RV减速器设计

RV减速器 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 CAD/CAE/CAM理论与应用 一、 初步设计 ................................................................................................................... 1 1. 设计任务 书 关于书的成语关于读书的排比句社区图书漂流公约怎么写关于读书的小报汉书pdf ............................................................................................................ 1 2. 原始数据 ................................................................................................................ 1 3. 传动系统 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 的拟定 .............................................................................................. 1 二、 电动机的选择 ............................................................................................................ 2 1. 电动机容量的选择 .................................................................................................. 2 2 2. 电动机转速的选择 .................................................................................................. 3. 电动机型号的选择 .................................................................................................. 2 三、 计算传动装置的运动和动力参数 ................................................................................ 3 1. 传动比的分配 ......................................................................................................... 3 2. 各轴转速计算 ......................................................................................................... 3 3. 各轴功率计算 ......................................................................................................... 3 4. 各轴转矩计算 ......................................................................................................... 3 5. 将上述计算结果汇总于下表，以备查用:................................................................. 4 四、 传动系统的总体设计 .................................................................................................. 4 1. 一级直齿轮传动的设计计算 .................................................................................... 4 2. 摆线齿轮传动的设计计算 ....................................................................................... 7 3. 摆线齿轮三维建模 .................................................................................................. 8 五、 轴的设计 ..................................................................................................................13 1. 曲柄轴的设计 ........................................................................................................13 2. 输入轴的设计 ........................................................................................................14 六、 减速箱的润滑方式、润滑剂及密封方式的设计 ..........................................................15 1、 齿轮的润滑方式及润滑剂的选择 ............................................................................15 2、 密封方式的选择 ....................................................................................................16 七、 其他附件设计 ...........................................................................................................16 八、 运动仿真 ..................................................................................................................16 九、 设计 心得 信息技术培训心得 下载关于七一讲话心得体会关于国企改革心得体会关于使用希沃白板的心得体会国培计划培训心得体会 ..................................................................................................................20 十、 附图及附表 ...............................................................................................................20 参考文献 ................................................................................................................................28 I CAD/CAE/CAM理论与应用 一、 初步设计 1. 设计任务书 (1) 功率P:约4.3kW; 有效功率 (2) 减速比i:81; P,4.3kW 减速比 (3) 输出轴转速n:5r/min; i,81 (4) 正反转输出回差:60arcsec; 输出轴转速 n,5r/min (5) 设计寿命:3000 小时; 效率 (6) 结构尺寸不超过:φ380mm×200mm; ,,85% (7) 效率:大于85%; 2. 原始数据 表1-1 原始数据 题号 RV减速器设计 参数 功率P/kW 4.3 输出轴转速n/( r/min ) 5 减速比i 81 3. 传动系统方案的拟定 图1-1 RV传动简图 1—渐开线中心轮 2—渐开线行星轮 3—曲柄轴 1 CAD/CAE/CAM理论与应用 4—摆线轮 5—针齿 6—输出盘 7—针齿壳(机架) 二、 电动机的选择 按照设计任务书要求选用Y系列一般用途的三相异步电动机，额定 电压380V 1. 电动机容量的选择 根据给定条件可知工作计划所需有效功率: P,4.3kWw (2-1) P,4.3kWw 电动机输出功率 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 为: PwP (2-2) ,Pwn ,P,n,式中的为电动机到工作机轴的传动装置总功率。