畢業(yè)設(shè)計論文-一級圓柱齒輪行星減速器設(shè)計及應(yīng)力分析研究

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計（論 文）說明書</p><p>　論文題目一級圓柱齒輪行星減速器設(shè)計及應(yīng)力分析研究</p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　摘 要I</b></p><p>　　AbstractII</p><p&g

2、t;<b>　　第一章 緒論1</b></p><p>　　1.1 課題背景及研究意義1</p><p>　　1.2 SolidWorks行星齒輪的選題分析及設(shè)計內(nèi)容6</p><p>　　1.3 論文主要研究內(nèi)容6</p><p>　　第二章 行星輪減速器方案確定7</p><p>

3、;　　2.1 混合輪系的確定7</p><p>　　2.2 NGW型行星輪減速器方案確定7</p><p>　　2.3 周轉(zhuǎn)輪系部分的選擇7</p><p><b>　　2.4 小結(jié)8</b></p><p>　　第三章 NGW型行星減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計9</p><p>　　3.1 基本參

4、數(shù)要求與選擇9</p><p>　　3.2 方案設(shè)計9</p><p>　　3.3 齒輪的計算與校核10</p><p>　　3.4 軸上部件的設(shè)計計算與校核17</p><p><b>　　3.5 小結(jié)19</b></p><p>　　第四章 SolidWorks的建模與運動仿真20

5、</p><p>　　4.1 SolidWorks簡介20</p><p>　　4.2 行星輪減速器的SolidWorks建模23</p><p>　　4.3 行星輪減速器的裝配24</p><p>　　4.4 減速器的傳動運動仿真與分析26</p><p><b>　　4.5 小結(jié)34</b

6、></p><p>　　第五章 總結(jié)與展望35</p><p><b>　　5.1 總結(jié)35</b></p><p><b>　　5.2 展望35</b></p><p><b>　　參考文獻36</b></p><p><b>

7、;　　摘 要</b></p><p>　　行星齒輪減速器作為重要的傳動裝置，在機械、建筑領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。它具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大、效率高、運動平穩(wěn)等特點。</p><p>　　目前，減速器作為機械傳動裝置應(yīng)用日益廣泛，但其復(fù)雜的結(jié)構(gòu)給設(shè)計工作帶來了重復(fù)性和繁瑣性。正基于此，本論文開發(fā)了基于SolidWorks的漸開線行星齒輪減速器三維參數(shù)化CAD系統(tǒng)，通

8、過該系統(tǒng)，用戶可以在可視化平臺上實現(xiàn)交互式設(shè)計，大大提高其設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期，也方便了產(chǎn)品后續(xù)的運動仿真和有限元分析等，符合現(xiàn)代設(shè)計思想的發(fā)展要求。 </p><p>　　SolidWorks系統(tǒng)是3D CAD/CAM實體設(shè)計系統(tǒng),SolidWorks最顯著的優(yōu)點是造型功能強,目前在工業(yè)設(shè)計中已經(jīng)獲得廣泛的應(yīng)用，越來越多的設(shè)計人員用SolidWorks進行三維設(shè)計。</p>&l

9、t;p>　　本文主要基于SolidWorks設(shè)計行星減速器,行星減速器的設(shè)計過程主要包括行星傳動設(shè)計，均載機構(gòu)的設(shè)計計算、軸和軸承的選擇計算與校核，SolidWorks建模等過程。本設(shè)計基于這些特點對行星齒輪進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對其進行SolidWorks三維建模與運動仿真。首先通過比較各種類型的行星齒輪的特點，確定其方案；其次根據(jù)相應(yīng)的輸入功率、輸出速度、傳動比進行傳動設(shè)計與整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計；最后完成其SolidWorks的三維建模，

10、并對模型進行整體裝配，并完成傳動部分的運動仿真，并對其應(yīng)力進行分析。</p><p>　　關(guān)鍵詞：行星齒輪減速器、運動仿真、裝配、三維建模</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　As an important transmission device, planetary gear reducer is wid

11、ely used in the field of machinery and construction. It has the characteristics of small size, light weight, compact structure, large transmission ratio, high efficiency, stable movement and so on.</p><p>　　

12、At present, the reducer is widely used as a mechanical transmission device, but its complex structure has brought the repeatability and complexity to the design work. Zhengji to this, this thesis developed SolidWorks inv

13、olute planet gear deceleration of 3D parametric CAD system based on, through the system, users can realize interactive design in the visualization platform, greatly improve the design quality and efficiency, shorten the

14、product development cycle, also facilitate the subsequent pr</p><p>　　SolidWorks system is a 3D entity of CAD / CAM system design, the most significant advantage of SolidWorks is strong modeling function, at

15、 present in the industrial design has been widely used, more and more designers use SolidWorks to 3D design.</p><p>　　This paper mainly based on SolidWorks design of a planetary reducer, planetary gear desig

16、n process mainly includes the design of planetary transmission, load balance mechanism design calculation, shaft and bearing selection and calculation and checking, SolidWorks modeling process. This design based on the c

17、haracteristics of the structure of the planetary gear design, and its SolidWorks three-dimensional modeling and motion simulation. First by comparing the characteristics of various types of p</p><p>　　Keywor

18、ds：Planetary Gear Reducer、Dynamic Simulation、3D-modeling 、Assemble</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p>　　1.1 課題背景及研究意義</p><p>　　傳動裝置是機器的重要組成部分，機器工作性能的好壞很大程度上取決于傳動裝置的優(yōu)劣。因此，不斷提

19、高傳動裝置的設(shè)計和制造水平具有極其重要的意義。齒輪傳動是最常采用的一種傳動形式，其主要特點有：</p><p>　　(1)效率高：在常用的機械傳動中，齒輪傳動的效率為最高；</p><p>　　(2)結(jié)構(gòu)緊湊：在同樣的使用條件下，齒輪傳動所占用的空間一般較?。?lt;/p><p>　　(3)工作壽命長：設(shè)計合理、維護良好的齒輪傳動，其使用壽命可長達二十年；</p&

20、gt;<p>　　(4)傳動比穩(wěn)定：常用的漸開線圓柱齒輪滿足定比傳動條件，且具有可分性。</p><p>　　由于具備了上述特點，因此齒輪傳動被廣泛應(yīng)用。在齒輪傳動中，當(dāng)一系列互相嚙合的齒輪把原動機的轉(zhuǎn)速和扭矩傳遞給執(zhí)行機構(gòu)時，這種齒輪傳動系統(tǒng)就稱為輪系。當(dāng)輪系中至少有一個齒輪軸線繞其它定軸齒輪的軸線回轉(zhuǎn)，且機構(gòu)的自由度為1，則輪系為行星輪系，即行星齒輪傳動。</p><p>

