毕业设计(论文)-一级圆柱蜗杆减速器设计及应力分析研究(全套sw三维)(31页).docx
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1、-毕业设计(论文)-一级圆柱蜗杆减速器设计及应力分析研究(全套sw三维)-第 26 页毕业设计论文论文题目一级圆柱蜗杆减速器设计及应力分析研究全套三维加153893706目录摘 要IAbstractII第一章 绪论11.1课题背景11.2国内研究状况和应用前景31.3论文主要研究内容6第二章 减速器的总体设计82.1Solidworks软件简介82.2传动装置的总体设计112.3电动机的选择122.4传动装置运动及动力参数计算132.5蜗轮蜗杆的设计及其参数计算142.6轴的设计计算及校核172.7轴的结构设计202.8键连接设计计算242.9减速器结构与润滑252.10小结26第三章 三维建
2、模273.1轴零件的设计273.2箱体的三维模型283.3其他模型的三维造型293.4整体装配313.5小结32第四章 应力分析334.1蜗杆应力分析334.2蜗轮应力分析354.3小结36第五章 总结与展望375.1总结375.2展望37参考文献38摘要机械传动已经伴随人们走过了几千年的历史,无论是在生活还是生产方面,它都为人类的发展进程作出了巨大的贡献。如今,随着电子技术、信息技术的广泛应用,使机械传动也进入了一个新的发展阶段。机械传动系统在高速、高效、节能、环保以及小型化等方面有了明显的改进。现在,单纯的机械或电气传动似乎更多地加入了流体技术、智能控制技术部分,机械、电子、传感器技术、软
3、件的合成已成为一种重要的趋势。社会生活的各个角落,无不在享受着新技术发展所带来的便利,高科技越发达,相对的对机械行业的需求就越大。我国减速机制造企业更应该跟上时代,多元化地发展。目前国际上最先进的各种减速机加工及检测设备,包括各种滚齿机、磨齿机、热处理炉、齿轮检测中心、三坐标测量仪等,均不同程度地使用了微电子技术和信息技术。国外的机械传动行业随着微电子技术、信息技术的发展也在进行着与之相应的多元化的改变。而我国的基础行业包括减速机行业则相对还很落后,基本上处于先进国家上世70、80年代的水平。优化人与环境的概念在现代的生产生活中越发受到重视,在工业领域,节能、低噪声、环保也是机械制造的发展趋势
4、,机械传动行业应如何在材质的选择、结构的设计等诸多方面去突破以满足这些要求。通过对减速器的简单了解,开始学习设计齿轮减速器,尝试设计增强感性认知和对社会的适应能力,及进一步巩固已学过的理论知识,提高综合运用所学知识发现问题、解决问题,以求把理论和实践结合一起,为以后的工作和更好的学习积累经验。学习如何进行机械设计,了解机械传动装置的原理及参数搭配。学习运用多种工具,比如CAD等,直观的呈现在平面图上。通过对圆柱齿轮减速器的设计,对齿轮减速器有个简单的了解与认知。齿轮减速器是机械传动装置中不可缺少的一部分。机械传动装置在不断的使用过程中,会不同程度的磨损,因此要经常对机械予以维护和保养,延长其使
5、用寿命,高效化的运行,提高生产的效率,降低生产的成本,获得最大的使用效率。关键词:机械传动装置、齿轮减速器、设计原理与参数配置AbstractMechanical transmission has been accompanied by people for thousands of years of history, both in life and production, it has made great contributions to the development process of human. Nowadays, with the wide application of el
6、ectronic technology and information technology, the mechanical drive has entered a new stage of development. Mechanical transmission system in the high speed, high efficiency, energy saving, environmental protection, as well as small and so there is a clear improvement. Now, the simple mechanical or
7、 electrical transmission seems to be more into the fluid technology, intelligent control technology, mechanical, electronic, sensor technology, software synthesis has become an important trend. Every corner of the social life, without exception, enjoying the convenience of the development of new tec
8、hnology, the more advanced technology, the greater the need for the machinery industry.Reducer manufacturing enterprises in China should keep up with the times, diversified development. The most advanced all kinds of reducer processing and testing equipment, including all kinds of rolling gear machi
