机械电子工程毕业论文.doc
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1、吉 林 工 商 学 院毕 业 论 文题目名称:基于CATIA一级圆柱齿轮减速器的参数化设计 院 系: 生物工程 .专 业: 机械电子工程 . 学生姓名: . 学 号: . 指导教师: . 2016年 4 月 9日毕业论文原创性声明本人郑重声明:所呈交毕业论文,是本人在指导教师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。论文作者签名: 年 月 日吉林工商学院本科毕业论文基于CATIA一级圆柱齿轮减速器的参数化设计
2、目 录1绪论11.1简介背景及意义11.2参数化设计技术11.3本文的主要研究内容22齿轮减速器设计计算及其程序化32.1齿轮减速器传动装置的总体设计32.2齿轮减速器零部件结构设计52.2.1齿轮减速器的机械结构52.2.2轴的结构设计52.2.3箱体的结构设计62.2.4齿轮的结构设计62.3减速器设计计算的程序化处理62.3.1表和图的程序化处理62.3.2减速器设计计算程序实现72.4本章小结93基于CATIA的减速器参数化设计及建模103.1 CATIA/CAA简介103.2参数化建模及其实现方法103.3齿轮的参数化建模103.3.1CATIA中参数化齿轮模板建立.113.3.2基
3、于CAA二次开发的参数化齿轮实例123.4减速器其他零件的参数化建模123.5减速器虚拟装配及干涉分析133.5.1减速器虚拟装配模型.133.5.2减速器干涉分析143.6本章小结14结论15参考文献16致谢171.绪论1. 1简介背景及意义 信息时代的到来,由于经济全球化,贸易自由化和社会信息化不断发展,全世界的制造业市场正变得难以预测,企业之间的竞争越来越激烈。随着竞争的加剧,竞争的焦点越来越集中在如何开发高品质在最短的时间内,低价格的产品和市场。发生的教案经过客服打开了国际方式打空格吧,不打扰韩国,是毒奶粉, 减速机是一种用于降低转速,主要应用于国家防务,航空航天,车辆交通,建筑工程,
4、冶金,建材,矿山等领域的原动机和驱动机器之间。许多类型,阶段和传送装置的数目被改变,这是第二个最广泛膨胀圆柱齿轮减速。不分开两个号 在本文中,选择一个一级齿轮减速器为载体,使用参数化设计,一级减速齿轮设计机械设计课程设计是我们第一次较全面的机械设计训练,是机械制图、工程力学、公差配合与技术测量、机械制造技术基础和机械设计课程重要的综性与实践性教学环节。其基本目的是:(1)通过机械设计课程的设计,综合运用有关先修课程的理论,结合生产实际知识,培养分析和解决一般工程实际问题的能力,并使所学知识得到进一步巩固、深化和扩展。(2).学习机械设计的一般方法,掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计
5、原理和过程。(3).进行机械设计基本技能的训练,如计算、绘图、熟悉和运用设计资料(手册、图册、标准和规范等)。与仿真分析。是否还看得见撒谎发空间的酸辣粉和教科书的符号是大坑夫人师傅段时间发卡号的开始发卡号是反馈发的是金卡路恢复到快来撒房间号打开酸辣粉发的撒谎了发链接的撒看好了附近的时刻段时间后付款的撒恢复健康了电视剧罚款了速度快发了好久爱咖啡和经典款短时间按付款的咖啡了倒计时饭卡的设计费看电视剧粉红色打卡机发送到你恐惧的刷卡机疯狂的萨芬就是的呢看风景的刷卡费结婚的时刻倒计时罚款了和第三节疯狂的萨克龙卷风的斯诺克经常卡福利好电视剧发货的撒加咖啡了花短时间按客服的哈萨克减肥的考核分撒娇的考察你看得
6、见撒谎发快递是骄傲和分开了电话是咖啡及电话是空间发的是内裤里参加的萨博看附件是的哈咖啡就能看见车号地块是加法和看电视就阿富汗卡洛斯的建安费可能的零售价分别就打瞌睡会分手就多看看圣诞节啊首由于在具体工作条件的齿轮,它必须有工作,以确保无故障的整个职业生涯中充分相应的能力。但对于牙齿磨损,塑性变形,由于尚未建立广泛和有效利用的工程计算和设计数据的,所以一般使用的当前设计齿轮,它通常仅由齿根弯曲的保证。对于高速高功率设备(如飞机发动机主驱动,涡轮驱动器等),同时也保证了抗胶合能力的准则计算在牙齿表面。通过实践的是,在封闭齿轮通常确保了齿面接触疲劳强度为主。但对牙齿表面,齿芯强度和低齿轮(如渗碳齿轮后
