基于SolidWorks的行星減速機(jī)的三維設(shè)計(jì)及虛擬裝配

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1、貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 論文（設(shè)計(jì)）題目：基于SolidWorks的行星減速機(jī)的三維設(shè)計(jì)及虛擬裝配 學(xué) 院： 機(jī)械工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)： 機(jī)自118 學(xué) 號(hào)： 1108030249 學(xué)生姓名： 鄭凱 指導(dǎo)教師： 吳揚(yáng)東 2015 年 5 月 30 日 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）

2、 誠(chéng)信承諾書 本人鄭重承諾：本人的畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)），是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立完成。本人恪守學(xué)術(shù)道德遵守學(xué)術(shù)規(guī)范，畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）中凡引用他人已經(jīng)發(fā)表或未發(fā)表的成果、數(shù)據(jù)、觀點(diǎn)等，均已明確注明出處。 特此聲明。 論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日 期： 年 月 日 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 摘要 行星減速機(jī)與其它的普通定軸減速器相比，它具有傳動(dòng)比大、承載能力大、重量輕、體積小以及效率高等特點(diǎn)。然而我國(guó)研發(fā)行星減速機(jī)產(chǎn)品與其它發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)品相比，在質(zhì)量和性能上存在很大的差別，其中的原因除了加工工藝的不同以及采用的材料

3、不同外，更大的原因在于我們國(guó)家在設(shè)計(jì)方面落后。尤其是在體積小、傳動(dòng)精密以及與電機(jī)配合使用的小型行星齒輪減速機(jī)上尤為明顯。 本文利用虛擬設(shè)計(jì)方法，在計(jì)算分析的基礎(chǔ)上對(duì)行星減速機(jī)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并對(duì)其軸系零件進(jìn)行了有限元分析。 本文介紹了行星減速機(jī)的特點(diǎn)、分類、現(xiàn)狀以及發(fā)展前景。并對(duì)本次設(shè)計(jì)的行星減速機(jī)和Solidworks軟件進(jìn)行了介紹。根據(jù)給定的原始數(shù)據(jù)，對(duì)行星機(jī)構(gòu)進(jìn)行分析，主要設(shè)計(jì)軸和齒輪的尺寸和外觀，計(jì)算數(shù)據(jù)，并對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度校核。然后利用Solidworks軟件進(jìn)行對(duì)所設(shè)計(jì)出的零件進(jìn)行三維建模和整體裝配，并舉例其中的部分零件的三維建模過(guò)程和整體裝配過(guò)程，并對(duì)軸系零件進(jìn)行了有

4、限元分析。 關(guān)鍵字：2K-H行星減速機(jī) Solidworks軟件 三維建模 有限元分析 III 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） Abstract Planetary gear compared to other common fixed axis reducer having transmission ratio, load capacity, light weight, small size and high efficiency. However, the development of a planetary gear prod

5、ucts, compared with other products in developed countries, there is a big difference in quality and performance, for reasons in addition to the different materials used different and process technology, the bigger reason is that in our country design behind. Especially in the small, the transmission

6、 precision and small planetary gear reducer and motor for use particularly evident. This paper, virtual design method, based on the calculation and analysis of the planetary gear unit design and Finite Element Analysis of its shaft parts. This article describes the characteristics of planetary gea

7、r unit, classification, current situation and development prospects. The design of the planetary gear boxes and Solidworks software were introduced. According to the given raw data, analyzing planetary bodies, the size and appearance of the main shaft and gear design, calculations, and its strength

8、check. Then use Solidworks software for the design of the parts and the whole assembly of three-dimensional modeling and three-dimensional modeling process, for example, and overall assembly process in which some parts of the shaft parts and Finite Element Analysis. Keywords: 2K-H planetary reducer

9、 Solidworks software 3D modeling Finite Element Analysis 目錄 摘要 I Abstract II 第一章 緒論 1 1.1研究的目的及其意義 1 1.2國(guó)內(nèi)外研究虛擬裝配現(xiàn)狀 1 1.3行星減速機(jī)的概述 3 1.3.1行星減速機(jī)的應(yīng)用 3 1.3.2行星減速機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況 3 1.3.3行星減速機(jī)的研究現(xiàn)狀 4 第二章 行星減速機(jī)的機(jī)構(gòu)分析 6 2.1行星輪系的組成和分類 6 2.1.1 周轉(zhuǎn)輪系的分類 6 2.1.2周轉(zhuǎn)輪系的組成 6 2.2 行星傳動(dòng)的分類和符號(hào) 7 2

10、K-H型行星齒輪分類 7 2.3行星減速機(jī)的方案選定 8 2.3.1初始條件 8 2.3.2選定方案 8 2.4電機(jī)選擇 8 2.5 2K-H型行星減速機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)簡(jiǎn)述 8 2.5.1系統(tǒng)組成 9 2.5.2運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 9 第三章 重要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 11 3.1軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 11 3.1.1軸的結(jié)構(gòu)選取和材料選取 11 3.1.2輸入軸的計(jì)算與校核 11 3.1.3輸出軸的計(jì)算與校核 13 3.2齒輪的計(jì)算 15 3.2.1材料的選擇 15 3.2.2 行星齒輪傳動(dòng)齒輪齒數(shù)應(yīng)滿足的條件 15 3.2.3配齒計(jì)算 17 3.2.4齒輪主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 1

11、8 3.2.5行星齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度校核 20 3.2.6齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24 3.3其他零件的選擇 24 3.3.1軸承的選擇 24 3.3.2鍵的選擇 25 3.3.3箱體的設(shè)計(jì) 26 3.3.4潤(rùn)滑方式 26 第四章 2K-H行星減速機(jī)的三維建模以及虛擬裝配 27 4.1 Solidworks的介紹 27 4.1.1Solidworks的簡(jiǎn)介 27 4.1.2Solidworks的參數(shù)化建模 27 4.2零件的建模 27 4.2.1部分標(biāo)準(zhǔn)零件的建模 27 4.2.2非標(biāo)準(zhǔn)零部件的建模 29 4.3虛擬裝配以及爆炸圖 34 4.3.1減速機(jī)的虛擬裝配 34

