本科毕业设计(论文)题目齿轮减速器参数化建模设计姓名专业机械设计制造及其自动化五班学号指导教师二〇一四年五月齿轮减速器参数化建模设计摘要减速器是原动机和工作机之间独立的闭式机械传动装置。
用来降低原动机转速或增加转矩,满足工作机的需求。
由于减速器具有结构紧凑,传动效率高,准确、可靠的传输,使用维护方便等优点,因此在工矿企业及运输、建筑等部门中运用极为广泛。
本课题从机械设计出发,以减速器三维精确建模为重点,详细介绍Unigraphics NX的草图功能、特征造型功能,基本三维建模过程,简单介绍其实体装配功能。
UG作为一款CAD/CAM/CAE设计软件中的佼佼者,它包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块,具有高性能的机械设计和制图功能,为制造设计提供了高性能和灵活性,以满足客户设计任何复杂产品的需要。
熟练掌握其基本功能的使用,对于我们机械设计专业的学生是有着非常好的作用的。
ANSYS软件是大型通用有限元分析软件,ANSYS的前处理器中有建模功能,但由于直接在ANSYS软件中建立精确的齿轮齿廓比较困难。
本文是应用UG 软件绘制出齿轮,把其导入有限元软件ANSYS中进行减速器零部件的有限元分析。
关键词:减速器;Unigrapics NX ;ug ;有限元分析;ansysGear reducer parameterization modeling designIn this paperReducer is the prime mover and work machine between independent closed mechanical drive device. Used to reduce the prime mover speed or increase the torque, meet the needs of working machine. Because the reducer has compact structure, high transmission efficiency, accurate and reliable transmission, use convenient maintenance, so in industrial and mining enterprises, and is widely used in transportation, construction and other departments.This topic from mechanical design, focusing on reducer 3 d precise modeling, function, character modelling detail sketches Unigraphics NX features, basic 3 d modeling process, introduces its entity assembly function. UG as a CAD/CAM/CAE design of software, it includes the world's most powerful, the most extensive product design application modules, with high performance of mechanical design and drawing function, provide support for design and manufacture of highper formance and flexibility, to meet the needs of customers design any complex products. Mastering the use of the basic functions, for the students of our mechanical design professional is a very good role. ANSYS software is a large general finite element analysis software, ANSYS modeling capabilities of the top processor, but as a result of directly in the ANSYS software to establish the precise gear tooth profile is difficult. This article is using UG software to map the gear,The import of reducer parts based on the finite element software ANSYS finite element analysis. Key words: reducer; Unigrapics NX. Ug; The finite element analysis; ansys前言减速器是工作机和原动机之间独立的闭式传动装置,是用来降低转速和增大转矩的,以满足工作的需要,在某些场合也用来增速,成为减速器。
