螺旋输送机传动装置的设计及三维建模 毕业设计

X X X X本科毕业设计 题 目 螺旋输送机传动装置 的设计及三维建模 院 系 机械学院 专 业 XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX 姓 名 XXXXXX 学 号 XXXXXX 学习年限 201X年9月至201X年6月指导教师 XXXXX 职称 副教授 申请学位 工学学士学位 2015年X 月 XX 日 螺旋输送机传动装置的设计学生姓名：XXX 指导教师：XXX摘 要： 在本次设计中，我设计了螺旋输送机机的传动装置，先进行了传动方案的选取，通过选定的传动方案进行了一系列计算和设计。电动机、联轴器、键和轴承的选择主要通过查表并结合与其他零件的配合要求选择，然后进行校核计算。在齿轮的设计中详细介绍了齿轮材料的选择及许用应力的确定，按齿根弯曲疲劳强度和齿面弯曲疲劳强度设计计算确定齿轮参数及主要尺寸,并且对齿轮进行了校核。其后对轴进行了轴的设计，确定了各阶梯轴的尺寸，对轴、轴承、键、联轴器等进行校核,并画出受力图、弯矩图、转矩图。最后对减速器的外形进行了设计。应用Solidworks 软件对传动装置进行3D建模，为传动系统的结构设计提供了有价值的参数依据。关键词：螺旋输送机 传动装置 斜齿轮 solidworksABSTRACT: In this design, I designed the plate mill of transmission device ,first it has carried on the transmission scheme selection, through the selected transmission scheme and design of a series of transmission parts. The choice of motor, coupling, keys and bearing mainly through the look-up table and combine with other parts of coordination and asked subjects to choose, and then the motion parameters and dynamic parameters is calculated. In gear was introduced in detail in the design of the gear material selection and determination of allowable stress, calculate and determine the gear parameters is designed according to the tooth root bending fatigue strength and main dimensions. Followed by designing of shaft, and determine the size of the ladder shaft, the shaft, bearing, key and coupling for checking. Finally it has carried on the design to the shape of the reducer. Application of Solidworks software modeling technology, realizing the three-dimensional modelling and main reducer parts modeling, to complete the 3 d modeling of the machine, for the structure of transmission system design provides valuable parameter basis. KEYWORDS：plate mill transmission device bevel gear solidworks目 录1 引言11.1 螺旋输送机的课题研究背景41.2.