, 2 ,,,,,,,，根据《机械综合课程设计》附表A-5，取各效率分grb总 ,,0.97g别为:(8级闭式齿轮传动)、(滚子轴承)、,,0.97,,0.98gr ,,0.98r(摆线齿轮单级传动)。 ,,0.9~0.95b ,,0.95则传动装置的总效率为: b 22 ,,0.885总,,,,,,,,0.97，0.98，0.95,0.885 (2-3) grb总 电动机输出功率为 P4.3w (2-4) P,,,4.859kW P,4.859kWnn,0.885 因载荷平稳，电动机额定功率只需大于即可，查表可选择电PP edn 动机的额定功率 P,5.5kwP,5.5kweded 2. 电动机转速的选择 根据给定条件可知减速器输出转速为 n,5r/min (2-5) n,5r/min i,81由于给定RV减速器总传动比为，因此计算得电动机所需转 速应为 n,405r/mind (2-6) n,i，n,5，81,405r/mind 综合考虑电动机和传动装置的尺寸，质量及价格因素，为使传动装 750r/min置紧凑，决定采用同步转速为的Y系列三向异步电动机 720r/minY160M2-8，满载转速为。 3. 电动机型号的选择 根据《机械设计课程设计》电动机类型、容量和转速，由电机产品 2 CAD/CAE/CAM理论与应用 目录或有关手册选定电动机型号为Y160M2-8。其主要性能如表2-1所示。 表2-1 Y160M2-8型电动机的主要性能 型号 额定满载转速同步转速电动机中外伸轴直径和长度 -1-1 功率 /(r?min) (r?min) 心高 H/mm D/mm×E/mm /kw Y160M5.5 720 750 160 42×110 2-8 三、 计算传动装置的运动和动力参数 1. 传动比的分配 RV减速器的总传动比为: i,81 i,81 分配传动装置各级传动比为: ，为使针齿壳(机架)外形尺寸不至于过大，初选一级i,i，i12 行星齿轮传动比，则摆线齿轮传动比 i,2.5i,32.412 i,2.51 i,32.422. 各轴转速计算 n,5r/min根据给定条件可知输出轴转速:，则: n,5r/min 摆线齿轮转速:; n,n,5r/min1 n,n,5r/min1曲柄轴转速:; n,n，i,5，32.4,162r/min212 n,162r/min2输入轴转速:; n,n，i,162，2.5,405r/min321 n,405r/min3 3. 各轴功率计算 由《机械设计课程设计》查得滚子轴承传动效率，,,0.98r 8级斜齿轮传动效率，摆线齿轮单级传动，则 ,,0.97,,0.95gb 22 ,,,,,,0.97，0.98，0.95,0.885总效率:; 总grb ,,0.885总曲柄轴功率:; P,P,,,4.859，0.97,4.713kW1ng P,4.713kW122摆线齿轮功率:; P,P,,,4.713，0.98,4.527kW21r P,4.527kW2输出轴功率:。 P,P,,,4.527，0.95,4.3kW32b P,4.3kW3 4. 各轴转矩计算 电机的输出转矩: 3 CAD/CAE/CAM理论与应用 P4.859 n; T,9550，,9550，,114.5N,md n405m T,114.5N,m曲柄轴转矩: d P4.7131; T,9550，,9550，,277.8N,m1 n1622 T,277.8N,m1摆线齿轮转矩: P4.5272; T,9550，,9550，,8646.5N,m2 n51 T,8646.5N,m2输出轴转矩: P4.3w; T,9550，,9550，,8213N,m wn5 T,8213N,mw 5. 将上述计算结果汇总于下表，以备查用: 表3-1 各轴的相关参数 电动机轴 曲柄轴 摆线齿轮 输出轴 ,1 转速 405 162 5 5 nr/(min) 功率P/kw 4.859 4.713 4.527 4.3 转矩 TNm/()114.5 277.8 8646.5 8213 传动比 2.5 32.4 1 i 四、 传动系统的总体设计 1. 一级直齿轮传动的设计计算 (1) 选择齿轮材料和热处理、精度等级、齿轮齿数 考虑到一级小齿轮与输入轴为一体结构，则选大、小齿轮材料均用 38CrMoAIA，调质后氮化，255~321HBS，8级精度，软齿面。 选小齿轮齿数,则大齿轮齿数，实际Z,Z，i,65Z,261211 'Z Z,262传动比。 1i,,2.5,i11Z Z,6512'(2) 按齿面接触疲劳强度设计 i,2.5,i11 闭式软齿面齿轮传动，承载能力一般取决于齿面接触强度，故按接 触强度设计，校核齿根弯曲疲劳强度。 