1、ee基于CATIA的零件庫的建立及齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)作者：ee（ee）指導(dǎo)教師：ee【摘要】 研究在CATIA環(huán)境下建立軸承零件庫，實(shí)現(xiàn)在使用任一型號的軸承時(shí)可以快速、準(zhǔn)確的導(dǎo)入。在CATIA環(huán)境下實(shí)現(xiàn)漸開線圓柱齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)，通過改變相關(guān)參數(shù)就得到不同參數(shù)的齒輪，進(jìn)而達(dá)到縮短齒輪設(shè)計(jì)周期、減少重復(fù)工作、提高設(shè)計(jì)效率的目的。利用 CATIA軟件的建模功能 , 生成漸開線直齒圓柱齒輪 , 包括漸開線公式在 CATIA中的表達(dá)式建立方法及漸開線齒廓的繪制。完成漸開線直齒圓柱齒輪的參數(shù)化建模 , 并對后續(xù)應(yīng)用加以說明。為了計(jì)算齒輪的幾何尺寸方便，需要規(guī)定若干個(gè)參數(shù)。對于標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪而言，五基本參

2、數(shù)為：齒數(shù),模數(shù),壓力角,齒頂高系數(shù),頂隙系數(shù)?！娟P(guān)鍵字】 CATIA;軸承;零件庫;漸開線；圓柱齒輪；參數(shù)化設(shè)計(jì)；鍵入文字eeDesign of parameterized designing of helical gear based on CATIA and establish bearingparts libraryAuthor: ee(ee)Tutor: eeAbstract: In this paper, establishment of bearing parts library in CATIA, Implementation in the use of any type of

3、 bearings can be fast, accurate introduction . A method to complete the helical gear design with parameter by CATIA is introduced. We just need to change the parameters to get a new gear, this make the period of the gear design shorten greatly and avoid the repeat work and improve efficiency. Use of

4、 CATIA software modeling capabilities to generate involute gears, involute formula including CATIA expression in the establishment of methods and involute tooth profile of the draw. Completion of involute spur gear parametric modeling, and applications to illustrate the follow-up.To calculate the ge

5、ometry of gears easily, need to provide a number of parameters. For the standard spur gear, the five basic parameters: the number of teeth, module, pressure angle, addendum high coefficient, the top gap coefficient.Key words: CATIA; bearing; parts library ; helical gear; parameterized designing;鍵入文字

6、ee目 錄目 錄 . I 引言 . 1第一章 應(yīng)用軟件CATIA的介紹 . 21.1 CATIA的簡介 . 21.2 CATIA V5的介紹 . 2第二章 軸承的概述 . 12.1滾動(dòng)軸承的定義 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.2滾動(dòng)軸承的基本結(jié)構(gòu) . 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.3滾動(dòng)軸承的工作原理 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。2.4滾動(dòng)軸承的選擇 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。第三章 軸承的庫的建立 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.1建立軸承基本模型 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.2 軸承參數(shù)及函數(shù)關(guān)系的建立 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。3.3軸承Catalog庫的建立 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。第四章 齒輪參數(shù)的確定 . 錯(cuò)誤！未定

7、義書簽。4.1 齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)分析 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。4.2齒輪參數(shù)化建模 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。ee第五章 齒輪的裝配和仿真 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.1裝配 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。5.2仿真 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。 總 結(jié) . 錯(cuò)誤！未定義書簽。 致 謝 . 錯(cuò)誤！未定義書簽。 參考文獻(xiàn) . 錯(cuò)誤！未定義書簽。IIee引言CATIA是英文“Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application”的縮寫。是世界上一種主流的CAD/CAE/CAM一體化的軟件。為了使軟件能夠易學(xué)易用，Dassault System于94年開始重新開發(fā)全新的CA

8、TIA V5版本，新的V5版本界面更加友好，功能也日趨強(qiáng)大，并且開創(chuàng)了CAD/CAE/CAM軟件的一種全新風(fēng)格。CATIA V5版本是IBM和達(dá)索系統(tǒng)公司長期以來在為數(shù)字化企業(yè)服務(wù)過程中不斷探索的結(jié)晶。圍繞數(shù)字化產(chǎn)品和電子商務(wù)集成概念進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的CATIA V5版本，可為數(shù)字化企業(yè)建立一個(gè)針對產(chǎn)品整個(gè)開發(fā)過程的工作環(huán)境。在這個(gè)環(huán)境中，可以對產(chǎn)品開發(fā)過程的各個(gè)方面進(jìn)行仿真，并能夠?qū)崿F(xiàn)工程人員和非工程人員之間的電子通信。產(chǎn)品整個(gè)開發(fā)過程包括概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工程分析、成品定義和制造乃至成品在整個(gè)生命周期中的使用和維護(hù)。CATIA V5版本具有以下特點(diǎn)：1.重新構(gòu)造的新一代體系結(jié)構(gòu)，為確保C

