I一種多軸輸出傳動機構(gòu)的設(shè)計摘 要本次設(shè)計進行了傳動裝置總體設(shè)計，包括擬定傳動方案、電機的選型、傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算。針對多軸輸出傳動機構(gòu)中零部件設(shè)計的需要，進行了帶傳動的設(shè)計、傳動軸的設(shè)計與校核、內(nèi)外齒輪的設(shè)計與校核、軸承的選擇與校核、傳動軸上鍵的選擇與校核，對該傳動機構(gòu)輸入軸進行定位基準與裝夾方法的選擇及加工工藝路線的確定，確定了輸出高速軸齒輪的加工方法和加工工藝路線。對機構(gòu)的箱體及箱體輔助零件進行了選擇與設(shè)計。對各個零件進行了三維建模，裝配后經(jīng)檢驗并無干涉發(fā)生。通過本次設(shè)計，對于設(shè)計多軸輸出傳動機構(gòu)的通用方法有了一定的掌握，可以減輕勞動力、提高生產(chǎn)率、降低成本，同時提高綜合分析問題和解決實際問題的能力，為以后的學(xué)習(xí)和工作奠定基礎(chǔ)。關(guān)鍵詞：傳動機構(gòu)，齒輪，箱體設(shè)計，工藝分析IITHE DESIGN OF A KIND OF MULTI-AXIS OUTPUT TRANSMISSION MECHANISMABSTRACTThe design carries on the overall of driving unit，including formulate transmission scheme，the selection of motor, calculation for the movement and dynamic parameters of driving units.Aimed at the needs of the parts design of multi-axis output transmission mechanism ,carries on the design of driving belt,the design and check of transmission shaft,gear,the selection and check of bearing,the selection and check of key,the design of other necessary parts on the transmission shaft, the design of box of multi-axis output transmission mechanism, the design of the auxiliary parts of box of multi-axis output transmission mechanism, the process analysis of some assembly units of transmission mechanism.Locating datum of the input shaft of transmission mechanism and the selection of clamp method and the determination of processing route, determines the processing methods and processing routes of the gear of the output high-speed shaft .In addition,it carries on the selection and design of the organizations cabinet and cabinet auxiliary parts.Through the three-dimensional modeling of the various components , there is no interference occurred after assembly and inspection.Through the design, the design for multi-axis output transmission mechanism of the common methods have a certain grasp, it can reduce labor, increase productivity, reduce cost, and improve the ability of comprehensive analysis and solve practical problems, lay a foundation for later study and work. KEY WORDS: transmission mechanism,gear,cabinet