9、ne, grinding machine, heat treatment furnace, gear measuring center, three coordinate measuring instrument, to varying degrees, use the microelectronics technology and information technology. With the development of micro electronics technology and information technology, the development of electron
10、ic technology and information technology in foreign countries is also changing. And our countrys basic industries, including the reducer industry is relatively backward, basically in advanced countries in the world 70, 80s level. Optimization of the people and the environment concept in modern produ
11、ction and life has been paid more and more attention, in the industrial field, the development tendency of energy saving and low noise, environmental protection, and machinery manufacturing, mechanical drive industry should be how in many aspects of material selection, structure design to break thro
12、ugh to meet these requirements.Through the simple understanding of the speed reducer,started learning design of gear reducer,attempt to design enhance the perceptual cognition and ability to adapt to society,and further consolidate the learned theory knowledge,to improve the integrated use of knowle
13、dge discovery and solve problems,in order to combine theory and practice together,for the later work and better learning experience.Learn how to do mechanical design,to understand the principle of mechanical transmission device and parameter collocation.Study using a variety of tools,such as CAD,int
14、uitive present on the floor plan.Through the design of cylindrical gear reducer,gear reducer is a simple understanding and cognition.Gear reducer is an indispensable part of in mechanical transmission device.Mechanical transmission device in use process,will be different degree of wear and tear,so o
15、ften to mechanical maintenance and maintenance,prolong the service life and highly effective operation,improve production efficiency,reduce the cost of production,achieve maximum efficiency.Keywords:mechanicaltransmissiongear;gearreducer;thedesignprincipleandparameterconfiguration第一章绪论1.1课题背景传动装置是机器
16、的重要组成部分,机器工作性能的好坏很大程度上取决于传动装置的优劣。因此,不断提高传动装置的设计和制造水平具有极其重要的意义。齿轮传动是最常采用的一种传动形式,其主要特点有:(1)效率高:在常用的机械传动中,齿轮传动的效率为最高;(2)结构紧凑:在同样的使用条件下,齿轮传动所占用的空间一般较小;(3)工作寿命长:设计合理、维护良好的齿轮传动,其使用寿命可长达二十年;(4)传动比稳定:常用的渐开线圆柱齿轮满足定比传动条件,且具有可分性。由于具备了上述特点,因此齿轮传动被广泛应用。蜗杆减速器的特点:蜗杆传动是在空间交错的两轴之间传递运动和动力的一种机构,两轴交错的夹角可为任意值,常用的为90度,这种