2 ,,KT2u,1ZZZEH,3,,,,d (4-1) 1,,,,,u,H,,d 4 CAD/CAE/CAM理论与应用 确定式中各项数值: 因载荷平稳，可初选载荷系数; K,1.5t 已知: P4.71366T,9.55，10,9.55，10，1 1n405 (4-2) 1 ,111133.7N,mm T,111133.7N,mm1由《机械设计》表6-6，选取; ,,0.3 ,,0.3dd由《机械设计》表6-5，查得锻钢弹性系数; Z,189.8MPa Z,189.8MPaEE由《机械设计》图6-14，查得; Z,2.51 Z,2.51HH由式 ，，,,11,, (4-3) ,1.883.2cos,,,， ,,,,,ZZ12,,，， ,,1.71计算得; ,,1.71,, Z,0.87由《机械设计》图6-13，查得; Z,0.87,, 由式 (4-4) N,60njL11h N1 N (4-5) ,2 i1 计算得小、大齿轮工作应力循环次数、N,291600001 N,291600001; N,116640002 N,116640002Z,1.2Z,1.25由《机械设计》图6-15查得， NN12Z,1.2 N1由《机械设计》图6-16d，按小齿轮齿面硬度255~321HBS均值288HBS， Z,1.25 在MQ线和ML线中间查得小齿轮接触疲劳极限;同理，N,,750MPa2Hlim1 ,,750MPa由图6-16d查得大齿轮接触疲劳极限，;取失效概率,,750MPaHlim1Hlim2 ,,750MPa，则 S,1Hlim2Hlim S,1Z,HlimHNlim11 (4-6) ,,,,900MPa,H1 SHlim ,,,,900MPaH1Z,HNlim22 (4-7) ,,,,937.5MPa,H2SHlim ,,,,937.5MPaH2取设计齿轮参数。 ,,,,900MPa H 将确定厚的各项数值代入设计公式，求得 2,,2KTu,1ZZZ EH,3,, ,,dt1,, ,,,u,Hd,, 2 ,,2，1.5，111133.72.5，1189.8，2.51，0.873,,mm,, ,,0.32.5900,, d,49.83mm1t,69.1mm 修正: d 1t v,1.47m/s 5 CAD/CAE/CAM理论与应用 dn, K,11t1Av,,1.47m/s (4-8) 60，1000 K,1.1V由《机械设计》表6-3查得; K,1A K,1.2,由《机械设计》图6-7查得; K,1.1V K,1.09,由《机械设计》表6-4查得; K,1.2, K,1.4388 由《机械设计》图6-10查得; K,1.09, 则 K,KKKK,1，1.1，1.2，1.09,1.4388’AV,, d,68.15mm1K1.4388’ 33d,d,69.1，,68.15mm (4-9) t11 1.5Kt m,2mmd68.151 (4-10) m,,,2.6mm26 Z1 a,91mm 由于需要保证齿轮分布均匀，因此由《机械设计》表6-1，选取第 一系列标准模数m,2mm 齿轮主要几何尺寸: d,52mm1mZZ，，，，，2，26，6512a,,,91mm (4-11) 22 d,130mm2则小齿轮分度圆直径为: (4-12) d,m，Z,2，26,52mm11b,20.445mm 大齿轮分度圆直径为: B,20mm2 (4-13) d,m，Z,2，65,130mm22 B,25mm1根据计算出来的最小可用直径来计算齿宽为 (4-14) b,,d,0.3，68.15,20.445mmd1 取， B,20mmB,25mm 21 (3) 校核齿根弯曲疲劳强度 ,,1.71,N KTY2 1,,,,,YY,, (4-15) FFFaSa ,,20:bdmt1n 计算当量齿轮端面重合度 ,,,,1.71,N, 由《机械设计》可知: Y,0.69, ,,,,20:t Z,26V1由《机械设计》式6-13，得: Z,650.750.75V2Y,0.25，,0.25，,0.69 (4-16) , Y,2.6,1.71Fa1,N Y,1.6 Z,Z,26Sa1V11 Y,2.25 Z,Z,65Fa2V22 Y,1.72由《机械设计》图6-19、图6-20按查得: ZSa2V Y,0.95，; Y,2.6Y,1.6N1Fa1Sa1 Y,0.85，; Y,2.25Y,1.72N2Fa2Sa2 ,,615MPa由《机械设计》图6-21查得， Y,0.95Y,0.85Flim1N1N2 由《机械设计》图6-22c，按小齿轮齿面硬度255~321HBS均值288HBS， ,,615MPaFlim2 在MQ线上查得;同理，由图6-22c查得,,615MPa S,1.25Flim1Flim 6 CAD/CAE/CAM理论与应用 ，;取; ,,,,615MPa,,467.4MPaS,1.25F1Flim2Flim Y,FNlim11 (4-17) ,,,,467.4MPa,F1 ,,,,418.2MPaF2SFlim Y,FNlim2 2 (4-18) ,,,,418.2MPa,F2 SFlim 将确定出的各项数值代入弯曲强度检核公式，得 2，1.4388，111133.7，0.69 ,,，2.6，1.6F1 (4-19) 35.7，52，2 ,,441.32MPaF1,,,441.32MPa,, F1 YY2.25，1.72 ,,410.56MPaFaSa22F2,,,,441.32，F2F1 YY2.6，1.6 (4-20) Fa1Sa1 ,,,410.56MPa,,F2 齿根弯曲疲劳强度足够。 