design,process analysisIII目 錄前 言 .1第 1 章 傳動裝置總體設(shè)計 .31.1 擬定傳動方案 .31.2 選擇電動機 .41.2.1 電動機類型和結(jié)構(gòu)型式 .41.2.2 電動機容量 .41.2.3 電動機的選用 .41.3 傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算 .41.3.1 各軸轉(zhuǎn)速和傳動比 .41.3.2 各軸輸入功率 .51.3.3 各軸轉(zhuǎn)矩 .5第 2 章 帶傳動的設(shè)計 .62.1 帶傳動設(shè)計 .62.1.1 計算設(shè)計功率 .62.1.2 選擇帶型 .62.1.3 選擇帶輪基準直徑 .62.1.4 驗算帶速 .62.1.5 確定中心距和帶的基準長度 .62.1.6 小帶輪包角 .72.1.7 確定帶的根數(shù) .72.1.8 確定初拉力 .72.1.9 計算壓軸力 .7第 3 章 齒輪的設(shè)計 .83.1 內(nèi)嚙合傳動的設(shè)計計算 .83.1.1 材料選擇、熱處理、精度等級及齒數(shù) .83.1.2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 .83.1.3 確定齒輪的參數(shù)及主要尺寸 .93.1.4 校核彎曲疲勞強度 .10IV3.1.5 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 .113.2 外嚙合傳動的設(shè)計計算 .113.2.1 材料選擇、熱處理、精度等級及齒數(shù) .113.2.2 按齒面接觸疲勞強度設(shè)計 .113.2.3 確定齒輪的參數(shù)及主要尺寸 .123.2.4 校核彎曲疲勞強度 .133.2.5 齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計 .143.3 外嚙合傳動的設(shè)計計算 .14第 4 章 傳動軸的設(shè)計計算 .154.1 I 軸的設(shè)計計算 .154.1.1 選擇軸的材料，確定許用應(yīng)力 .154.1.2 按扭轉(zhuǎn)強度估算軸的最小直徑 .154.1.3 確定軸承和齒輪的潤滑 .154.1.4 軸系設(shè)計 .154.1.5 設(shè)計軸結(jié)構(gòu) .164.1.6 強度校核 .164.2 II 軸的設(shè)計計算 .194.3 IV 軸的設(shè)計計算 .204.4 V 軸的設(shè)計計算 .214.5 鍵的選擇和校核 .224.6 軸承的選擇和校核 .22第 5 章 加工工藝分析 .245.1 I 軸加工工藝分析 .245.1.1 選擇定位基準與裝夾方法 .245.1.2 確定加工工藝路線 .245.2 II 軸齒輪加工工藝分析 .265.2.1 加工方法 .265.2.2 確定加工工藝路線 .26第 6 章 箱體設(shè)計及附件的選擇 .296.1 箱體設(shè)計 .29V6.2 附件的選擇 .29結(jié) 論 .32謝 辭 .33參考文獻 .34外文資料翻譯 .361前 言本次畢業(yè)課題是在二級圓柱齒輪減速器設(shè)計的基礎(chǔ)之上，根據(jù)所學(xué)的專業(yè)課程知識來進行設(shè)計的。設(shè)計用 Pro/E 來進行三維建模和裝配， CAD 呈現(xiàn)二維狀態(tài)，完成圖紙的設(shè)計工作。本次畢業(yè)設(shè)計課題為“一種多軸輸出傳動機構(gòu)的設(shè)計” ，多軸輸出傳動機構(gòu)多用于排鉆鉆孔，而排鉆用于木工機械。世界各主要工業(yè)國生產(chǎn)的木工機械，除了供國內(nèi)使用外，還大量出口到國外，并組成了世界貿(mào)易的重要組成部分。德國是世界上最大的木工機械的生產(chǎn)國和出口國，在木工機械行業(yè)申請的國際專利占世界木工機械行業(yè)專利總數(shù)的 31%，德國在木工機械行業(yè)這一領(lǐng)域上，出口的產(chǎn)品大量集中在木質(zhì)人造板以及各種小型設(shè)備等許多專用設(shè)備。意大利在木工機械行業(yè)的成就僅次于德國，其木工機械產(chǎn)品品種眾多、精度高、自動化程度也高，尤以通用標(biāo)準木材加工設(shè)備的生產(chǎn)制造為特點，在國際市場上競爭力較強。日本在木工機械行業(yè)居亞洲之首，美國生產(chǎn)的木工機械類產(chǎn)品制造精密性好、性能良好、技術(shù)先進、產(chǎn)品質(zhì)量處于世界前列，很講究實用。俄羅斯木工機械產(chǎn)品產(chǎn)量也很大，但主要用于國內(nèi)的供應(yīng)，只有少量產(chǎn)品用于出口。