9、ATIA產(chǎn)品系列的發(fā)展，CATIA V5新的體系結(jié)構(gòu)突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，采用了新一代的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，可快速地適應(yīng)企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，使客戶具有更大的競爭優(yōu)勢。 2.支持不同應(yīng)用層次的可擴(kuò)充性，CATIA V5對于開發(fā)過程、功能和硬件平臺(tái)可以進(jìn)行靈活的搭配組合，可為產(chǎn)品開發(fā)鏈中的每個(gè)專業(yè)成員配置最合理的解決方案。允許任意配置的解決方案可滿足從最小的供貨商到最大的跨國公司的需要。3.與NT和UNIX硬件平臺(tái)的獨(dú)立性，CATIA V5是在Windows NT平臺(tái)和UNIX平臺(tái)上開發(fā)完成的，并在所有所支持的硬件平臺(tái)上具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、功能、版本發(fā)放日期、操作環(huán)境和應(yīng)用支持。CATIA V5在Windows

10、平臺(tái)的應(yīng)用可使設(shè)計(jì)師更加簡便地同辦公應(yīng)用系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)；而UNIX平臺(tái)上NT風(fēng)格的用戶界面，可使用戶在UNIX平臺(tái)上高效地處理復(fù)雜的工作。4.專用知識(shí)的捕捉和重復(fù)使用，CATIA V5結(jié)合了顯式知識(shí)規(guī)則的優(yōu)點(diǎn)，可在設(shè)計(jì)過程中交互式捕捉設(shè)計(jì)意圖，定義產(chǎn)品的性能和變化。隱式的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)變成了顯式的專用知識(shí)，提高了設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度，降低了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。5.給現(xiàn)存客戶平穩(wěn)升級，CATIA V4和V5具有兼容性，兩個(gè)系統(tǒng)可并行使用。對于現(xiàn)有的CATIA V4用戶，V5年引領(lǐng)他們邁向NT世界。對于新的 CATIA V5客戶，可充分利用CATIA V4成熟的后續(xù)應(yīng)用產(chǎn)品，組成一個(gè)完整的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。第1頁 共

11、48頁ee第一章 應(yīng)用軟件CATIA的介紹1.1 CATIA的簡介CATIA是法Dassault System公司的CAD/CAE/CAM一體化軟件，居世界CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車制造、造船、機(jī)械制造、電子電器、消費(fèi)品行業(yè)，它的集成解決方案覆蓋所有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造領(lǐng)域，其特有的DMU電子樣機(jī)模塊功能及混合建模技術(shù)更是推動(dòng)著企業(yè)競爭力和生產(chǎn)力的提高。CATIA 提供方便的解決方案，迎合所有工業(yè)領(lǐng)域的大、中、小型企業(yè)需要。包括:從大型的波音747飛機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)到化妝品的包裝盒，幾乎涵蓋了所有的制造業(yè)產(chǎn)品。在世界上有超過13,000的用戶選擇了CATIA。CA

12、TIA 源于航空航天業(yè)，但其強(qiáng)大的功能以得到各行業(yè)的認(rèn)可，在歐洲汽車業(yè)，已成為事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)。CATIA 的著名用戶包括波音、克萊斯勒、寶馬、奔馳等一大批知名企業(yè)。其用戶群體在世界制造業(yè)中具有舉足輕重的地位。波音飛機(jī)公司使用CATIA完成了整個(gè)波音777的電子裝配，創(chuàng)造了業(yè)界的一個(gè)奇跡，從而也確定了CATIA 在CAD/CAE/CAM 行業(yè)內(nèi)的領(lǐng)先地位。CATIA系列產(chǎn)品已經(jīng)在七大領(lǐng)域里成為首要的3D設(shè)計(jì)和模擬解決方案：汽車、航空航天、船舶制造、廠房設(shè)計(jì)、電力與電子、消費(fèi)品和通用機(jī)械制造。1.2 CATIA V5的介紹CATIA V5版本是IBM和達(dá)索系統(tǒng)公司長期以來在為數(shù)字化企業(yè)服務(wù)過程中不斷

13、探索的結(jié)晶。圍繞數(shù)字化產(chǎn)品和電子商務(wù)集成概念進(jìn)行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的CATIA V5版本，可為數(shù)字化企業(yè)建立一個(gè)針對產(chǎn)品整個(gè)開發(fā)過程的工作環(huán) 第2頁 共48頁ee境。在這個(gè)環(huán)境中，可以對產(chǎn)品開發(fā)過程的各個(gè)方面進(jìn)行仿真，并能夠?qū)崿F(xiàn)工程人員和非工程人員之間的電子通信。產(chǎn)品整個(gè)開發(fā)過程包括概念設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、工程分析、成品定義和制造乃至成品在整個(gè)生命周期中的使用和維護(hù)。CATIA V5版本具有：1.重新構(gòu)造的新一代體系結(jié)構(gòu)為確保CATIA產(chǎn)品系列的發(fā)展，CATIA V5新的體系結(jié)構(gòu)突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)技術(shù)，采用了新一代的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)，可快速地適應(yīng)企業(yè)的業(yè)務(wù)發(fā)展需求，使客戶具有更大的競爭優(yōu)勢。2.支持不同應(yīng)用層次的

