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某型號(hào)二級(jí)減速器三維設(shè)計(jì)
摘要：在現(xiàn)在工業(yè)中，減速器作為一種重要的工業(yè)產(chǎn)品，廣泛的應(yīng)用于機(jī)械工業(yè)領(lǐng)域。在國(guó)家提出制造業(yè)2025以及裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的大背景下，運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)對(duì)機(jī)械行業(yè)進(jìn)行轉(zhuǎn)型已經(jīng)變得十分重要和緊迫?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”的概念也應(yīng)用到重型工業(yè)當(dāng)中。
對(duì)于本課題的畢業(yè)設(shè)計(jì)，有關(guān)起重機(jī)的減速器部分，在現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法中，運(yùn)用SolidWorks軟件，AutoCAD、等繪圖軟件，進(jìn)行減速器的三維建模，繪畫和生成二維工程圖。這樣的設(shè)計(jì)，可以說(shuō)是大大降低了工作強(qiáng)度，而且提高了工作效率。
減速器在起重機(jī)中起著相當(dāng)重要的作用，比如增大輸出扭矩，降速，降低負(fù)載的慣量。在實(shí)際的生產(chǎn)生活中，不同的工作場(chǎng)合對(duì)減速器的要求也會(huì)因地制宜，因此，我們需要根據(jù)不同的情況來(lái)對(duì)減速器進(jìn)行不同方面的設(shè)計(jì)和選擇。在本課題的畢業(yè)設(shè)計(jì)中，需要對(duì)二級(jí)減速器進(jìn)行方案設(shè)計(jì)，電動(dòng)機(jī)的選型，齒輪，軸承，箱體等主要結(jié)構(gòu)部件的計(jì)算和選擇。還包括減速器的三維建模和二維工程圖的繪制。
關(guān)鍵字：減速器; 三維建模; 設(shè)計(jì)計(jì)算；傳動(dòng)系統(tǒng)
Three dimensional design of a type of two stage reducer
Abstract: in the present industry, reducer as an important industrial products, widely used in the field of machinery industry. In the country put forward the manufacturing industry 2025 and equipment manufacturing industry transformation and upgrading of the background, the use of the Internet for machinery industry has become very important and urgent. The concept of "Internet plus" was also applied to heavy industry.
For the subject of graduation design, the crane of the reducer part, in modern design method, using SolidWorks software, AutoCAD and other drawing software, 3D modeling of the gear reducer, painting and generate 2D engineering. This design can be said to greatly reduce the intensity of work, but also improve the efficiency of work.
Reducer plays a very important role in the crane, such as increasing the output torque, reducing speed, reducing the inertia of the load. In the actual production and life, the requirements of different working occasions on the reducer will be adapted to local conditions, so we need to make different aspects of the design and selection according to different situations. In the graduation project of this topic, we need to design the two stage reducer, the selection of the motor, the calculation and selection of the main structural components of the gear, bearing, box and so on. It also includes 3D modeling and 2D engineering drawing.
Keywords: Reducer; 3D modeling; Coupling；The transmission system
II
目 錄
摘要 I
Abstract II
目 錄 III
1 引言 1
2 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) 2
2.1 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案 2
2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇 3
2.3 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配級(jí)傳動(dòng)比 4
2.4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 4
3 減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算 6
3.1 齒輪的設(shè)計(jì) 6
3.1.1 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 6