12、4.3.2減速機(jī)的爆炸視圖 37 第五章 利用對(duì)軸進(jìn)行有限元分析 38 5.1有限元分析簡(jiǎn)介 38 5.2軸零件的有限元分析 38 5.2.1輸入軸的有限元分析 38 5.2.2輸出軸的有限元分析 39 第六章 總結(jié) 40 參考文獻(xiàn) 41 致謝 42 第 41 頁(yè) 貴州大學(xué)本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第一章 緒論 1.1研究的目的及其意義 隨著現(xiàn)代科學(xué)的急速發(fā)展，機(jī)械這一行業(yè)也發(fā)生著巨大的改變，特別是近幾十年來(lái)受到了機(jī)電一體化的影響，在機(jī)械行業(yè)、航空航天正在向著高速、高載、高精度以及自動(dòng)化方向發(fā)展，使得各個(gè)機(jī)械領(lǐng)域不得不對(duì)設(shè)備的性能和穩(wěn)定性提出了更高的要

13、求，當(dāng)前機(jī)械領(lǐng)域運(yùn)用最多、最廣泛的手段之一就是虛擬設(shè)計(jì)。 為了減少減速機(jī)上的軸和軸承上的載荷，行星減速機(jī)的功率由多個(gè)行星輪分流然后同軸輸出，它比其它普通的定軸減速器，它的承載能力更大、傳動(dòng)比更大、重量較輕、體積較小、以及效率高等特點(diǎn)[1]。在航空航天、汽車、大型機(jī)械以及航海被廣泛的使用。 我國(guó)的行星減速機(jī)產(chǎn)品和其他發(fā)達(dá)國(guó)家的產(chǎn)品相比，在質(zhì)量和性能上存在很大的差別，其中的原因除了加工工藝的不同，采用的材料不同外，更大的原因在于我們國(guó)家在設(shè)計(jì)方面落后。在發(fā)達(dá)國(guó)家，他們?cè)谠O(shè)計(jì)機(jī)械產(chǎn)品時(shí)已經(jīng)早早的就運(yùn)用到了虛擬分析設(shè)計(jì)，他們往往利用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)，將現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法（有限元分析、優(yōu)化

14、設(shè)計(jì)等）應(yīng)用到他們想要設(shè)計(jì)的產(chǎn)品中去，采用機(jī)械CAD系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行建模、仿真、分析和檢查。采取這樣的方式，投入生產(chǎn)后往往需要改動(dòng)很少很少，實(shí)現(xiàn)了真正的三維設(shè)計(jì)。而我國(guó)，才剛剛由二維設(shè)計(jì)步入到三維設(shè)計(jì)，二維設(shè)計(jì)在投入產(chǎn)品生產(chǎn)中往往要進(jìn)行許多的改動(dòng)，使得產(chǎn)品開發(fā)周期變長(zhǎng)、性能質(zhì)量得不到保證。由于剛進(jìn)入三維設(shè)計(jì)階段，我國(guó)的設(shè)計(jì)在許多方面不成熟，尤其是傳動(dòng)精密、體積小、能與電機(jī)一起配套使用的小型行星齒輪減速機(jī)，三維虛擬設(shè)計(jì)的普遍應(yīng)用以及快速發(fā)展直接影響了社會(huì)和生產(chǎn)的巨大改變。 然而，三維設(shè)計(jì)在我國(guó)又是處于較為薄弱階段。因此，學(xué)生對(duì)行星輪減速機(jī)的三維設(shè)計(jì)、模擬裝配和有限元分析，是一次十分有

15、意義設(shè)計(jì)。 1.2國(guó)內(nèi)外研究虛擬裝配現(xiàn)狀 虛擬裝配基于虛擬現(xiàn)實(shí)的產(chǎn)品虛擬拆裝技術(shù)在新產(chǎn)品開發(fā)、產(chǎn)品的維護(hù)以 及操作培訓(xùn)方面具有獨(dú)特的作用。在交互式虛擬裝配環(huán)境中，用戶使用各類交互設(shè)備(數(shù)據(jù)手套/位置跟蹤器、鼠標(biāo)/鍵盤、力反饋操作設(shè)備等)猶如在真實(shí)環(huán)境中對(duì)產(chǎn)品的零件進(jìn)行各類裝配操作一樣，在虛擬裝配操作過(guò)程中，系統(tǒng)會(huì)對(duì)要裝配的零件進(jìn)行碰撞檢測(cè)、裝配約束和裝配路徑等指令，從而使設(shè)計(jì)人員能夠?qū)Ξa(chǎn)品的可裝配性進(jìn)行分析、對(duì)產(chǎn)品零部件裝配序列進(jìn)行驗(yàn)證和規(guī)劃[2]。在裝配或拆卸完成以后，為了以后的分析和使用，系統(tǒng)往往能夠及時(shí)完成記錄裝配過(guò)程，并生成報(bào)告單以及錄像等參考文件。 早在19

16、95年，美國(guó)華盛頓州立大學(xué)與NIST聯(lián)合，進(jìn)行了最早的虛擬裝配的研究，他們一起開發(fā)了一款名為VADE（Viryual Assembly Design Environmen）虛擬裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 (1)虛擬裝配在國(guó)外的現(xiàn)狀 在國(guó)外，虛擬設(shè)計(jì)、裝配的研究起步較早，無(wú)論是在理論上的研究或者是實(shí)踐操作方面，都有較早和廣泛的研究應(yīng)用[3]。 比如： 美國(guó)華盛頓州立大學(xué)的Jyaaram等開發(fā)研制了一個(gè)稱為“虛擬裝配設(shè)計(jì)環(huán)境”(VADE)的虛擬裝配設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 美國(guó)Sandia國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究開發(fā)了一個(gè)名為Archimedes的用于生成優(yōu)化和檢查裝配工藝的交互式裝配規(guī)劃系統(tǒng)。

