減速器畢業(yè)設(shè)計---齒輪減速器參數(shù)化建模設(shè)計

1、<p>　　本科畢業(yè)設(shè)計（論文）</p><p>　　題 目 齒輪減速器參數(shù)化建模設(shè)計 </p><p>　　姓 名 </p><p>　　專業(yè)專業(yè) 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化三班 </p><p>　　學(xué) 號 &

2、lt;/p><p>　　院 （系） 機(jī)械工程學(xué)院 </p><p>　　指導(dǎo)教師(職稱) </p><p>　　完成時間 2012年 5 月 14 日 </p><p>　　齒輪減速器參數(shù)化建模設(shè)計</p><p><b>　　摘

3、 要</b></p><p>　　減速器是原動機(jī)和工作機(jī)之間獨(dú)立的閉式機(jī)械傳動裝置。用來降低原動機(jī)轉(zhuǎn)速或增大轉(zhuǎn)矩，滿足工作機(jī)的需要。由于減速器具有結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高，傳動準(zhǔn)確可靠，使用維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)，故在工礦企業(yè)及運(yùn)輸，建筑等部門中運(yùn)用極為廣泛。</p><p>　　本課題從機(jī)械設(shè)計出發(fā)，以減速器三維精確建模為重點(diǎn)，詳細(xì)介紹Unigraphics NX的草圖功能、特征造型功

4、能，基本三維建模過程，簡單介紹其實(shí)體裝配功能。UG作為一款CAD/CAM/CAE設(shè)計軟件中的佼佼者，它包括了世界上最強(qiáng)大、最廣泛的產(chǎn)品設(shè)計應(yīng)用模塊，具有高性能的機(jī)械設(shè)計和制圖功能，為制造設(shè)計提供了高性能和靈活性，以滿足客戶設(shè)計任何復(fù)雜產(chǎn)品的需要。熟練掌握其基本功能的使用，對于我們機(jī)械設(shè)計專業(yè)的學(xué)生是有著非常好的作用的。 ANSYS軟件是大型通用有限元分析軟件，ANSYS的前處理器中有建模功能，但由于直接在ANSYS軟件中建立精確

5、的齒輪齒廓比較困難。本文是應(yīng)用ug軟件繪制出齒輪，把其導(dǎo)入有限元析軟件ANSYS中，在ANSYS中進(jìn)行減速器零部件的有限元分析。</p><p>　　關(guān)鍵詞 減速器 /Unigraphics NX / ug / 有限元分析 / ansys</p><p>　　PARAMETRIC MODELING DESIGN OF GEAR REDUCER</p><p&g

6、t;<b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Reducer is a closed mechanical transmission independent between the original motivation and working machine. To reduce the original motivation to Speed or torque, in

7、order to meet the needs of working machine. The speed reducer has the advantages of compact structure, high transmission efficiency Accurate and reliable transmission, convenient maintenance, so in the industrial and min

8、ing enterprises and transportation, the use of building industry Very broad.</p><p>　　This paper starting from the mechanical design, in order to focus on accurate modeling 3D reducer, introduces in detail S

9、ketch function, feature modeling function of UnigraphicsNX, the basic three-dimensional modeling process, introduce in fact The assembly function.</p><p>　　UG as a leader of a CAD\/CAM\/CAE design software,

10、it includes some of the world's Product design application module of the most powerful, the most extensive, with high performance of the mechanical design and drawing function, for the preparation of Provides high pe

11、rformance and flexibility of design, to meet customer needs any complex product design. Master The use of its basic function, professional mechanical design for our students has a very good effect.</p><p>　　

12、ANSYS software is a large general finite element analysis software, a modeling function of processor of ANSYS ，But the establishment of gear tooth profile precision in ANSYS software in the more difficult. This paper is

13、the application of UG Software to draw gear, the finite element analysis software ANSYS, gear reducer in ANSYS Finite element analysis of the components。</p><p>　　Keywords reducer UnigraphicsNX , UG , fini

14、te element , analysis , ANSYS</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　中文摘要..................................................................Ⅰ</p><p>　　英文摘要........................

15、..........................................Ⅱ </p><p><b>　　1 概述1</b></p><p>　　1.1 帶式運(yùn)輸機(jī)1</p><p>　　1.1.1 使用情況....................................................... 1<

16、/p><p>　　1.1.2 帶傳動要求.................................................... 1</p><p>　　1.1.3 滾筒的要求..................................................... 1</p><p>　　1.1.4 變速器的要求...........