2. 摆线齿轮传动的设计计算 (1) 选择齿轮材料和热处理、精度等级、齿轮齿数 为了提高承载能力，并使结构紧凑，摆线轮、针齿销、针齿套、柱R,81 销、柱销套均选用轴承钢GCr15，热处理硬度取58~62HRC。 由于本设计里输入端为输入齿轮，输出端为轴， RV减速器减速比 111为,因此减速器速比值，根据公式 Ri,,81 ,,ii81总 Z 2Z,32pR,1，Z(4-21) pZ 1Z,31 c可计算出针轮齿数，即摆线轮齿齿数为Z,32 p 。 Z,Z,1,31cp (2) 摆线针轮传动的基本参数 摆线针轮传动是以、、作为基本参数，将其他各参数尽rbzcpp 可能化为、及的函数，在此引用一下两个参数: rbz cpp ? 短幅系数 azp K, (4-22) 1r p 的取值不同，摆线轮的齿形就不同，会影响传动的性能指标，所K1 以这是一个很重要的系数。值既不宜取得过大，也不能取得过小。 K1 比较合理的值应通过整机优化设计来确定，其推荐用值列于表K 1 4-1: 表4-1 短幅系数推荐用值 K1 z,31c 7 CAD/CAE/CAM理论与应用 K,0.81 根据摆线轮齿齿数，初选。 z,31K,0.8 c1 ? 针径系数 rt180:pxK (4-23) ,,sin 2drzrprpp 时，针齿间没有间隙，为保证针齿与针齿壳的强度，针径系K,1 2 数一般不小于1.25~1.4。考虑到针齿弯曲强度，的最佳范围为K2 ，最大不超过4。针径系数的推荐值列于表4-2: K,1.5~2.0K22 表4-2针径系数推荐用值 K2 z,32p K,1.52 根据针轮齿数，初选 z,32K,1.5p2 r,161mmp根据经验公式 3 (4-24) r,(0.58~1.3)Ta,6.5mm p r,11mm 可计算得; r,161mmrpp a,4.025mm则根据公式(4-22)和(4-23)，可计算得中心距， e,0.09156mina,4mm，取， r,10.547mmr,11mmrprp 由《齿轮传动设计手册》表7-53可查得，由于e,0.09156min r rpK,0.7951， 因此该尺寸合理，不会发生顶切。 ,0.065,emin K,1.434r2p a,4mm再根据圆整后的，，可计算出r,161mmr,11mmprp ，，均符合要求。 K,0.795K,1.43412 b,19mmc由可得摆线齿轮齿宽b,(0.1~0.2)r cp ，由于需要安装轴承，因此齿宽需不小于轴承宽b,0.1r,16.1mmcp 度，最终得。 b,19mmc 3. 摆线齿轮三维建模 本设计里的其中一个难点是用CATIA绘制出RV减速器的摆线齿轮。 由于CATIA没有自带的齿轮库和齿轮生成器，因此只能利用零件模块绘制 齿轮，若利用绘制渐开线齿轮的方法来画摆线齿轮，将会需要几十个点和 样条线才能画出比较规范的轮廓，这样计算量及操作量很大，修改麻烦， 不予以考虑，因此在这里我利用CATIA的宏命令来绘制摆线齿轮。 ，，，，首先确定好摆线齿轮短幅外摆线的参数方程，，即式xtyt 00 (4-25)和式(4-26): 8 CAD/CAE/CAM理论与应用 ，，,,ztKp1,, (4-25) ,,xrsinsint,,p0,,zzzcpc ,,，， ，，,,ztKp1 ,, (4-26) ,,yrcoscost,,p0,,zzz cpc,,，， 在这里可以知道需要前面计算的、、、这几个参数 rzzKppc1 由上述计算可知: 、、、; r,161mmz,32z,31K,0.795ppc1 则代入式(4-25)和式(4-26)可得 ，，0.79432,,t 262sinsin (4-27) ,,,,xt,,0,, 313231,,，， ，，0.79432,,t 262coscos,,,, (4-28) yt,,0,,313231 ,,，， 在CATIA安装文件夹\B20\win_b64\code\command中找到 GSD_PointSplineLoftFromExcel.xsl文件，如图4-1可以看到有A、B、C三 列数据，分别为X、Y、Z的坐标。 图4-1 GSD_PointSplineLoftFromExcel.xsl文件图 新建一个Excel表格，将式(4-27)和式(4-28)以分别填入A1、B1 中，在D列填充以0为初始值，30为最终值，差值为0.1的等差序列， 再将 A1、B1中的参数替换成D1的数值，C列数值全为0，即以0.1的t 间隔来给摆线齿轮的短幅外摆线取点，再用样条线连接起来，形成较为精 准的短幅外摆线;最后，利用填充命令，填充X、Y点数值，形成301个 点坐标，如图4-2。 