21、;　　1.1.1 行星減速器的主要特點</p><p>　　(1)體積小、重量輕：在承受相同載荷條件下，行星齒輪傳動的外廓尺寸和重量通常僅為定軸齒輪傳動的1/2~1/6；</p><p>　　(2)傳動效率高：行星齒輪傳動的效率可高達99.4%；</p><p>　　(3)工作可靠：行星齒輪傳動平穩(wěn)，抗沖擊和振動能力強。</p><p>　　

22、1.1.2 行星減速器的應(yīng)用</p><p>　　行星傳動機構(gòu)因具有重量輕、傳遞效率高等優(yōu)點而得到廣泛的應(yīng)用，研究行星輪系的動態(tài)嚙合應(yīng)力具有重要的價值。在行星傳動齒輪系統(tǒng)的設(shè)計過程中，行星輪系的結(jié)構(gòu) 比較龐大,傳統(tǒng)的基于有限元齒輪強度設(shè)計方法只是針對齒輪的一個嚙合位置進行計算分析口，得到的結(jié)果只是齒根和齒輪軸上的應(yīng)力，無法得到準(zhǔn)確的輪齒上的當(dāng)量應(yīng)力和接觸應(yīng)力，同時對這種多齒輪系統(tǒng)在整個嚙合過程中的應(yīng)力變化情況缺乏

23、系統(tǒng)地模擬。通過建立行星輪系的整體有限元模型，利用動態(tài)接觸分析的方法，不僅能夠觀察到整個嚙合過程中行星齒輪和主動齒輪的當(dāng)量應(yīng)力和接觸應(yīng)力的變化情況，進而確定工作過程 中的危險點，還能夠?qū)ξｋU點的應(yīng)力隨時間的變化情況進行分析，為疲勞分析提供一個輸入依據(jù)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，目前已廣泛采用有限元法對齒輪傳動強度進行分析 計算，因為有限元法能很好地處理齒輪受載后嚙合接觸面力學(xué)和邊界條件，從而可對齒輪傳動系統(tǒng)作更為準(zhǔn)確的應(yīng)力變肜分析。齒輪系統(tǒng)

24、是歷史最悠久的機械傳動形式之一，也是各種機器和機械裝備中應(yīng)用最廣的動力和運動傳遞裝置。齒輪系統(tǒng)力學(xué)特征和工作性能對整個機器有重要影響，近些年來，齒輪系統(tǒng)力學(xué)特征的研究主要集中在兩個方面，一是傳動</p><p>　　本文基于SolidWorks建立了圓柱齒輪行星減速器傳動系統(tǒng), 并進行工況下的應(yīng)力分析，取得了較好的效果。 </p><p>　　1.1.3 SolidWorks的指導(dǎo)意義&l

25、t;/p><p>　　在SolidWorks環(huán)境下，對圓柱直齒輪建立了精確的參數(shù)化模型。通過定義各種約束，在裝配模塊中確定了齒輪副的相對位置與嚙合關(guān)系。并使用機構(gòu)運動分析模塊，通過定義機構(gòu)的連接與伺服電機，實現(xiàn)了齒輪副的運動過程仿真。參數(shù)化設(shè)計的本質(zhì)是在可變參數(shù)的作用下，系統(tǒng)能夠自動維護所有的不變參數(shù)．參數(shù)化設(shè)計可以大大提高模型的生成和修改的速度，在產(chǎn)品的系列設(shè)計、相似設(shè)計及專用CAD系統(tǒng)開發(fā)方面都具有較大的應(yīng)用價值

26、。虛擬裝配是在虛擬環(huán)境中，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)將設(shè)計的產(chǎn)品三維模型進行預(yù)裝配虛擬裝配可幫助產(chǎn)品擺脫對于試制物理樣機并裝配物理樣機的依賴，可以有效地提高產(chǎn)品裝配建模的質(zhì)量與速度。通過在計算機軟件平臺下對整套裝置的設(shè)計仿真分析，能夠及時地發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的缺陷，并根據(jù)分析結(jié)果進行實時改進。參數(shù)化建模、虛擬裝配，運動仿真貫穿于整個計算機輔助設(shè)計全過程，可顯著地縮短研發(fā)周期，降低設(shè)計成本，提高工作效率。本次建模與運動仿真分析實現(xiàn)了圓柱直齒輪副的電子樣機設(shè)

27、計，對現(xiàn)實齒輪制造過程有一定的指導(dǎo)意義。</p><p>　　1.1.4 國外研究狀況和應(yīng)用前景</p><p>　　國內(nèi)外許多學(xué)者對行星傳動系統(tǒng)的動力學(xué)特性開展了大量的研究工作。其內(nèi)容包括自由振動(固有頻率的變化規(guī)律及其敏感度分析)、受迫振動 響應(yīng)(輪齒動載荷及均載特性)、振動抑制(相位調(diào)諧及附加阻尼)以及與之相關(guān)的實驗研 究等諸多方面。以下將從理論研究與實驗研究兩個方面分別予以闡述。行

28、星齒輪傳動結(jié)構(gòu)上采用多個行星齒輪來分擔(dān)載荷，形成功率分匯流，并合理使用 內(nèi)嚙合齒輪傳動實現(xiàn)無徑向載荷的轉(zhuǎn)矩傳遞，具有體積小、重量輕、承載能力強等優(yōu)點 因此，行星齒輪傳動廣泛應(yīng)用于中、大型風(fēng)電增速箱中。但由于不可避免的制造誤差、安裝誤差、構(gòu)件的彈性變形及溫度等因素的影響，行星輪間載荷分布均勻的理想受力狀態(tài)實際上很難達到，則上述優(yōu)點難以實現(xiàn)。因此，多采用均載裝置來實現(xiàn)或者改善系統(tǒng)的不均載情況，所謂行星輪間載荷分布均勻(或稱載荷均衡)，就是指