17、传动由于具有下述特点,故应用颇为广泛。1当使用单头蜗杆时,蜗杆旋转一周,蜗轮只转过了一个齿距,因而能实现大的传动比。在动力传动中,一般传动比I5-80在分度机构或手动机构中,传动比可达300;若只传递运动,传动比可达1000。由于传动比大,零件数目又少,因而结构很紧凑。2在杆蜗传动中,由于蜗杆齿是连续不断的螺旋齿,它和蜗轮齿是逐渐进入啮合及逐渐退出啮合的,同时啮合的齿对又较多,故冲击载荷小,传动平稳,噪声低。3当蜗杆的螺旋线升角小于啮合面的当量摩擦角时,蜗杆传动更具有自锁性。4蜗杆传动与螺旋齿轮传动相似,在啮合处有相对滑动。当滑动速度很大,工作条件不够良好时,会产生较严重的磨擦和磨损,从而引起
18、过分发热,使润滑情况恶化。因此磨损较大,效率低;当蜗杆传动具有自锁性时,效率仅为0.4左右。同时由于摩擦与磨损严重,常需耗用有色金属制造蜗轮,以便与钢制的蜗杆配对组合成减磨性良好的滑动摩擦剂。根据蜗杆分度曲面的形状,蜗杆传动可以分成三大类:圆柱蜗杆传动、环面蜗杆传动、锥蜗杆传动。1.1.1蜗轮蜗杆传动特点蜗杆传动用于在交错轴间传递运动和动力。如图所示,蜗杆传动由蜗杆和蜗轮组成,一般蜗杆为主动件,通常交错角为90。蜗杆传动广泛用于各种机械和仪表中,常用作减速,仅少数机械,如离心机,内燃机增压器等,蜗轮为主动件,用于增速。蜗杆的形状象个圆柱形螺纹,蜗轮形状象斜齿轮,只是它的轮齿沿齿长方向弯曲成圆弧
19、形,以便与蜗杆更好地啮合。1.1.2蜗杆传动优点其一、有比较大的传动比,非常紧凑的结构。如果是传递动力的时候,i=880;如果是传递运动则i最大能够达到1000。其二、能都平稳的饿传动,噪声也非常的小。这主要是用蜗杆和蜗轮齿的啮合是连续的,并且啮合的齿对数还相对的较多,所以传动比较平稳,噪声也比较低。其三、其自身能够使用自锁性能。如果蜗杆的螺旋角没有齿轮间的当量摩擦角大时,蜗杆传动就会启动自锁。换句话说就是只有蜗杆带动蜗轮,蜗轮是不可以带动蜗杆的。其四、蜗杆传动还是具有其自身的缺点的,比较明显的就是传动摩擦损失比较大,效率也很低。通常效率只有0.70.8,如果蜗杆传动还具有自锁功能,则其效率会
20、在0.5之下。因此,蜗杆传动对于传递大功率和长期连续工作是不适合的。其五、蜗杆传动还有一个比较大的缺点就是成本比较大,有的时候为了减少其摩擦损耗,蜗轮会使用贵重的减摩材料(青铜)制造,这就在一定程度上加大了其制造的成本。蜗杆传动的类型根据蜗杆形状的不同,蜗杆传动可以分为圆柱蜗杆传动,环面蜗杆传动和锥蜗杆传动等。圆柱蜗杆传动包括普通圆柱蜗杆传动和圆弧圆柱蜗杆传动两类。1.1.3减速器工作原理工作原理:蜗轮蜗杆传动的两轴是相互交叉垂直的;蜗杆可以看成为在圆柱体上沿着螺旋线绕有一个齿(单头)或几个齿(多头)的螺旋,蜗轮就象个斜齿轮,但它的齿包着蜗杆。在啮合时,蜗杆转一转,就带动蜗轮转过一个齿(单头蜗
21、杆)或几个齿(多头蜗杆),因此蜗轮蜗杆传动的速比i=蜗杆的头数Z1/蜗轮的齿数Z2。本文主要采用SolidWorks软件对单级圆柱蜗杆传动中各零件建立三维几何模型、单级圆柱蜗杆减速器三维虚拟装配及工程图生成。再充分发挥SolidWorks设计的优点,不断优化零件结构。利用本文的方法设计单级圆柱蜗杆减速器,具有方便、快捷、可靠的特点。1.1.4蜗轮蜗杆减速器的常见问题及解决方1.发热和漏油蜗轮减速机为了提高效率,一般均采用有色金属做蜗轮,采用较硬的钢材做蜗杆,由于它是滑动摩擦传动,在运行过程中,就会产生较高的热量,使减速机各零件和密封之间热膨胀产生差异,从而在各配合面产生间隙,而油液由于温度的升
22、高变稀,容易造成泄漏。主要原因有四点,一是材质的搭配是否合理,二是啮合磨擦面的表面质量,三是润滑油的选择,添加量是否正确,四是装配质量和使用环境。2.蜗轮磨损蜗轮一般采用锡青铜,配对的蜗杆材料一般用45钢淬硬至HRC45一55,还常用40C:淬硬HRC50一55,经蜗杆磨床磨削至粗糙度RaO.8 fcm,减速机正常运行时,蜗杆就象一把淬硬的“锉刀”,不停地锉削蜗轮,使蜗轮产生磨损。一般来说,这种磨损很慢,象某厂有些减速机可以使用10年以上。如果磨损速度较快,就要考虑减速机的选型是否正确,是否有超负荷运行,蜗轮蜗杆的材质,装配质量或使用环境等原因。3.轴承损坏减速机发生故障时,即使减速箱密封良好
23、,还是经常发现减速机内的齿轮油已经被乳化,轴承已生锈、腐蚀、损坏,这是因为减速机在运停过程中,齿轮油由热变冷后产生的水分凝聚造成;当然,也和轴承质量,装配工艺方法密切相关。常见的解决方法保证装配质量可购买或自制一些专用工具,拆卸和安装减速机部件时,尽量避免用锤子等其他工具敲击;更换齿轮、蜗轮蜗杆时,尽量选用原厂配件和成对更换;装配输出轴时,要注意公差配合;要使用防粘剂或红丹油保护空心轴,防止磨损生锈或配合面积垢,维修时难拆卸。润滑油和添加剂的选用蜗齿减速机一般选用220#齿轮油,对重负荷、启动频繁、使用环境较差的减速机,可选用一些润滑油添加剂,使减速机在停止运转时齿轮油依然附着在齿轮表面,形成
24、保护膜,防止重负荷、低速、高转矩和启动时金属间的直接接触。添加剂中含有密封圈调节剂和抗漏剂,使密封圈保持柔软和弹性,有效减少润滑油漏。减速机安装位置的选择位置允许的情况下,尽量不采用立式安装。立式安装时,润滑油的添加量要比水平安装多很多,易造成减速机发热和漏油。建立润滑维护制度可根据润滑工作“五定”原则对减速机进行维护,做到每一台减速机都有责任人定期检查,发现温升明显,超过40或油温超过80,油的质量下降或油中发现较多的铜粉以及产生不正常的噪声等现象时,要立即停止使用,及时检修,排除故障,更换润滑油。加油时,要注意油量,保证减速机得到正确的润滑1.2国内研究状况和应用前景1.2.1国内的现状与
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