螺旋输送机的课题研究意义42 设计任务书22.1 设计任务22.2 系统的传动原理图53 电动机的选择，传动系统的运动和动力参数计算33.1 电动机类型的选择33.2 电动机功率选择33.3 确定电动机转速33.4 确定电动机型号43.5 计算总传动比及分配各级的传动比43.6 传动参数的计算44 传动零件的设计计算54.1 锥齿轮的设计和计算5 高速级斜齿轮的设计和计算84.3 低速级斜齿轮的设计和计算5 轴的设计计算5.1 高速轴的设计计算5.2 中间轴的设计计算245.3 低速轴的设计计算296 键连接的选择和计算6.1 高速轴上的键的设计与校核6.2 中间轴上的键的设计与校核6.3 低速轴上的键的设计与校核7 滚动轴承的选择和计算7.1 计算高速轴的轴承7.2 计算中间轴的轴承7.3 计算低速轴的轴承8 联轴器的选择9 箱体设计 箱体尺寸379.2 减速器附件设 3810 润滑和密封设计3911 基于SolidWorks 的三维建模4011.1 SolidWorks 软件介绍4011.2对齿轮、轴及小齿轮轴的三维建模4011.3滚动轴承和螺栓垫片各种标准件三维建模4211.4对箱座、箱盖的三维建模4211.5利用Solidworks对减速器进行装配仿真44总结与致谢48参考文献 49附录 501 引言 1.1 螺旋输送机传送装置的课题研究背景 最早的应该是古代的高转筒车和提水的翻车，这也是斗式提升机和刮板输送机的雏形，随着技术的逐渐发展，到17世纪，人们开始架高空索道输送散状物料，后来，现代结构的输送机慢慢出现。阿基米德在1887年发明了螺旋输送机，后来逐渐改进，在工业上，工程上使用开来，设计出了一系列的螺旋输送机。螺旋输送机的发展分为无轴螺旋输送机和有轴螺旋输送机两种型式的发展过程。无轴螺旋输送机在U型槽内装有可换衬体，结构简单，物料有进料口经螺旋推动后由出料口输出。整个传输过程可在一个密封的槽中进行；而有轴螺旋输送机主要由螺杆、U型料槽、进出料口、盖板和驱动装置组成，另外，一般还有倾斜式、垂直式和水平式三种。我们平常所说的螺旋输送机一般为有轴型式的螺旋输送机。而对于许多输送比较困难的物料，我们还一直在寻求一种可靠的输送方法，而无轴螺旋输送机则是一种较好的解决方法。 1.2 螺旋输送机传送动装置的课题研究意义螺旋输送机特点是密封传动，结构简单。螺旋输送机是冶金、建材、化工、粮食及机械加工等部门广泛应用的一种连续输送设备。 螺旋输送机一般由输送机本体、进出料口及驱动装置三大部分组成；螺旋输送机的螺旋叶片有实体螺旋面、带式螺旋面和叶片螺旋面三种形式，其中，叶片式螺旋面应用相对较少，主要用于输送粘度较大和可压缩性物料，这种螺悬面型，在完成输送作业过程中，同时具有并完成对物料的搅拌、混合等功能。从输送物料位移方向的角度划分，螺旋输送机分为水平式螺旋输送机和垂直式螺旋输送机两大类型，主要用于对各种粉状、颗粒状和小块状等松散物料的水平输送和垂直提升，该螺旋输送机不适宜输送易变质、粘性大、易结块或高温、怕压、有较大腐蚀性的特殊物料。 螺旋输送机与其它输送设备相比，具有整机截面尺寸小、密封性能好、运行平稳可靠、可中间多点装料和卸料及操作安全、维修简便等优点。减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电动机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机等高速运转的动力通过减速机的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。作为一个相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。而对于螺旋输送机而言设计一个合适的传动装置是尤为必要的。为了使传动装置更加直观、形象、生动，因此需要进行三维建模，动画仿真。2 设计任务书 2.1 设计任务1. 设计螺旋输送机传动装置； 2. 传动装置三维建模技术参数如下表2-1所示表2-1 螺旋输送机的技术参数工作机轴的转速36 r/min工作机轴的功率3.2 kW工作机效率每日工作时数8h传动工作年限102.2 系统的传动原理图 方案图如下： 图2-1传动原理图3 电动机的选择，传动系统的运动和动力参数计算 3.1 电动机类型的选择 工作机为单向连续运转，载荷较平稳。工作环境为室外，灰尘较大，环境温度35。故动力来源选Y系列三相异步电动机。3.2 选择电动机容量电动机所需的功率为: （3-1）式中：为电动机所需效率，为工作机所需功率，为总工作效率传动装置的总效率： （3-2） 式中：联轴器效率，齿轮效率（8级），滚动轴承效率，工作机效率 故， 3.2 确定电动机转速工作机转速：查机械设计表15.1得：二级圆柱减速器传动比为，齿轮传动比为，故总传动比为，所以电机的选择范围。 3.4 确定电动机型号 考虑到电动机和传动装置的传动比、尺寸、重量，因此选电动机型号为Y132M-6， 960r/min。 3.5 计算总传动比及分配各级的传动比 高速级齿轮传动比为，低速级齿轮传动比为，外齿轮传动比，因为，所以。传动链总传动比： （3-3）式中：为传动链总传动比，为总转速，为工作机转速。取故，3.6 传动动力参数的计算电动机轴转矩 高速轴转矩 中间轴转矩 低速轴转矩 4 传动零件的设计计算4.1 齿轮的材料选择初选齿轮材料为45钢,大齿经过正火处理,齿面硬度取240HBS齿轮通过调制处理,齿面硬度取280HBS,因工作机为单向连续运转，载荷较平稳。