14、可擴(kuò)充性CATIA V5對于開發(fā)過程、功能和硬件平臺(tái)可以進(jìn)行靈活的搭配組合，可為產(chǎn)品開發(fā)鏈中的每個(gè)專業(yè)成員配置最合理的解決方案。允許任意配置的解決方案可滿足從最小的供貨商到最大的跨國公司的需要。3.與NT和UNIX硬件平臺(tái)的獨(dú)立性CATIA V5是在Windows NT平臺(tái)和UNIX平臺(tái)上開發(fā)完成的，并在所有所支持的硬件平臺(tái)上具有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)、功能、版本發(fā)放日期、操作環(huán)境和應(yīng)用支持。CATIA V5在Windows平臺(tái)的應(yīng)用可使設(shè)計(jì)師更加簡便地同辦公應(yīng)用系統(tǒng)共享數(shù)據(jù)；而UNIX平臺(tái)上NT風(fēng)格的用戶界面，可使用戶在UNIX平臺(tái)上高效地處理復(fù)雜的工作。4.專用知識(shí)的捕捉和重復(fù)使用CATIA V5結(jié)合

15、了顯式知識(shí)規(guī)則的優(yōu)點(diǎn)，可在設(shè)計(jì)過程中交互式捕捉設(shè)計(jì)意圖，定義產(chǎn)品的性能和變化。隱式的經(jīng)驗(yàn)知識(shí)變成了顯式的專用知識(shí)，提高了設(shè)計(jì)的自動(dòng)化程度，降低了設(shè)計(jì)錯(cuò)誤的風(fēng)險(xiǎn)。5.給現(xiàn)存客戶平穩(wěn)升級CATIA V4和V5具有兼容性，兩個(gè)系統(tǒng)可并行使用。對于現(xiàn)有的CATIA V4用戶，V5年引領(lǐng)他們邁向NT世界。對于新CATIA V5客戶 ，可充分利用CATIA V4成熟的后續(xù)應(yīng)用產(chǎn)品，組成一個(gè)完整的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。第3頁 共48頁ee第二章.電機(jī)選擇2.1電動(dòng)機(jī)選擇（倒數(shù)第三頁里有東東）電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：P=Pwd；工作機(jī)所需功率Pw為：PFvw=1000；傳動(dòng)裝置的總效率為：=1234；傳動(dòng)滾筒 1=0.

16、96滾動(dòng)軸承效率 2=0.96閉式齒輪傳動(dòng)效率 3=0.97聯(lián)軸器效率 4=0.99代入數(shù)值得：=21234=0.960.9940.9720.99=0.8所需電動(dòng)機(jī)功率為：PFv1000=1000040d=0.8100060kW=10.52kWPd略大于Pd 即可。選用同步轉(zhuǎn)速1460r/min ；4級 ；型號 Y160M-4.功率為11kW取滾筒直徑D=500mmn=601000vw500=125.6r/min1.分配傳動(dòng)比（1）總傳動(dòng)比i=nmn=1460125.6=11.62w(2)分配動(dòng)裝置各級傳動(dòng)比第1頁共48頁ee取兩級圓柱齒輪減速器高速級傳動(dòng)比 i01=.4i=4.03則低速級的

17、傳動(dòng)比i11.62i12=2.88 i014.032.2 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算p=p=10.52kWn=n=1460r/minT=68.81Nmn0d0m0第2頁 共48頁eep=p=10.41kWn=n=1460r/minp10.41=9550=68.09NmT1460n1d41m111p2=p101=p023=10.520.990.97=10.10kWn=12i=1460014.03r/min=362.2r/minT=p22n=955010.102362.2=263.6Nmp3=p202=p123=10.100.990.97=9.69kWn=23=362.2122.88=125.76r/mi

18、nT=p39.693n=3125.769550=735.8Nmp4=p303=p224=9.690.990.99=9.49kWn=34=125.76r/min23T=p44n=95509.494125.76=720Nm第3頁 共48頁ee第4頁 共48頁ee3.齒輪計(jì)算3.1選定齒輪類型、精度等級、材料及齒數(shù)1>按傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2>絞車為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級精度（GB 10095-88）。3>材料選擇。由表10-1選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280 HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240 HBS，二者材料硬度差為40 HBS

