減速器與電動機傳動的建模及運動仿真引第一章緒論凵減速器簡介。叩毳話軟件簡介[3減速器設計與UG的結合[4本次設計工作內(nèi)容5本章小結第二章減速器的理論設計減速器與迦動機傳動置總體設計2v帶設計“各齒輪的設計24軸的設計．25選定軸承鍵的選定27聯(lián)軸器的選定“各軸的輸入功率和轉矩9箱體的尺寸設計2減速器的潤211本章小結第三章UG建模及裝配]軸的建模32齒輪建?！?3箱體建模34其它零件的建模35電動機的建模．36軸與齒輪的裝配3減速器裝配33減速器與迦動機總裝配7本章小結第些章減速器的運動傷真．]UG仿真進入模塊42UG的運動分析模塊43UG的運動仿真44減速器的運動仿真5分析驗證45本章小結第五章工程圖51工程圖模塊進入2各主要零件的工程圖繪制53各組件的工程閤54本章小結結論和望參考文畝減速器與電動機傳動的建模及仿真運動齒輪，v帶傳動是現(xiàn)代機械中應用最廣的一種傳動形式。它的工作條件是：連續(xù)單向運轉，工作時有輕微振動，使用期限為10年，小批量生產(chǎn)，單班制工作（3小時/天）。運輸速度允許誤差為±5％。設計方案為：外傳動機構為V帶傳動，減速器為二級展開式圓柱齒輪減速器：它的主要優(yōu)點是．(0工作平穩(wěn)、結構簡單、尺寸緊湊、成本低且傳動效率高，@工作可靠、使用壽命長：適用的功率和速度范圍廣：@傳動裝置的總效率，：0．。外輪廓尺寸小、結構緊湊。關鍵字：UG減速器電動機建模裝配運動仿真工程圖

機械設計在機械工程中十分重要，它是理論聯(lián)系實際的重要紐帶。本次課程設計不僅加深了我們對與課本理論知識的理解，更是將機械的理論與實際中的運用有機的結合并進行深層次的實踐訓練，使學生對于理論聯(lián)系實際認識史加清晰，為以后社會的經(jīng)驗埋下重要的，伏筆，即鍛煉了我們的設計創(chuàng)新能力，又增強了機械設計構思：本次的設計主要任務是二級展開式圓柱齒輪減速器，減速器在原動機和工作機或執(zhí)行機構之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用，在現(xiàn)代機械中應用極為廣泛。減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，兩者的設計、制造和使用特點各不相同：20世紀70一80年代，世界上減速器技術有了很大的發(fā)展，且與新技術革命的發(fā)展緊密結合。本次畢業(yè)設計綜合運用了機械設計及其他機械課程的知識，使己學的知識得以鞏固，加深和拓展。提高了自己的計算、畫圖和運用手冊的能力。同時也給了我們電腦畫圖的機會。最后亻昔此機會向對本次課程設計提供過幫助的老師和同學表示由衷的感謝。

第一章緒論凵減速器簡介減速器：用于降低轉速、傳遞動力、增大轉矩的獨立傳動部件。減速器在原動機和工作機或執(zhí)行機構之間起匹配轉速和傳遞轉矩的作用，在現(xiàn)代機械中應用極為廣泛。減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類，兩者的設計、制造和使用特點各不相同。20世紀70一80年代，世界上減速器技術有了很大的發(fā)展，且與新技術革命的發(fā)展緊密結合。1.2、Umgraplncs軟件簡介UG是Unigraphics的縮寫，這是一個交互式以D／以M〔計算機輔助設計與計算機輔助制造）系統(tǒng)，它功能強大，可以輕松實現(xiàn)各種復雜實體及造型的建構。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個人用戶的迅速增長，在PC上的應用取得了迅猛的增長，目前己經(jīng)成為模具行業(yè)三維設計的一個主流應用。