17、德國(guó)的Michael?Weyrich等人通過(guò)調(diào)用OpenGL,InventorPerformer和Vega庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了面向虛擬制造的“虛擬工作臺(tái)”交互環(huán)境[4]等。 (2)虛擬裝配在國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀 在我國(guó)，虛擬設(shè)計(jì)、裝配的研究發(fā)展起步較晚。我國(guó)是在90年代中后期開始進(jìn)行虛擬裝配方面的探索和研究工作[5]。虛擬裝配技術(shù)的研究可分為三個(gè)階段：虛擬裝配技術(shù)理論知識(shí)的提出和完善階段，虛擬裝配技術(shù)原型系統(tǒng)的研發(fā)階段， 虛擬裝配技術(shù)在機(jī)械行業(yè)以及其他工業(yè)上的應(yīng)用研究階段。 國(guó)內(nèi)開始進(jìn)入第三階段。 我國(guó)虛擬裝配技術(shù)的應(yīng)用研究尚處于發(fā)展階段，起初只有為數(shù)不多的機(jī)構(gòu)如清華大學(xué)、浙江大學(xué)、

18、武漢理工大學(xué)和西北產(chǎn)業(yè)大學(xué)等院校作了有益的研究[6-7]， 由于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備非常昂貴，國(guó)內(nèi)大多數(shù)研究被限制在介紹國(guó)外的進(jìn)展理論探討范圍內(nèi)?，F(xiàn)在，由于機(jī)械行業(yè)對(duì)虛擬裝配越來(lái)越注重，越來(lái)越多的科研機(jī)構(gòu)已經(jīng)在工業(yè)應(yīng)用研究上使用了虛擬裝配技術(shù)。 1.3行星減速機(jī)的概述 行星減速機(jī)經(jīng)多個(gè)行星輪分流而同軸輸出，它合理采用了齒輪的內(nèi)外嚙合，它與其它普通定軸減速器相比，具有承載能力大、效率高、重量輕、體積小、剛性好、傳動(dòng)比大以及性能安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。如圖1.1所示。 圖1.1 行星減速機(jī) 1.3.1行星減速機(jī)的應(yīng)用 行星減速機(jī)性價(jià)比高，至少可以代替現(xiàn)代8

19、0%以上的傳統(tǒng)減速機(jī)，尤其是重型減速機(jī)[8]，因此被廣泛用于工業(yè)上。如適用于起重運(yùn)輸、冶金、工程機(jī)械、建筑機(jī)械、石油化工、礦山、輕工紡織、儀器儀表、醫(yī)療器械、兵器、汽車、船舶以及航空航天等工業(yè)部門。另外，行星減速機(jī)與伺服電機(jī)一體化作為一種先進(jìn)的控制匹配方案，具有模塊化、系列化等優(yōu)點(diǎn)。所以說(shuō)，行星減速機(jī)在未來(lái)具有很大的發(fā)展前景。 1.3.2行星減速機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展情況 在我國(guó)，祖沖之在南北朝時(shí)期就發(fā)明了一款差動(dòng)式指南車，該指南車初步的應(yīng)用到了行星齒輪傳動(dòng)。 自從19世紀(jì)以來(lái)，由于工程機(jī)械行業(yè)的大力崛起，擴(kuò)大了齒輪傳動(dòng)的使用范圍，同時(shí)促進(jìn)了行星齒輪減速機(jī)的使用范圍。1880年，首個(gè)行星齒輪傳動(dòng)

20、裝置的專利在德國(guó)出現(xiàn)，1951年，德國(guó)研發(fā)了首個(gè)高速大功率行星齒輪傳動(dòng)并在實(shí)際應(yīng)用上取得了成功[1]，并且廣泛運(yùn)用到了船舶、航空及工程機(jī)械等領(lǐng)域。 相比之下，國(guó)內(nèi)開始行星減速機(jī)的研發(fā)要比國(guó)外晚很多，我國(guó)是在20世紀(jì)60年代的進(jìn)行行星減速器的研究，當(dāng)時(shí)研究的行星減速器大多是參照蘇聯(lián)20世紀(jì)40－50年代的技術(shù)制造生產(chǎn)的，后來(lái)先輩經(jīng)過(guò)不懈努力研發(fā)，雖有所發(fā)展，但是限于當(dāng)時(shí)的設(shè)計(jì)、工藝水平及裝備條件，減速機(jī)的總體水平與國(guó)際水平相比還是有較大差距。從改革開放以來(lái)，中國(guó)陸陸續(xù)續(xù)的從國(guó)外引進(jìn)了一批又一批的先進(jìn)加工裝備，通過(guò)引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，慢慢逐步掌握了各種高速和低速重載行星齒輪裝置的設(shè)計(jì)

21、制造技術(shù)[9]。 國(guó)內(nèi)研發(fā)行星齒輪傳動(dòng)的機(jī)構(gòu)和公司也有很多，他們專心于行星齒輪減速機(jī)的研究，并且取得一定的成績(jī)。比如鄭州機(jī)械研究所，他們對(duì)行星減速機(jī)研究就比較早，他們不僅在理論上取得一些有用的經(jīng)驗(yàn)，而起對(duì)行星齒輪傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)以及傳動(dòng)的特性研究取得了較大的研究成果。但由于國(guó)外對(duì)此技術(shù)的大力封鎖，即使不少的研究機(jī)構(gòu)和公司取得不小成就，但相比國(guó)外，還是在精度和效率方面有著不小的差距，這一差距直接阻礙了我國(guó)行星減速機(jī)研究和現(xiàn)代工業(yè)行業(yè)的發(fā)展。在行星減速機(jī)這一領(lǐng)域，德國(guó)對(duì)行星齒輪傳動(dòng)技術(shù)的研究一直是世界的領(lǐng)頭羊。 在行星減速機(jī)的生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)方面來(lái)看，國(guó)際上的行星減速機(jī)系列產(chǎn)品主要由德國(guó)的力士樂(lè)、SEW