在我國，由于受體制限制，生產(chǎn)實木家具木工機械的企業(yè)在木工機械企業(yè)中占比 70%，通過不斷進步，很多家具木工機械企業(yè)不再只是對某一產(chǎn)品的開發(fā)，而是追求多元化發(fā)展。另外，我國木工家具機械行業(yè)也逐漸開始轉(zhuǎn)向木制品的加工，木工機械的市場份額也逐年上升，并且國內(nèi)很多木工機械設(shè)計企業(yè)都開始把自己的創(chuàng)造考慮到研發(fā)產(chǎn)品當(dāng)中，開始配合市場對產(chǎn)品的需求，向著標(biāo)準化、高端化的方向發(fā)展。同時，國內(nèi)企業(yè)也逐漸懂得科學(xué)管理的重要性，并開始探討自主開發(fā)數(shù)控木工機械系統(tǒng)的可能性，擁有自己的知識產(chǎn)權(quán)，從而做強做大，進而進軍國際市場。事實上，本次研究的課題不僅僅局限于木工機械，它完全可用于機械類各種孔加工的工藝之中。如要完成此次課題的研究設(shè)計，就要滿足孔與孔之間定位精度、整個傳動機構(gòu)的剛性也有一定的要求。本次設(shè)計意義很多，主要有一下三點：(1) 掌握設(shè)計多軸傳動機構(gòu)的通用方法；2(2) 通過此次設(shè)計可減輕勞動力、提高生產(chǎn)率、降低成本；(3) 提高綜合分析問題和解決實際問題的能力，為以后的學(xué)習(xí)和工作奠定基礎(chǔ)。另外，此次課題研究主要擬解決以下幾個問題：(1) 設(shè)計方案的確定；(2) 電機的合理選擇；(3) 傳動機構(gòu)各級傳動比的分配；(4) 傳動機構(gòu)各零件及箱體材料的選擇；(5) 各軸之間軸向尺寸及其結(jié)構(gòu)的關(guān)聯(lián)性；(6) 多軸輸出傳動機構(gòu)箱體的工藝性。本次畢業(yè)設(shè)計參考平時學(xué)過的專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課、相關(guān)的優(yōu)秀論文和有關(guān)資料，還有就是同學(xué)之間的討論以及向指導(dǎo)教師請教難題，以此來完成設(shè)計工作。3第 1 章 傳動裝置總體設(shè)計1.1 擬定傳動方案已知條件是一根軸輸入三根軸輸出，同時亦滿足轉(zhuǎn)速條件大約為。一般常選擇同步轉(zhuǎn)速為 1000r/min 或者min/20in,/1032rvrv1500r/min 的電動機作為原動機充當(dāng)動力源。根據(jù)轉(zhuǎn)速要求，可初步擬定出兩種傳動方案。如圖 1-1 所示兩種方案，這兩種方案各有優(yōu)缺點。就這兩種方案而言，方案a 由于采用內(nèi)齒輪與兩小齒輪嚙合，兩小齒輪所在的 軸和軸的設(shè)計就可以相同，節(jié)省時間，另外，這種方案只有一個惰輪，在材料方面節(jié)省很多；方案 b 全部都是外齒輪嚙合，雖能滿足轉(zhuǎn)速條件但是軸與齒輪的數(shù)量比較多，制造成本也就會相對較高?，F(xiàn)選用結(jié)構(gòu)較為簡單、制造成本也較低的方案 a。圖 1-1 傳動方案41.2 選擇電動機1.2.1 電動機類型和結(jié)構(gòu)型式根據(jù)工作要求和工作條件，選用一般用途的 Y(IP44)系列的三相異步電動機。它為臥式封閉結(jié)構(gòu)。1.2.2 電動機容量由于只有轉(zhuǎn)速要求，因此由中小型電機選型手冊初步選擇 。kWPed3設(shè) 、 、 、 分別為電動機至輸出軸之間的各傳動機構(gòu)和軸承的效率。1231由機械設(shè)計課程設(shè)計表 2-4 查得：V 帶傳動 =0.96，滾動軸承 =0.99，圓12柱齒輪傳動 =0.97。31.2.3 電動機的選用在滿足轉(zhuǎn)速要求的前提下，選擇轉(zhuǎn)速為 1000r/min 的電動機可以使得傳動比盡可能的小，也可以節(jié)省空間，避免浪費的材料，因此初步選擇轉(zhuǎn)速為1000r/min 的電動機，其型號為 Y132S-6。1.3 傳動裝置的運動和動力參數(shù)的計算1.3.1 各軸轉(zhuǎn)速及傳動比取 =1000r/min, =167r/min, =960r/min,由于條件有限，所以采用IvVv0n試錯的方法一個一個去算，在各齒輪不干涉的前提下找到合適的轉(zhuǎn)速，最終確定軸轉(zhuǎn)速為 =250r/min，電動機軸傳至軸的傳動比為 i=960/250=3.84I軸傳至軸的傳動比為 i=250/1000=0.25軸轉(zhuǎn)速為 =205r/min，軸傳至軸的傳動比為 i=250/205=1.22Vv軸傳至軸的傳動比為 i=205/167=1.231.3.2 各軸輸入功率按電動機額定功率 計算各軸的輸入功率edPkW