3.1.2 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算 7
3.2 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 9
3.2.1高速軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 9
3.2.2 低速軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核 13
3.2.3 中間軸的設(shè)計(jì) 16
3.3 軸承的選擇與校核 18
3.4 箱體設(shè)計(jì) 19
3.5 減速器潤(rùn)滑及密封的選擇 20
3.6 減速器附件的選擇及說(shuō)明 21
4 減速器的三維建模 22
4.1 SolidWorks軟件 22
4.2 減速器零件建模 22
4.2.1 減速器下箱體建模 22
4.2.2 減速器上箱體建模 23
4.2.3 減速器齒輪建模 23
4.2.4 減速器軸類建模 24
4.2.5 減速器三維裝配 25
5 總結(jié) 27
參 考 文 獻(xiàn) 28
致 謝 30
III
1 引言
減速器作為一種動(dòng)力傳遞裝置，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換，將電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)減速到所需要的轉(zhuǎn)數(shù)范圍，并得到較大轉(zhuǎn)矩。在目前關(guān)于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的裝置機(jī)構(gòu)方面，減速機(jī)的使用很普遍?？梢哉f(shuō)在起重機(jī)，汽車，機(jī)電，各種機(jī)車，建筑大型器具以及機(jī)械行業(yè)用到各種加工器具、自動(dòng)化設(shè)備都要用到減速器，我國(guó)減速機(jī)行業(yè)發(fā)展已有近40年的歷史，產(chǎn)品服務(wù)領(lǐng)域涉及冶金、船舶、水利、電力、煤炭、建材、工程機(jī)械及石化等各個(gè)行業(yè)。說(shuō)以他有很大的需求市場(chǎng)。
起重機(jī)的起升、運(yùn)行和回轉(zhuǎn)等機(jī)構(gòu)中都要使用到減速器，他可以選澤各種類型（專用）減速器來(lái)組成傳動(dòng)部分，進(jìn)行機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)，在起重機(jī)行業(yè)所用到的減速器種類型號(hào)繁多，比如ZQ（JZQ）型，ZQH型標(biāo)準(zhǔn)系列減速器。QJ型、QJR型、QJS型減速器，SEW型減速器等等，而起重機(jī)用減速器根據(jù)不同的工作情況，設(shè)計(jì)規(guī)則來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)選型.起重機(jī)減速器的選用方法：1以輸出轉(zhuǎn)矩作為選型標(biāo)準(zhǔn)；2以輸入功率作為減速器選型標(biāo)準(zhǔn)[1]。
課程設(shè)計(jì)的目的
1)、三維設(shè)計(jì)Solid Works的使用技術(shù)在現(xiàn)代社會(huì)中應(yīng)用十分廣泛，認(rèn)真學(xué)好該軟件，明白二級(jí)減速器工作的原理是什么，并且了解設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。
2)、通過(guò)課本知識(shí)舉一反三，能夠初步了解設(shè)計(jì)內(nèi)容，進(jìn)一步鞏固學(xué)到的知識(shí)并且很好的運(yùn)用到實(shí)際生活當(dāng)中；
3)、進(jìn)行方案結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、參數(shù)計(jì)算，并用Solid Works軟件三維建模，使學(xué)生有一個(gè)初步的設(shè)計(jì)能力，并了解減速器的基本零件。
2 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)
2.1 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)方案
1）傳動(dòng)裝置的總體設(shè)計(jì)
根據(jù)設(shè)計(jì)要求，經(jīng)過(guò)資料文獻(xiàn)的查詢、分析，然后選定傳動(dòng)裝置的總體方案；計(jì)算功率并選擇電動(dòng)機(jī)；確定總傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比；計(jì)算各軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩和功率。
2）傳動(dòng)裝置的總體方案分析
為了能夠表現(xiàn)出傳動(dòng)裝置、工作機(jī)和原動(dòng)機(jī)之間力的傳動(dòng)關(guān)系，所以擬定了此設(shè)計(jì)方案，能夠直觀的表現(xiàn)出以上的關(guān)系。將不一樣結(jié)構(gòu)類型的傳動(dòng)機(jī)分別按照不同的順序或者方法結(jié)合起來(lái)，那么就可以達(dá)到我們所預(yù)想的方案。達(dá)到工作條件的方案才是合格的，這樣的方案下它的操作簡(jiǎn)潔、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，既保證了能夠高效地工作又能夠降低成本方便修理和維護(hù)。
傳動(dòng)方案圖
傳動(dòng)裝置的總效率：
＝0.85；
0.995（軸承），0.97（齒輪），0.99（彈性聯(lián)軸器），0.94（工作機(jī)效率，已包含工作機(jī)軸承效率）。
2.2 電動(dòng)機(jī)的選擇
根據(jù)此次設(shè)計(jì)需求以及電動(dòng)機(jī)參數(shù)手冊(cè)，選用型號(hào)為Y系列三相異步交流電動(dòng)機(jī)，其電壓為380V。輸出軸傳動(dòng)比范圍,二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)比范圍，則總傳動(dòng)比范圍應(yīng)為，可見(jiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍是： r/min