19、。4>選小齒輪齒數(shù)z1=24，大齒輪齒數(shù)z2=244.03=96.76。取z25初選螺旋角。初選螺旋角=14 =973.2按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)由機(jī)械設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)計(jì)算公式（10-21）進(jìn)行試算，即 d1t=2KtT0+1ZHZEdH（1）試選載荷系數(shù)kt=1.61。（2）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-30選取區(qū)域系數(shù)zh=2.433。=0.78（3）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-26查得1，=1+2=1.65。 2=0.87，則（4）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。95.5105p095.510510.41T1=N.mm=6.8104N.mm n11460（5）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-7 選取齒寬系數(shù)d=1（6）由機(jī)

20、械設(shè)計(jì)第八版表10-6查得材料的彈性影響系數(shù)Ze=189.8MPa（7）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim1=600MPa ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限Hlim2=500MPa 。13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。N1=60n1jLh=60146012830015=6.3109NN2=1=1.56109 4.03（9）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖（10-19）取接觸疲勞壽命系數(shù)KHN1=0.90;KHN2=0.95 。第5頁 共48頁ee（10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式（10-12）得 H1=KHN1lim1=0.9600MP

21、a=540MPa SH2=KHN2lim2=0.95550MPa=522.5MPa S（11）許用接觸應(yīng)力H1+H2H=531.25MPa 2（1）試算小齒輪分度圓直徑d1t9.56mm d1t=.461040.862=0.739616.46104=.73810=4（2）計(jì)算圓周速度v0=1t1601000=146049.56601000=3.78m/s（3）計(jì)算齒寬及模數(shù)mmntnt=1t1tcos=cosz=49.56mm 1h=2.25mnt=2.252=4.5mm=49.56/4.5=11.01 （4）計(jì)算縱向重合度 z=149.56cos1449.560.97=2mm 2424=0.

22、318dztan=0.318124tan14=20.73 1（5）計(jì)算載荷系數(shù)K。已知使用系數(shù)KA=1,根據(jù)v= 7.6 m/s,7級精度，由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-8查得動(dòng)載系數(shù)Kv=1.11;由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-4查得K的值與齒輪的相同，故KHKf=1.35由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖 10-13查得 H=1.42;K=KAKVKHKH=11.111.41.42=2.2（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式（10-10a）得第6頁 共48頁eed1=d1tKK=49.56t2.2=49.56.375=55.11mm 1.6（7）計(jì)算模數(shù)cos55.11cos140.9755.11=2.2

23、2mm mn=1=2424z13.3按齒根彎曲強(qiáng)度設(shè)計(jì)由式（10-17） mn2KT1Ycos2z1d2FaFSa（1）計(jì)算載荷系數(shù)。K=KAKVKfKf=1.111.41.35=2.09=1.903（2）根據(jù)縱向重合度 ，從機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-28查得螺旋角=0.88影響系數(shù)Y （3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。33（4）查齒形系數(shù)。=2.57;YFa2=2.18由表10-5查得YFa1（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版表10-5查得YSa1=1.6;YSa2=1.79（6）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-24c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限=500MPa=380MPaFE1 ；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 FE2

24、；=0.85（7）由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版圖10-18取彎曲疲勞壽命系數(shù) KFN1，KFN2=0.88； （8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S1.4,由機(jī)械設(shè)計(jì)第八版式（10-12）得第7頁 共48頁eeF=F1=（9）計(jì)算大、小齒輪的FaSa 并加以比較。 FFa1Fa2FSa11=2.5921.596=0.1363 303.57=2.2111.774=0.01642 238.86FSa22由此可知大齒輪的數(shù)值大。mn322.106.8100.88(cos14)422242*1.650.01642mm=4.3420.97mm=34.085=1.59m對比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的

25、法面模數(shù)mn 大于由齒面齒根彎曲疲=勞強(qiáng)度計(jì)算 的法面模數(shù)，取mn2，已可滿足彎曲強(qiáng)度。但為了同時(shí)滿足接觸疲勞強(qiáng)度，需按接觸疲勞強(qiáng)度得的分度圓直徑100.677mm 來計(jì)算應(yīng)有的齒數(shù)。于是由1cos=55.11cos14=26.73=z12 mn取 z1=27 ，則z2=274.03=108.81 取z2=109;3.4幾何尺寸計(jì)算2cos=(27+109)2136=140.2mm 2cos140.97將中以距圓整為141mm.第8頁 共48頁ee=(1+2)n(27+109)2=arccos0.97=14.06 2a2140.2因值改變不多，故參數(shù)、k、ZH等不必修正。d1n21=cos=2

26、7cos14=540.97=55mmd=2n10922cos=cos14=2180.97=224mma=1+255+2242=2=139.5mmb=dd1=155.67=55mm圓整后取B2=56mm;B1=61mm.低速級取m=3;z3=30; 由i412=zz=2.8834=2.8830=86.4 取dz4=873=mz3=330=90md4=mz4=387=261mma=3+490+2612=2mm=175.5mmb=dd3=190mm=90mm圓整后取B4=90mm,B3=95mm第9頁 共48頁ee第10頁 共48頁ee4. 軸的設(shè)計(jì)4.1低速軸若取每級齒輪的傳動(dòng)的效率,則=362.