17、..................................1</p><p>　　1.3 設(shè)計條件.....................................................1</p><p>　　1.3.1 已知條件.................................................1</p><p

18、>　　2 減速器的設(shè)計計算.............................................2</p><p>　　2.1 電機(jī)選擇與傳動比計算......................................2</p><p>　　2.1.1 電動機(jī)類型的選擇.........................................2<

19、;/p><p>　　2.1.2 電機(jī)功率的計算與型號確定................................2</p><p>　　2.2 運(yùn)動和動力參數(shù)計算.........................................3</p><p>　　2.2.1 傳動比分配.....................................

20、..........3</p><p>　　2.3 傳動零件的設(shè)計計算和結(jié)構(gòu)設(shè)計.............................5</p><p>　　2.3.1 帶傳動設(shè)計計............................................5</p><p>　　2.4 高速級齒輪設(shè)傳動計計算...................

21、..............7</p><p>　　2.5 低速級齒輪傳動設(shè)計計算...................................12</p><p>　　2.6 低速級齒輪傳動設(shè)計計算................................16</p><p>　　2.7 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計........................

22、.......................20</p><p>　　2.7.1 高速軸的設(shè)計............................................20</p><p>　　2.7.2 中間軸的設(shè)計...........................................23</p><p>　　2.7.3 低速軸的設(shè)

23、計...........................................27</p><p>　　2.8 軸承的選擇與校核.........................................33</p><p>　　2.9 鍵的選取....................................................34</p>

24、<p>　　2.10 減速器的潤滑和密封.......................................35</p><p>　　2.10.1 齒輪的潤滑35</p><p>　　2.10.2 滾動軸承的潤滑............................................36</p><p>　　2.11 箱體及

25、其附件設(shè)計.........................................36</p><p>　　2.11.1 箱體尺寸36</p><p>　　2.11.2 起吊裝置37</p><p>　　2.11.3 窺視孔窺視蓋37</p><p>　　2.11.4 放油孔和螺塞37</p><p>

26、;　　3 基于UG二級斜齒輪減速器三維造型..........................37</p><p>　　3.1 ug軟件介紹.................................................37</p><p>　　3.2 箱蓋的三維造型.............................................38</p

27、><p>　　3.3 箱座的三維造型.............................................47</p><p>　　3.4 斜齒輪和標(biāo)準(zhǔn)件三維造型設(shè)計...............................55</p><p>　　4 減速器的虛擬裝配.......................................

28、.......57</p><p>　　4.1 中間軸的裝配...............................................57</p><p>　　4.2 輸出軸的裝配...............................................58</p><p>　　4.3 輸入軸的裝配..............

29、.................................59</p><p>　　4.4 軸和軸承端改的裝配........................................60</p><p>　　4.5箱蓋的裝配..................................................60 </p><p>　　

30、4.6標(biāo)準(zhǔn)件的裝配................................................61 </p><p>　　5 減速器的運(yùn)動仿真............................................62</p><p>　　5.1 定義減速器的連桿..........................................62&l

31、t;/p><p>　　5.2 建立連桿副.................................................64 </p><p>　　5.3 建立齒輪副.................................................64</p><p>　　5.4 設(shè)置解算方案和求解...................

32、.....................65</p><p>　　6 ansys對減速器零部件的靜力學(xué)分析.........................65</p><p>　　6.1 單個齒輪的有限元分析.......................................65</p><p>　　6.1.1 從ug軟件中導(dǎo)入實(shí)體模型........

33、.........................66</p><p>　　6.1.2 定義單元類型和材料參數(shù)................................. 67</p><p>　　6.1.3 運(yùn)用Mesh Tool進(jìn)行網(wǎng)格劃分..............................69</p><p>　　6.1.4 施加自由度約束...

34、.......................................70 </p><p>　　6.1.5 加載分析................................................71</p><p>　　6.1.6 求解和查看結(jié)果................................................73</p>

35、;<p>　　6.2 減速器軸的有限元分析 .....................................76 </p><p>　　結(jié)束語............................................................79 </p><p>　　參考文獻(xiàn) ..................................