查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有2900r/min的Y132S2-2、960r/min的Y132M-6、970r/min的Y160M-6、720r/min的Y160L-8這4種電機(jī)，綜合考慮電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)裝置的尺寸、重量和減速器的傳動(dòng)比等，選定型號(hào)Y2132M2-6,滿載轉(zhuǎn)速 =9600r/min額定功率5.5KW的電動(dòng)機(jī)。
表2-1
電動(dòng)機(jī)型號(hào)
額定功率kw
電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速 r/min
電動(dòng)機(jī)重量kg
傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比
滿載轉(zhuǎn)速
滿載電流
總傳動(dòng)比
Y2132M2-6
5.5
960
12.9
84.00
18.1
電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y2132M2-6。
圖2-1電動(dòng)機(jī)示意圖
表2-2
中心高
外形尺寸
底腳安裝尺寸
地腳螺栓孔直徑
軸伸尺寸
裝鍵部位尺寸
H
L×HD
A×B
K
D×E
F×G
132
510×345
216×178
12
38×80
10×33
2.3 確定傳動(dòng)裝置的總傳動(dòng)比和分配級(jí)傳動(dòng)比
輸出軸為工作軸，其轉(zhuǎn)速為：
電動(dòng)機(jī)同步轉(zhuǎn)速
(1) 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比：
(2)分配傳動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比
根據(jù)二級(jí)齒輪減速器，按齒輪浸油潤(rùn)滑要求，齒輪直徑相近的條件分配傳動(dòng)比，常取，：減速器高速級(jí)傳動(dòng)比，：減速器低速級(jí)傳動(dòng)比。
取，，
2.4 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)
（1）各軸轉(zhuǎn)速
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
工作軸 （允許誤差為±5%；）
（2）各軸輸入功率：
Ⅰ軸 kw
Ⅱ軸
Ⅲ軸 kw
工作軸
（3）各軸輸入轉(zhuǎn)矩
Ⅰ軸
Ⅱ軸
Ⅲ軸
工作軸
電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩
算得的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)列表2-3如下：
軸名
功率P（kw）
轉(zhuǎn)矩T（N·m）
轉(zhuǎn)速n
傳動(dòng)比
效率
輸入
輸出
輸入
輸出
r/min
i
η
電動(dòng)機(jī)軸
4.92
48.9
960.00
1.00
0.99
Ⅰ軸
4.87
48.4
960.00
5.0
0.97
Ⅱ軸
4.7
235.3
190.7
3.6
0.97
Ⅲ軸
4.54
816.5
53.05
1.0
0.99
工作機(jī)軸
4.47
804.3
53.05
3 減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算
3.1 齒輪的設(shè)計(jì)
3.1.1 高速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
（1）選擇材料及確定許用應(yīng)力：
小齒輪選用45，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為260HBS。
大齒輪選用45，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為230HBS。
查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得， ，，,故
查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，，，
（2）按照齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由表2-3可知
軸轉(zhuǎn)速軸轉(zhuǎn)矩
查閱機(jī)械課程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)6-22，取載荷系數(shù)，齒寬系數(shù)，
計(jì)算中心距：=139.3,圓整為140mm,
修正后的螺旋角：β=14.15°
若取，（） 則 .
法向模數(shù)，
查閱機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表6-16（GB/T1357-1987），取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)
計(jì)算齒輪分度圓直徑：
計(jì)算齒輪1寬度：60，齒輪2寬度55。
（3）驗(yàn)算齒根彎曲強(qiáng)度：
查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，得齒形系數(shù),,驗(yàn)算齒根彎曲強(qiáng)度應(yīng)按照最小齒輪計(jì)算。
齒輪的圓周速度：
，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表6-19知，可選用8級(jí)精度。
3.1.2 低速級(jí)齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算
1. 選擇材料及確定許用應(yīng)力：
小齒輪選用45，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為260HBS。
大齒輪選用45，調(diào)質(zhì)處理，齒面硬度為230HBS。
查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得， ，，,故
查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得，，，
2. 按照齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
由表2-3知：，
查閱機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)6-22，取載荷系數(shù)，齒寬系數(shù)，
若取，則 .