27、2=125.76r/min= n2.88ip9.69T=125.769550=735.842Nmnp3=2021232312333因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為d4=mz4=4101=404mmFFFt=23d=42735.81000=3642N404=3642tan200.3639=3642=1366N cos140.97rFFttanncosattan=3642tan14=908N圓周力Ft ,徑向力 Fr 及軸向力Fa 的先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)=112第八版表15-3,取A0 ,于是得pd=Anmin03=112339.69=11230

28、.077=47.64mm 125.76輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d12.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號.聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩TcaKAT3, 查表考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取KANmm=956594.6Nmm Tca=KAT3=1.3735842=1.3 ,則:按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003或手冊, 第11頁 共48頁ee選用LX4型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為2500000Nmm .半聯(lián)軸器的孔徑d1=55mm ,故取 d1-2=50mm ,半聯(lián)軸器長度 L=112mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長=84

29、mm度L1.（1）擬定軸上零件的裝配方案圖4-1（2）根據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度=50mm,l12=84mm;1)根據(jù)聯(lián)軸器d12為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要示求,1-2軸=62mm段右端需制出一軸肩,故取2-3段的直徑d2-3 ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取=84mm擋圈直徑D=65mm.半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1,為了保證軸端擋圈只壓在=82mm半聯(lián)軸器上而不壓在軸的端面上,故1-2 段的長度應(yīng)比L1 略短一些,現(xiàn)取l1-2.2)初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾=62mm子軸承.參照工作要求并根據(jù)d2-3,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0

30、 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承30313。其尺寸為dDT=65mm140mm36mm，故d3-4=d6-7=65mm ；而l5-6=54.5mm,d5-6=82mm。=70mm3）取安裝齒輪處的軸段4-5段的直徑d4-5 ；齒輪的右端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為90mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)=85mm略短于輪轂寬度，故取l4-5 。齒輪的左端采用軸肩定位，軸肩高度h0.07d ，=82mm=60.5mm故取h=6mm ，則軸環(huán)處的直徑d5-6 。軸環(huán)寬度b1.4h ，取l5-6。4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定

31、）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離 第12頁 共48頁eel=30mm，故取l2-3低速軸的相關(guān)參數(shù)：=40.57mm齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d4-5查表查得平鍵截面b*h=20mm12mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為L=63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有H7良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選n6H7用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位k6是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。4.2中間軸第13頁 共48頁eep=p=10.520.

32、990.97=10.10kW22（1）因已知低速級小齒輪的分度圓直徑為：d3=mz3=435=140mmFFFdt=22d=32263.61000=3765N140=3765tan200.3639=3765=1412N cos140.97rFFttanncosattan=1412tan14=352N（2）因已知高速級大齒輪的分度圓直徑為： =mz2=3133=399mm 2FFFt=22d=22263.61000=1321N399=1321tan200.3639=1321=495N cos140.97rFFttanncosattan=495tan14=123N先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸

33、的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取A0=112 ,于是得：pd=Anmin02=1123210.10=11230.027=33.6mm 362.2軸的最小直徑顯然是安裝軸承處軸的直徑d12。第14頁 共48頁ee圖 4-2（1）因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù)d1-2=35mm,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為dD*T=35mm72mm18.25mm，故d1-2=d5-6=35mm，l5-6=31.8mm；（2）取安裝低速級小齒輪處的軸段2-3段的直徑d2-3=45mml1-2=29.8

34、mm ；齒輪的左端與左軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為95mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l2-3=90mm 。齒輪的右端采用軸肩定位，軸肩高度h0.07d，故取h=6mm，則軸環(huán)處的直徑。軸環(huán)寬度b1.4h，取l3-4=12mm。（3）取安裝高速級大齒輪的軸段4-5段的直徑d4-5=45mm;齒輪的右端與右端軸承之間采用套筒定位。已知齒輪輪轂的寬度為56mm，為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪，此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度，故取l4-5=51mm。齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d4-5查表查得平鍵截面b*h=22mm14mm。鍵槽用鍵槽銑刀加工，

35、長為63mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。中間軸的參數(shù)：第15頁 共48頁ee4.3高速軸p1轉(zhuǎn)速n1和轉(zhuǎn)矩T1若取每級齒輪的傳動(dòng)的效率,則p=p=10.41kWn=n=1460r/minp10.41=9550=68.09NmT1460n1d41m111因已知低速級大齒輪的分度圓直徑為d1=mz1=324=72mmFFFt=21d=1268.09*1000=1891.38N72=1891.38tan2

