机行业未被满足的市场需求和趋势，有效规避圆柱蜗杆减速机行业投资风 险，更有效率地巩固或者拓展相应的战略性目标市场，牢牢把握行业竞争的主动权。形成企业良好的可 持续发展优势。 蜗轮蜗杆传动具有传动比大、体积小、运转平稳、噪音小等特点在现代工业中应用广泛，在机床制 - 4- 造业中蜗轮蜗杆传动的应用尤为普遍，并且几乎成了一般低速传动工作台和连续分度机构的唯一传动形 式；冶金工业轧机压下机构都采用大型蜗轮蜗杆传动；煤矿设备中的各种类型的轿车和采煤机组牵引传 动；起重运输也中各种提升设备、电梯、自动扶梯及无轨电车等的传动。其他如精密仪器设备、军工、 宇航观测部门中蜗轮蜗杆传动常用作分度机构、操纵机构、计算机构、测距机构等等。大型天文望远镜、 雷达等也离不开蜗轮蜗杆传动。 近三十年来随着空间啮合理论的不断突破，工业生产迅速发展的需要，蜗轮蜗杆传动在高速、重载、 小速比条件下使用的越来越多。为了适应这种要求人们不断的探索提高蜗轮蜗杆传动性能的途径。这首 先是寻找最佳的齿廓形状，其次是提高蜗杆吃面的硬度、传动精度，减少蜗轮蜗杆吃面的粗糙度等指标 以获得良好的使用性能和工艺性能。 近几十年来国内外在蜗轮蜗杆传动的研制取得了很大进展，相聚出现了很多新兴的蜗轮蜗杆传动，例如 圆弧齿圆柱蜗杆传动、平面二次包络环面蜗轮蜗杆减速机及锥面包络蜗杆传动等等这使蜗轮蜗杆传动的 发展达到了较高技术水平，很大程度上满足现在工业传动的需求。 广泛应用于国民经济及国防工业的各个领域产品从最初单一的减速机，发展到现在五大类产品，即 摆线减速机、无级变速器、齿轮减速机、蜗轮蜗杆减速机、电动滚筒。据初步统计，减速机用量较大的 行业主要有电力机械、冶金机械、环保机械、电子电器、筑路机械、化工机械、食品机械、轻工机械、 矿山机械、输送机械、建筑机械、建材机械、水泥机械、橡胶机械、水利机械、石油机械等，这些行业 使用减速机产品的数量已占各行业是用减速机总数的 60%- - 70%。 由于国家采取积极的财政政策，十五期间，拉动了内需，固定资产投资力度加大，各行业的发展驶 入了快车道，特别是基础建设的投资，使冶金机械、电力机械、建筑机械、建筑资料、能源机械等加快 了发展进程，因此，对减速机的需求也逐步扩大，预计“十一五”期间，随着国家对机械制造业的重视， 重大装备国产化进程的加快以及乡村改造，场馆建设等工程项目的开工，减速机的市场前景看好，整个 行业仍将坚持快速发展态势，尤其是齿轮减速机的增长将会大幅度提高。 20 世纪 60 年代的减速器大多是参照苏联 20 世纪 4050 年代的技术制造的，后来 虽有所发展，但限于当时的设计、工艺水平及装备条件，其总体水平与国际水平有较大 差距。 自 20 世纪 60 年代以来，我国先后制订了 JB113070圆柱齿轮减速器等一 批通用减速器的标淮，除主机厂自制配套使用外，还形成了一批减速器专业生产厂。目 前，全国生产减速器的企业有数百家，年产通用减速器 25 万台左右，对发展我国的机 械产品作出了贡献。 改革开放以来，我国引进一批先进加工装备，通过引进、消化、吸收国外先进技术 和科研攻关，逐步掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术。材料和热处理 质量及齿轮加工精度均有较大提高，通用圆柱齿轮的制造精度可从 JB17960 的 89 级提高到 GB1009588 的 6 级，高速齿轮的制造精度可稳定在 45 级。部分减速器采 用硬齿面后，体积和质量明显减小，承载能力、使用寿命、传动效率有了较大的提高， 对节能和提高主机的总体水平起到很大的作用。 我国自行设计制造的高速齿轮减（增）速器的功率已达 42000kW，齿轮圆周速度达 150m/s 以上。但是，我国大多数减速器的技术水平还不高，老产品不可能立即被取代， 新老产品并存过渡会经历一段较长的时间。 - 5- 1.2.1 国外的现状与发展概况 国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器 工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。当 今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。 平面二次包络环面蜗轮蜗杆减速机（简称平面二包）是我 1970 年代首创的一种新型机械传动形式。 它是在美国“Cone”蜗杆（俗称球面蜗杆）和日本东京工业大学“斜平面蜗轮”的基础上发展而来的。