29、各行星輪的嚙合作 用力大小相等。用各行星輪上的最大載荷與名義載荷之比值來表示載荷分配的均衡程 度，稱為行星齒輪傳動的均載系數(shù)(也稱行星輪間載荷分配不均衡系數(shù)。不論是何種均 載方法，都涉及到如何確定結(jié)構(gòu)尺寸和誤差等參數(shù)以滿足載荷不均勻性的要求。開展均 載設(shè)計方法的理論和實驗研究，其研究成</p><p>　　20世紀(jì)70年代末以來，世界減速器技術(shù)有了很大發(fā)展。產(chǎn)品發(fā)展的總趨勢是小型化、 高速化、低噪聲和高可靠性。技

30、術(shù)發(fā)展中最引人注目的是硬齒面技術(shù)、功率分支技術(shù)和模塊 化設(shè)汁技術(shù)。</p><p>　　到20世紀(jì)80年代，國外硬齒面技術(shù)已日趨成熟。采用優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件、滲碳淬火磨齒的硬齒面齒輪，精度不低于ISO 1328一1975 的6 級，綜合承載能力為中硬齒面調(diào)質(zhì)齒輪的3~4倍，為軟齒面齒輪的4~5倍。一個中等規(guī)格的硬齒面減速器的重量僅為中硬齒面減速器的1/3左右，且噪聲低，效率高，可靠性高。</p><

31、;p>　　功率分支技術(shù)主要用于行星齒輪減速器/行星減速機及大功率雙分支以及多分支裝置，如中心傳動的水泥磨主行星減速器。其核心技術(shù)是均載。</p><p>　　對通用減速器而言，除普遍采用硬齒面技術(shù)外，模塊化設(shè)計技術(shù)已成為其發(fā)展的一個主要方向。它旨在追求高性能的同時，盡可能減少零部件及毛坯的品種規(guī)格和數(shù)量，以便于組織生產(chǎn)，形成批量，降低成本，獲得規(guī)模效益。同時，利用基本零件，增加產(chǎn)品的形式和花樣，盡可能多地開

32、發(fā)實用的變型設(shè)計或派生系列產(chǎn)品，如由一個通用系列派生出多個專用系列;擺脫了傳統(tǒng)的單一有底座實心軸輸出的安裝方式，增添了空心軸輸出的無底座懸掛式、浮動支承底座、電動機與減速器一體式連接、多方位安裝面等不同形式，擴大了使用范圍。</p><p>　　促使減速器水平提高的主要因素還有:</p><p>　　1)理論知識更完善，更接近實際(如齒輪強度計算方法、變形計算、修形技術(shù)、優(yōu)化設(shè)計方法、齒根

33、圓滑過渡，新齒形，新結(jié)構(gòu)等)。</p><p>　　2)齒輪和軸材料普遍采用各種優(yōu)質(zhì)合金鋼鍛件，材料和熱處理質(zhì)量控制水平提高。</p><p>　　3)結(jié)構(gòu)設(shè)計更合理。</p><p>　　4)齒輪加工精度提高到ISO 1328一1975 的4~6 級。</p><p>　　5)箱體的剛度和加工精度提高。</p><p&g

34、t;　　6)軸承質(zhì)量和壽命提高。</p><p>　　7)采用含添加劑的工業(yè)齒輪油，潤滑油質(zhì)量挺高。</p><p>　　進入20世紀(jì)90年代中后期，國外又陸續(xù)推出了更新?lián)Q代的減速器，不但更突出了模塊化設(shè)計的特點，而且在承載能力、總體水平、外觀質(zhì)量方面又有明顯提高。面對這方面差距，對策應(yīng)該是：</p><p>　　1.有條件的企業(yè)應(yīng)該瞄準(zhǔn)國際最先進的水平，盡快研究開

35、發(fā)面向21世紀(jì)的新產(chǎn)品。要研究出更好的模塊化設(shè)計方法，以期形成較大的批量，求得規(guī)模效益?，F(xiàn)在國內(nèi)有的企業(yè)已經(jīng)先走了一步，開發(fā)出這類產(chǎn)品。</p><p>　　2.研究、開發(fā)、推廣成本較低而承載能力又能接近硬齒面的中硬齒面滾齒的新齒形和新結(jié)構(gòu)。國內(nèi)多年來使用行之有效的雙圓弧齒輪、三環(huán)減速器和已成功應(yīng)用的點線嚙合齒輪等技術(shù)應(yīng)不斷完善并大力推廣。</p><p>　　3.加快漸開線行星齒輪減速器

36、的更新?lián)Q代，擴大其市場占有率。</p><p>　　4.產(chǎn)品的發(fā)展應(yīng)著重提高內(nèi)在質(zhì)量，嚴(yán)格控制材料熱處理、幾何加工精度和裝配試驗的質(zhì)量和穩(wěn)定性，以提高產(chǎn)品的可靠性和無重大故障的工作壽命。企業(yè)應(yīng)制訂高于國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的內(nèi)控標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　5.改進外觀設(shè)計和涂漆質(zhì)量，杜絕滲漏油現(xiàn)象。</p><p>　　6.提高配套件如潤滑冷卻裝置、風(fēng)扇、逆止器、液壓泵

37、、制動器等的質(zhì)量。</p><p>　　1.1.5 國內(nèi)研究狀況和應(yīng)用前景</p><p>　　在國內(nèi)，在齒輪系統(tǒng)力學(xué)方面也進行了多方面的研究，并取得一系列的成果。西北 工業(yè)大學(xué)方宗德教授、華中理工大學(xué)的鐘毅芳教授就齒輪傳動副的動態(tài)特性都進行了研 究。1992 年劉更教授分別研究了斜齒輪各項參數(shù)對傳動系統(tǒng)振動特性的影響。唐增寶用 八自由度的動力學(xué)模型建立了直齒圓柱齒輪的運動方程，并在假設(shè)齒

38、輪的嚙合剛度的前 提下，求解多級齒輪系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)，采用模態(tài)分析的方法與空間狀態(tài)法相結(jié)合的方法 對運動微分方程進行了求解。重慶大學(xué)機械傳動國家重點試驗室對齒輪傳動系統(tǒng)進行了 較為全面的研究，對系統(tǒng)的剛度激勵、誤差激勵、嚙合沖擊激勵以及系統(tǒng)的振動與噪聲 進行相應(yīng)的研究，王立華、李潤方等用有限元理論和數(shù)值分析方法，應(yīng)用三維嚙合彈塑 性接觸有限元方法對高速重載齒輪進行了接觸強度分析，分析了離心力對齒輪傳動系統(tǒng) 的影響。 90 年代，隨著大型商