所以选用圆柱斜齿轮。4.2 传动齿轮的计算4.2.1 齿面接触疲劳强度计算1. 初步计算：转矩：转速:齿宽系数：由 表12.13，取接触疲劳极限：由图12.17c，取，值：由表12.16，取=90初步计算需用接触应力： 初步计算小齿轮直径： （3-4）式中：为传动齿轮小齿轮直径，为输出轴的转矩，接触疲劳极限，为传动齿轮的传动比，为齿宽系数。 取 初步齿宽： 2. 校核计算 圆周速度： 精度等级：由表12.6，取8级精度 齿数和模数：初取齿数；， 螺旋角：，由表12.3，取 使用系数：由表12.9，取 由图12.9，取 齿间载荷分配系数：由表12.9、式12.6、表12.8，先求式中：为端面重合度，分别为小齿轮和大齿轮的齿数，为齿轮螺旋角。由此可得 齿向载荷分布系数：由表12.11， 载荷系数：由式12.5， 弹性系数：由表12.12， 节点区域系数：由图12.16， 重合度系数:由式12.31,因,取,故 螺旋角系数: 接触寿命系数:由图12.18, 接触最小安全系数: 由表12.14, 许用接触应力: 3. 验算 （3-5）式中：为弹性系数，为间点区域系数，为重合度系数，为螺旋角系数，为载荷系数，各系数结果均由上边计算得出。 齿根弯曲疲劳强度足够。 4. 确定传动主要尺寸 中心距： 取 分度圆直径：取 齿宽：取 4.2.2 齿根弯曲疲劳强度计算1. 校核计算 齿型系数： 由图12.21，取 应力修正系数：由图12.22，取 重合度系数： 由式12.18, 螺旋角系数：由式12.36,（） 齿间载荷分配系数：由表12.10，前面已经求得 故 齿向载荷分配系数：由图12.14， 载荷系数： 应力循环次数：由表12.15，估计，指数 弯曲寿命系数：由图12.24,取， 尺寸系数：由图12.25，取 弯曲最小安全系数：由表12.14, 许用弯曲应力： 2. 验算 （3-6）式中：为小齿轮5的齿形系数，为小齿轮5的应力修正系数，为重合度系数，为螺旋角系数齿根弯曲疲劳强度足够。4.3 高速齿轮的计算4.3.1 齿面接触疲劳强度计算1. 初步计算：转矩：转速:传动比:齿宽系数：由 表12.13，取接触疲劳极限：由图12.17c，取，值：由表12.16，取=90初步计算需用接触应力： 初步计算小齿轮直径：取 初步齿宽： 2. 校核计算 圆周速度： 精度等级：由表12.6，取8级精度 齿数和模数：初取齿数；由表12.3，取 使用系数：由表12.9，取由图12.9，取 齿间载荷分配系数：由表12.9、式12.6、表12.8，先求 由此可得 齿向载荷分布系数：由表12.11， 载荷系数：由式12.5， 弹性系数：由表12.12， 节点区域系数：由图12.16， 重合度系数:由式12.31,因,取,故 螺旋角系数: 接触寿命系数:由图12.18, 接触最小安全系数: 由表12.14, 许用接触应力: 3. 验算 面弯曲疲劳强度足够。 4. 确定传动主要尺寸 中心距： 取 分度圆直径： 齿宽：取 4.3.2 齿根弯曲疲劳强度计算 1. 校核计算 齿型系数： 由图12.21，取 应力修正系数：由图12.22，取 重合度系数：由式12.18,螺旋角系数：由式12.36, 其中 齿间载荷分配系数：由表12.10，前面已经求得 故 齿向载荷分配系数：由图12.14， 载荷系数： 弯曲疲劳极限：由图12.23c，取 应力循环次数：由表12.15，估计，指数 弯曲寿命系数：由图12.24,取， 尺寸系数：由图12.25，取 弯曲最小安全系数：由表12.14, 许用弯曲应力： 齿根弯曲疲劳强度足够。4.4 低速齿轮的计算4.4.1 齿面接触疲劳强度计算 1. 初步计算：转矩：转速:传动比:齿宽系数：由 表12.13，取接触疲劳极限：由图12.17c，取，值：由表12.16，取=90初步计算需用接触应力： 初步计算小齿轮直径：取初步齿宽：2. 校核计算圆周速度：精度等级：由表12.6，取8级精度齿数和模数：初取齿数；由表12.3，取 使用系数：由表12.9，取由图12.9，取 齿间载荷分配系数：由表12.9、式12.6、表12.8，先求 由此可得 齿向载荷分布系数：由表12.11， 载荷系数：由式12.5， 弹性系数：由表12.12， 节点区域系数：由图12.16， 重合度系数:由式12.31,因,取,故 螺旋角系数: 接触寿命系数:由图12.18, 接触最小安全系数: 由表12.14, 许用接触应力: 3. 验算 齿根弯曲疲劳强度足够。 4. 确定传动主要尺寸 中心距： 取 分度圆直径：取 齿宽：取 4.4.2 齿根接触疲劳强度计算 齿型系数： 由图12.21，取 应力修正系数：由图12.22，取 重合度系数： 由式12.18,螺旋角系数：由式12.36,（) 齿间载荷分配系数：由表12.10，前面已经求得 故 齿向载荷分配系数：由图12.14， 载荷系数： 弯曲疲劳极限：由图12.23c，取 应力循环次数：由表12.15，估计，指数 弯曲寿命系数：由图12.24,取， 尺寸系数：由图12.25，取 弯曲最小安全系数：由表12.14, 许用弯曲应力： 2. 