法向模數(shù)，
查閱機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表6-16（GB/T1357-1987），取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)
計(jì)算中心距：=188.58,圓整為188mm,
修正后的螺旋角：β=12.21°
計(jì)算齒輪分度圓直徑：
計(jì)算齒輪3寬度：100，齒輪4寬度
3. 驗(yàn)算齒根彎曲強(qiáng)度：
查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，得齒形系數(shù),,驗(yàn)算齒根彎曲強(qiáng)度應(yīng)按照最小齒輪計(jì)算。
齒輪的圓周速度：
，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)表6-19，可選用8級(jí)精度。
名稱
代號(hào)
單位
高速級(jí)
低速級(jí)
小齒輪
大齒輪
小齒輪
大齒輪
中心距
a
mm
140
188
傳動(dòng)比
i
5.0
3.6
模數(shù)
mn
mm
1.5
2.5
端面壓力角
a
°
20
20
螺旋角
β
°
14.15
12.21
分度圓直徑
d
mm
46.4
233.6
81.85
294.15
齒頂圓直徑
da
mm
49.4
236.6
86.85
299.15
齒根圓直徑
df
mm
42.6
229.8
75.6
287.9
齒寬
b
mm
60
55
100
95
材料
45鋼（調(diào)質(zhì)）
45鋼（調(diào)質(zhì)）
45鋼（調(diào)質(zhì)）
45鋼（調(diào)質(zhì)）
齒面硬度
HBS
260HBS
230HBS
260HBS
230HBS
表3-1
3.2 軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核
3.2.1高速軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核
由前面計(jì)算可知：，，。
1. 材料選擇，確定許用應(yīng)力
材料選擇45，調(diào)質(zhì)處理。查表知，，查表知，
2. 計(jì)算基本直徑
查表，C=110（軸端彎矩較小）
。
由于安裝安裝帶輪處有鍵槽，故加大5%，則
圖3-1
3. 確定各軸段直徑
①段： ，估算。
②段：，根據(jù)油封標(biāo)準(zhǔn)。
③段：，與軸承6308配合（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表8-23初選深溝球軸承63087）。
④段：，高速級(jí)齒輪的頂圓直徑。
⑤段：，
⑥段：，與軸承成對(duì)使用，與2段相同。
⑦段：d7=d3=30mm滾動(dòng)軸承軸段，要求與d3軸段相同。
4. 確定各軸段長(zhǎng)
①段：，
②段：，
③段：，
④段：，
⑤段:，
⑥段：，
⑦段：，
6. 各支撐點(diǎn)距離
軸承間距
聯(lián)軸器與左軸承的距離
7. 校核軸的強(qiáng)度
(1) 軸上受力分析如圖
圖3-2
軸1上的扭矩由表2-3可知
齒輪
圓周力
徑向力
軸向力
(2) 計(jì)算危險(xiǎn)截面彎矩，并畫彎矩圖。
水平面如圖
水平面支反力
水平面彎矩
垂直面如圖
垂直面支反力
垂直面彎矩
合成彎矩如圖
做扭矩圖如圖
由圖可知危險(xiǎn)截面在齒輪部位
當(dāng)量彎矩
取折合系數(shù)數(shù)，則
強(qiáng)度校核
，
所以原設(shè)計(jì)強(qiáng)度足夠，安全。
軸的受力分析圖如下：
圖3-3軸的受力分析簡(jiǎn)圖
3.2.2 低速軸的設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核
由前面計(jì)算可知：，，。
1. 材料選擇，確定許用應(yīng)力
材料選擇：40Gr鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表知，，查表知，
2. 計(jì)算基本直徑
查表，C=110（軸端彎矩較?。?
.
因?yàn)榘惭b聯(lián)軸器處有鍵槽，故加大5%，則，取
圖3-4
3. 確定各軸段直徑
①段： ，估算。
②段：，可與軸承6213配合（根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表8-23初選深溝球軸承6213）。
③段：，軸承正確安裝條件。
④段：，軸肩高度。
⑤段：，與齒輪4內(nèi)孔直徑相同。
⑥段：，與4段相同，與軸承成對(duì)使用。
⑦段：，軸3的最小直徑。
4. 確定各軸段長(zhǎng)
①段：。
②段：，大齒輪的寬度確定。
③段：，軸環(huán)寬度。
④段：，
⑤段: ，
⑥段：，
⑦段：
總長(zhǎng)度:
5. 各支撐點(diǎn)距離
軸承間距:
聯(lián)軸器與左軸承的距離:
6. 校核軸的強(qiáng)度
(1) 軸上受力分析如下圖：
圖3-5
軸1上的扭矩由表2-3可知
齒輪
圓周力
徑向力
軸向力
(2) 計(jì)算危險(xiǎn)截面彎矩，并畫彎矩圖。
垂直面如圖3-3
垂直面支反力
垂直面彎矩
水平面如圖3-3水平面支反力
合成彎矩如圖3-3
做扭矩圖如圖3-3從上圖可看出危險(xiǎn)截面在齒輪部位
當(dāng)量彎矩
取折合系數(shù)數(shù)，則
強(qiáng)度校核
，
所以原設(shè)計(jì)強(qiáng)度足夠，安全。
3.2.3 中間軸的設(shè)計(jì)
由前面計(jì)算可知：，，。
1. 材料選擇，確定許用應(yīng)力
材料選擇：45鋼，調(diào)質(zhì)處理。查表知，，查知，
2. 計(jì)算基本直徑
查表，C=110（軸端彎矩較?。?
