基于solidworks的双级圆柱齿轮减速器机械实体造型设计毕业论文(编辑修改稿)

基于solidworks的双级圆柱齿轮减速器机械实体造型设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

像在零件设计中那样对装配体中的零件进行任意修改。 在装配模型中，可进行前后关联的设计。 有严密的几何和尺寸约束管理，清 楚地区分欠约束、全约束和过约束。 零件实体图、装配图和工程图全程共享关联性约束，任一环节中的修改会自动反映到其他两个环节的图形上。 在调用大装配时，“轻化”零部件的功能极大地减小了存储空间，提高了运行速度。 在 SolidWorks 中有一个插件 Animator。 即动画功能。 利用这一功能，给定运动方式和运动路径，可以使装配体产生运动，从运动过程可以看出各零件是否会产生运动干涉，以便及时修改。 Animator 可以把运动过程生成 AVI 动画文件，保存后可以脱离软件环境独立运行。 SolidWorks 可进行不同数据各式的输 入输出，支持的数据标准有： IGES、 DXF、 DWG、 SAT(ACSI)、STEP、 STL， ASCII，或二进制格式 VDAFS(VDA)、 VRML、 Parasolid。 SolidWorks 软件包括零件设计建模、装配设计建模、工程图纸绘制三个基本环境，同时具有全相关的钣金设计功能。 在工程设计中，软件在零件和装配的三维设计中，可方便地检查质量特性，检查静态和动态干涉，了解零件的空间关系，同时方便地与运动分析和有限元分析建立接口。 为了充分发挥软件的功用，应注意以下设计技巧：①正确的设计思路：确定基本体特征和合理标 注尺寸，以及规范特征和参数名称。 ②利用设计表，③利用特征库：包括特征库的应用和建立特征库。 课题的提出和研究意义 在许多世界级大企业中被广泛应用的计算机辅助三维设计 (CAD)的高端主流软件 SolidWorks 的装配模块就采用了虚拟装配技术，即便是在产品设计的初期阶段，所产生的最初模型也可放人虚拟上海海洋大学 20xx 届毕业设计论文 基于 SolidWorks 的 双级圆柱齿轮减速器 机械实体 造型设计 第 8 页 共 43 页 环境进行实验，可在虚拟环境中创建产品模型，使产品的外表、形状和功能得到模拟，而且有关产品的人机交互性能也能得到测试和校验，产品的缺陷和问题在设计阶段就能被及时发现并加以解决。 在传统的二维设计中其基本设计流程 是在已有的减速器的基础上进行，设计中存在以下问题： (1)难以对所设计的产品进行装配检验、力学分析、运动分析、有限元分析等工作； (2)设计工作一般是在已有减速器基础上进行的变型设计，设计人员根据所需设计的系列，在该系列中找到最相似的减速器样机，再调出相应的零部件二维工程图纸，在该图纸上进行变型设计。 由于减速器种类太多，因此设计人员花费大量时间在寻找相似产品上，造成不必要的人力浪费，加长了产品的开发周期，使得一个新产品的设计开发周期一般达到 6 个月以上； (3)在设计时容易忽略有些零部件已改动，而相应的其他零 部件却没有改动或改动有错，导致装配时装配不上。 由于不能进行装配检验，产品要到装配时才能发现有错，易造成很大的浪费； (4)虽然在零件图的绘制上采用现有的二维参数驱动，但是对于零件的构造、装配、组合等一系列产品级的设计工作，仍然非常复杂而繁琐； (5)减速器产品的管理采用传统的管理方法，图纸管理很大程度上还是手工形式，随着系列产品的增加和不断开发新产品，管理越来越麻烦，特别是管理工程图纸时传统管理费时费力且技术人员查找很不方便，而且修改时又必须重新绘制新的图纸存档，造成纸张的不必要浪费。 综上所述，使用 SolidWorks 进行减速器设计，同时为减速器的性能分析、运动分析、有限元分析提供三维实体模型和根据三维实体模型生成各零部件的工程图纸和装配图纸，并把减速器的各种图文档管理起来是很有效的。 本课题的开展在减速器的设计、性能分析、图文档和系统化管理，缩短减速器的开发周期，减少设计人员的工作强度，提高设计效率，减少设计差错具有重要意义。 