36、00.3639=1891.38=709.55Ncos140.97rFFttanncosattan=1891.38tan14=1891.380.249=470.95N先按式初步估算軸的最小直徑.選取軸的材料為45鋼,調(diào)質(zhì)處理.根據(jù)表15-3,取A=112 ,于是得：第16頁 共48頁eed=Anmin01=1123110.41-3=11237.13*10=1121.9240.1=21.54mm 1460輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處軸的直徑d12.為了使所選的軸直徑與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng),故需同時(shí)選取聯(lián)軸器型號.聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KAT1 , 查表 ,考慮到轉(zhuǎn)矩變化很小,故取KA=1.3

37、 ,則:Tca=KAT1=1.368090Nmm=88517Nmm按照計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca 應(yīng)小于聯(lián)軸器公稱轉(zhuǎn)矩的條件,查標(biāo)準(zhǔn)GB/T 5014-2003 或手冊,選用LX2型彈性柱銷聯(lián)軸器,其公稱轉(zhuǎn)矩為560000Nmm .半聯(lián)軸器的孔徑d1=30mm ,故取 d1-2=30mm ,半聯(lián)軸器長度 L=82mm ,半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=82mm.4.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖4-31)為了滿足半聯(lián) 軸器的軸向定位要示求,1-2軸段右端需制出一軸肩,故取2-3 段的直徑d2-3=42mm ;左端用軸端擋圈,按軸端直徑取擋圈直徑D=45mm .半聯(lián)軸器與軸配合的轂孔長度L1=82mm ,為了保證軸端擋圈

38、只壓在半聯(lián)軸器上 而不壓在軸的端面上,故 段的長度應(yīng)比 略短一些,現(xiàn)取l1-2=80mm.2)初步選擇滾動(dòng)軸承.因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故選用單列圓錐滾子軸承.參照工作要求并根據(jù)d2-3=42mm ,由軸承產(chǎn)品目錄中初步選取 0 基本游子隙組 、標(biāo)準(zhǔn)精度級的單列圓錐滾子軸承。其尺寸為d*D*T=45mm*85mm*20.75mm，故d3-4=d6-7=45mm ；而l7-8=26.75mm ，l3-4=31.75mm。3）取安裝齒輪處的軸段4-5段,做成齒輪軸；已知齒輪軸輪轂的寬度為61mm，齒輪軸的直徑為62.29mm。4）軸承端蓋的總寬度為20mm（由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

39、而定）。根據(jù)軸承端蓋的裝拆及便于對軸承加潤滑脂的要求，取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器右端面間的距離l=30mm，故取l2-3=45.81mm。5）軸上零件的周向定位第17頁 共48頁ee齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵連接。按d4-5 查表查得平鍵截面b*h=14mm*9mm ，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為L=45mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合H7有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 ；同樣，半聯(lián)軸器與軸的連接，n6H7選用平鍵為14mm9mm70mm，半聯(lián)軸器與軸的配合為 。滾動(dòng)軸承與軸的周向k6定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的直徑公差為m6。高速軸的參數(shù)：第18頁 共48頁ee5.齒

40、輪的參數(shù)化建模5.1齒輪的建模（1）在上工具箱中單擊按鈕，打開“新建”對話框，在“類型”列表框中選擇“零件”選項(xiàng)，在“子類型”列表框中選擇“實(shí)體”選項(xiàng)，在“名稱”文本框中輸入“dachilun_gear”，如圖5-1所示。圖5-1“新建”對話框2>取消選中“使用默認(rèn)模板”復(fù)選項(xiàng)。單擊“確定”按鈕，打開“新文件選項(xiàng)”對話框，選中其中“mmns_part_solid”選項(xiàng)，如圖5-2所示，最后單擊”確定“按鈕，進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境。圖5-2“新文件選項(xiàng)”對話框（2）設(shè)置齒輪參數(shù)1>在主菜單中依次選擇“工具”2>在對話框中單擊“關(guān)系”選項(xiàng)，系統(tǒng)將自動(dòng)彈出“關(guān)系”對話框。 按鈕，然后

41、將齒輪的各參數(shù)依次添加到參數(shù)列表框中，具體內(nèi) 第19頁 共48頁ee容如圖5-4所示，完成齒輪參數(shù)添加后，單擊“確定”按鈕，關(guān)閉對話框。圖5-3輸入齒輪參數(shù)（3）繪制齒輪基本圓在右工具箱單擊，彈出“草繪”對話框。選擇FRONT 基準(zhǔn)平面作為草繪平面，繪制如圖5-4所示的任意尺寸的四個(gè)圓。（4）設(shè)置齒輪關(guān)系式，確定其尺寸參數(shù)1>按照如圖5-5所示，在“關(guān)系”對話框中分別添加確定齒輪的分度圓直徑、基圓直徑、齒根圓直徑、齒頂圓直徑的關(guān)系式。2>雙擊草繪基本圓的直徑尺寸，將它的尺寸分別修改為d、da、db、df修改的結(jié)果如圖5-6所示。圖5-4草繪同心圓 圖5-5“關(guān)系”對話框第20頁 共