。
取
圖3-6
3. 確定各軸段直徑
①段： ，
②段：，根據(jù)軸承安裝條件。
③段：，齒輪三的齒頂圓直徑
④段：，高速級(jí)齒輪2孔直徑。
⑤段：，與2段相同，與軸承成對(duì)使用。
4. 確定各軸段長(zhǎng)
①段：，深向擋油環(huán)10mm+軸承寬度27mm+外伸2。
②段：，箱體間隙20mm-擋油環(huán)10-擋油環(huán)軸向2mm。
③段：，軸肩。
④段: ,齒輪的輪轂長(zhǎng)度。
⑤段：，軸肩。
5. 各支撐點(diǎn)距離
軸承間距
6. 校核軸的強(qiáng)度
前面我們對(duì)輸入軸和輸出軸的強(qiáng)度進(jìn)行了強(qiáng)度校核，其過(guò)程前面均有，結(jié)果強(qiáng)度都足夠，因此下面對(duì)中間軸的強(qiáng)度校核，根據(jù)中間軸在整個(gè)傳動(dòng)過(guò)程中的受力和作用，經(jīng)驗(yàn)分析可知道中間軸強(qiáng)度也足夠，。
3.3 軸承的選擇與校核
前面進(jìn)行了對(duì)深溝球軸承6308、6213、6207的強(qiáng)度校核。由前面軸計(jì)算可知，軸承所受徑向力分別為：
（6308軸承）
(6213軸承）
（6207軸承）
轉(zhuǎn)速n=1460r/min，軸頸d=40mm（6308軸承）,，
轉(zhuǎn)速n=130r/min，軸頸d=65mm（6213軸承）,，
轉(zhuǎn)速n=521r/min，軸頸d=35mm（6207軸承）,
使用壽命4年，兩班制，每班八小時(shí)，則Lh=34560h
當(dāng)量載荷:
根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)簡(jiǎn)明手冊(cè)表8-17，暫取則e=0.22。而
（6308軸承），
（6207軸承）
查表得X=0.56，Y=1.99。
（6308軸承）
（6207軸承）
（6213軸承）
即軸承在徑向力作用下的使用壽命，相當(dāng)于純徑向載荷P=1256N（6308軸承），P=2211N（6207軸承），P=2077（6213軸承）作用下的使用壽命。
6308、6207、6213軸承基本額定載荷
對(duì)于深溝球軸承
查表得6308軸承的基本額定動(dòng)載荷Cr=40800N，6207軸承的基本額定動(dòng)載荷Cr=25500N，6213的基本額定動(dòng)載荷Cr=57200查表得，查表得，將數(shù)據(jù)代入上式可得
（6308軸承），
(6207軸承），
（6213軸承）
故在規(guī)定條件，6308、6207、6213軸承可承受的最大徑向載荷為40800N、25500、57200N遠(yuǎn)大于軸承實(shí)際承受的徑向載荷P=3000N和P=6071N、P=5896N所選軸承合格。
3.4 箱體設(shè)計(jì)
減速器的箱體采用鑄造（HT200）制成，采用剖分式結(jié)構(gòu)為了保證齒輪佳合質(zhì)量，大端蓋分機(jī)體采用配合。
1. 機(jī)體有足夠的剛度
在機(jī)體外加肋，外輪廓為長(zhǎng)方形，增強(qiáng)了軸承座剛度
2. 機(jī)體結(jié)構(gòu)有良好的工藝性.
鑄件壁厚為10，圓角半徑為R=3。機(jī)體外型簡(jiǎn)單，拔模方便.