39、用有限元軟件在國內(nèi)廣泛應(yīng)用，國內(nèi)學(xué)者應(yīng)用分析軟件對齒輪 嚙合過程中的接觸力與振動開展了許多研究，比如重慶大學(xué)的龍慧博士采用有限元軟件 ABQUS 求解齒輪的靜力學(xué)問題，對直齒輪輪齒處于不同位置處的接觸應(yīng)力，進行了2D 有限元分析。煤炭科學(xué)研究院的楊生華利用ANSY</p><p>　　改革開放以來，我國陸續(xù)引進先進加工裝備，通過引進、消化、吸收國外先進技術(shù)和科研攻關(guān)，開始掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設(shè)計制造

40、技術(shù)。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度都有較大提高，通用圓柱齒輪的制造精度可以從JB179-60 的8~9 級提高到GB/T 10095-2001的6級 ，高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在4~5級。目前我國已可設(shè)計制造2800KW的水泥磨減速器、1700mm軋鋼機用各種齒輪減速器。各種棒、線材軋機用減速器全部采用硬曲面。我國自行設(shè)計制造的高速齒輪裝置的功率已達44000KW，齒輪圓周速度達168m/s。</p><p>

41、　　20世紀(jì)80年代末至90年代初，我國相繼制訂了近100個齒輪和蝸桿減速器/蝸輪減速器的標(biāo)準(zhǔn)，研制了許多新型減速器，大體上實現(xiàn)了通用減速器的更新?lián)Q代。許多產(chǎn)品達到了20世紀(jì)80年代的國際水平。部分減速器采用硬齒面后，體積和重量明顯減小，承載能力、使用壽命、傳動效率和可靠性有了大幅度提高，對節(jié)能和提高主機的總體水平起到明顯的作用，為發(fā)展我國的機械產(chǎn)品作出了貢獻。</p><p>　　詳細D=W=G圖=紙：三 二

42、③ 1爸 爸 五 四 0 六</p><p>　　全 套 資 料 低 拾10快起</p><p>　　1.2 SolidWorks行星齒輪的選題分析及設(shè)計內(nèi)容</p><p>　　本設(shè)計基于SolidWorks便于交互及強大的二維、三維繪圖功能。先確定總體思路、設(shè)計總體布局，然后設(shè)置零部件，最后完成一個完整的設(shè)計。利用SolidWorks模塊實現(xiàn)裝配中零部件的裝配

43、、運動學(xué)仿真等功能。</p><p>　　減速器作為獨立的驅(qū)動元部件，由于應(yīng)用范圍極廣，其產(chǎn)品必須按系列化進行設(shè)計，以便于制造和滿足不同行業(yè)的選用要求。針對其輸人功率和傳動比的不同組合，可獲得相應(yīng)的減速器系列。在以往的人工設(shè)計過程中，在圖紙上盡管能實現(xiàn)同一機座不同規(guī)格的部分系列表示，但其圖形受到極大限制。采用SolidWorks工具來實現(xiàn)這一過程，不僅能完善上述工作，方便設(shè)計操作，而且使系列產(chǎn)品的技術(shù)數(shù)據(jù)庫，圖形

44、庫的建立、查詢成為可能，使設(shè)計速度加快。在設(shè)計過程中，我利用互聯(lián)網(wǎng)對本課題的各設(shè)計步驟與任務(wù)進行了詳細了解。采用計算機輔助設(shè)計的技術(shù)，利用SolidWorks參數(shù)化建模，SolidWorks動態(tài)仿真。</p><p>　　行星齒輪減速器的體積、重量及其承載能力主要取決于傳動參數(shù)的選擇，設(shè)計問題一般是在給定傳動比和輸入轉(zhuǎn)矩的情況下，確定各輪的齒數(shù)，模數(shù)和齒寬等參數(shù)。其中優(yōu)化設(shè)計采用SolidWorks自帶的模塊，模

45、擬真實環(huán)境中的工作狀況進行運動仿真，對元件進行運動分析。</p><p>　　1.3 論文主要研究內(nèi)容</p><p>　　1. 工程仿真分析部分：本論文利用三維軟件SolidWorks對行星輪減速器進行三維建模，并完成與整機的裝配；利用SolidWorks減速器機構(gòu)模型進行全局運動仿真，對內(nèi)外嚙合齒輪傳動進行運動學(xué)分析。</p><p>　　2. 設(shè)計計算部分：分

46、析行星齒輪機構(gòu)傳動方案；并通過計算分析，確定行星輪系齒輪的齒數(shù)、模數(shù)和軸、行星架的各項參數(shù)，校核齒輪的接觸和彎曲強度；完成內(nèi)外嚙合齒輪、軸、行星架的設(shè)計計算；在整機設(shè)計開發(fā)背景下，結(jié)合運動參數(shù)完成建模。</p><p>　　第二章 行星輪減速器方案確定</p><p>　　2.1 混合輪系的確定</p><p>　　根據(jù)行星輪系可分為：定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系、混合輪系

47、、封閉行星輪系，因為混合輪系可以獲得更大范圍的傳動比，實現(xiàn)多路傳遞、得到多速，所以選擇擇輪系為混合輪系，選第一級為周轉(zhuǎn)輪系，第二級為定軸輪系。 </p><p>　　2.2 NGW型行星輪減速器方案確定</p><p>　　NGW行星輪系由內(nèi)外嚙合和公用行星輪組成。結(jié)構(gòu)簡單、軸向尺寸小、工藝性好、效率高；然而傳動比較小。但NGW性能多級串聯(lián)成傳動比打的輪系，這樣便克服了淡季傳動比較小的缺點

48、。所以NGW型成為動力傳動中應(yīng)用最多、傳遞功率最大的一種行星傳動，并根據(jù)所給的條件總的傳動比為20，分配給周轉(zhuǎn)輪系部分的傳動比為5左右以及給定的電機功率為3KW。綜合以上情況所以選定NGW型行星輪減速器。</p><p>　　2.3 周轉(zhuǎn)輪系部分的選擇</p><p>　　周轉(zhuǎn)輪系的類型很多，按其基本構(gòu)件代號可分為2Z-X、3Z和Z-X-F三大類(其中Z—中心輪)。其他各種復(fù)雜的周轉(zhuǎn)輪系，