22、、卓倫、美國(guó)的菲爾費(fèi)德、意大利的住友等公司提供，他們生產(chǎn)的減速機(jī)效率和傳動(dòng)精度相對(duì)來(lái)說(shuō)較高[10]。 1.3.3行星減速機(jī)的研究現(xiàn)狀 行星減速機(jī)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)的好壞直接影響到了其在工作中的傳動(dòng)性能，也決定了該產(chǎn)品的性能和效益。其中，最為關(guān)鍵的部分就是行星齒輪傳動(dòng)部分，為了追求其傳動(dòng)性能好、傳動(dòng)效率高已經(jīng)傳動(dòng)功率大等特點(diǎn)，許多的機(jī)構(gòu)以及人員都在積極研究。經(jīng)過(guò)查找資料，有關(guān)行星減速機(jī)設(shè)計(jì)的研究主要有： 童舟的曲柄式漸開線少齒差行星減速機(jī)運(yùn)動(dòng)、效率和轉(zhuǎn)矩分析[11]。文中分析了減速機(jī)的運(yùn)動(dòng)、效率以及轉(zhuǎn)矩，最后采取了實(shí)例驗(yàn)證，對(duì)比了效率的損失因素對(duì)總體效率的影響。 姚文席、張志強(qiáng)和黃蔚的擺線針輪行

23、星減速機(jī)的回程誤差分析[12]。文中分析了擺線齒輪的齒廓修行對(duì)回程誤差以及傳動(dòng)誤差的影響，相比較擺線齒輪的齒廓修行對(duì)回程誤差影響較大對(duì)傳動(dòng)誤差的影響較小。 等人對(duì)于減速機(jī)進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)[13-14]。文章中研究了減速機(jī)與裝配和生產(chǎn)的約束變量，分析研究，得到完善的減速機(jī)方案。 等人研究分析了行星減速齒輪傳動(dòng)中的傳動(dòng)誤差[15]。 研究了行星減速機(jī)的穩(wěn)健性[16]。 由此可見(jiàn)，利用計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)對(duì)行星減速機(jī)的研究分析也越來(lái)越多，越來(lái)越深入。所以說(shuō)針對(duì)三維設(shè)計(jì)開發(fā)的軟件系統(tǒng)已經(jīng)成為推動(dòng)機(jī)械行業(yè)以及其他行業(yè)發(fā)展的一大推力，尤其實(shí)在行星減速機(jī)的研究上隨著時(shí)代的進(jìn)步，這一研究也會(huì)更加廣泛。

24、 第2章 行星減速機(jī)的機(jī)構(gòu)分析 2.1行星輪系的組成和分類 輪系是世界機(jī)械行業(yè)中運(yùn)用最為廣泛的機(jī)械傳動(dòng)之一，它通過(guò)齒輪與齒輪之間的一系列的相互嚙合，將輸入軸的運(yùn)動(dòng)傳輸?shù)捷敵鲚S，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳遞。 2.1.1 周轉(zhuǎn)輪系的分類 在齒輪傳動(dòng)中，輪系中有一個(gè)或者多個(gè)的齒輪，它們的軸線繞固定的幾何軸線回轉(zhuǎn)，這樣的輪系稱為周轉(zhuǎn)輪系，也稱動(dòng)軸線輪系[17]。周轉(zhuǎn)輪系按照平面機(jī)構(gòu)自由度的數(shù)目，可以分為以下兩類： （1）行星齒輪輪系 在周轉(zhuǎn)輪系中，平面機(jī)構(gòu)的自由度為1的稱為行星齒輪輪系。在實(shí)際運(yùn)用中，動(dòng)力只需要

25、由一個(gè)個(gè)基本構(gòu)件同時(shí)輸入，該輪系就會(huì)有確定的運(yùn)動(dòng)。 （2）行星差動(dòng)輪系 在周轉(zhuǎn)輪系中，平面機(jī)構(gòu)的自由度為2的稱為行星齒輪輪系。在實(shí)際運(yùn)用中，動(dòng)力需要由兩個(gè)基本構(gòu)件同時(shí)輸入，該輪系才會(huì)有確定的運(yùn)動(dòng)。 2.1.2周轉(zhuǎn)輪系的組成 周轉(zhuǎn)輪系的主要構(gòu)成如下： （1）行星輪：在周轉(zhuǎn)輪系中，像行星一樣擁有自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的齒輪，稱為行星輪，用符號(hào)g表示。 （2）中心輪：軸線與主軸線相同且與行星輪嚙合的齒輪，稱為中心輪。外齒中心輪（也稱太陽(yáng)輪）用符號(hào)a表示，內(nèi)齒中心輪（也稱內(nèi)齒圈，內(nèi)齒圈固定不動(dòng)）用符號(hào)b表示。 （3）行星架：用來(lái)支撐行星輪并讓其公轉(zhuǎn)的構(gòu)件稱為行星架，也

26、可以稱為轉(zhuǎn)臂或系桿，用H表示。 （4）基本構(gòu)件：當(dāng)構(gòu)件的軸線線與主軸線相重合，同時(shí)又承受外力矩，這樣的構(gòu)件稱為基本構(gòu)件。一般周轉(zhuǎn)輪系都具有太陽(yáng)輪、內(nèi)齒圈和行星架這三個(gè)基本構(gòu)件[17] 。 2.2 行星傳動(dòng)的分類和符號(hào) 根據(jù)基本構(gòu)件的組成，行星傳動(dòng)可分為：2K-H、3K和K-H-V。 根據(jù)遲來(lái)的嚙合方式，可分為：NGW型、NW型、NN型、WW型、WGW型、NGWN型以及N型。 其中字母代表的含義為：K代表中心輪；H代表行星架；V代表輸出軸。N代表內(nèi)嚙合；W代表外嚙合；G代表公用的行星輪。 2K-H型行星齒輪分類 在2K-H傳動(dòng)中，基本構(gòu)件是兩個(gè)中心輪（太陽(yáng)輪a和內(nèi)齒圈b）