減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸如下：
表3-2
名稱
符號(hào)
計(jì)算公式
結(jié)果
箱座壁厚
10
箱蓋壁厚
10
箱蓋凸緣厚度
12
箱座凸緣厚度
12
箱座底凸緣厚度
20
地腳螺釘直徑
M20
地腳螺釘數(shù)目
查手冊(cè)
6
軸承旁聯(lián)接螺栓直徑
M16
機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑
=（0.5~0.6）
M10
軸承端蓋螺釘直徑
=（0.4~0.5）
M10
視孔蓋螺釘直徑
=（0.3~0.4）
M5
定位銷直徑
=（0.7~0.8）
10
，，至外機(jī)壁距離
查機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表
26
22
16
，，至凸緣邊緣距離
查機(jī)械設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表
24
20
14
外機(jī)壁至軸承座端面距離
=++（8~12）
52
大齒輪頂圓與內(nèi)機(jī)壁距離
>1.2
10
齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁距離
>
10
機(jī)蓋，機(jī)座肋厚
10 9
軸承端蓋外徑
+（5~5.5）
100（1軸）100（2軸）
130（3軸）
軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離
100（1軸）100（2軸）
130（3軸）
3.5 減速器潤(rùn)滑及密封的選擇
在減速器傳動(dòng)的過(guò)程中，大齒輪的圓周速度小于12m/s，所以大都會(huì)將浸油潤(rùn)滑作為主要的潤(rùn)滑方式，。在此期間為了保證充分的潤(rùn)滑，一方面要減少攪油損失，另一方面也要求傳動(dòng)件浸入油中的深度要適中，保充分浸油。油池要有一定的深度和貯油量。減速器齒輪滾動(dòng)軸承的潤(rùn)滑劑有幾種不同的選擇，脂潤(rùn)滑劑、潤(rùn)滑油劑和固體潤(rùn)滑劑。具體選擇哪一種方式，這要考慮選擇何種潤(rùn)滑方式，考慮齒輪的圓周速度。一般低速的大齒輪速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2m/s，這是就要選擇脂潤(rùn)滑為宜。當(dāng)軸承選擇脂潤(rùn)滑軸承的時(shí)候，需用擋油環(huán)將軸承與箱體內(nèi)部隔開，這樣可以防止稀油稀釋油脂，最好軸承與箱體內(nèi)壁保持一定的空間。
為了達(dá)到設(shè)計(jì)中對(duì)減速密封效果的要求，一般對(duì)密封件的選擇會(huì)是氈封油圈，其重要的原因是他的結(jié)構(gòu)相對(duì)來(lái)說(shuō)較為簡(jiǎn)單，能夠達(dá)到本次設(shè)計(jì)的要求，而且減速器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單也是一大要因，氈封油圈用半粗羊毛氈制成，安全可靠，本次選擇型號(hào)為氈圈51JB/TQ4606。
3.6 減速器附件的選擇及說(shuō)明
1） 視孔蓋和窺視孔：
在打開頂蓋的窺視孔可以看到傳動(dòng)部件棘輪帶的位置，并有足夠的空間能夠?yàn)轫?xiàng)目投產(chǎn)，窺視孔蓋，打開窺視和身上的法蘭，有易加工表面的支承板和增強(qiáng)密封墊片，蓋鑄鐵平板，與M5緊固
2）油螺塞：
排油孔位于油底殼的底部，并設(shè)置在齒輪組的一側(cè)不關(guān)閉其它部件，以使油、泄油孔堵塞，所以在該孔的外壁應(yīng)提高一個(gè)由加工的塞軸承表面的頭，和油封密封圈密封。
3）油標(biāo)：
油標(biāo)位處在我們方便觀察減速器油面的地方。
油尺放置的不能太低，否則油會(huì)進(jìn)入油尺座孔而溢出。導(dǎo)致油的外流。
4）通氣孔：
因?yàn)闇p速器工作時(shí)，減速器的溫度會(huì)有較大幅度的增加，這便使得壓力變大。因此，會(huì)加速窺視孔的排氣速度，這樣，就可以做到壓力平衡。
5）蓋螺釘：
在機(jī)械設(shè)計(jì)中，由于機(jī)蓋聯(lián)結(jié)凸緣的厚度要小于啟蓋螺釘上的螺紋長(zhǎng)度，為了保證機(jī)械產(chǎn)品的安全平穩(wěn)的運(yùn)轉(zhuǎn)，避免螺紋被破壞，需要釘桿的頂部做成圓柱形。
6）位銷：
在實(shí)際的產(chǎn)品生產(chǎn)中，考慮到軸承座孔加工誤差的出現(xiàn)以及裝配精度的保證，所以，要安裝圓錐定位銷，來(lái)保證安裝的準(zhǔn)確度，提高產(chǎn)品的質(zhì)量。
4 減速器的三維建模
4.1 SolidWorks軟件