49、大抵可以看成這三類輪系的聯(lián)合貨組合機構(gòu)。按傳動機構(gòu)中齒輪的嚙合方式、又可分為許多傳動形式，如NGW型、 NW型、 NN型、WW型、ZUWGW型、 NGWN型、 N型等（其中N—內(nèi)嚙合，W—外嚙合，G—公用齒輪，ZU—錐齒輪）。其傳動類型與傳動特點如表1-1。</p><p>　　表1-1行星齒輪傳動的類型與傳動特點</p><p><b>　　2.4 小結(jié)</b>&l

50、t;/p><p>　　本章主要根據(jù)給出的條件選擇行星齒輪減速器的齒輪傳動機構(gòu)。</p><p>　　第三章 NGW型行星減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計</p><p>　　3.1 基本參數(shù)要求與選擇</p><p>　　3.1.1 電動機的選擇：</p><p>　　根據(jù)工作功率與要求選擇電動機為：YB2S-6</p>&

51、lt;p>　　各項參數(shù)為：額定功率：P=3KW轉(zhuǎn)速：n=960r/min</p><p><b>　　工作效率：=83%</b></p><p>　　3.1.2 基本參數(shù)要求</p><p>　　電動機功率：3KW 總傳動比：4 </p><p>　　工作時間：15年（每年按300天計算，每天工作為12小

52、時）</p><p><b>　　3.2 方案設(shè)計</b></p><p>　　3.2.1 機構(gòu)簡圖</p><p>　　圖 3-1 機構(gòu)簡圖設(shè)計</p><p><b>　　減速器的傳動比為4</b></p><p>　　3.2.2 齒輪材料及性能</p>

53、<p>　　高速機太陽輪和行星輪采用硬齒面，以提高承載能力，減低尺寸，內(nèi)齒輪用軟齒面（便于切齒，并使道具不致迅速磨損變鈍）。兩級材料分別如表3-1。</p><p>　　疲勞極限бHlim 和бFlim 行星輪的бFlim 是乘以0.7后的數(shù)值。</p><p>　　表3-1 齒輪材料及性能</p><p>　　3.2.3 傳動比分配</p>

54、<p>　　根據(jù)傳動要求分配第級與第級的傳動比，第級傳動比i=5,第二級傳動比i=3.2</p><p>　　3.2.4 齒形及精度</p><p>　　因?qū)儆诘退龠\動，采用壓力角=20 的直齒輪傳動，精度等級為6級。</p><p>　　3.3 齒輪的計算與校核</p><p><b>　　3.3.1 配齒數(shù)</

55、b></p><p>　　按非變位傳動要求選配齒數(shù)：選Za=19,由傳動比條件可知：</p><p>　　Y==519=95,為滿足安裝條件</p><p>　　==C （3-1）</p><p>　　Y=96, 按下式 </p><p>　　M===32

56、 （3-2）</p><p>　　計算內(nèi)齒輪和行星輪齒數(shù)</p><p>　　Z=Y-Z=96-19=77</p><p>　　Z= =77-19=29</p><p>　　實際傳動比： i=1+ =1+ =5.05 （3-4）</p>

57、<p>　　配齒結(jié)果： =19， Z=77，Z=29, i=5.05</p><p>　　3.1.2 初步計算齒輪主要參數(shù)</p><p>　?。?）計算式中系數(shù)， 、、K、如表3-2</p><p>　　u=29/19, 電動機效率，電機與輸入軸間彈性柱銷聯(lián)軸器之間的效率為。</p><p>　　則

58、輸入功率：=3 </p><p>　　則太陽輪的傳遞扭矩為</p><p>　　T== (3-5)</p><p>　　直齒輪算式系數(shù)，則太陽輪分度圓直徑</p><p><b>　?。?-6）</b></p><p>　　表3-2接觸強P度有關(guān)系數(shù)</

59、p><p>　　3.1.3 按彎強度曲初算模數(shù)m</p><p><b>　　因為取和中的較小值</b></p><p>　　= （3-7）</p><p>　　則=293.25N/mm</p><p>　　則齒數(shù)模數(shù)的出算公式為：</p><p&g

60、t;<b>　?。?-8）</b></p><p>　　取模數(shù)m=1.25mm.</p><p>　　則取m=1.25，與初算結(jié)果接近，故取 進行接觸和彎曲疲勞強度校核計算</p><p>　　幾何尺寸計算：將分度圓、齒頂圓、齒根圓、齒寬列于表3-3</p><p>　　表3-3 高速級齒輪基本幾何尺寸 單位：mm&l

61、t;/p><p>　　表3-4 接觸強度有關(guān)系數(shù)</p><p>　　3.1.4 嚙合效率計算</p><p>　　由表3-5中公式（1）知：</p><p><b>　　轉(zhuǎn)化為機構(gòu)傳動比：</b></p><p><b>　?。?-9）</b></p><

62、p><b>　　則</b></p><p>　　3.1.5 齒輪疲勞強度校核</p><p><b>　　（1）外嚙合</b></p><p>　　計算接觸應(yīng)力,用式6-21計算其需用應(yīng)力,式中的參數(shù)和數(shù)值如表3-4</p><p>　　表3-4外嚙合接觸強度有關(guān)參數(shù)和系數(shù)</p>

63、<p><b>　　接觸應(yīng)力基本值</b></p><p><b>　?。?-10）</b></p><p><b>　　接觸應(yīng)力</b></p><p><b>　?。?-11）</b></p><p><b>　　許用接觸應(yīng)力:

64、 </b></p><p><b>　　/ =（3-12）</b></p><p><b>　　故,接觸強度通過</b></p><p><b>　　齒根彎曲疲勞強度</b></p><p>　　齒根彎曲疲勞應(yīng)力及許用應(yīng)力 用計算并分別對太陽輪和行星輪進行校核。各項

65、參數(shù)如表3-5</p><p>　　表3-5 外嚙合齒根彎曲強度有關(guān)參數(shù)和系數(shù)</p><p>　?、偬栞啠?彎曲應(yīng)力基本值：</p><p><b>　　=（3-13）</b></p><p><b>　　彎曲應(yīng)力： </b></p><p><b>　　=..

66、...Y</b></p><p>　　= （3-14）</p><p>　　故<, 彎曲強度通過</p><p><b>　?、?行星輪 </b></p><p>　　=../bm=103.79N/mm</p><p><b>　　=./ =&

67、lt;/b></p><p><b>　　=.....</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　故<,彎曲強度通過</b></p><p><b>　?。?）內(nèi)嚙合</b></p><p&

68、gt;　?、?齒輪接觸疲勞強度</p><p>　　、計算，其中與外嚙合取值，不同的參數(shù)為u=77/29=2.655 , =0.87, =1.03,=0.97, =1.11</p><p>　　=....Z （3-15）</p><p><b>　?。?