图4-2 数据填充 接下来将填充得到的301个点坐标对应复制进 GSD_PointSplineLoftFromExcel.xsl文件中; 9 CAD/CAE/CAM理论与应用 图4-3 数据复制 打开CATIA软件，新建一个part，进入零件设计模块; 图4-4 新建零件 选择GSD_PointSplineLoftFromExcel.xsl文件中的视图选项卡(微软 2010版本)，点击“宏” 图4-5 宏 在弹出的对话框中选择“Feuil1.Main”，单击“执行”后在对话框 内填写“3”，单击“确定”，即可自动根据301个坐标点在CATIA中生 成点和样条曲线。 图4-6 宏对话框 图4-7 选择对话框 10 CAD/CAE/CAM理论与应用 图4-8 坐标点及样条线 由于宏命令能生成的坐标点有限，不能完全生成完整的短幅外摆线， 只能通过生成一段短幅外摆线，再通过阵列来做出完整的短幅外摆线。 将坐标点隐藏，在XY平面上过原点绘制一条与Y轴夹角为10?的 360 线段及一条过原点与 夹角为:的线段，然后进入创成式外LLL112z p 形设计，利用“分割”命令切出一个齿的短幅外摆线; 图4-9 绘制分割线 图4-10 分割短幅外摆线 360:利用旋转命令，将切出的一个齿的短幅外摆线绕Z轴旋转， zp 勾选“确定后重复对象”复选框，确定后在对话框输入29，勾选“相对” 复选框，点击确定生成各段短幅外摆线，再用接合命令将每一段短幅外摆 线接合起来，最终生成摆线齿轮的短幅外摆线。 图4-11 旋转短幅外摆线 图4-12 重复命令 11 CAD/CAE/CAM理论与应用 图4-13 接合短幅外摆线 依照上述步骤生成了摆线齿轮的短幅外摆线，但是这不是我们最终 需要的曲线，摆线齿轮的齿形轮廓称为齿廓线，是针齿沿着短幅外摆线移 动一周时，针齿最靠近摆线齿轮圆心的那个点所生成的曲线，因此短幅外 摆线与齿廓线的各个点的最小距离即为针齿半径，在CATIA里可以通过短 幅外摆线来生成齿廓线。 由于CATIA里的创成式外形曲线模块里的偏移命令只能用于曲面， 因此我们先将短幅外摆线拉升一定的长度，形成短幅外摆面，由于前面计 19mm算得摆线齿轮齿宽，因此直接拉伸即可; b,19mmc 图4-14 拉伸短幅外摆线 然后通过“偏移”命令来生成齿廓面，由上面计算简化得针齿半径 11mmr,11mm，因此将短幅外摆线像圆心偏移，即可得到齿宽为 rp 19mm的齿廓曲面; 图4-14 偏移短幅外摆线 生成齿廓曲面后，进入零件设计模块，利用封闭曲面命令，将偏移 出来的齿廓曲面封闭起来，再将多余的点线面隐藏起来，至此摆线齿轮大 致外形建模完成。 12 CAD/CAE/CAM理论与应用 图4-15 封闭曲面 图4-16 摆线齿轮模型 ,,735MPa五、 轴的设计 b ,,540MPas ,,355MPa,11. 曲柄轴的设计 ,,200MPa,1 ,,,,70MPa,1 (1) 总结以上数据: 表5-1 曲柄轴的参数 d,30.17mmmin功率 转矩 转速 ，，，，，，TN,mnr/minPKW压力角 222:4.713 277.848 162 20d,d,30mm15 (2) 选择轴的材料 轴的材料选40Cr钢，调质处理。其机械性能由《机械设计》 表8-1查得:，，，,,735MPa,,540MPa,,355MPabs,1 L,16mm5A,107~98，,,，根据表8-3，取 ,,200MPa,,70MPa,1,1 (3) 初步确定轴的直径 由公式初步估算轴的最小直径为: P4.73123 3d,A,98，,30.17mm min162n 2 13 CAD/CAE/CAM理论与应用 轴的最小直径就是所安装轴承的内径，因此同时选取30206 L,69mm1圆锥滚子轴承，其基本尺寸为 ，因此最小轴径为d，D，B,30mm，62mm，16mm 。 d,d,30mm15 (4) 确定轴的各段直径和长度 轴段?和轴段?为安装轴承段，直径应与所选轴承内径一 样大，则，由于轴段?仅需安装轴承，因此长度d,d,30mm15 与轴承内圈宽度一样，为; L,B,16mm5 轴段?为正齿轮安装轴，因此轴段?开有花键，便于与正 齿轮连接，此外还需安装轴承，在轴承和正齿轮之间还有输出轴 和主轴承，也即安装轴承外圈的轴体，厚度为，轴承预留间2mm 隙为20.75mm因此轴段?的长度为 ，其中轴段?前端6mm处为L,C，B，6mm，20.75mm,69mm 11 卡环位置; 轴段?和轴段?为曲柄所在段，这两段直径长度一样，但 ,6.5mm是轴线各偏离轴段?轴线，这两段也需要安装圆柱滚 子轴承，为了方便轴段?和轴段?上的圆柱滚子轴承内圈的安装 dA，，a,2mm拆卸，轴段?和轴段?