7、使用20,20cr钢)或脆性材料齿轮的硬度高,通常地保证齿根弯曲疲劳强度卞。如果两个齿轮硬化和高至牙齿表面硬度,然后,视情况而定。较大的电力传输,如输入电力超过封闭齿轮,热,容易引起润滑不良,胶合齿损伤75kW,用以控制温升,而且散热的计算。打开(半开)齿轮,按应根据齿根表面的耐磨损性,并计算两个标准的抗断裂能力得到保证,为了延长寿命的开口(半开)齿轮,这取决于模数的特定需求来确定适当增加。为困倦齿轮,轮辐,车轮和比大小其它部分,通常只对结构设计中,不执行强度计算。1 .2参数化设计技术 1.2.1参数化设计概述参数化设计超出了原本的预想有了长足的发展和变化。参数化设计(参数化设计)(也称为尺
8、寸驱动器尺寸驱动)CAD技术是在应用程序,它不仅允许交互图形和CAD系统还具有自动绘图功能所提出的问题。现在,这是技术应用CAD的范围内是研究的一个非常重要的领域。使用参数化设计工具,研究和专门设计的系统,它允许设计人员从大量复杂的计算设计产品的开发,绘图工作更轻松。参数化技术主要有三个方面的优势: 1.初始设计要求设计为低。如果没有精确绘图,你可以简单地勾草图和图形可以通过适当的约束得到所需要的精确度。 2.容易系列的设计。一个设计形状后可与不同尺寸的部件的规格通过修改系列的大小来获得。 3.容易编辑,修改,反复满足设计要求。当他们发现,在设计部件不当,设计人员可以方便地通过修改的新的约束的
9、设计获得。 1.2.2常用的参数化设计方法 参数设计技术现已应用于工程设计领域中的常用的参数设计方法中所有方面总结如下。 1. 数值约束求解方法 2. 几何推理的基础上的规则的方法 3. 基于图论的约束求解方法 4.符号代数求解 5. 根据施工过程中的方法1.3本文的主要研究内容在本文中,减速器CATIA参数化设计,主要内容包括: 1. 设计和计算减速。 2. 参数化建模齿轮等零件。 3. 创建齿轮和标准库的其他部分。 全文共分五个章节,各个章节如下: 第一章:引言。它描述的概念和虚拟样机技术和参数化设计的应用程序的情况,并介绍了本研究的背景和目的。 第二章: 通用编程减速。描述减速机的设计,
10、工艺设计和编程的一般程序。 第三章:基于CATIA的一级减速齿轮的参数化设计。讨论了几个方法参数化建模,和齿轮和其它部件是参数化建模,则虚拟组件和干扰分析减速器。 结论: 本文主要对工作进行了总结,并且设想了下一个步骤的需要做的。2. 齿轮减速器参数化设计和程序2. 1总体参数化设计齿轮减速器传动部件 变速箱齿轮减速机的整体设计任务是: 选择电机类型,齿轮比和计算能力的合理配置和运动参数在制备条件各级设计和传动部件计算的传输。 2.1.1选择电机 1.电机类别 根据负载的性质和功率(AC或DC)的类型,工作条件(环境温度,空间位置等),大小,启动特性和过载条件等来选择。 大多数生产单元都是三相
11、电源,其中最广泛使用的三相异步电动机,常用Y系列电机。 2. 选择电机功率 负载稳定(或变化不大),长期的机器(如运输),您可以选择电机额定功率,无连续运转的热量,并检查起动电机的转矩。在选择时应保证PoPr(2.1) 式中Po 电动机额定功率,kW; Pr工作机所需电动机功率,kWo所需电动机功率由下式计算 (2.2) 式中Pw作业机有效功率由作业机的过程中和操作参数的电阻确定; 电机到作业机械的总效率。 2.1.2分配比 传动装置的的总变速比是基于全速和马达轴的工作速度计算,然后将总比率透射水平的合理分配。 当设计一个可膨胀的两个圆柱形齿轮减速机,为了便于油底壳润滑的,浸油应该是水平和低级
12、高速齿轮深度是大致相似的。当配对的相同材料,齿宽系数相等的时间的两个齿轮,从而使牙齿表面的接触强度基本上等于传动比,传动比可以是下列式分配i1=(1.3-1.4)i2。 i1=1.35i2 (2.3)进行分配。式中, i1和i2是高速,低级别级比。2.1.3传输参数齿轮运动和动力的计算在选出电动机模型、分配比率之后,传输应是力量,速度各轴进行传输,部件和传动轴的设计计算质量矩为计算的基础。这篇文章是基于工作机器需要功率计算的功率和扭矩在每个轴,在紧凑以这种方式计算出的齿轮结构尺寸的输入。为每个轴功率,速度和转矩的公式计算时,当依次计算以低由高在各轴的发送被设定为1轴,第2轴,第3轴2.1.4齿
13、轮设计和计算 齿轮设计,可根据以下两个步骤来计算: 选料劝齿轮材料的选择要考虑当齿轮齿顶圆直径达(400-600)毫米,锻造毛坯齿轮毛坯制造方法:当DA(400-600)毫米或形状复杂的结构,这是不易锻造,锻压设备由于产能的限制,使用铸铁或铸钢。 计算步骤如下: 1.选择齿轮材料和热处理方法2.计算N1,大齿轮N2的应力循环的应力循环N.齿轮应力循环的数目; N1小齿轮速度; LH齿轮工作寿命(在H); i是传动比。 N1 = 60n1jLh (2. 7) N2=N1/i (2. 8) 3.选择系数 寿命系数接触强度计算ZN:有限的生命时间考虑齿轮接触疲劳极限增加。本文已安装在过程图形函数式程