27、和一個(gè)行星架H[18]。 圖2.1為<0的2K-H傳動(dòng)， a為NGW型：由一個(gè)太陽(yáng)輪、一個(gè)內(nèi)齒圈、和一個(gè)行星輪組成。該行星齒輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，軸向尺寸較小，是動(dòng)力傳動(dòng)中運(yùn)用最廣，傳遞功率最大的行星齒輪之一。 b為NW型：由一個(gè)太陽(yáng)輪、一個(gè)內(nèi)齒圈、和兩個(gè)個(gè)行星輪組成。行星輪同軸布置，分別形成一對(duì)外嚙合和一對(duì)內(nèi)嚙合，沒(méi)有公用齒輪。 c為WGW型：一般用作差速器 圖2.2為>0的2K-H傳動(dòng)， a為WW型：由兩個(gè)太陽(yáng)輪和兩個(gè)行星輪組成，行星輪同軸布置，形成兩對(duì)外嚙合。 b為NW型 c為NN型：由兩個(gè)內(nèi)齒圈和兩個(gè)行星輪組成，行星

28、輪同軸布置，形成兩對(duì)內(nèi)嚙合。 圖2.1 2K-H行星傳動(dòng)（<0） 圖2.2 2K-H行星傳動(dòng)（>0） 2.3行星減速機(jī)的方案選定 2.3.1初始條件 輸入功率，輸入轉(zhuǎn)速，傳動(dòng)比，允許的傳動(dòng)比偏差為。 要求：該減速機(jī)傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、質(zhì)量輕以及體積小。 2.3.2選定方案 本次設(shè)計(jì)以型機(jī)為主。按照要求，該減速機(jī)的體積小、質(zhì)量輕、效率要高，按照《機(jī)械傳動(dòng)設(shè)計(jì)手冊(cè)》表6-1-1選取2K-H型的NGW型減速裝置。為了結(jié)構(gòu)緊湊，拆裝方便，選取單齒圈行星輪減速機(jī)。該減速機(jī)有一個(gè)太陽(yáng)輪a、一個(gè)內(nèi)齒圈b以及三個(gè)行星輪g。 2.4電機(jī)選擇 輸入

29、功率，輸入轉(zhuǎn)速，經(jīng)過(guò)查表，總和考慮選取Y160M-4型三相異步電動(dòng)機(jī)，該電機(jī)的額定功率，同步轉(zhuǎn)速[19]。 2.5 2K-H型行星減速機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)簡(jiǎn)述 為了后面的計(jì)算和虛擬設(shè)計(jì)，需要了解2K-H行星減速機(jī)各個(gè)構(gòu)件之間的受力、角速度以及傳動(dòng)比情況，首先需要對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)[20]的相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行了解。 2.5.1系統(tǒng)組成 本次設(shè)計(jì)的2K-H行星齒輪傳動(dòng)主要有一個(gè)太陽(yáng)輪a，一個(gè)內(nèi)齒圈b,3個(gè)行星輪g和行星架H組成。在安裝時(shí)，必須滿足一定的傳動(dòng)比、同心等的裝配條件，否者會(huì)出現(xiàn)如下情況：不能正確安裝，出現(xiàn)干涉等情況。 2.5.2運(yùn)動(dòng)學(xué)分析 在行星齒輪傳動(dòng)中，由于行星輪的運(yùn)動(dòng)不是

30、定軸線傳動(dòng)，不能用計(jì)算定軸傳動(dòng)比的方法來(lái)計(jì)算，而是采用固定行星架的所謂轉(zhuǎn)化機(jī)構(gòu)法以及圖解法、矢量法、力矩法等來(lái)計(jì)算?，F(xiàn)在采用行星架固定法[21-22]。 （1）行星齒比的計(jì)算 在2K-H行星齒輪傳動(dòng)中，假設(shè)太陽(yáng)輪a、內(nèi)齒圈b、行星輪g和行星架H的轉(zhuǎn)速分別為na、ng、nb和nH，并設(shè)各個(gè)齒輪的轉(zhuǎn)向相同，取順時(shí)針為正，行星架H固定。給該行星輪系添加一個(gè)轉(zhuǎn)速，該轉(zhuǎn)速與行星架H大小相同，方向相反。得到該行星輪系的基本構(gòu)件轉(zhuǎn)速關(guān)系： （2-1） 或 （2-2）

31、 行星架H固定時(shí)： ：太陽(yáng)輪a主動(dòng)，內(nèi)齒圈b從動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)比。 ：太陽(yáng)輪a的轉(zhuǎn)速。 ：內(nèi)齒圈b的轉(zhuǎn)速。 （2）行星齒輪傳動(dòng)中心輪轉(zhuǎn)速的計(jì)算 與行星輪g相對(duì)于行星架H的轉(zhuǎn)速的計(jì)算公式采用行星架固定法，可得轉(zhuǎn)速關(guān)系式： （2-3）

32、 （2-4） （2-5） （2-6） 行星架H固定時(shí)： ：行星輪g主動(dòng)，太陽(yáng)輪a從動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)比。 ：行星輪g主動(dòng)，內(nèi)齒圈b從動(dòng)時(shí)的傳動(dòng)比。