该传 动比国际王牌产品美国 ConeDrive 工艺性能更好，蜗杆齿面可以淬火并用砂轮磨削，啮合质量高。由于 该蜗杆副齿面啮合时呈双线接触，接触点的法向速度大，综合曲率半径大，接触应力小，易形成油膜， 具有承载能力大、效率高、使用寿命长等优点。经美国 ConeDrive 公司测试承载能力为其相应产品的 2.2 倍。被誉为“当代最优越的蜗杆传动”。为了推广先进蜗杆传动产品，国家已颁布“平面二次包络环面蜗杆 减速器国家标准”，并宣布淘汰落后的阿基米德蜗杆减速器。平面二次包络环面蜗轮蜗杆减速机是具有国 内外先进制造水平的高新技术产品，由于具有啮合过程形成动压油膜的独特性能使其具有寿命长、效率 高、承载能力强等优点，特别适合于现代机械重载、高速的需要，深受用户欢迎。因此，在整个冶金工 业、造船工业、石油、化工机械、通用机械、轻工机械、兵器工业、建筑机械等都有很高的声誉。 1.3 论文主要研究内容 1.3.1 蜗轮蜗杆减速器的特点 蜗轮蜗杆减速器的特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速化，输入轴和输出轴不在同一轴线 上，也不在同一平面上。但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。 蜗轮蜗杆减速器是以蜗杆为主动装置，实现传动和制动的一种机械装置。当蜗杆作为传动装置时， 在蜗轮蜗杆共同作用下，使机器运行起来，在此过程中蜗杆传动基本上克服了以往带传动的摩擦损耗； 在蜗杆作为制动装置时，蜗轮，蜗杆的啮合，可使机器在运行时停下来，这个过程中蜗杆蜗轮的啮合静 摩擦达到最大，可使运动中的机器在瞬间停止。在工业生产中既节省了时间又增加了生产效率，而在工 艺装备的机械减速装置，深受用户的美誉，是眼前当代工业装备实现大小扭矩，大速比，低噪音，高稳 定机械减速传动独揽装置的最佳选择。 1.3.2 蜗轮蜗杆的设计 A 箱体 (1)：蜗轮蜗杆箱体内壁线的确定；(2)：轴承孔尺寸的确定； (3)：箱体的结构设计； a.箱体壁厚及其结构尺寸的确定 b.轴承旁连接螺栓凸台结构尺寸的确定 c.确定箱盖顶部外表面轮廓 d.外表面轮廓确定箱座高度和油面 e.输油沟的结构确定 f.箱盖、箱座凸缘及连接螺栓的布置 B、轴系部件 (1)蜗轮蜗杆减速器轴的结构设计 a.轴的径向尺寸的确定 b.轴的轴向尺寸的确定 (2)轴系零件强度校核 a.轴的强度校核 b.滚动轴承寿命的校核计算 C、减速器附件 a.窥视孔和视孔盖 b.通气器 c.轴承盖 d.定位销 e.油面指示装置 f.油塞 g.起盖螺钉 h.起吊装置 D 蜗轮蜗杆三维建模。 E 蜗轮与蜗杆的应力分析。 - 6- 第二章减速器的总体设计 2.1Solidworks 软件简介 2.1.1Solidworks 软件基本概述 SolidWorks 软件是世界上第一个基于 Windows 开发的三维 CAD 系统，SolidWorks 所遵循的易用、 稳定和创新三大原则得到了全面的落实和证明，使用它，设计师大大缩短了设计时间，产品快速、高效 地投向了市场。 由于使用了 Windows OLE 技术、直观式设计技术、先进的 parasolid 内核（由剑桥提供） 以及良好的与第三方软件的集成技术，SolidWorks 成为全球装机量最大、最好用的软件。资料显示，目 前全球发放的 SolidWorks 软件使 用许可约 28 万，涉及航空航天、机车、食品、机械、国防、交通、模 具、电子通讯、医疗器械、娱乐工业、日用品/消费品、离散制造等分布于全球 100 多个国 家的约 3 万 1 千家企业。在教育市场上，每年来自全球 4，300 所教育机构的近 145，000 名学生通过 SolidWorks 的培 训课程。 Solidworks 软件组件繁多。功能强大、易学易用和技术创新是 SolidWorks 的三大特点，使得 SolidWorks 成为领先的、主流的三维 CAD 解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计 过程中的错误以及提高产品质量。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来 说，操作简单方便、易学易用。 对于熟悉微软的 Windows 系统的用户，基本上就可以用 SolidWorks 来搞设计了。SolidWorks 独有 的拖拽功能使用户在比较短的时间内完成大型装配设计。SolidWorks 资源管理器是同 Windows 资源管理 器一样的 CAD 文件管理器，用它可以方便地管理 CAD 文件。