42、48頁ee圖5-6修改同心圓尺寸 圖5-7“曲線：從方程”對話框（5）創(chuàng)建齒輪齒廓線 1>在右工具箱中單擊按鈕打開“菜單管理器”菜單，在該菜單中依次選擇“曲“完成”選項(xiàng)，打開“曲線：從方程”對話框，如圖5-7所示。2>在模型樹窗口中選擇坐標(biāo)系，然后再從“設(shè)置坐標(biāo)類型”菜單中選擇“笛卡爾”選項(xiàng)，如圖5-8所示，打開記事本窗口。3>在記事本文件中添加漸開線方程式，如圖5-9所示。然后在記事本窗中選取“文件” “保存”選項(xiàng)保存設(shè)置。圖5-8“菜單管理器”對話框 圖5-9添加漸開線方程4>選擇圖5-11中的曲線1、曲線2作為放置參照，創(chuàng)建過兩曲線交點(diǎn)的基準(zhǔn)點(diǎn)PNTO。參照設(shè)置如

43、圖5-10所示。第21頁 共48頁ee圖5-11基準(zhǔn)點(diǎn)參照曲線的選擇 圖5-10“基準(zhǔn)點(diǎn)”對話框5>如圖5-12所示，單擊“確定”按鈕，選取基準(zhǔn)平面TOP和RIGHT作為放置參照，創(chuàng)建過兩平面交線的基準(zhǔn)軸A_1，如圖6-13所示。圖5-12“基準(zhǔn)軸”對話框 圖5-13基準(zhǔn)軸A_1第22頁 共48頁ee6>如圖5-13所示，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過基準(zhǔn)點(diǎn)PNTO和基準(zhǔn)軸A_1的基準(zhǔn)平面DTM1,如圖5-14所示。55-15基準(zhǔn)平面對話框 5-15基準(zhǔn)平面DTM17>如圖5-16所示，單擊“確定”按鈕，創(chuàng)建經(jīng)過基準(zhǔn)軸A_1，并由基準(zhǔn)平面DTM1轉(zhuǎn)過“-90/z”的基準(zhǔn)平面DTM

44、2，如圖5-17所示。圖5-16“基準(zhǔn)平面”對話框 圖5-17基準(zhǔn)平面DTM28>鏡像漸開線。使用基準(zhǔn)平面DTM2作為鏡像平面基準(zhǔn)曲線，結(jié)果如圖5-18所示。第23頁 共48頁ee圖5-18鏡像齒廓曲線（6）創(chuàng)建齒根圓實(shí)體特征 1>在右工具箱中單擊按鈕打開設(shè)計(jì)圖標(biāo)版。選擇基準(zhǔn)平面FRONT作為草繪平面，接收系統(tǒng)默認(rèn)選項(xiàng)放置草繪平面。2>在右工具箱中單擊按鈕打開“類型”對話框，選擇其中的“環(huán)”單選按鈕，然后在工作區(qū)中選擇圖5-19中的曲線1作為草繪剖面。再圖標(biāo)中輸入拉伸深度為“b”，完成齒根圓實(shí)體的創(chuàng)建，創(chuàng)建后的結(jié)果如圖5-20所示。圖5-19草繪的圖形第24頁 共48頁ee5

45、-20拉伸的結(jié)果（7）創(chuàng)建一條齒廓曲線1>在右工具箱中單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對話框，選取基準(zhǔn)平面FRONT作為草繪平面后進(jìn)入二維草繪平面。2>在右工具箱單擊和圖5-21 草繪曲線圖 5-22顯示倒角半徑 按鈕打開“類型”對話框，選擇“單個(gè)”單選按鈕，使用并結(jié)合繪圖工具繪制如圖5-21所示的二維圖形。3>打開“關(guān)系”對話框，如圖5-22所示，圓角半徑尺寸顯示為“sd0”，在對話框中輸入如圖5-23所示的關(guān)系式。第25頁 共48頁ee圖5-23“關(guān)系“對話框（8）復(fù)制齒廓曲線1>在主菜單中依次選擇“編輯”單，選擇其中的“復(fù)制”選項(xiàng)，選取“移動(dòng)”復(fù)制方法，選取上一步剛創(chuàng)建