选用减速器时应根据工作机的选用条件,技术参数,动力机的性能,经济性等因素,比较不同类型、品种减速器的外廓尺寸,传动效率,承载能力,质量,价格等,选择最合适的减速器。
减速器是一种相对精密的机械,使用它的目的是降低转速,增大转矩。
目录中文摘要 (Ⅰ)英文摘要 (Ⅱ)前言 (Ⅲ)1概述 (1)1.1带式运输机 (1)1.1.1使用情况 (1)1.1.2带传动要求 (1)1.1.3滚筒的要求 (1)1.1.4变速器的要求 (1)1.2设计条件 (1)2确定传动方案 (1)3传动零件的设计 (2)3.1传动零件的设计的要求 (2)3.1.1齿轮材料 (2)3.1.2齿轮硬度 (2)3.1.3齿轮精度 (2)3.2高速级齿轮 (2)3.2.1选材并确定疲劳极限应力 (2)3.2.2按接触强度初顶中心距,并选主要参数 (3)3.2.3校核齿面接触强度 (4)3.2.4校核齿跟弯曲强度 (5)3.2.5齿轮具体参数计算如下 (6)3.3低速轴齿轮 (6)3.3.1料及疲劳极限应力同上 (7)3.3.2接触强度初步确定中心距,并初选主参数 (7)3.3.3接触强度 (7)3.3.4校核齿根弯曲强度 (9)3.3.5齿轮具体参数计算 (10)3.4轴与齿轮选材 (11)3.5轴的初步设计 (11)3.5.1根据机械传动方案的整体部局,拟订轴上零件的布置和装配方案 (12)3.5.2初定各轴尺寸 (13)3.6轴的校核 (14)3.6.1输入轴的校核 (14)3.6.2中间轴的校核 (18)3.6.3输出轴的校核 (24)3.7轴承的校核 (28)3.7.1输入轴轴承的校核 (28)3.7.2中间轴轴承的校核 (30)3.7.3输出轴的轴承校核 (33)3.8键的校核 (35)3.8.1键的选择 (35)3.8.2中间轴上键的校核 (36)3.8.3输出轴上键的校核 (36)4.部分箱体尺寸 (37)5关于UG二级斜齿轮减速器三维造型 (37)5.1ug软件的介绍 (37)5.2箱体的三维造型 (38)5.3箱座的三维造型 (42)5.4斜齿轮和标准件的三维造型 (47)6减速器的虚拟装配 (52)6.1中间轴的装配 (52)6.2输出轴的装配 (53)6.3输入轴的装配 (54)6.4轴和轴承的装配端盖 (55)6.5箱盖的装配 (55)6.6标准件的装配 (56)7 减速器的仿真运动 (56)7.1 定义减速器的连杆 (57)7.2 建立连杆副 (58)7.3 建立齿轮副 (59)7.4 设置解算方案和求解 (59)结束语 (60)致谢 (61)参考文献 (62)1 概述1.1 带式运输机1.1.1 使用情况带式运输机广泛的应用在治金、交通、煤炭、化工、水电等部门,它具有带式输送量大、结构简单、维修方便、成本低、通用性强等优点。
运输机还适用于建材、电力、轻工、港口、船舶等部门。
带式运输机主要存在跑偏、洒料、皮带打滑,减速器断轴等问题,需要要求减震、减少张紧力波动、超速打滑保护。
1.1.2 带传动的要求带传动的主要失效形式有:打滑和带的疲劳破坏两种。
带传动的设计准则是在保证带传动不打滑的条件下,具有一定的疲劳强度和寿命。
1.1.3 滚筒的要求对运输机的传动滚筒进行分析,得出其应力、变形分布图,找到应变危险区、应力。
1.1.4 变速器的要求对齿轮的强度要求,轴的强度要求。
1.2 设计条件(1)用于带式运输机的展开式二级斜齿轮减速器。
(2)工作条件:24小时,连续工作两年,空载启动,单向、连续运转,工作中有轻微冲击。
运输机的速度允许度误差为±5%。
(3)适用期限:使用寿命齿轮24小时连续工作两年。
(4)生产批量及加工条件:小批量生产。
2 确定传动方案安全起见,得输出纽距T=25478N·mm,输出转速n出=60r/min,总转速比r总=16.T=9550³p/n=9550³p/60=25478 , 则P=160kw输入功率P=250kw,可知:n安全=250/160=1.56,取值为n安全=1.6,则n工况≥2.8/1.6=1.75,取实际输入功率P=160kw计算T1=9549³160/960=1591.5N·mmT2=9549³160/240=6366N·mT3=9549³160/60=25464N·mT1<T2<T3<T=25478N·m(安全)采用Y型电机,实际输入功率为160kw,用皮带轮带动,实际输入转速960r/min.3 传动零件的设计3.1 传动零件的设计要求根据要求a1+a2=695,ZLYJ420型,a2=420,a1=695-420=275mm.3.1.1 齿轮材料高强度核金钢材质,因为功率太大,传动扭距大,大小齿轮均采用高频淬火,渗碳,磨齿工艺加工,采用20GrMnMo.由ζFlim=450N/mm2~550N/mm2(弯曲、疲劳强度极限)ζH lim=1400N/mm2(许用接触应力,当面接触疲劳强度)3.1.2 齿轮硬度齿轮硬度HRC=58-62,取60,大齿轮硬度HRC=56-58,取56。
3.1.3齿轮精度齿轮精度为GB10095-88,6级精度。