SolidWorks軟件是由美國(guó) Solid Works公司開發(fā)的一個(gè)三維 CAD 系統(tǒng)，是實(shí)行數(shù)字化設(shè)計(jì)的造型軟件，其應(yīng)用很廣泛的，可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的三維建模、裝配校驗(yàn)、運(yùn)動(dòng)仿真、數(shù)控加工等等，CAD技術(shù)是以二維繪圖開始，經(jīng)歷了三維框架、曲面和實(shí)體造型階段，現(xiàn)在已進(jìn)入特征造型階段。特征的引入，一方面集中了新一代 CAD 系統(tǒng)，另一方面也提供了除約束的參數(shù)化設(shè)計(jì)的其他方法，方便了設(shè)計(jì)與修改，特征造型是幾何造型的自然延伸，它從工程的角度，對(duì)形體的各個(gè)組成部分及其特征進(jìn)行定義，使所描述的形體信息更具工程意義。特征的引入直接體現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖，使人易于理解，以便進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)。Solid Works 軟件是一個(gè)基于 Windows 開發(fā)的三維 CAD 系統(tǒng)，容易學(xué)大習(xí)、功能特別強(qiáng)大，進(jìn)行完三維實(shí)體模型后，可生成工程圖，簡(jiǎn)單，方便，所以在這次設(shè)計(jì)中選擇應(yīng)用該軟件進(jìn)行實(shí)體建模[2]。
本次建模選用Solid Works軟件，具體內(nèi)容是對(duì)減速器及其各零件進(jìn)行建模，然后將零件組裝成完整的裝配體用于分析，再將裝配體和零件轉(zhuǎn)化為工程圖。
4.2 減速器零件建模
4.2.1 減速器下箱體建模
減速器下箱體：先將箱體的三維尺寸記下，在草圖繪制的時(shí)候先將外圍輪廓的長(zhǎng)寬為底面繪制成為一個(gè)平面，經(jīng)過(guò)智能掃描選擇基準(zhǔn)面，將其高度作為拉伸時(shí)的拉伸尺寸。然后通過(guò)旋轉(zhuǎn)，選擇另外的基準(zhǔn)面對(duì)模型進(jìn)行切削，打孔，即可。
圖4-1
4.2.2 減速器上箱體建模
減速箱上箱體：箱體的具體操作大致與上面相同，但在切削時(shí)得注意向下切得尺寸，打孔時(shí)注意打孔深度，倒角類型選擇等特征操作，再配合基準(zhǔn)特征的適當(dāng)選取與參照完成模型的建立。
圖4-2
4.2.3 減速器齒輪建模
減速器齒輪：在Solid Works軟件中齒輪的畫法主要有兩種，一種是是用漸開線準(zhǔn)確的繪制齒輪，這種方法繪制的齒輪精準(zhǔn)，主要用于齒輪的數(shù)控機(jī)廠加工。繪制漸開線齒輪，方法復(fù)雜要求繪制水平較高。另一種是使用Tool box插件進(jìn)行齒輪繪制，這種方法簡(jiǎn)單快捷，常用用于運(yùn)動(dòng)模擬分析， 下面用一種方法進(jìn)行齒輪的建模，
圖4-3
4.2.4 減速器軸類建模
減速器軸類：在建模操作過(guò)程中，先在草圖繪制中畫一個(gè)圓，經(jīng)過(guò)掃描，選擇合適的基準(zhǔn)面將其拉伸，在填寫合適的尺寸，再智能掃描即繪制出軸體的模型。之后再根據(jù)工藝要求將軸體的兩個(gè)端面倒角等修飾得到軸類模型。
圖4-4
4.2.5 減速器三維裝配
零件建模完成后，要將所有零件在Solid Works中組裝成完整的減速器模型。
圖4-5
由于其畢竟還是一個(gè)主打三維建模的軟件Solid Works軟件可以直接由模型生成對(duì)應(yīng)工程圖，同時(shí)可以完成很多種特殊表達(dá)、進(jìn)行標(biāo)注、生成明細(xì)欄等等，它還有一個(gè)顯著特點(diǎn)，那就是可以實(shí)現(xiàn)模型和工程圖的聯(lián)系，修改工程圖和模型其中之一就可以讓另一個(gè)同步修改。不過(guò)，，生成的線性有很多對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)三維圖不是很規(guī)范，所以這次工程圖的繪制選擇了結(jié)合 Solid Works和 AutoCAD一起來(lái)進(jìn)行。在Solid Works內(nèi)生成二維視圖，進(jìn)行剖分，局部放大，局部剖分，生成明細(xì)欄內(nèi)容，然后再在 AutoCAD 里面針對(duì)細(xì)節(jié)進(jìn)行修改。
在Solid Works里面生成工程圖是是直接插入模型生成對(duì)應(yīng)視圖，然后應(yīng)用剖面圖、局部視圖、斷面剖視圖等進(jìn)行修飾，得到幾乎成型的工程圖。由于應(yīng)用技巧不夠成熟，所以有的表達(dá)無(wú)法完成。
5 總結(jié)
作為一名即將走出校園，投身于社會(huì)工作崗位的大學(xué)畢業(yè)生，我知道檢驗(yàn)自己的時(shí)候要來(lái)臨了， 所以，我特別重視這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。前期查閱資料，收集信息，學(xué)習(xí)軟件，為后期工作做準(zhǔn)備，后來(lái)真正快開始設(shè)計(jì)建模工作雖然遇到很多麻煩，但是通過(guò)老師指導(dǎo)和自己的努力，也比較順利解決了問(wèn)題?，F(xiàn)在接近尾聲，我也從收獲和不足兩個(gè)方面總結(jié)自己的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程。