使用 SolidWorks ，用户能在比较短的时间 内完成更多的工作，能够更快地将高质量的产品投放市场。 在目前市场上所见到的三维 CAD 解决方案中，SolidWorks 是设计过程比较简便而方便的软件之一。 美国著名咨询公司 Daratech 所评论：“在基于 Windows 平台的三维 CAD 软件中，SolidWorks 是最著名的 品牌，是市场快速增长的领导者。” 在强大的设计功能和易学易用的操作（包括 Windows 风格的拖/放、点/击、剪切/粘贴）协同下，使 用 SolidWorks ， 整个产品设计是可百分之百可编辑的， 零件设计、 装配设计和工程图之间的是全相关的。 2.1.2Solidworks 软件功能介绍 1 用户界面 只有 SolidWorks 才提供了一整套完整的动态界面和鼠标拖动控制。“全动感的”的用户界面减少设计 步骤，减少了多余的对话框，从而避免了界面的零乱。 崭新的属性管理员用来高效地管理整个设计过程和步骤。属性管理员包含所有的设计数据和参数， 而且操作方便、界面直观。 用 SolidWorks 资源管理器可以方便地管理 CAD 文件。 SolidWorks 资源管理器是唯一一个同 Windows 资源器类似的 CAD 文件管理器。 特征模板为标准件和标准特征，提供了良好的环境。用户可以直接从特征模板上调用标准的零件和 特征，并与同事共享。 SolidWorks 提供的 AutoCAD 模拟器，使得 AutoCAD 用户可以保持原有的作图习惯，顺利地从二维 设计转向三维实体设计。 2 配置管理 配置管理是 SolidWorks 软件体系结构中非常独特的一部分， 它涉及到零件设计、 装配设计和工程图。 配置管理使得你能够在一个 CAD 文档中，通过对不同参数的变换和组合，派生出不同的零件或装配体。 3 协同工作 - 7- SolidWorks 提供了技术先进的工具，使得你通过互联网进行协同工作。 通过 eDrawings 方便地共享 CAD 文件。eDrawings 是一种极度压缩的、可通过电子邮件发送的、自 行解压和浏览的特殊文件。 通过三维托管网站展示生动的实体模型。三维托管网站是 SolidWorks 提供的一种服务，你可以在任 何时间、任何地点，快速地查看产品结构。 SolidWorks 支持 Web 目录， 使得你将设计数据存放在互联网的文件夹中， 就像存本地硬盘一样方便。 用 3D Meeting 通过互联网实时地协同工作。3D Meeting 是基于微软 NetMeeting 的技术而开发的专 门为 SolidWorks 设计人员提供的协同工作环境。 4 装配设计 在 SolidWorks 中，当生成新零件时，你可以直接参考其他零件并保持这种参考关系。在装配的环境 里，可以方便地设计和修改零部件。对于超过一万个零部件的大型装配体，SolidWorks 的性能得到极大 的提高。 SolidWorks 可以动态地查看装配体的所有运动，并且可以对运动的零部件进行动态的干涉检查和间 隙检测。 用智能零件技术自动完成重复设计。智能零件技术是一种崭新的技术，用来完成诸如将一个标准的 螺栓装入螺孔中，而同时按照正确的顺序完成垫片和螺母的装配。 镜像部件是 SolidWorks 技术的巨大突破。镜像部件能产生基于已有零部件（包括具有派生关系或与 其他零件具有关联关系的零件）的新的零部件。 SolidWorks 用捕捉配合的智能化装配技术，来加快装配体的总体装配。智能化装配技术能够自动地 捕捉并定义装配关系。 5 工程图 SolidWorks 提供了生成完整的、车间认可的详细工程图的工具。工程图是全相关的，当你修改图纸 时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新。 从三维模型中自动产生工程图，包括视图、尺寸和标注。 增强了的详图操作和剖视图，包括生成剖中剖视图、部件的图层支持、熟悉的二维草图功能、以及 详图中的属性管理员。 使用 RapidDraft 技术，可以将工程图与三维零件和装配体脱离，进行单独操作，以加快工程图的操 作，但保持与三维零件和装配体的全相关。 用交替位置显示视图能够方便地显示零部件的不同的位置，以便了解运动的顺序。交替位置显示视 图是专门为具有运动关系的装配体而设计的独特的工程图功能。 2.1.3Solidworks 2014 介绍 SolidWorks 2014 和 SolidWorks Enterprise PDM 2014 是支持 Wind