验算 齿根弯曲疲劳强度足够4.5齿轮的基本参数:表4-1齿轮的基本参数名称符号公式齿1齿2齿3齿4齿数3411639101螺旋角分度圆直径5217880208中心距a115144模数2法相齿距齿顶高2齿根高齿高5齿顶圆直径5518184212齿根圆直径4917579207齿宽62529080轮毂处直径无72无轮毂轴向长无54无67倒角尺寸无无1齿根圆处厚度无无5腹板最大直径无166无192孔板分布直径无119无141腹板厚无16无24孔板直径无21无335 轴的设计计算5.1 高速轴的设计计算5.1.1 轴的结构设计1. 最小直径 （5-1）式中：C为与轴材料有关的系数，可由1 表16.2查得，P为高速轴的传递功率，n为高速轴的转速。考虑到符合强度,联轴器的内径,故取24为最小直径选材:选用调制处理的45钢2. 高速轴示意图图5-1 高速轴的设计示意图2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（1） 高速轴最小直径的选择与联轴器的内径息息相关，考虑到强度的符合，,故选用GY3 -Y型联轴器，其尺寸为，轴孔长度为52mm，考虑到轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上，故与联轴器链接的轴段要小于52mm，所以。（2） （2）初步选择滚动轴承。参照工作要求并根据，选轴承型号6007，其尺寸dDB=35 mm62 mm14 mm,故，。 （3）因为高速轴上的小齿轮的尺寸较小，故通常设计成齿轮轴。 （4）轴承端盖的总宽度取为47 mm。取联轴器端面与端盖的外端面间的距离为40 mm，则，。 （5）取齿轮距箱体内壁的距离a=10 mm，已知滚动轴承的宽度B=14mm，低速级小齿轮轮毂长L=62mm，由二级减速器的图纸可得。 3 轴上零件的周向定位半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按由2表14-26查得平键截面bh=8 mm7 mm40mm，滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。4 确定轴上的圆角和倒角尺寸 根据设计要求，取轴端倒角为1455.1.2 校核计算1. 计算齿轮受力转矩:圆周力:径向力:轴向力: 画小齿轮轴受力图 见图5-2a2. 计算支撑反力水平反力： 垂直反力： 画水平面（xy）受力图 见图5-2b画垂直面（xz）受力图 见图5-2c3. 画轴弯矩图水平面弯矩图 见图5-2b垂直面弯矩图 见图5-2c合成弯矩图，合成弯矩 见图5-2d4. 画轴转矩图轴受转矩：转矩图 见图5-2e许用应力由表16.3查得：许用应力值：应力校正系数：5. 画当量弯矩图当量转矩：当量弯矩：在小齿轮中间截面处 当量弯矩图 见图5-2f6. 校核轴径齿根圆直径 强度符合标准 图5-2 高速轴的校核示意图5.2 中间轴的设计计算 1. 最小直径 （5-2）式中：C为与轴材料有关的系数，可由1 表16.2查得，为中间轴的传递功率，为中间轴的转速。考虑到符合强度,故取40为最小直径选材:选用调制处理的45钢。 2. 中间轴示意图图5-3 中间轴的设计示意图 3. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (1）由于，轴上开有两键槽，增加后轴径取安装轴承处（该轴直径最小处） 轴径，则。(2）初步选择滚动轴承。根据要求选深沟球轴承。参照工作要求并根据 ，选轴承型号为6208，其尺寸为dDB=40mm80 mm18mm。考虑到箱体铸造误差，使轴承距箱体内壁10 mm。 (3）取轴上安装大齿轮和小齿轮处的轴段II-III和IV-V的直径，两端齿轮与轴承之间采用挡油板定位。为了使套筒可靠地压紧齿轮，故，。齿轮一端采用轴肩定位，轴肩高度，故取,考虑到轴的总长， (4）由二级减速器的内部轴上的装配可得 4. 轴上零件的周向定位 齿轮与轴的周向定位均采用平键连接。按和分别由2得平键截面bh=14 mm9 mm，长度分别为70mm，40mm，滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为m6。5. 确定轴上的圆角和倒角尺寸根据设计要求，取轴端倒角为245。5.1.2 校核计算 1. 计算齿轮受力转矩:圆周力:径向力:轴向力: 画小齿轮轴受力图 见图5-4a 2. 计算支撑反力 水平反力： 垂直反力： 画水平面（xy）受力图 见图5-4b画垂直面（xz）受力图 见图5-5c3. 画轴弯矩图水平面弯矩图 见图5-4b垂直面弯矩图 见图5-5c合成弯矩图，合成弯矩 见图5-5c4. 