UG具有三個設計層次，即結構設計(architecturaldesign)、子系統(tǒng)設計(subsystemdesign)和組件設計(componentdes(n)。13、減速器設計與UG的結合針對減速器設計的繁瑣與重復性，結合UG技術設計減速器，并進行減速器與電動機的仿真運動，目的是減少減速器的設計周期。14，本次設計工作內(nèi)容減速器的理論設計：減速器與電動機傳動裝置總體設計V帶設計D、各齒輪的設計E、軸的設計六箱體的設計UG建模與裝配運動仿真、本章小結本章主要介紹了減速器的定義及需要設計的內(nèi)容，UG的定義；總體概括了本次設計的主要內(nèi)容，為下章設計埋下伏筆。第二章減速器的理論設計2]減速器與電動機傳動裝置總體設計本次設計的減速器為帶式運輸機的傳動裝置。其工作條件為：連續(xù)單向運轉，工作時有輕微振動，使用期限為10年小批量生產(chǎn)，單班制工作（8小時/天）。運輸速度允許誤差為±5％。原始數(shù)據(jù)！運輸機工作軸轉矩T為69覦m;運輸機帶速V為0．8m/s;卷筒直徑D為320艸。設計方案為：外傳動機構為V帶傳動，減速器為二級展開式圓柱齒輪減速器：傳動裝置簡圖如下： 圖2一1 傳動裝置簡圖經(jīng)研宄，該傳動裝置滿足工作機的性能要求，適應工作條件，且工作可靠，此外，該裝置結構簡單、尺寸緊湊、成本低且傳動效率高。原動機選擇為Y系列三相交流異步電動機：電動機的輸出功率．Pd 到4．23Kw （式2一1）在減速器的設計中，涉及到許多數(shù)據(jù)的計算，其中的計算公式就不一一寫出，分別參考《機械設計》、《機械設計課程設計》、《機械設計手冊》等文獻中：取PCI—551<W減速器與電動機傳動的建模及運動仿真減速器與電動機傳動的建模及運動仿真選擇電動機為Y132M1一6型：其額定功率為、()W，滿載轉速為960r/min;其額定轉矩為2,ONm，最大轉矩為2．0№。查機械設計課程設計表9一3，其外型尺寸為〔皿0：A：216B：178C：89D：38E：80K：12 AB：280AC}270D：210F：10G：33H：到2HD：35BB:233L:23S傳動裝置總效率， （式2一2）/7=0：0．9977：0．97=0．97丿77一0．99：伍95亡085 總傳動比為： 121習3．7 （式2一3） 各級傳動比分別為：i產(chǎn)差88 辶習．5522v帶設計外傳動帶選為A型V帶。參考《機械設計》圖5一2a及表5一3，選?。哄?307主動帶輪直徑分三個檔位，分別為：30艸，70灬，110mm從動帶輪直徑分別為46艸、86“、12m帶速V亡5．63m/s 各級傳動比分別為： ．53，1.231.1季5亡21〕a亡240“]．小帶輪包角為彐河66。經(jīng)計算確定V帶根數(shù)為3根其中小帶輪采用實心式結構，大帶輪采用孔板式結構：23各齒輪的設計設計中齒輪都采用直齒圓柱齒輪，材料都選用45號鋼，鍛選項毛坯，大齒輪正火處理，小齒輪調(diào)質，均采用軟齒面。齒輪精度用日級，輪齒表面粗糙度為艮&軟齒面閉式傳動，失效形式為占蝕：齒輪的結構形式為：兩小齒輪采用實心結構，兩大齒輪采用復板式結構：設計準則！按齒面接觸疲勞強度計算，再按齒根彎曲疲勞強度校核。以高速級齒輪設計為例?？紤]傳動平穩(wěn)性，齒數(shù)宜取多些，取0=3&則22=0i2=38×1.632，按齒面接觸疲勞強度設計，（式2一4）Ti=955×106×P/n=9.55×106×542/384到34794N。mm由《機械設計》圖0一3）選取材料的接觸疲勞，極限應力為： 6產(chǎn)5 亡560由圖（7一0選取材料彎曲疲勞極限應力為： 產(chǎn)230 =210應力循環(huán)次數(shù)N計算N產(chǎn)6．