36、......................80</p><p>　　致謝..............................................................81</p><p><b>　　1 概述</b></p><p>　　1.1 帶式運(yùn)輸機(jī) </p><p>　　1.1.1

37、 使用情況</p><p>　　帶式運(yùn)輸機(jī)廣泛地應(yīng)用在冶金、煤炭、交通、水電、化工等部門，是因為它具有帶式輸送量大、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、成本低、通用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　運(yùn)輸機(jī)還應(yīng)用于建材、電力、輕工、糧食、港口、船舶等部門。</p><p>　　帶式運(yùn)輸機(jī)主要存在跑偏、灑料、皮帶打滑，減速器斷軸等問題，需要減震、減少張緊力波動，超速打滑保護(hù)。</

38、p><p>　　1.1.2 帶傳動的要求</p><p>　　帶傳動的主要失效形式：打滑和帶的疲勞破壞。</p><p>　　帶傳動的設(shè)計準(zhǔn)則：在保證帶傳動不打滑的條件下，具有一定的疲勞強(qiáng)度和壽命。</p><p>　　1.1.3 滾筒的要求</p><p>　　對運(yùn)輸機(jī)的傳動滾筒進(jìn)行分析,得出其應(yīng)力、變形分布圖,找到應(yīng)力

39、、應(yīng)變危險區(qū)。</p><p>　　1.1.4 變速器的要求</p><p>　　對軸的強(qiáng)度要求，齒輪的強(qiáng)度要求。</p><p><b>　　1.2 減速器</b></p><p><b>　　1.2.1基本介紹</b></p><p>　　減速器是原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立

40、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。</p><p>　　選用減速器時應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的選用條件，技術(shù)參數(shù)，動力機(jī)的性能，經(jīng)濟(jì)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。</p><p>　　減速器是一種相對精密的機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。</p><

41、p><b>　　1.3 設(shè)計條件</b></p><p><b>　　1.3.1已知條件</b></p><p>　　（1）用于帶式運(yùn)輸機(jī)的展開式二級圓柱斜齒輪減速器。</p><p>　?。?）帶式運(yùn)輸機(jī)數(shù)據(jù)：見數(shù)據(jù)表1。</p><p>　　表1:帶式運(yùn)輸機(jī)數(shù)據(jù)</p>&l

42、t;p>　　(2)工作條件：單班制工作，空載啟動，單向、連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，工作中有輕微沖擊。運(yùn)輸帶速度允許速度誤差為±5%。</p><p>　　(3)使用期限：工作期限為十年，大修期為三年。</p><p>　　(4)生產(chǎn)批量及加工條件：小批量生產(chǎn)。</p><p>　　2 減速器的設(shè)計計算</p><p>　　2.1 電機(jī)選擇與傳

43、動比計算</p><p>　　2.1.1 電動機(jī)類型的選擇</p><p>　　工業(yè)上一般選用Y系列籠型三相異步電動機(jī)。這類電動機(jī)屬于全封閉自扇冷式電動機(jī)．其結(jié)構(gòu)簡單、工作可靠、啟動性能好、價格低廉、維護(hù)方便。適用于非易燃、非易爆、性和無特殊要求的機(jī)械上。</p><p>　　2.1.2 電機(jī)功率的計算與型號確定</p><p>　　2.1.

44、2.1 工作機(jī)輸出功率</p><p><b>　　工作機(jī)輸出功率為</b></p><p><b>　?。?-1）</b></p><p>　　式中：為運(yùn)輸機(jī)滾筒工作軸轉(zhuǎn)矩，；為滾筒轉(zhuǎn)速；</p><p><b>　　（1-2）</b></p><p>

45、;<b>　　由式（2-1）得：</b></p><p><b>　?。?-3）</b></p><p>　　2.1.2.2 所需電動機(jī)的功率</p><p><b>　?。?-4）</b></p><p>　　式中：為運(yùn)輸機(jī)的總效率；為帶傳動效率，由教材P132表5-3查得；

46、為軸承效率，；為齒輪效率；為齒輪聯(lián)軸器效率；。</p><p><b>　?。?-5）</b></p><p><b>　　（1-6）</b></p><p><b>　　(1-7) </b></p><p>　　符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 1500r/min，3000r/mi

47、n, 6000r/min其中減速器以1500r/min優(yōu)先，由《機(jī)械課程設(shè)計手冊》第二十章相關(guān)資料查得的電動機(jī)數(shù)據(jù)及計算出的總傳動比列于表2：</p><p>　　表2：額定功率為7.5kw時電動機(jī)選擇</p><p>　　2.2 運(yùn)動和動力參數(shù)計算</p><p>　　2.2.1 傳動比分配</p><p>　　2.2.2.1 總傳動比&l

48、t;/p><p><b>　　(1-9)</b></p><p>　　2.2.2.2分配傳動裝置各級傳動比</p><p>　　由 ，式中 和 分別為帶傳動和減速器的傳動比。</p><p>　　為使V帶傳動外廓尺寸不致過大，初步取 （實(shí)際的傳動比要在設(shè)計V帶傳動式，由所選大、小帶輪的標(biāo)準(zhǔn)直徑之比計