画轴转矩图轴受转矩： 转矩图 见图5-5d许用应力由表16.3查得： 许用应力值： 应力校正系数： 5. 画当量弯矩图当量转矩： 当量弯矩：在小齿轮中间截面处当量弯矩图 见图5-5e 6. 校核轴径齿根圆直径 强度符合标准 图5-4 中间轴的校核示意图图5-5 中间轴的校核示意图 5.3 低速轴的设计计算 5.3.1 轴的结构设计 1. 最小直径 （5-1） 式中：C为与轴材料有关的系数，可由1 表16.2查得，P为高速轴的传递功率，n为高速轴的转速。 考虑到符合强度,故取40为最小直径 选材:选用调制处理的45钢 2. 高速轴示意图图5-1 高速轴的设计示意图 3. 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 （1)低速轴的最小直径要与传动齿轮通过平键链接，传动齿轮轮毂宽为114mm，故最小轴径为。 (2)初步选择滚动轴承。根据设计要求选则深沟球轴承。参照工作要求并根据，选轴承型号6010，其尺寸为dDB=50 mm80 mm16 mm。（3）取安装齿轮处的轴段II-III的直径。齿轮的的左端与左端轴承之间采用挡油板和套筒定位。已知齿轮毂的宽度为80mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度h0.07d，则III-IV处的直径，轴环宽度，所以宽度为。取。（4) 取轴承端盖外端面与联轴器端面的距离为80mm，端盖厚47mm，则。 4. 轴上零件的周向定位 齿轮轴的周向定位采平键连接。由2表14-26查得平键，键槽用键槽铣刀加工，bhL=16mm10mm70mm，传动齿轮与轴的连接，选用平键为12mm8mm100mm，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为。 4确定轴上的圆角和倒角尺寸根据设计要求，取轴端倒角为245。1. 计算齿轮受力:转矩:圆周力:径向力:轴向力: 画小齿轮轴受力图2. 计算支撑反力水平反力： 垂直反力： 画水平面（xy）受力图画垂直面（xz）受力图3. 画轴弯矩图水平面弯矩图垂直面弯矩图合成弯矩图，合成弯矩齿轮轴向力引起的弯矩4. 画轴转矩图轴受转矩：转矩图许用应力由表16.3查得：许用应力值：应力校正系数：5. 画当量弯矩图当量转矩：当量弯矩：在小齿轮中间截面处 当量弯矩图6. 校核轴径齿轮轴直径 强度符合标准 6 键连接的选择和计算 6.1 高速轴上的键的设计与校核轴径为，查表得，安放键的轴段长为50mm。由表14-26查得键尺寸为bhL =8740 mm，联轴器采取过渡配合，故选择H7/k6。 式中所以所选键符合强度要求。 6.2 中间轴上的键的设计与校核已知轴径为,查表得。安放键的轴段长分别为88mm、50mm，由表14-26查得键尺寸轴，尺寸bhL =14980 mm。轴，尺寸bhL =14940 mm。 所以所选键全部符合强度条件。6.3 低速轴上的键的设计与校核已知轴径为，,查表得。安放键的轴段长分别为88mm、50mm，由表14-26查得键尺寸轴，尺寸bhL =16970mm。轴，尺寸bhL =128100 mm。 所选键全部符合强度要求。 7 滚动轴承的选择和计算7.1 计算高速轴的轴承初选轴承为6008高速轴转数两轴承径向反力： =轴向力： 初步计算当量动载荷P，根据根据机械设计表13-6，取。 根据机械设计表18.7，计算轴承6008的寿命：许用轴承寿命：故可以选用。 7.2 计算中间轴的轴承初选轴承为6208高速轴转数两轴承径向反力： =轴向力： 初步计算当量动载荷P，根据根据机械设计表13-6，取。 根据机械设计表18.7，计算轴承6208的寿命：许用轴承寿命：故可以选用。 7.3 计算低速轴的轴承初选轴承为6010高速轴转数两轴承径向反力： =轴向力： 初步计算当量动载荷P，根据根据机械设计表13-6，取。 根据机械设计表18.7，计算轴承6010的寿命：许用轴承寿命：故可以选用。 8 联轴器的选择 在轴的校核计算中已经选用联轴器的大小，型号为 GY3，其基本数据：轴孔直径为24mm，Y型轴孔长度为52mm，许用转速为9500r/min。9 箱体设计 减速器的箱体结构尺寸如表9-1所示表9-1 减速器的箱体结构尺寸名称符号计算公式结果/mm箱座壁厚8箱盖壁厚8箱盖凸缘厚度15箱座凸缘厚度b15箱座底凸缘厚度25地脚螺钉直径M16地脚螺钉数目n6轴承旁联结螺栓直径M12盖与座联结螺栓直径M10轴承端盖螺钉直径M10视孔盖螺钉直径M6定位销直径dM6至外箱壁的距离262218至凸缘边缘距离242016外箱壁至轴承端面距离40大齿轮顶圆与内箱壁距离10齿轮端面与内箱壁距离10箱盖，箱座肋厚轴承端盖外径轴承座孔直+94（轴1）112（轴2）130（轴3）箱座深度164箱座高度192箱座底部凸缘宽度35 9.2 减速器附件设计 9.2.1 窥视孔盖与窥视孔 为了检查传动件的啮合情况，并向机体内注入润滑油，应该在机体上设置窥视孔。