64×109N2=N1/u=664XI的／2．62=253×9由圖7一8查得接觸疲勞壽命系數(shù)為：=104由圖7一9查得彎曲疲勞壽命系數(shù)為；由圖7一2查得接觸疲勞安全系數(shù)為：Sym-I.4又Ysr=20 試選Ke=l,3求許用接觸應力和許用彎曲應力：“z一63&、·：58p·（式2一5）、：32《p、'；0：300Np、（式2一6）將有關值代入下式得-10(式2一7) 則VI dlt/60×00).3m/s(ZIⅥ/0)38×(13/100)m/s494m/s查圖7一10得1,由表一3查得K=L25,由表4查得=L08,取=1.0孓則- (阝Ka 42,修正 747 (式2-3)M—dl/zl=l.96mm取標準模數(shù);m=2計算幾何尺寸dl=mZ1=2×38L76d2=m22=2x62=124齒輪21和22之間中心距為a勺(ZI+22)/2司00￠昍t×277取b2=25bl2+15=40校核齒根彎曲疲勞強度:可查得,YFS1=4.1,YFS2=40,取YE07由下式校核大小齒輪的彎曲強度、×4·~ㄑ0,7=811Mp亅(式2-9)8,11x(式2亠10)(TF同理設計岀另兩個齒輪,最終設計出的各個齒輪的相關數(shù)據(jù)如下:高速軸上小齒輪2:;齒數(shù)38模數(shù)分度圓dl±m(xù)z*336安裝軸處直徑d0齒寬b0齒頂高齒根高h1252-全齒高1*3.5灬齒頂圓da=日+2*伍x)=+2*(1+0)*2=806-2*(1+0、25-0)&5齒距p=m1T&28Ⅲ齒厚s/24皿齒根圓df=d-2*(ha+c-x)*m 齒槽寬e-p/2-314mm 頂隙。=0-25m中間軸上大齒輪22:2亡62c12z*62到24hF1.25m到．5mmda=128mmdf=121.Smm過亡6.2皿s亡3．14中間軸上小齒輪厶：2=25&=5殂h產(chǎn)2．5“]．d產(chǎn)5、1皿[d產(chǎn)17 p=3.14mms=e=3.14低速軸上大齒輪《：d,3皿=3．]25d產(chǎn)134mmd產(chǎn)127．5111mp=6.2皿s—e=6.28[tun24軸的設計 d亡7皿 b亡25丌皿IF3.5mmc亡0．25 d=70 b=95h亡35《。=0．2Smm 7皿 b=3皿下=5．325以高速軸的設計為例、選擇軸的材料及熱處理由于減速器傳遞的功率不大，對其重量和尺寸也無特殊要求，故選擇常用材料45鋼，調(diào)質處理。、初估軸徑按扭矩初估軸的直徑，查機械設計手表躚一2，得106、117，考慮到安裝聯(lián)軸器的軸段僅受扭矩作用。取10，，則：巳=0．25mmDmln2C3D2m1n=c3D3mn=0o〕、初選軸承高速軸]選軸承為6008中間軸2選軸承為60098353訓P=1103 =25P 5201103 36mm1483P3110 23mm（式2一10減速器與電動機傳動的建模及運動仿真一工程圖改變時間為30，可發(fā)現(xiàn)軸和齒輪轉速變曼，運動過程時間過短，不便于觀察減速器運動。再改變時間為80，可發(fā)現(xiàn)軸和齒輪轉速變快，且齒輪和22轉向反了。當速度和時間分別定為50和50不變時：改變步數(shù)為100，可發(fā)現(xiàn)軸和齒輪的轉速變央，且齒輪Zl和22轉向反了。再改變步數(shù)為200，可發(fā)現(xiàn)軸和齒輪的轉速變慢，不便于觀察減速器運動。經(jīng)上述綜合分析比較，速度、時間、步數(shù)分別為250、50、150比較合理。4．6本章小結本章主要介紹了[JG7軟件的運動仿真功能，及通過LIG對減速器運動仿真的實現(xiàn)，是本次設計的主體部分。