69、-16）</b></p><p><b>　　=mm</b></p><p><b>　?。?-17）</b></p><p><b>　　故 <</b></p><p><b>　?、邶X根彎曲疲勞強度</b></p>&l

70、t;p>　　只需計算內(nèi)齒輪，計算公式仍為，其中取值與外嚙合不同的系數(shù)：，，=0.683 = 1.02 =1.045 </p><p><b>　　=</b></p><p><b>　?。?-18）</b></p><p><b>　　=.....=</b></p><p&g

71、t;　　=./ = (3-20)</p><p><b>　　故<,彎曲強度通過</b></p><p>　　3.4 軸上部件的設(shè)計計算與校核</p><p>　　3.4.1 軸的計算</p><p><b>　　輸入軸（齒輪軸）</b>&

72、lt;/p><p>　　1．輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速、和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　=2.465kw，=960r/min，=8.413N.m</p><p>　　2．求作用在齒輪上的力</p><p>　　3. 初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理</p>

73、<p><b>　　取,于是得</b></p><p><b>　　(3-53)</b></p><p><b>　　4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　按照輸入軸的設(shè)計方法各段軸的大小、長度如圖3-4所示</p><p>　　圖3-3 齒輪軸的簡圖&

74、lt;/p><p>　　選滾動軸承型號為 ：6005 (單位為mm)</p><p>　　聯(lián)軸器處鍵槽： </p><p><b>　　中間軸</b></p><p>　　1．輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速、和轉(zhuǎn)矩</p><p>　　kw，=190.1r/min，=122.176N.mm

75、</p><p>　　2．求作用在齒輪上的力</p><p>　　3. 初步確定軸的最小直徑</p><p>　　先初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理</p><p><b>　　取,于是得</b></p><p><b>　　4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b>&l

76、t;/p><p>　　按照輸入軸的設(shè)計方法各段軸的大小、長度如圖3-5所示</p><p>　　圖3-5 中間軸的簡圖</p><p>　　選滾動軸承型號為 ：6005 (單位為mm)</p><p><b>　　行星軸</b></p><p>　　1．輸入軸上的功率、轉(zhuǎn)速、和轉(zhuǎn)矩</p&g

77、t;<p><b>　　kw， </b></p><p>　　2. 初步確定軸的最小直徑</p><p>　　初步估算軸的最小直徑。選取軸的材料為40Cr,調(diào)質(zhì)處理</p><p><b>　　取,于是得</b></p><p><b>　　（3-54）</b>

78、</p><p><b>　　4．軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　按照輸入軸的設(shè)計方法各段軸的大小、長度如圖3-6所示</p><p>　　圖3-6 行星軸的簡圖</p><p>　　選滾動軸承型號為 ：61901 (單位為mm)</p><p><b>　　滾動軸承的壽命校

79、核</b></p><p>　　1．求軸向力與徑向力的比值</p><p><b>　　<e</b></p><p>　　2．初步計算當(dāng)量動載荷p</p><p>　?。?-55） </p><p>　　按式13-5，X=1,Y=0，則：</p><p&

80、gt;<b>　?。?-56）</b></p><p>　　=1.2=1818.924N</p><p>　　3． 驗算6010的壽命，</p><p>　　， （深溝球軸承） （3-57）</p><p><b>　　>,</b></p><p>&l

81、t;b>　　滿足壽命要求。</b></p><p>　　3.4.2 行星架設(shè)計</p><p>　　因為單臂式行星架結(jié)構(gòu)簡單，可容納較多的行星輪，所以選擇單臂式行星架。軸與孔之見采用過盈配合（），用溫差裝配，配合長度為1.5d-2.5d范圍內(nèi)取，取配合長度為20mm。取左端與齒輪軸配合長度為20mm,孔與軸之間采用間隙配合。</p><p><

82、;b>　　3.5 小結(jié)</b></p><p>　　本章主要依據(jù)基本參數(shù)進行電機選型，齒輪材料選擇，分配傳動比，確定齒型和精度。對齒輪及軸進行計算和校核。</p><p>　　第四章 SolidWorks的建模與運動仿真</p><p>　　4.1 SolidWorks簡介</p><p>　　SolidWorks為達索系統(tǒng)

83、（Dassault Systemes S.A）下的子公司，專門負責(zé)研發(fā)與銷售機械設(shè)計軟件的視窗產(chǎn)品。達索公司是負責(zé)系統(tǒng)性的軟件供應(yīng)，并為制造廠商提供具有Internet整合能力的支援服務(wù)。該集團提供涵蓋整個產(chǎn)品生命周期的系統(tǒng)，包括設(shè)計、工程、制造和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等各個領(lǐng)域中的最佳軟件系統(tǒng)，著名的CATIAV5就出自該公司之手，目前達索的CAD產(chǎn)品市場占有率居世界前列。</p><p>　　SolidWorks公司成

84、立于1993年，由PTC公司的技術(shù)副總裁與CV公司的副總裁發(fā)起，總部位于馬薩諸塞州的康克爾郡（Concord,Massachusetts）內(nèi)，當(dāng)初的目標(biāo)是希望在每一個工程師的桌面上提供一套具有生產(chǎn)力的實體模型設(shè)計系統(tǒng)。從1995年推出第一套SolidWorks三維機械設(shè)計軟件至今至2010年已經(jīng)擁有位于全球的辦事處，并經(jīng)由300家經(jīng)銷商在全球140個國家進行銷售與分銷該產(chǎn)品。1997年，Solidworks被法國達索（Dassault

85、Systemes）公司收購，作為達索中端主流市場的主打品牌。</p><p>　　4.1.1 發(fā)展榮譽</p><p>　　SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng)，由于技術(shù)創(chuàng)新符合CAD技術(shù)的發(fā)展潮流和趨勢，SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務(wù)狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項的技

86、術(shù)創(chuàng)新，公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機平臺CAD系統(tǒng)評比第一名；從1995年至今，已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎，其中僅從1999年起，美國權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎，以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡明。至此，SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明，使用它，設(shè)計師大大縮短了設(shè)計時間，產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。&l