窥视孔应该设置在减速器机体的上部，可以看到所有传动件啮合的位置，以便检查齿面接触斑点和齿侧间隙，检查齿轮的失效情况和润滑状况。窥视孔的大小至少应能伸进手去，以便操作。 9.2.2 放油孔放油螺塞 更换油时，应把污油全部排出，并进行机体内清洗。因此，应在机体底部油池最低位置开设放油孔，放油孔的螺纹小径应与集体内底面取平。平时，放油孔用放油螺塞和防漏垫圈堵严。 9.2.3 油面指示器 油标用来检查油面高度，以保证油池内有正常的油量。一般它设置在机体上便于观察且油面较稳定的部位。油面指示器有各种结构类型，有的类型已制定有国家标准，常见的油面指示器形式有油标尺、圆形油标、长形油标和管状油标。 9.2.4 通气器 减速器运转时，由于摩擦发热,机体内温度升高，若机体密闭，则机体内气压增大，导致润滑油从缝隙及密封处向外渗漏,使密封失灵。所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨空气自由逸处，达到机体内外气压平衡，提高机体有缝隙处的密封性，常用通气器有简易通气器和网式通气器两种结构形式。 9.2.5 启盖螺钉 为了提高密封性能，机盖和机座连接凸缘的结合面上常常涂有水玻璃或密封胶，因此，连接结合较紧，不易分开。为了便于拆下机盖，在机盖侧边的边缘上装12个启盖螺钉。在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖；螺钉上的长度要大于凸缘厚度，钉杆端部要做成圆柱形伙半圆形，以免顶坏螺纹；螺钉直径与凸缘连接螺栓相同。在轴承端盖上也可以安装取盖螺钉,便于拆卸端盖。对于需作轴向调整的套环,装上2个螺钉,便于调整。 9.2.6 定位销 在剖分式机体中，为了保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机盖和机座用螺栓连接后，在镗孔之前，在连接凸缘上应该装配两个定位销。定位销可保证机盖在多次装配后轴承座孔始终保持制造加工时的位置精度。通常采用圆锥销做定位销，两个定位销相距应尽量远些，常安置在机体纵向两侧连接凸缘上，并呈非对称布置，以保证定位效果。 9.2.7 吊环螺钉、吊耳和吊钩 为了装拆及搬运，应在机盖上装有吊环螺钉或吊耳，在机座上设置吊钩。当减速器的质量较大时，搬运整台减速器，只能用机座上的吊钩，而不允许用机盖上的吊环螺钉或吊耳，以免损坏机盖和机座连接凸缘结合面的密封性。 9.2.8 调整垫片 用于调整轴承间隙,有的起到调整传动零件轴向位置的作用。 9.2.9 密封装置 在伸出轴与端盖之间有间隙，必须安装密封件，以防止漏油和污物进入机体内。 10 润滑和密封设计 传动零件的润滑采用浸油润滑，滚动轴承的润滑采用脂润滑。因为传动装置属于轻型的，且传速较低，其速度远远小于，所以采用脂润滑，箱体内选用L-AN46中的50号润滑，装至规定高度。 11 基于SolidWorks 的三维建模 11.1 SolidWorks 软件介绍SolidWorks软件集三维建模、装配、工程图于一身，功能强大、易学易用。这个软件具有零件建模、曲面建模、模具设计、焊件设计、出工程图和零件装配等功能。该软件具备全面的实体建模功能，可快速生成完整的工程图纸，还可以进行虚拟装配、动态仿真等一些其他软件无法完成的工作。该软件本身集成了较多的插件，方便使用，降低了设计劳动，本次毕业设计用到插件：Toolbox主要用于斜齿轮的自动设计和螺栓、滚动轴承及其他标准件设计，通过指定齿轮类型、齿轮的模数和齿数、压力角以及标准轴径和其它相关参数，自动生成具有精确齿形的齿轮。Toolbox 提供了如Iso、Gb等多标准的标准件库。利用标准件库，不需要对标准件进行建模，在装配中直接采用生成零件就可以在模型的相应位置装配指定类型、指定规格的标准件。 11.2 对齿轮、轴及小齿轮轴的三维建模11.2.1 齿轮三维模型的形成SolidWorks 的插件Toolbox用以生成各种标准件。进入编辑界面后，首先要对工具栏中的“Toolbox”插件进行安装。在任务栏中单击Toolbox，选用国标的“动力传动”，单击齿轮，将鼠标移动到“螺旋齿轮”选项上右击后选择“生成零件”的选项。根据机械设计数据，输入齿轮的模数m=2，齿轮齿数z=91，单击齿面厚，输入齿轮的宽度b=45，毂样式选择类型A，输入标准轴直径。单击完成，插件自动生成所需齿轮，并将成型的齿轮导入SolidWorks 中，从而完成齿轮建模。其他两个齿轮制作过程相似。 之后修改成所需的齿轮： 1 修改大齿轮，将齿轮用零件图打开，先画减重槽草图，利用“拉伸切除”命令，切除深度为所设计尺寸，利用基准面通过“镜像”命令，生成另一侧。 