第五章工程圖在實際加工過程中需要將三維模型轉換成二維工程圖，這樣工程師就可依據(jù)二維圖紙進行零件的加工。工程圖和三維模型具有關聯(lián)性的特點，如果對三維模型進行修改，二維工程圖也會自動進行更新。通過前面的建模以及裝配，現(xiàn)可以對主要零件及組件進行工程圖繪制。5]工程圖模塊進入在“標準”工具條單擊“開始”按鈕，在彈出的下拉菜單中選擇“制圖”命令，程序將彈出“片體”對話框。在該對話框中用戶可以設置紙張的大小、刻度尺的比例和圖紙的單位以及投影視角，設置完成后單擊“確定”按鈕區(qū)@@0[《@圍冂匚《鍆0圖5一1“設置冬紙參數(shù)”對話框52各主要零件的工程圖繪制點擊基本視圖工具，在模型視圖里選擇front視圖然后根據(jù)自動判斷投影左視圖、俯視圖、立體圖。然后在局部放大圖里選擇剖視圖，再選擇俯視圖作為剖切對象產(chǎn)生剖視圖。最后各零件的工程圖結果如下圖：一圖5一2上箱體工程圖圖53下箱體一3一減速器與電動機傳動的建模及運動仿真工程圖減速器與電動機傳動的建模及運動仿真工程圖圖圖5嶙端蓋工程圖圖5巧．齒輪圖5一6帶輪工程圖圖5一7電動機外殼53各組件的工程圖先進行零件的裝配，裝配好了以后直接進人制圖菜單，其后的操作和零件圖的繪制完全一樣。圖5一8軸承組件工程圖圖5一9箱體組件工程圖54本章小結本章主要是利用UGN耵的軟件進行零件及組件的工程圖繪制，采用了三視圖、剖視圖進行表達各零件及組件直接的結構。減速器與電動機傳動的建模及運動仿真結論和展望傳統(tǒng)的機械產(chǎn)品設計通常采用平面圖形表示機械零件及其裝配關系，設計結果是在某一個位置的靜態(tài)圖形：這重方法雜以反映機器在運行過程中各零件的運動狀態(tài)及其相對位置關系，無法直觀地判斷其運動是否合理，各零件之間是否存在干涉等問題。隨著CAD技術的發(fā)展及計算機硬件性能的不斷提高，三維建模、裝配、及計算機運動仿真技術逐步得到應用，應用這些技術就可以進行機器的運動仿真分析：Unigraphics是集CAD/CAE/CAM于一體的軟件集成系統(tǒng)，它的功能覆蓋了整個產(chǎn)品的開發(fā)過程，即覆蓋了從概念設計、功能工程、分析到制造的過程。本次設計通過朊N且0對減速器建模、裝配及實現(xiàn)運動仿真，可以使減速器的設計更加直觀，易于分析，而且提高了設計的效率和降低了生產(chǎn)成本，將UG應用到減速器的設計中，不僅優(yōu)化了產(chǎn)品設計，縮短了新產(chǎn)品的開發(fā)，周期，還提高了產(chǎn)品的可靠性。這項技術在機械工程、化工設備、汽車制造等多種領域有很強的實用和推廣價值。通過本次設計，取得的成果有以下幾點．o）通過查機械設計課程設計、機械設計手冊、減速器設計選用手朋等相關資料，完成了減速器的參數(shù)部分設計（2）熟練掌握UG建模的基本功能，順利地通過UGN煙用軟件完成了對減速器各零部件的三維造型。的）通過UG的裝配功能，及各種約東關系，合理地將減速器各零部件裝配在一起：@0通過UG的運動分析模塊及運動仿真功能，選擇出合理的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了對減速器的運動仿真，并作出了分析驗證?？偨Y本次設計，存在的不足有以下幾點．o）減速器結構及參數(shù)設計中，數(shù)據(jù)繁多，尤其是減速器的零部件中，很多是標準件，在選取計算中容易出現(xiàn)誤差。（2）在UG對減速器所有零件進行三維造型時，山于許多標準件沒有現(xiàn)成的庫，所以給建模帶來很多不便，在造型中誤差難免。的〕在UG中對減速器實現(xiàn)運動仿真，當數(shù)據(jù)改變不大時，無法對其運動進行比較，也就不好分析出最佳的數(shù)據(jù)。由于時間的關系，此次設計的研究工作還有許多缺芻和不足，有些問題沒有