87、t;/p><p>　　由于SolidWorks出色的技術(shù)和市場表現(xiàn)，不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星，也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風(fēng)險投資商和股東，以一千三百萬美元的風(fēng)險投資，獲得了高額的回報，創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀(jì)錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術(shù)隊伍繼續(xù)獨立運作，成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公

88、司，SolidWorks三維機械設(shè)計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的CAD產(chǎn)品。</p><p>　　由于使用了Windows OLE技術(shù)、直觀式設(shè)計技術(shù)、先進的parasolid內(nèi)核（由劍橋提供）以及良好的與第三方軟件的集成技術(shù)，SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示，目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬，涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療

89、器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費品、離散制造等分布于全球100多個國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上，每年來自全球4，300所教育機構(gòu)的近145，000名學(xué)生通過SolidWorks的培訓(xùn)課程。</p><p>　　據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索，與其它3D CAD系統(tǒng)相比，與SolidWorks相關(guān)的招聘廣告比其它軟件的總和還要多，這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用SolidWorks，越來越多的企業(yè)雇傭Soli

90、dWorks人才。據(jù)統(tǒng)計，全世界用戶每年使用SolidWorks的時間已達5500萬小時。</p><p>　　在美國，包括麻省理工學(xué)院（MIT）、斯坦福大學(xué)等在內(nèi)的著名大學(xué)已經(jīng)把SolidWorks列為制造專業(yè)的必修課，國內(nèi)的一些大學(xué)（教育機構(gòu)）如哈爾濱工業(yè)大學(xué)、清華大學(xué)、中山大學(xué)、中南大學(xué)、重慶大學(xué)、浙江大學(xué)、華中科技大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、大連理工大學(xué)、北京理工大學(xué)、武漢理工大學(xué)等也在應(yīng)用SolidWork

91、s進行教學(xué)。</p><p>　　4.1.2 軟件特點</p><p>　　Solidworks軟件功能強大，組件繁多。 Solidworks有功能強大、易學(xué)易用和技術(shù)創(chuàng)新三大特點，這使得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，而且對每個工程

92、師和設(shè)計者來說，操作簡單方便、易學(xué)易用。</p><p>　　對于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶，基本上就可以用SolidWorks 來搞設(shè)計了。SolidWorks獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內(nèi)完成大型裝配設(shè)計。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器，用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ，用戶能在比較短的時間內(nèi)完成更多的工作，能夠更快地將高

93、質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場。</p><p>　　在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中，SolidWorks是設(shè)計過程比較簡便而方便的軟件之一。美國著名咨詢公司Daratech所評論：“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?！?lt;/p><p>　　在強大的設(shè)計功能和易學(xué)易用的操作（包括Windows風(fēng)格的拖/放、點/擊、剪切/粘

94、貼）協(xié)同下，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。</p><p><b>　　用戶界面</b></p><p>　　SolidWorks 才提供了一整套完整的動態(tài)界面和鼠標(biāo)拖動控制?！叭珓痈械摹钡挠脩艚缑鏈p少設(shè)計步驟，減少了多余的對話框，從而避免了界面的零亂。</p><p>

95、;　　嶄新的屬性管理員用來高效地管理整個設(shè)計過程和步驟。屬性管理員包含所有的設(shè)計數(shù)據(jù)和參數(shù)，而且操作方便、界面直觀。</p><p>　　用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks資源管理器是唯一一個同Windows資源器類似的CAD文件管理器。</p><p>　　特征模板為標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)特征，提供了良好的環(huán)境。用戶可以直接從特征模板上調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)的零件和特

96、征，并與同事共享。</p><p>　　SolidWorks 提供的AutoCAD模擬器，使得AutoCAD用戶可以保持原有的作圖習(xí)慣，順利地從二維設(shè)計轉(zhuǎn)向三維實體設(shè)計。</p><p><b>　　配置管理</b></p><p>　　配置管理是SolidWorks軟件體系結(jié)構(gòu)中非常獨特的一部分，它涉及到零件設(shè)計、裝配設(shè)計和工程圖。配置管理使

97、得你能夠在一個CAD文檔中，通過對不同參數(shù)的變換和組合，派生出不同的零件或裝配體。</p><p><b>　　協(xié)同工作</b></p><p>　　SolidWorks 提供了技術(shù)先進的工具，使得你通過互聯(lián)網(wǎng)進行協(xié)同工作。</p><p>　　通過eDrawings方便地共享CAD文件。eDrawings是一種極度壓縮的、可通過電子郵件發(fā)送的

98、、自行解壓和瀏覽的特殊文件。</p><p>　　通過三維托管網(wǎng)站展示生動的實體模型。三維托管網(wǎng)站是SolidWorks提供的一種服務(wù)，你可以在任何時間、任何地點，快速地查看產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。</p><p>　　SolidWorks 支持Web目錄，使得你將設(shè)計數(shù)據(jù)存放在互聯(lián)網(wǎng)的文件夾中，就像存本地硬盤一樣方便。</p><p>　　用3D Meeting通過互聯(lián)網(wǎng)實時地

99、協(xié)同工作。3D Meeting是基于微軟 NetMeeting的技術(shù)而開發(fā)的專門為SolidWorks設(shè)計人員提供的協(xié)同工作環(huán)境。</p><p><b>　　裝配設(shè)計</b></p><p>　　在SolidWorks 中，當(dāng)生成新零件時，你可以直接參考其他零件并保持這種參考關(guān)系。在裝配的環(huán)境里，可以方便地設(shè)計和修改零部件。對于超過一萬個零部件的大型裝配體，Soli

100、dWorks 的性能得到極大的提高。</p><p>　　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。</p><p>　　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(biāo)準(zhǔn)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。</p><p>　　鏡像部件是Sol

101、idWorks 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。</p><p>　　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。</p><p><b>　　工程圖</b></p><p>　　SolidWor

102、ks 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(dāng)你修改圖紙時，三維模型、各個視圖、裝配體都會自動更新。</p><p>　　從三維模型中自動產(chǎn)生工程圖，包括視圖、尺寸和標(biāo)注。</p><p>　　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。</p><p>　　使用RapidDra

103、ft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)。</p><p>　　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。</p><p>　　4.2 行星輪減速器的SolidWorks建模</p><p>　　

104、行星輪減速器的建模主要對齒輪、軸、滾動軸承、箱蓋、與箱座的建模，并完成部件的裝配圖。</p><p>　　4.2.1 齒輪的建模：</p><p>　　齒輪的建模主要包括參數(shù)的確定、參數(shù)之間關(guān)系的關(guān)系、齒輪漸開線方程的建立、漸開線標(biāo)志曲線的建立、以及漸開線的鏡像等。</p><p>　　主要命令包括使用【草繪】工具、【拉伸】工具、陣列工具【基準(zhǔn)曲線】工具、【鏡像】工