2 再在草图中画一个减重孔，孔径为所设计尺寸，通过“插入”-“参考几何体”-“基准轴”命令，选择圆心为基准轴，通过“圆周阵列”命令，选择基准轴和阵列的数目，通过“拉伸切除”命令完成多个减重孔。3 通过“倒角”命令倒所需大小的角，最后成型。 图11-1 齿轮三维模型 11.2.2 齿轮轴的三维建模 用Toolbox插件导入小齿轮的基础上进行修改。1 依次用“拉伸”命令构造小齿轮各个轴段，完成小齿轮轴的大体建模。2 然后利用“插入”-“参考几何体”-“基准面”命令，在联轴器轴并与轴相切处建立基准平面，按照键槽尺寸绘制键槽草图，再在该基准平面上利用“拉伸切除”命令，选择切除厚度，完成键槽的成型。3 利用“倒角”和“倒圆角”命令修改小齿轮轴的端面，完成建模。 图11-2 齿轮轴三维模型 11.2.3 中间轴和低速轴的三维建模 1 在草图中的前视基准面画轴段直径，用“拉伸”命令，拉伸到设计长度，其他轴段按照设计尺寸依次拉伸成型。 2 通过“插入”-“参考几何体”-“基准面”命令，在齿轮安装段和外伸端的切面上建立两个基础平面，基准面上画出键槽形状，依次用“拉伸切除”命令切出齿轮与轴的键槽和轴与联轴器的联接键槽。 3 用“倒角”和“倒圆角”命令修改轴端面，完成建模。 图11-3 中间轴三维建模 11.3 滚动轴承和螺栓垫片各种标准件三维建模 用Toolbox插件选择国标的滚动轴承，分别选择深沟球轴承，右击选择生成零件。在左端工具栏中输入设计的各轴承的型号，点击确定。生成零件后保存即可。 11.4 对箱座、箱盖的三维建模 11.4.1 箱座三维建模1 根据箱体的设计尺寸和cad图，在草图中画出箱座的形状，箱座总宽236mm，长536mm，用“拉伸”命令，拉伸到设计尺寸176mm，构造出箱座立方体模型。2 利用“抽壳”命令，选择壁厚度10mm，选择挖出材料面，完成抽壳。3 在抽壳选择面画草图，使用“拉伸”命令，拉伸出顶面凸缘，厚度为15mm，选择底面画草图拉伸出箱体底板厚度为15mm，并“拉伸切除”底面通槽。以箱座前面建立基准面绘制轴承座凸缘草图，用“拉伸”命令拉伸轴承座凸台并勾选拔模斜度选择合适角度。4 用“插入”-“参考几何体”-“基准面”命令分别在两个轴承座建立基准平面1 和基准平面2，再单击“筋”命令，绘制轴承座凸台的加强筋。5用“镜像”命令选择镜像对称平面，镜像凸台、轴承座凸台、加强筋、轴承座。6新建距离中间基准面88mm的基准面，绘出吊钩的二维图，用“拉伸”进行两侧对称拉伸命令构造吊耳，再镜像。7在轴承座凸缘上绘制轴承外端面大小圆的二维轮廓草图，拉伸2mm。再以该面为基准面画与轴承外端面相同直径的圆并将其进行“拉伸切除”处理，切除到下一成型面距离，可得到轴承座。8用“异型孔向导”在轴承座上打M10 的螺纹孔，“插入”-“参考几何体”-“基准轴”命令，分别建立基准轴，圆周阵列螺纹孔，等间距，孔数为3。9用“异型孔向导”命令在顶面凸台上打八个M12螺栓孔，两个连接螺栓孔，。销孔用拉伸切除并选拔模斜度。在底板上打d=16mm 地脚螺栓孔。10对放油孔和油标孔进行创建。在左端面草图中画直径24mm圆的进行拉伸处理，拉伸到2mm距离。然后再草图中将该圆转换为实体，退出草图，先单击“拉伸切除”按钮，拉伸切除直径为24mm的孔，到下一成型面。在箱座中间建立基准面在其上画三角形，三角形一边在箱体端面上，单击“拉伸”进行对称拉伸形成油标凸台，对凸台进行倒圆角，之后在凸台面上进行“异型孔向导”的得到直径为20mm的螺纹孔。图11-4 箱座三维建模 11.4.2 箱盖的三维建模1根据减速器箱盖设计尺寸和cad图在前视面绘制草图，形状如下图。“拉伸”出箱盖的轮廓，用“抽壳”命令，选壁厚为10mm ,选择底面为去除材料面，形成箱盖的三维模型。在去除材料面画出凸缘形状并“拉伸”凸缘，厚度为15mm。在箱盖面上绘制凸台，单击“拉伸”命令，拉伸50mm，形成轴承座凸台，并勾选向外拔模。再以拉伸的面为草图面绘制与轴承外圆大小相同的圆，再“拉伸”2mm，再以生成的面为草图面，把圆进行实体转换，单击“拉伸切除”命令，到下一成型面，形成轴承座。2用“镜像”命令选择凸台、轴承座，选择箱体对称面为基准面，镜像到另一面。3用“插入”-“参考几何体”-“基准轴”命令，选择凸台圆柱面，建立基准轴1，用“异型孔向导”选择在轴承座凸缘打M10 的螺纹孔，“圆周阵列”选择基准轴1 为旋转轴，螺纹孔为阵列对象，数目选择为3。4以箱体中间面为基准面绘制草图，分别绘制出两端吊耳的形状，对称拉伸，形成吊耳外形，再在吊耳上绘制圆并“拉伸切除”，形成吊耳。5在箱盖凸缘上一端打一个8mm 的起盖螺钉孔，对称点绘制12mm销孔，用“拉伸切除”并选拔模斜度。凸缘另一端用“异型孔向导”打两个对称的连接螺栓孔。在凸台上打八个M12螺栓通孔。6选择箱盖上表面为基准面，在基准面上建立草图，在草图中绘制窥视孔Lb=140212的二维图，首先单击“拉伸”命令，拉伸4mm得到实体图形。由于窥视孔的中间是通孔，要将其中间的实体部分进行拉伸切除。