的半径不得大于，即不 2 mmmm30，32 r,r,，4mm,2mm,33mm能超过，根据需要242 N209E选取圆柱滚子轴承，其基本尺寸为 d,d,45mmd，D，B,45mm，85mm，19mm，因此轴段?和轴段?的轴24径为，长度; d,d,45mmL,L,b,19mm L,L,19mm2424c24 轴段?其实就是两个曲柄之间的间距，为了不让两个摆线 d,45mm3齿轮相互摩擦，设置轴段?长度为，轴径为。 L,2mmd,45mm L,2mm333 轴各段直径和长度至此已初步确定，曲柄轴总长为 L,125mm曲柄轴。 L,125mm 曲柄轴 图5-1 曲柄轴 2. 输入轴的设计 14 CAD/CAE/CAM理论与应用 (1) 总结以上数据: 表5-2 输入轴的参数 功率 转矩 转速 ，，，，，，TN,mnr/minPKW压力角 222 : 4.859 114.576 405 20 (2) 选择轴的材料 轴的材料选40Cr钢，调质处理。其机械性能由《机械设计》 ,,735MPab表8-1查得:，，，,,735MPa,,540MPa,,355MPa ,,540MPabs,1s ，，根据表8-3，取 A,107~98,,,,200MPa,,70MPa ,,355MPa,1,1,1(3) 初步确定轴的直径 ,,200MPa,1 ,,,,70MPa由公式初步估算轴的最小直径为: ,1 P4.859233d,A,98，,22.4mm mind,22.4mmmin405n2 由于输入轴的内部还需有安装电动机的槽，因此还需计算 上电动机输出轴的尺寸，因此初选; d,38mmd,70mm01 (4) 确定轴的直径和长度 输入轴需要齿轮来将输入的动力传递给正齿轮，由于输入 d,56mm1齿轮的分度圆直径，齿顶圆直径，因此d,52mmd,56mm1k1 d,70mm2将输入轴直接做成齿轮轴，则输入轴齿轮部分直径为 ，连接电机部分直径; d,56mmd,70mm12 由于输入轴几乎贯穿整个RV减速器，因此轴的长度需在曲 柄轴的基础上再加上支撑法兰的厚度，主轴承为分离型角接触球L,150mm 7654B轴承，型号为，其基本尺寸为 L,50mm齿d，D，B,270mm，330mm，30mmL,150mm，因此轴长为， 其中齿轮部分长度为。 L,50mm齿 图5-2 输入轴 六、 减速箱的润滑方式、润滑剂及密封方式的设 计 1、 齿轮的润滑方式及润滑剂的选择 15 CAD/CAE/CAM理论与应用 根据浸油齿轮的最大圆周速度，v,2r,n,1.47,2m/s11v,1.47m/s 则轴承润滑方式采用脂润滑。查《机械设计课程设计》表14-2， 选用钠基润滑脂ZN-2(GB/T492-1989)。 2、 密封方式的选择 机架的密封采用骨架油封密封，其基本尺寸如表6-1; 表6-1 高速轴骨架油封 dbD轴径 1 340 380 20 七、 其他附件设计 定位销:根据《机械设计课程设计》表12-2，选取圆柱销 GB/T119.110h8，45 八、 运动仿真 运动仿真是对组装好的三维模型进行仿真，以便观察其运动轨迹和 运动模式。 首先需要知道的是该变速器的固定件，原动件，被动件及自由度。 本次仿真将变速器壳体当作固定件，以输入轴为原动件，从而带动正齿轮转动，而正齿轮通过花键与凸轮轴连接起来，带动凸轮轴转动，由于凸轮轴的两个偏心轮通过圆柱滚子轴承连接在两个摆线齿轮上，因此在凸轮轴转动的时候，两个摆线齿轮也会跟着凸轮轴进行交错运动，此时摆线齿轮上的齿和壳体壁相互啮合，由于壳体为固定件，因此摆线齿轮相对于壳体运动，从而带动凸轮轴绕摆线齿轮中心转动，最终带动通过轴承连接在凸轮轴上的输出轴转动。 图8-1 结构图 16 CAD/CAE/CAM理论与应用 根据上述运动，首先在CATIA装配图里将与外壳固定的部件进行刚性接合，如骨架油封，7654B角接触球轴承的外圈。 图8-2 外壳与骨架油封、轴承外圈的刚性接合 接着就是输入轴与正齿轮的齿轮接合，由于正齿轮与凸轮轴之间为刚性接合，因此在这里也可以将凸轮轴代替正齿轮来进行齿轮接合。在CATIA里每创建一个齿轮接合都需要两个旋转接合，且这两个旋转接合必须是在同一个零件上创建旋转接合，纵观整个减速器，可知输入轴与输出轴之间有相对转动，凸轮轴也与输出轴有相对转动，因此在这里将输入轴和凸轮轴均与输出轴进行旋转接合，得到两个旋转接合，再通过齿轮接合将这两个旋转接合结合起来，形成一个齿轮接合，另外两条凸轮轴也需要重复以上步骤与输入轴建立齿轮接合。 图8-3 输入轴、凸轮轴与输出轴的相对位置 图8-4 齿轮接合设置对话框 图8-5 齿轮接合与旋转接合 齿轮接合创建完成后，需要将和曲柄轴连接在一起的零件利用刚性接合连接起来，使得在进行运动仿真的时候，齿轮、卡环和曲柄轴同步运 17 CAD/CAE/CAM理论与应用 动。 