從收獲上來(lái)說(shuō)是巨大的，一方面我了解了起重機(jī)械相關(guān)方面的知識(shí)，尤其在卷筒組這一塊，從開始一無(wú)所知到后來(lái)認(rèn)識(shí)它的結(jié)構(gòu)工作原理并能順利設(shè)計(jì)出來(lái)，我感覺(jué)只要我們努力去想辦法，我們總能了解到我們還不熟的東西，并能從中發(fā)現(xiàn)其巧妙之處。另一方面，在設(shè)計(jì)中一些地方尺寸設(shè)計(jì)遇到了不少麻煩，比如尺寸不全、結(jié)構(gòu)不清楚、等等，通過(guò)遇到的問(wèn)題我慢慢學(xué)會(huì)統(tǒng)籌安排，學(xué)會(huì)了有規(guī)律地涉及步驟，不僅有條不紊，也提高了效率。還有在應(yīng)用軟件方面，一開始并不會(huì)Solid Works，后來(lái)通過(guò)學(xué)習(xí)，不斷在設(shè)計(jì)中去了解新的技巧，雖然我還是 在工程圖方面有很大問(wèn)題，但是總的說(shuō)來(lái)還是收獲了很多。最后在圖紙修改的時(shí)候，我不僅查閱了以前的專業(yè)課書籍，還有一些強(qiáng)度校核的工作都是在對(duì)以往的學(xué)習(xí)成果做一個(gè)檢驗(yàn)，像互換性、工程制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、工程力學(xué)等等都需要掌握好。
當(dāng)然還有很多不足之處。第一就是自己對(duì)軟件掌握不熟，這對(duì)工作進(jìn)程造成了很大影響，還是覺(jué)得自己學(xué)習(xí)能力欠缺，比如工程圖紙那一塊自己就不會(huì)在Solid Works里面進(jìn)行修改，很多工作都是在 CAD 里面改的，十分麻煩。其次是自 己專業(yè)知識(shí)欠缺，后期的標(biāo)注校核很多都遺忘了，還要自己去查閱回顧。最后是設(shè)計(jì)上沒(méi)有加入自己的創(chuàng)新，基本上是走傳統(tǒng)路線，沒(méi)有新意，沒(méi)有通過(guò)自己的了解進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
總的說(shuō)來(lái)這一次是一個(gè)比較綜合的練兵，在其中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，也收獲成果，讓我們?cè)诓粩嗟墓ぷ髦形〗?jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，也讓我們不斷反思自己的學(xué)習(xí)。在這一過(guò)程中我 發(fā)現(xiàn)了自己欠缺的部分，也很開心可以通過(guò)老師的知道自己的努力來(lái)完成這一項(xiàng)任務(wù)，雖然不盡完美，但是這個(gè)過(guò)程讓我受益良多。
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致 謝
在此畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中得到了吳淑芳老師的耐心指導(dǎo)。她總是嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致一絲不茍的要求我們，在大家設(shè)計(jì)的過(guò)程中不論遇到怎樣的問(wèn)題，她總是第一時(shí)間給予簡(jiǎn)答并提出許多寶貴意見(jiàn)，總能夠引導(dǎo)我往著創(chuàng)新求新的思路上前行，并且積極帶領(lǐng)我動(dòng)手實(shí)踐，全面學(xué)習(xí)Solid Works制圖軟件和word文檔的使用。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中由于能力有限，加上時(shí)間較為緊邊，我發(fā)現(xiàn)了自己的許多不足，尤其對(duì)Solid Works制圖軟件的不熟悉，但經(jīng)過(guò)老師同學(xué)的耐心指導(dǎo)，并經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的學(xué)習(xí)，我發(fā)現(xiàn)有了很大的進(jìn)步，而且在吳淑芳老師主動(dòng)關(guān)心下，讓我感受到了老師恪盡職守，認(rèn)真對(duì)待的精神。
在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中還得到了許多同學(xué)的幫助，正是因?yàn)樗麄儙椭椭С?，我才能克服一個(gè)又一個(gè)的困難和疑惑，直至本次設(shè)計(jì)的順利完成。在此，謹(jǐn)向指導(dǎo)老師和親愛(ài)的同學(xué)們表示崇高的敬意和衷心的感謝！
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