14、序。尺寸因子接触强度计算的Zx:当材料被调质钢,归一钢,锰当30mm的的Zx = 0.9。加工硬化度Zw系数,:考虑改用齿轮淬火调质钢生产齿轮表面处理,接触应力疲劳极限提高大齿轮因素。当不符合上述条件,取度Zw度= 1.0。在本文中,度Zw度= 1.0。润滑油膜影响系数Zlvr:主要因素支付润滑剂,齿与齿表面粗糙度之间的相对滑动面。后整理设备,采取Zlvr = 1.0;整理齿轮采取Zlvr = 0.92;低精密齿轮采取Zlvr = 0.85。有限的疲劳强度安全系数SH:接触疲劳强度计算,由于由蚀只发生振动增大的噪声损伤后,会不会导致直接的后果不继续工作,最好是SH LIM = 1,但弯曲疲劳强
15、度,如果掉牙的情况下,就会造成严重的事故,所以弯曲疲劳强度计算SH LIM = 1.25-1.25期间生根发芽。1.选材料,确定初步参数:(1)选材:由表4-15机械设计课程设计实例与禁忌小齿轮:选用40Cr调质,平均取齿面硬度为260HBS。 大齿轮:选用45钢调质,平均取齿面硬度为230HBS。(2)初选齿数:取小齿轮数为Z1=25 大齿轮数则为Z2= Z1i1 =3.825=95(3)选择齿宽系数d和传动精度等级参照表4-24,取d=1。 参照表4-16,选择8级精度等级。(4)确定载荷系数K 查表4-25机械设计课程设计实例与禁忌 骆素君主编,得:K=1.2 2. 齿面接触疲劳强度计算
16、(1)确定作用接触应力由表4-15,取接触疲劳极限 参照表4-27,取安全因数SH=1 许用接触应力=(ZN1)/ SH=(7000.92) / SH =644=(ZN2)/ SH=(5500.96) / SH =528(2)弹性系数ZE,由表4-26,ZE=188(3)带点区域系数ZH,由机械设计手册P47,取ZH=2.5(4)所需小齿轮直径d1 = =47.6mm(5)确定中心距模数等主要几何参数 m= d1/Z1=47.6/25=1.9 圆整模数,取m=2 则d1=mZ1=225=50mm d2=mZ2=295=190mm 则大齿轮宽b2=dd1=50mm 小齿轮宽b1=60mm3. 齿
17、根抗弯疲劳强度验算(1)求许用弯曲应力 由机械设计手册,取寿命系数YN1=YN2=1由图4-15,分别取极限应力=560 =410 表4-27,取尺寸系数 Yx=1 表4-27,取安全系数 SF=1.25 则许用弯曲应力=896=656(2)齿形系数YFa1,YFa2 ,由图4-3,取 YFa1=2.80 YFa2 =2.21(3)应力修正系数YSa1,YSa2 ,由图4-4,取 YSa1=1.58 YSa2 =1.82(4)校核齿根抗弯疲劳强度,齿根弯曲应力=YFa1YSa1Y=2.81.580.696=106=106=96抗弯疲劳强度足够。4.轮的几何尺寸计算(1) 齿顶圆直径齿全高 齿厚
18、S S 齿根高 齿顶高 齿根圆直径 5.轮的结构设计 小齿轮采用齿轮轴结构,大齿轮采用实心打孔式结构 大齿轮的有关尺寸计算如下:轴孔直径40mm轮毂长度 与齿宽相等轮毂直径 取轮缘厚度 轮缘内径 圆整, 取腹板厚度 腹板中心孔直径腹板孔直径齿轮倒角 取2.2齿轮减速机结构设计2. 2.1机械齿轮减速机结构圆柱齿轮减速机主要由传动部件(齿轮),轴承,住房和配件。1.齿轮,轴和轴承组件极大齿轮安装在轴上,利用对于周向固定扁平密钥。通过轴部的肩,套筒(或块油盘)和轴承盖轴向固定。当传输构件v2米/秒的圆周速度,用油脂润滑的轴承。2.案例它是驱动器基座的一部分,它应该有足够的强度和刚性。通常重冲击负荷
19、齿轮箱灰铸铁定投的住房。3.附件减速机它也必须考虑到上述减速齿轮润滑油池注油,沥干油位检查,修理分裂合理选择和上,下盒的设计,安装的精确定位,起重多种辅助成分。2.2.2结构设计轴轴是在合理的设计,以确定几何形状和所述轴的所述各部分的尺寸。许多因素影响结构轴线,如固定和布置在安装位置,并且在机器中,形成所述轴的轴线的一部分;轴的受力结构应符合下列要求:。一轴应该是易于加工,轴构件应易于安装;在b轴的功率必须是合理的,小的应力集中;。 C轴部位应准确,性能稳定可靠;。轴加工技术好。在轴的结构设计,也有以下几方面的设计的重要考虑因素: 1. 制定方案轴总成部件装配方案 零件程序的阐述轴组件是用于轴
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