图8-6 正齿轮、卡环与输出轴的刚性接合 由于输入轴与输出轴、支撑法兰、壳体、角接触球轴承均有相对旋转，而在前面已经有创建输入轴与输出轴的旋转接合，因此若要将输入轴、输出轴与壳体连接起来，则可以创建输入轴与壳体的旋转接合，或者创建输出轴与壳体的旋转接合，以实现输入轴、输出轴与壳体三者之间的旋转。 图8-7 输出轴与壳体的旋转接合 接下来则将与凸轮轴过盈接合的圆柱滚子轴承和圆锥滚子轴承进行刚性接合，由于本装配是将轴承的内外圈、滚子、保持架先进行部分装配，然后再进行整体装配，因此导入后系统默认子装配里的零件均为刚性接合，若要将内外圈分开分别与相邻过盈部件进行刚性接合，则可在装配文件名上右键，选择“*** 对象——柔性/刚性子装配”来转换装配性质，然后就可以分别将内外圈与其接触零件进行刚性接合;另外一种方法则可将轴承当作一个整体，与内/外圈接触零件进行刚性接合，则与外/内接触零件进行旋转接合，也可实现轴承装配运动。本仿真里由于计算机性能有限，为了减少仿真数据计算，降低电脑负荷，则将轴承隐藏起来，不加入仿真运动里，直接在凸轮轴与两个摆线齿轮之间创建旋转接合。 图8-8 转换装配性质 18 CAD/CAE/CAM理论与应用 图8-9 凸轮轴与摆线齿轮之间的旋转接合 接下来创建输入轴与两个摆线齿轮之间的运动接合，由于摆线齿轮的中心点与输入轴的轴线有一个固定的偏心距，因此摆线齿轮的运动轨迹则是以偏心距为半径，绕输入轴轴线旋转的一个圆周运动，因此在输入轴轴线某一平面上作以偏心距为半径的一个圆，再在摆线齿轮中心点同一平面创建一个点，使得在装配体中点位于圆周线上; 以上步骤完成后就可以创建输入轴与两个摆线齿轮之间的运动接合，选择“点曲线接合”命令，分别选择点与圆，则可创建输入轴与两个摆线齿轮之间的点线接合。 图8-10 创建点与圆 图8-11 输入轴与摆线齿轮之间的点曲线接合 最后一步则是创建摆线齿轮与柱销的啮合运动，本减速器将柱销与壳体做成一体，因此需要创建摆线齿轮与壳体的啮合运动;由于摆线齿轮的齿廓与柱销圆周线相切，则可看成摆线齿轮与柱销进行滑动曲线接合，因此提取摆线齿轮齿廓线，再在同一平面创建一个与柱销半径一样的圆，使得两条曲线始终相切。 图8-12 摆线齿轮与壳体之间的滑动曲线接合 至此，该减速器运动仿真约束部分已经完成，装配体自由度为2。接下来只需要添加一个运动命令和一个固定零件，使得装配体自由度变为0，即可完成仿真，命令可以是旋转接合的命令，也可以是点曲线接合等的命令，在这里有一点需要注意的是，添加齿轮接合命令时，需要先将齿轮接合命令的两个子旋转接合的其中一个添加旋转命令，然后才能添加齿 19 CAD/CAE/CAM理论与应用 轮接合命令。 图8-13 添加驱动命令及固定零件 九、 设计心得 十、 附图及附表 图10-1 RV减速器装配图前端 20 CAD/CAE/CAM理论与应用 图10-2 RV减速器装配图后端 图10-3 RV减速器装配爆炸图 图10-4 摆线齿轮 21 CAD/CAE/CAM理论与应用 图10-5 减速器壳体 图10-6 曲柄轴 图10-7 正齿轮 22 CAD/CAE/CAM理论与应用 图10-8 输入轴 图10-9 输出轴正面 图10-10 输出轴反面 23 CAD/CAE/CAM理论与应用 图10-11支撑法兰 图10-12卡环 图10-13 RV减速器装配二维图 24 CAD/CAE/CAM理论与应用 图10-14 输出轴二维图 图10-15 输入轴二维图 图10-16 减速器壳体二维图 25 CAD/CAE/CAM理论与应用 图10-17 摆线齿轮1二维图 图10-18 摆线齿轮2二维图 图10-19 凸轮轴二维图 26 CAD/CAE/CAM理论与应用 图10-20 支撑法兰二维图 图10-21 正齿轮二维图 图10-22 轴承卡环二维图 27 CAD/CAE/CAM理论与应用 图10-23 正齿轮卡环二维图 图10-24 定位销二维图 参考文献 [1] 朱玉.机械综合课程设计[M].北京:机械工业出版社.2012.3 [2] 成大先.机械设计手册.单行本.润滑与密封[M].北京:化学工业出版 社.2004.1 [3] 成大先.机械设计手册.单行本.齿轮机构[M].北京:化学工业出版社,2004.1 [4] 成大先.机械设计手册.单行本.轴承[M].北京:化学工业出版社,2004.1 [5] 成大先.机械设计手册.单行本.联接与紧固[M].北京:化学工业出版 社,2004.1 [6]谭庆昌.赵洪志.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2008.3 [7] 孙恒.陈作模.葛文杰.机械原理(第八版)[M].北京:高等教育出版社,2013.5 28 CAD/CAE/CAM理论与应用 [8] 朱孝录.齿轮传动设计手册[M].北京:化学工业出版社,2004.7 [9]JB/T 2982-94,摆线针轮减速机[S]. 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