105、具以及齒輪標(biāo)準(zhǔn)件等。</p><p>　　打開SolidWorks軟件，點擊新建按鈕選擇單一零部件的3D展顯，點擊工具欄的齒輪標(biāo)準(zhǔn)件按鈕，如圖4-1。</p><p><b>　　圖4-1齒輪的建模</b></p><p>　　選擇內(nèi)嚙合并點擊用戶自定進行齒輪參數(shù)的定義，點擊生成齒輪2，生成如圖4-2所示內(nèi)嚙合齒輪</p><

106、;p><b>　　圖4-2內(nèi)嚙合齒輪</b></p><p>　　4.2.2 其它部件的建模</p><p>　　其它部件的建模詳情見附件</p><p>　　4.3 行星輪減速器的裝配</p><p>　　裝配過程中主要操作主要包括：</p><p>　　使用【插入零部件】工具、【配合】工

107、具、機械配合里的齒輪、【對齊】約束、完成模型的繪制。</p><p>　　4.3.1 行星輪的裝配體</p><p>　　選擇【新建】對話框，選擇新建類型為【零件和/或其他裝配體的3D排列】，點擊確定按鈕進入行星減速器的裝配。 </p><p>　　圖4-3行星輪的裝配體</p><p>　　4.3.2 總裝圖的裝配體</p&g

108、t;<p>　　圖4-4總裝圖的裝配體</p><p>　　4.3.3 去箱蓋后的裝配體</p><p>　　圖4-5去箱蓋后的裝配體</p><p>　　4.3.4 總裝圖的分解視圖</p><p>　　圖4-6總裝圖的分解視圖</p><p>　　4.4 減速器的傳動運動仿真與分析</p>

109、<p>　　在傳統(tǒng)的設(shè)計與制造過程中，首先是概念設(shè)計和方案論證，然后進行產(chǎn)品設(shè)計，為了驗證設(shè)計的合理性，通常要制造樣機進行性能試驗，有時這些試驗是破壞性的。當(dāng)通過試驗發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷時，又要重新修改設(shè)計，并用樣機重新驗證。只有通過周而復(fù)始的</p><p>　　“設(shè)計－試驗—設(shè)計”過程，產(chǎn)品才能達到要求的性能。這一過程是冗長的，尤其對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的系統(tǒng)，采用傳統(tǒng)的設(shè)計開發(fā)思路其設(shè)計周期無法縮短，更談不上市

110、場競爭力。</p><p>　　在計算機仿真技術(shù)高速發(fā)展的今天，SolidWorks為之提供了一套行之有效的運動仿真解決方案，利用有限元分析的方法對建立的三維實體模型進行靜力學(xué)分析，有限元分析（FEA，F(xiàn)inite Element Analysis）利用數(shù)學(xué)近似的方法對真實物理系統(tǒng)（幾何和載荷工況）進行模擬。還利用簡單而又相互作用的元素，即單元，就可以用有限數(shù)量的未知量去逼近無限未知量的真實系統(tǒng)。</p&g

111、t;<p>　　有限元分析是用較簡單的問題代替復(fù)雜問題后再求解。它將求解域看成是由許多稱為有限元的小的互連子域組成，對每一單元假定一個合適的（較簡單的）近似解，然后推導(dǎo)求解這個域總的滿足條件（如結(jié)構(gòu)的平衡條件），從而得到問題的解。這個解不是準(zhǔn)確解，而是近似解，因為實際問題被較簡單的問題所代替。由于大多數(shù)實際問題難以得到準(zhǔn)確解，而有限元不僅計算精度高，而且能適應(yīng)各種復(fù)雜形狀，因而成為行之有效的工程分析手段。</p>

112、;<p>　　有限元是那些集合在一起能夠表示實際連續(xù)域的離散單元。有限元的概念早在幾個世紀(jì)前就已產(chǎn)生并得到了應(yīng)用，例如用多邊形（有限個直線單元）逼近圓來求得圓的周長，但作為一種方法而被提出，則是最近的事。有限元法最初被稱為矩陣近似方法，應(yīng)用于航空器的結(jié)構(gòu)強度計算，并由于其方便性、實用性和有效性而引起從事力學(xué)研究的科學(xué)家的濃厚興趣。經(jīng)過短短數(shù)十年的努力，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展和普及，有限元方法迅速從結(jié)構(gòu)工程強度分析計算擴展

113、到幾乎所有的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，成為一種豐富多彩、應(yīng)用廣泛并且實用高效的數(shù)值分析方法。</p><p>　　有限元方法與其他求解邊值問題近似方法的根本區(qū)別在于它的近似性僅限于相對小的子域中。20世紀(jì)60年代初首次提出結(jié)構(gòu)力學(xué)計算有限元概念的克拉夫（Clough）教授形象地將其描繪為：“有限元法=Rayleigh Ritz法+分片函數(shù)”，即有限元法是Rayleigh Ritz法的一種局部化情況。不同于求解（往往是困難的）

114、滿足整個定義域邊界條件的允許函數(shù)的Rayleigh Ritz法，有限元法將函數(shù)定義在簡單幾何形狀（如二維問題中的三角形或任意四邊形）的單元域上（分片函數(shù)），且不考慮整個定義域的復(fù)雜邊界條件，這是有限元法優(yōu)于其他近似方法的原因之一。</p><p>　　對于不同物理性質(zhì)和數(shù)學(xué)模型的問題，有限元求解法的基本步驟是相同的，只是具體公式推導(dǎo)和運算求解不同。有限元求解問題的基本步驟通常為：</p><p

115、>　　第一步：問題及求解域定義：根據(jù)實際問題近似確定求解域的物理性質(zhì)和幾何區(qū)域。</p><p>　　第二步：求解域離散化：將求解域近似為具有不同有限大小和形狀且彼此相連的有限個單元組成的離散域，習(xí)慣上稱為有限元網(wǎng)絡(luò)劃分。顯然單元越?。ňW(wǎng)格越細）則離散域的近似程度越好，計算結(jié)果也越精確，但計算量將增大，因此求解域的離散化是有限元法的核心技術(shù)之一。</p><p>　　第三步：確定狀態(tài)