33、 第三章 重要零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3.1軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算 機(jī)器的重要零件之一就是軸，其作用主要用來(lái)支撐傳動(dòng)零件，如齒輪、鏈輪、帶輪等，使其在固定的位置進(jìn)行工作并具有傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的指令。最為常見(jiàn)的軸有三種，分別為：軟軸、直軸和曲軸。 直軸又分為： 轉(zhuǎn)軸：承受彎矩和扭矩的，如減速器中的軸。 心軸：支撐傳動(dòng)零件只承受彎矩不承受扭矩，如支撐滑輪的軸。 傳動(dòng)軸：用來(lái)傳遞扭矩但不承受彎矩，如車輛的驅(qū)動(dòng)軸。 3.1.1軸的結(jié)構(gòu)選取和材料選取 （1）結(jié)構(gòu)選取 在本次設(shè)計(jì)的2K-H型行星減速器中，軸不僅

34、僅承受了扭矩還承受了彎矩，它為轉(zhuǎn)軸。考慮到了有利于提高軸的強(qiáng)度和便于裝配、拆卸以及固定，一般都采用階梯軸，階梯軸的具體結(jié)構(gòu)取決于該軸上需要裝配以及固定的零件，以及裝配的順序、以及軸的結(jié)構(gòu)工藝性，同時(shí)還要考慮是否有利于提高軸的疲勞強(qiáng)度[23]。 （2）材料的選取 考慮到軸的加工工藝和材料來(lái)源及經(jīng)濟(jì)性等條件。選取45鋼 調(diào)制。其主要的力學(xué)性能查表15-1，查表15-3得：取，[23]。 3.1.2輸入軸的計(jì)算與校核 （1）估算輸入軸軸徑 由于輸入軸為傳動(dòng)軸，按照抗扭強(qiáng)度估算軸徑。 （3-1） 由此可得輸入軸的

35、最小軸徑為： （3-2） 所以取最小軸直徑為30mm.如圖3.1所示： 圖3.1 輸入軸結(jié)構(gòu)圖 從軸上看，需要配合其他零件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸、安裝尺寸以及定位、固定和裝卸等情況，取軸的各段直徑分別為：，，，，，。 （2）輸入軸的長(zhǎng)度計(jì)算 從軸上看，需要配合其他零件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸、安裝尺寸以及定位、固定和裝卸等情況，去軸的各段長(zhǎng)度分別為：，，，，，（分為a,b兩段，具體長(zhǎng)度按照太陽(yáng)輪的厚度可得：，）。 （3）輸入軸的校核 如圖3.2太陽(yáng)輪與行星輪的嚙合簡(jiǎn)圖，圖3.3軸與齒輪結(jié)合部受力分析簡(jiǎn)圖所示，可得到輸入軸為傳動(dòng)軸，所以按抗扭強(qiáng)度條件校核。

36、圖3.2太陽(yáng)輪與行星輪的嚙合簡(jiǎn)圖 圖3.3軸與齒輪結(jié)合部受力分析簡(jiǎn)圖 （3-3） （3-4） 由于 ，。 因此，輸入軸的強(qiáng)度滿足要求。 3.1.3輸出軸的計(jì)算與校核 （1）估算輸出軸的徑 由于輸出軸為傳動(dòng)軸，按照抗扭強(qiáng)度估算軸徑。后面的齒輪傳動(dòng)采取9級(jí)精度齒輪傳動(dòng)，取，。 （3-5） 由上式可得輸出軸的最小軸徑為： （3-6） 所以取最小軸直徑為30mm

37、.如圖3.4所示（行星架與輸出軸為一體）： 圖3.4 輸出軸結(jié)構(gòu)圖 從軸上看，需要配合其他零件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸、安裝尺寸以及定位、固定和裝卸等情況，取軸的各段直徑分別為：，，，，，。 （2）輸出軸的長(zhǎng)度計(jì)算 從軸上看，需要配合其他零件的標(biāo)準(zhǔn)尺寸、安裝尺寸以及定位、固定和裝卸等情況，去軸的各段長(zhǎng)度分別為：，，，，段，具體長(zhǎng)度按照行星輪的厚度）。 （3）輸入軸的校核 如圖3.5內(nèi)齒圈與行星輪的嚙合簡(jiǎn)圖，圖3.6軸與齒輪結(jié)合部受力分析簡(jiǎn)圖所示，可得到輸出軸為傳動(dòng)軸，所以按抗扭強(qiáng)度條件校核。 3.5內(nèi)齒圈與行星輪的嚙合簡(jiǎn)圖 圖3.6軸與齒輪結(jié)合部受力分析簡(jiǎn)

38、圖 （3-7） （3-8） 由于 ，。 因此，輸出軸的強(qiáng)度滿足要求。 3.2齒輪的計(jì)算 3.2.1材料的選擇 按照表10-1以及選擇齒輪材料介紹[23]，選取齒輪材料如下表3.1。 表3.1 齒輪材料表 齒輪種類 材料 熱處理方法 強(qiáng)度極限 屈服極限 硬度 太陽(yáng)輪、行星輪 20GrMnTi 滲碳后淬火 1100 850 60HRC 內(nèi)齒圈 38GrAlA 氮化 950 750 950HV 3.2.2 行星齒輪傳動(dòng)齒輪齒數(shù)

39、應(yīng)滿足的條件 確定行星齒輪的各個(gè)齒輪的齒數(shù)時(shí)，除了要滿足給定的傳動(dòng)比條件以外還要滿足同心條件、鄰接條件以及安裝條件。 （1）傳動(dòng)比條件 在行星齒輪傳動(dòng)中，各個(gè)輪的齒數(shù)的選擇要求與所給的傳動(dòng)比想符合。在2K-H型行星減速機(jī)中，傳動(dòng)比條件關(guān)系式為： （3-9） 得 （3-10） 假設(shè)，則 （3-1