所以再在拉伸的面绘制通孔草图。然后单击“拉伸切除”命令进行拉伸切除，直接进行完全贯穿拉伸切除。再在窥视孔凸台上“异型孔向导”打四个M8 螺纹孔。7单击“倒圆角”命令，对箱盖凸缘进行半径R=20mm的倒圆角，完成建模。 图11-5 箱盖三维模型 11.5 利用Solidworks对减速器进行装配仿真 对减速器装配过程可以分为五个装配步骤：第一步：上箱体进行装配； 第二步：下箱体进行装配；第三步：对高速轴进行装配；第四步：对中间轴进行装配；第五步：对低速轴进行装配；第六步：将各装配体进行最后整体装配。 11.5.1 上箱体装配1启动Solidworks软件，单击新建按钮，在弹出的对话框中选择装配体，然后单击确定按钮。在单击图形区域左边的浏览按钮，打开上箱体，放置在工作区域并单击。2单击“插入”命令，插入需要装配的窥视孔盖、通气塞、螺钉、垫片。3单击“配合”命令，垫片与窥视孔凸台的配合关系是垫片的下底面与窥视孔凸台的上表面是重合关系，垫片的任意两侧相对于窥视孔凸台的两个侧面的配合也是重合关系。窥视孔与盖的配合关系和垫片的配合关系是一样的。通气器与窥视孔的配合先进行同轴心配合，再将通气器的六边形凸台的下表面与窥视盖的上表面进行重合配合。 11.5.2 下箱体装配1启动Solidworks软件，单击新建按钮在弹出的对话框中选择装配体，然后单击确定按钮。新生成的页面单击左边的浏览按钮，打开下箱体，之后放置在工作区域后单击。 2单击“插入”命令，插入放油塞与放油塞的垫圈及油标。3单击“配合”命令，先对放油塞与放油塞的垫圈进行配合装配。放油塞与放油塞的垫圈先进行同轴心配合，再将放油螺塞上的大圆环的下表面与放油垫圈的任意一侧进行重合配合。将放油塞配合件再与放油螺孔进行同轴心配合，放油塞配合件上的放油垫圈另一侧与放油螺孔的表面进行重合配合。而油标与油标螺纹孔的配合也是先进行同轴心配合，再进行面与面的重合配合，通过配合装配得到的装配体。 11.5.3 高速轴装配1启动Solidworks软件，单击新建按钮，弹出对话框中选择装配体，单击确定。2单击“插入”命令，插入高速轴，轴承，套筒。3单击“配合”命令，齿轮轴和套筒进行同轴心配合，轴端面与套筒端面重合配合。轴承和齿轮轴进行同轴心配合，与套筒面进行重合配合。端盖与轴承进行同轴心配合和面重合配合。 11.5.4 中间轴的装配 1启动Solidworks软件，单击新建按钮，弹出对话框选择中装配体，单击确定。2单击“插入”命令，先插入轴，再插入齿轮、齿轮和轴的联接键、轴承、套筒。 3单击“配合”命令，首先对键与键槽进行配合装配。将键的圆弧面相对键槽的圆弧面进行同心轴配合，再将键槽的底面与键的底面进行重合配合。然后对高速级大齿轮进行装配，先将齿轮与轴进行同轴心配合，再将齿轮端面与轴的定位轴肩进行重合配合。之后旋转齿轮使其与键合理配合。低速级小齿轮装配过程与高速级小齿轮装配过程相同。4之后在轴的两端装配套筒和轴承。使套筒与轴进行同轴心配合、套筒端面与齿轮端面进行重合配合。轴承和轴进行同轴心配合，与套筒面重合配合。端盖与轴承进行同轴心配合和端面重合。 低速轴装配过程与高速轴和中间轴相同。 11.5.5 整体装配1启动Solidworks软件，单击新建按钮，弹出对话框，选择对话框中的装配体。然后单击确定按钮。通过单击图形区域左边的浏览按钮，打开下箱座装配体。放置在工作区域单击。2单击“插入”命令，高速轴装配体、低速轴装配体、中间轴装配体。 3单击“配合”命令，低速轴端盖与下箱体轴承座进行同轴心配合，然后将的端盖侧面与下箱体轴承座进行重合配合。高速轴、中间轴与箱座的装配和低速轴与箱座装配过程相同。之后单击“配合”选择高级配合中的齿轮啮合，选择要啮合的齿轮，输入传动比，则齿轮啮合形成。 4单击“插入”命令，插入上箱体装配体。5单击“配合”命令，上箱体的凸缘下表面与下箱体的凸缘上表面进行重合配合。然后上箱体凸缘的任意一个侧面相对于下箱体凸缘的相应一个侧面进行重合配合。6单击“插入”命令，插入用于定位的圆柱销和起盖螺钉。7单击“配合”命令，先将定位销进行装配，定位销与销孔之间进行同轴心配合，再与凸台表面进行重合配合的同时将销钉的上表面与凸台表面的距离设为3mm。起盖螺钉与孔进行同轴心配合，与箱座进行面重合配合。8单击“插入”命令，插入螺栓、螺母和垫片。9单击“配合”命令，螺栓底面和螺纹孔的凸台的上表面进行重合配合，再将螺栓与螺纹孔进行同轴心配合。然后将螺栓和垫圈进行同轴心配和，垫片上表面与螺纹孔凸台下表面重合配合。再将螺母和垫圈进行同轴心和重合配合。轴承端盖螺栓与端盖的配合方法和螺栓与凸台配合方法相同。相同的螺栓通过按ctrl键，并拖动零件则可生成。最终得到的减速器的装配体。10单击“爆炸视图”，单击要分解的零件，拖动出现坐标轴的任意一根，至想到的位置，同理，其他零件也照此拖动。如果出现的坐标与想要移动的位置不同时，鼠标右击任意坐标轴，在快捷菜单中单击“与选择对齐”命令，单击要移动