课题的主要内容 本设计是基于 SolidWorks 软件平台对 双级 圆柱齿轮减速器进行实体造型的， 首先 介绍减速器国内外发展现状，分析相关领域的最新研究成果。 以及 SolidWorks 介 绍和在工程中的应用。 然后 设计分析计算了双级圆柱齿轮 减速器的参数。 介绍了 SolidWorks 的设计原理，典型零件建模，虚拟装配及干涉分析。 最后是 全文总结与展望。 上海海洋大学 20xx 届毕业设计论文 基于 SolidWorks 的 双级圆柱齿轮减速器 机械实体 造型设计 第 9 页 共 43 页 2 双 级 圆柱齿轮减速器的设计计算及分析 减速器的结构 减速器一般由机箱、传动件、轴系部件及附件组成的。 使设计中的 双级 圆柱齿轮减速器分别由连轴器、输入轴、传动轴、输出轴、斜齿轮、直齿轮、轴承、箱体等一些附件组成的。 它们的各尺寸参数按照给定的条件进行设计。 下面以给定任务和要求进行设计 作为 实例进行设计和分析。 设计的条件及要求 （ 1） 要求：拟定传动关系：由电动机、 V 带、减速器、联轴器、工作机构成。 （ 2） 工作条件：双班工作，有轻微振动，小批量生产，单向传动，使用 5 年，运输带允许误差5%。 （ 3） 已知条件：运输带卷筒转速 19r/min，减速箱输出轴功率马力 P= 马力。 方案设计及电机选择 方案简图 η 2η 3η 5η 4η 1IIIIIIIVPdPw 图 21 减速器装置简图 电动机的选择 （ 1） 计算电机所需功率 dP :查 《机械设计课程设计》 表 24 1 －带传动效率： 2 －每对轴承传动效率： 3 －圆柱齿轮的传动效率： 4 －联轴器的传动效率： 5 — 卷筒的传动效率： －电机至工作机之间的传动装置的总效率 上海海洋大学 20xx 届毕业设计论文 基于 SolidWorks 的 双级圆柱齿轮减速器 机械实体 造型设计 第 10 页 共 43 页 421 2 3 4 5          45wPP   PP K W （ 2） 确定电机转速。 查指导书第 7 页表 1：取 V 带传动比 i=2～ 4 二级圆柱齿轮减速器传动比 i=8～ 40 所以电动机转速的可选范围是： n 电机 =n 卷轴 i 总 =19（ 2～ 4） （ 8～ 40） =304～ 3040r/min 符 合这一范围的转速有： 750、 1000、 1500、 3000 根据电动机所需功率和转速查手册 《机械设计课程设计》表 8167， 有 4 种适用的电动机型号，因此有 4 种传动比方案如 表 21。 表 21 方案 电动机型号 额定功率 同步转速 r/min 额定转速 r/min 重量 总传动比 1 Y112M2 4KW 3000 2890 45Kg 2 Y112M4 4KW 1500 1440 43Kg 3 Y132M16 4KW 1000 960 73Kg 4 Y160M18 4KW 750 720 118Kg 综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第 3 种方案比较合适，因此选用电动机型号为 Y132M16， 其主要参数如 表 22。 表 22 额定功率 kW 满载转速 同步转速 质量 A D E F G H L AB 4 960 1000 73 216 38 80 10 33 132 515 280 确定传动装置的总传动比和分配传动比 总传动比： 960 5 0 .5 319ni n  总卷 筒 分配传动比：取 i 带 = 则 12 5 0 .5 3 / 3 .0 5 1 6 .4 9ii   i1=（ ～ ） i2 取 i1= i2= i1= 注： i带 为带轮传动比， 1i 为高速级传动比， 2i 为低速级传动比。 上海海洋大学 20xx 届毕业设计论文 基于 SolidWorks 的 双级圆柱齿轮减速器 机械实体 造型设计 第 11 页 共 43 页 计算传动装置的运动和动力参数 将传动装置各轴由高速到低速依次定为 1 轴、 2 轴、 3 轴、 4 轴。 01 12 23 34, , ,    —— 依次为电机与轴 1，轴 1 与轴 2，轴 2 与轴 3，轴 3 与轴 4 之间的传动效率。 (1) 各轴转速 1 960 3 1 4 .8 6 / m i n3 .0 5mnnri  带 1211960 6 8 / m i n3 4 . 6 3mnni i i   带 232 1 2960 1 9 . 1 / m i n3 4 . 6 3 3 . 5 6mnnnri i i i      带 (2) 各轴输入功率 1 0 1 3 .6 7 0 .9 6 3 .5 2dp p k W     2 1 1 2 0 1 1 2 3 . 6 7 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 3 . 2 1dp p p k W            3 2 2 3 0 1 1 2 2 3 3. 67 0. 96 0. 99 0. 96 0. 99 0. 96 3. 05dp p p k W                4 3 3 4 0 1 1 2 2 3 3 4 3 . 6 7 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 9 3 3dp p p k W                    (3) 各轴输入转矩 3 . 6 79 5 5 0 9 5 5 0 3 6 . 5 .960ddwpT N mn    1 0 1 3 6 . 5 3 . 0 5 0 . 9 6 1 0 6 . 9 .dT T i N m      带 2 1 1 1 2 1 0 1 1 2 3 6 . 5 3 . 0 5 4 . 6 3 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 64 7 0 . 3 .dT T i T i iNm               带 3 2 2 2 3 1 2 0 1 1 2 2 336 .5 3. 05 4. 63 3. 56 0. 96 0. 99 0. 96 0. 99 0. 96 15 91 .5 .dT T i T i i iNm                     带 4 3 3 4 0 1 2 0 1 1 2 2 3 3 43 6 . 5 3 . 0 5 4 . 6 3 3 . 5 6 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 6 0 . 9 9 0 . 9 9 3 1 5 7 5 . 6 .dT T T i i iNm                         上海海洋大学 20xx 届毕业设计论文 基于 SolidWorks 的 双级圆柱齿轮减速器 机械实体 造型设计 第 12 页 共 43 页 表 23 轴名 功率 P KW 转矩 T Nm 转速 r/min 输入 输出 输入 输出 电动机轴 960 1 轴 2 轴 68 3 轴 4 轴 3 设计 V 带和带轮 (1)设计 V 带 ①确定 V 带型号 查 《机械设计》 205P 表 136 得： AK 则 1 .2 3 .6 7 4 .4c A dP K P k W     根据 cP =， 0n =960r/min， 由 《机械设计》 205P 图 135，选择 A 型 V 带，取 1 125d。  1212 1 3 . 0 5 1 2 5 0 . 9 8 3 7 3 . 6 3nddn         查 《机械设计》 第 206 页表 137 取 2 375d 。  为带传动的滑动率  =～。 ②验算带速 11 1 2 5 9 6 0 6 . 2 8 /6 0 1 0 0 0 6 0 1 0 0 0dnV m s    带速在 5～ 25m/s 范围内，合适。 ③取 V 带基准长度 dL 和中心距 a 初步选取中心距 a：    0 121 . 5 1 . 5 1 2 5 3 7 5 7 5 0a d d    ，取 0 750a。 由 《机械设计》 第 195 页式（ 132）得：    000221122 2 3 0 5 . 824 ddL a d d a     查 《机械设计》 第 202 页表 132 取 2500dL 。 由 《机械设计》 第 206 页式 136 计算实际中。