40、1） 式中 正整數(shù)； 太陽(yáng)輪a的齒數(shù)，一般，。 （2）同心條件 同心條件就是太陽(yáng)輪a、內(nèi)齒圈b與行星輪g之間的所有嚙合齒輪副的實(shí)際中心距必須都相等。對(duì)于2K-H型行星齒輪減速機(jī)，它的是： （3-12） 式中 在不變位或者高變位的齒輪嚙合傳動(dòng)中，因?yàn)辇X輪的相互重合，所以為： （3-13） 式中 在簡(jiǎn)單行星齒輪減速機(jī)的設(shè)計(jì)中，一般各個(gè)齒輪的模數(shù)m都是一樣的

41、，所以2K-H型行星減速機(jī)的同心條件為：— （3）鄰接條件 在行星齒輪減速機(jī)的設(shè)計(jì)中，往往為了分流較大功率，從而提高減速機(jī)的承載能力。同時(shí)，為了使減速機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊，一般都是在太陽(yáng)輪a和內(nèi)齒圈b之間，對(duì)稱的、均勻的放置幾個(gè)行星輪g。為了保持各行星輪之間互相不產(chǎn)生干涉，需要保證相鄰兩個(gè)行星輪之間的連心線上具有一定的空間，兩相鄰行星輪的中心距要大于齒頂圓半徑之和，所以其鄰接條件為： （3-14） 行星輪數(shù)目；

42、 （4）安裝條件 在行星齒輪傳動(dòng)中，如果僅僅只有一個(gè)行星輪，安裝時(shí)只需要滿足同心條件就能夠正確的裝配。但是為了提高減速機(jī)的承載能力，一般是同時(shí)采用幾個(gè)行星輪，把這幾個(gè)行星輪均勻地分布在行星架上。所以，在行星齒輪傳動(dòng)中，當(dāng)行星輪數(shù)時(shí)，除了滿足同心條件和鄰接條件以外，還必須滿足一定的安裝條件。所以2K-H型行星傳動(dòng)的安裝條件為：太陽(yáng)輪a內(nèi)齒圈b的齒數(shù)之和應(yīng)是行星輪g輪數(shù)的整數(shù)倍[24]。 3.2.3配齒計(jì)算 根據(jù)2K-H型行星齒輪的傳動(dòng)比公式。 （3-15）

43、 （3-16） 式中 特征參數(shù)和給定的傳動(dòng)比有關(guān)。一般，=3～8。由初始條件的可知：，所以。 本次設(shè)計(jì)的減速機(jī)為小型的行星減速機(jī)，為了減小2K-H型行星減速機(jī)的徑向尺寸，在滿足規(guī)定的傳動(dòng)比條件下，太陽(yáng)輪a與行星輪g應(yīng)該盡可能的小。 因?yàn)閜=3,查表13-5-5[25]取，，。 ，，一般公差： ，滿足要求。 根據(jù)同心條件： 根據(jù)安裝條件： 為整數(shù)，滿足規(guī)定的安裝條件。

44、 根據(jù)鄰接條件： （3-17） ，其滿足規(guī)定的鄰接條件。 3.2.4齒輪主要參數(shù)的設(shè)計(jì)計(jì)算 （1）按照彎曲強(qiáng)度的初步計(jì)算公式計(jì)算齒輪的模數(shù) 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度和彎曲疲勞強(qiáng)度，太陽(yáng)輪以及行星輪取 ，，內(nèi)齒圈取。 由公式3-18可以求出模數(shù)

45、 (3-18) 現(xiàn)已知，。 由于行星輪的名義為轉(zhuǎn)矩，可得： (3-19) 取系數(shù)；；綜合系數(shù)；取，；齒形系數(shù)取；齒寬系數(shù)取。 得模數(shù)，取整得m=2。 變位傳動(dòng)的端面嚙合角經(jīng)過(guò)查表13-5-4[21]，可知 。 （2）a-g齒輪副的幾何尺寸 分度圓直徑: 基圓直徑: 齒頂圓直徑: 齒根圓直徑:

46、 （3）b-g齒輪副的幾何尺寸：、 分度圓直徑: 基圓直徑: 齒頂圓直徑: 齒根圓直徑: 齒輪副a-g、b-g的標(biāo)準(zhǔn)中心距為： 3.2.5行星齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度校核 （1） 按齒面接觸強(qiáng)度的校核計(jì)算 齒面接觸應(yīng)力為：

47、 （3-20） 式中； ； ； ； ； ,。 （3-21） 式中 ，； ，直齒輪β=0，=1； ，單位：N， 單位：mm； 齒輪工作時(shí)的有用齒寬，指所有齒輪中的較小的齒寬，單位：mm； 所有式中，“+”表示外嚙合，“-”表示內(nèi)嚙合。 經(jīng)過(guò)查表[21]，取=1.05，使用系數(shù)=1.5，由于行星輪直徑與內(nèi)齒圈寬度之比大于，故取=1；查表得=1.1，=1，=2.5，。由公式得 =2254.344，b=20，。 對(duì)a-g齒輪副： 對(duì)b-g齒輪副：

48、 許用接觸應(yīng)力公式： （3-22） 式中； ； ； ； ； 。 查表得=1.2，=1，=0.95，=0.92，=1，=1。 校核計(jì)算： 對(duì)a-g齒輪副： a-g齒輪副的齒輪滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度的要求。 對(duì)b-g齒輪副： b-g

49、齒輪副的齒輪滿足了齒面接觸疲勞強(qiáng)度的要求。 （2）按齒根彎曲強(qiáng)度的校核計(jì)算 齒根彎曲應(yīng)力： （3-23） 式中 查表得 =1.5,=1.05,=1,= 1,=1.05,=2.80，=2.78，=1.52，=1.53，=0.78，=1。 對(duì)a-g齒輪副： 對(duì)b-g齒輪副： 查得=2.78，=1.53，= 2.3，=

50、1.7。 許用接觸應(yīng)力： （3--24） 式中 ； ； ； ； ； 查表得：，，，。 校核計(jì)算： 對(duì)于a-g齒輪副： a-g齒輪副的齒輪滿足齒根彎曲強(qiáng)度要求。 對(duì)b-g齒輪副： b-g齒輪副的齒輪滿足齒根彎曲強(qiáng)度要求。 3.2.6齒輪結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 本次設(shè)