46、的齒廓曲線作為復(fù)制對象。圖5-24依次選取的 菜單2>選取“平移”方式，并選取基準(zhǔn)平面FRONT作為平移參照，設(shè)置平移距離為“B”，將曲線平移到齒坯的另一側(cè)。第26頁 共48頁ee圖5-25輸入旋轉(zhuǎn)角度3>繼續(xù)在“移動(dòng)特征”菜單中選取“旋轉(zhuǎn)”方式，并選取軸A_1作為旋轉(zhuǎn)復(fù)制參照，設(shè)置旋轉(zhuǎn)角度為“asin(2*b*tan(beta/d)”，再將前一步平移復(fù)制的齒廓曲線旋轉(zhuǎn)相應(yīng)角度。最后生成如圖5-26所示的另一端齒廓曲線。圖5-26創(chuàng)建另一端齒廓曲線（9）創(chuàng)建投影曲線1>在工具欄內(nèi)單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對話框。選取“RIGUT”面作為草繪平面，選取“TOP”面作為參照平面，

47、參照方向?yàn)椤坝摇?，單擊“草繪”按鈕進(jìn)入草繪環(huán)境。2>繪制如圖5-27所示的二維草圖，在工具欄內(nèi)單擊圖5-27繪制二維草圖 按鈕完成草繪的繪制。3>主菜單中依次選擇“編輯”“投影”選項(xiàng)，選取拉伸的齒根圓曲面為投影 第27頁 共48頁ee表面，投影結(jié)果如下圖5-28所示。圖5-28投影結(jié)果（10）創(chuàng)建第一個(gè)輪齒特征1>在主菜單上依次單擊“插入”操控面板，如圖5-29所示。2>在“掃描混合”操控面板內(nèi)單擊“參照”按鈕，系統(tǒng)彈出“參照”上滑面板，如圖6-30所示。圖5-29 “掃描混合”操作面板 圖5-30“參照”上滑面板3>在“參照”上滑面板的“剖面控制”下拉列表框內(nèi)選

48、擇“垂直于軌跡”選項(xiàng)，在 第28頁 共48頁ee“水平/垂直控制”下拉列表框內(nèi)選擇“垂直于曲面”選項(xiàng)，如圖5-30示。4>在繪圖分度圓上的投描混合的掃引5-31示。圖5-31選取掃描引線區(qū)單擊選取影線作為掃線，如圖5>在“掃描混合”操作面板中單擊“剖面”按鈕，系統(tǒng)彈出“剖面”上滑面板，在上方下拉列表框中選擇“所選截面”選項(xiàng)，如圖5-32所示。圖5-32“剖面”上滑面板 圖5-33 選取截面6>在繪圖區(qū)單擊選取“掃描混合”截面，如圖5-33所示。7>在“掃描混合”操控面板內(nèi)單擊按鈕完成第一個(gè)齒的創(chuàng)建，完成后的特征如 第29頁 共48頁ee圖5-34所示。圖5-34完成后的

49、輪齒特征 圖5-35“選擇性粘貼“對話框(11)陣列輪齒1>單擊上一步創(chuàng)建的輪齒特征，在主工具欄中單擊按鈕，然后單擊按鈕，隨即彈出“選擇性粘貼”對話框，如圖5-35所示。在該對話框中勾選“對副本應(yīng)用移動(dòng)/旋轉(zhuǎn)變換”，然后單擊“確定”按鈕。圖5-36 旋轉(zhuǎn)角度設(shè)置 圖5-37復(fù)制生成的第二個(gè)輪齒2>單擊復(fù)制特征工具欄中的“變換”，在“設(shè)置”下拉菜單中選取“旋轉(zhuǎn)”選項(xiàng)，“方向參照”選取軸A_1，可在模型數(shù)中選取，也可以直接單擊選擇。輸入旋轉(zhuǎn)角度“360/z”,如圖6-36所示。最后單擊齒。3>在模型樹中單擊剛剛創(chuàng)建的第二個(gè)輪齒特征，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，或者依次按鈕，完成輪齒的復(fù)制

50、，生成如圖6-37所示的第2個(gè)輪“陣列”命令，系統(tǒng)彈出“陣列”操控面板，如圖6-38所示。第30頁 共48頁ee圖5-38 “陣列”操控面板圖5-39 完成后的輪齒 圖5-40齒輪的最終結(jié)構(gòu)4>在“陣列”操控面板內(nèi)選擇“軸”陣列，在繪圖區(qū)單擊選取齒根園的中心軸作為陣列參照，輸入陣列數(shù)為“88”偏移角度為“360/z”。在“陣列”操控面板內(nèi)單擊按鈕，完成陣列特征的創(chuàng)建，如圖5-39所示。 5>最后“拉伸”、“陣列”輪齒的結(jié)構(gòu)，如圖5-40所示第31頁 共48頁ee致謝本論文是在ee老師的悉心指導(dǎo)下完成的。e老師淵博的專業(yè)知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范