51、計(jì)的2K-H型行星減速機(jī)齒輪基本參數(shù)如表3.2所示： 表3.2 2K-H型行星減速機(jī)齒輪基本參數(shù)表 齒輪 太陽(yáng)輪a 行星輪b 內(nèi)齒圈c 齒數(shù)Z 23 22 67 模數(shù)m 2 齒寬b 20mm 22mm 20mm 分度圓直徑（mm） 46 44 134 基圓直徑（mm） 42.4985 40.6507 123.800 齒頂圓直 (mm) 50 48 130 齒根圓直徑（mm） 41 39 139 壓力角 20° 為了配合輸入軸，輸出軸的尺寸要求以及裝配時(shí)候的配合、拆卸和安裝，太陽(yáng)輪、行星輪和內(nèi)齒圈的結(jié)構(gòu)如后面所畫的三維

52、圖所示，他們的具體的尺寸和形狀按照設(shè)計(jì)手冊(cè)[23]。 3.3其他零件的選擇 3.3.1軸承的選擇 在減速機(jī)的工作過(guò)程中，為了減少軸與箱體之間的啟動(dòng)摩擦阻力矩以及運(yùn)動(dòng)摩擦阻力矩，在軸上需要用到軸承，如圖3.7所示。由于本文輸出軸與輸入軸為傳動(dòng)軸，主要受到的載荷為徑向載荷，所以選取的軸承為深溝球軸承[19]。其外圈帶止動(dòng)槽可簡(jiǎn)化軸向定位，減小軸向尺寸。其自帶帶防塵蓋與密封件，并且防塵蓋和密封件的密封性以及防塵性好，軸承內(nèi)已經(jīng)放入一定量潤(rùn)滑脂，在工作過(guò)程中較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不用再加潤(rùn)滑油。軸承的尺寸規(guī)格根據(jù)其軸的直徑、軸段長(zhǎng)度以及箱體的大小來(lái)選取，由軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及強(qiáng)度校核可得其尺寸如表3-3所示：

53、 圖3.7裝配工程圖 表3.3軸承尺寸表 軸承標(biāo)號(hào) 型號(hào) 內(nèi)徑d/mm 外徑D/mm 寬B/mm ①號(hào)軸承 6210 50 90 20 ②號(hào)軸承 6208 40 80 18 3.3.2鍵的選擇 選擇鍵時(shí)，要考慮到軸傳遞扭矩的大小，軸上零件的移動(dòng)方向，是否要求鍵做軸上零件的軸向固定，鍵在軸向的位置以及軸連接處的軸徑和輪轂長(zhǎng)度等。 鍵為標(biāo)準(zhǔn)件，本次設(shè)計(jì)選取普通B型（平頭）平鍵來(lái)作為連接構(gòu)件，具體的標(biāo)準(zhǔn)尺寸[19]如下。 輸入軸端的鍵：，； 輸出軸端的鍵：，(單位：mm)。 3.3.3箱體的設(shè)計(jì) 箱體是減速器的

54、重要組成零件之一，它約占整個(gè)減速器重量的50%，同時(shí)也是是減速器的重要組成零件，也是結(jié)構(gòu)和受力最為復(fù)雜的零件，用來(lái)支撐以及固定軸系零部件，保證轉(zhuǎn)動(dòng)零件的潤(rùn)滑，以及內(nèi)部與外界之間的密封。在設(shè)計(jì)箱體時(shí)，一般要求在滿足強(qiáng)度和剛度的前提下，同時(shí)還要考結(jié)構(gòu)的緊湊性、制造和安裝的方便性、重量清等使用要求來(lái)設(shè)計(jì)，本次設(shè)計(jì)箱體的材料選取灰鑄鐵鑄造[19]。 3.3.4潤(rùn)滑方式 減速器中潤(rùn)滑方式直接影響了轉(zhuǎn)動(dòng)零部件的壽命、效率以及工作性能，所以需要用潤(rùn)滑油或潤(rùn)滑脂來(lái)潤(rùn)滑軸承以及齒輪[19]。 （1）軸承潤(rùn)滑：滾珠軸承脂。 （2）齒輪潤(rùn)滑：機(jī)械油AN32。

55、 第四章 2K-H行星減速機(jī)的三維建模以及虛擬裝配 4.1 Solidworks的介紹 4.1.1Solidworks的簡(jiǎn)介 SolidWorks Corporation為達(dá)索系統(tǒng)(Dassault Systemes S.A)下的子公司，是3D CAD技術(shù)的主要供應(yīng)商，通過(guò)提供直觀、高性能的軟件幫助產(chǎn)品設(shè)計(jì)部門開發(fā)出出一流的產(chǎn)品[26]。 它是世界上第一個(gè)基于Windows系統(tǒng)開發(fā)的CAD三維軟件，也是優(yōu)秀CAD軟件的典型代表之一（CATIA、Pro/Engineer、UG等）。完全融入了Windows軟件使用方便和操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，強(qiáng)大的設(shè)計(jì)指令

56、可以滿足一般機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)需求[26]。它對(duì)任何一個(gè)初學(xué)者和設(shè)計(jì)者來(lái)說(shuō)，它容易學(xué)，領(lǐng)悟快，操作簡(jiǎn)單。 4.1.2Solidworks的參數(shù)化建模 利用參數(shù)化設(shè)計(jì)模型的形成過(guò)程大致如下：首先，對(duì)需要解決的具體問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)的分析，根據(jù)分析出來(lái)的數(shù)據(jù)和問(wèn)題確定關(guān)鍵的約束條件，這些約束必須能夠確定和識(shí)別一確定特的形狀；然后，在控制面板輸入相關(guān)約束的數(shù)據(jù)，并對(duì)參數(shù)進(jìn)行有效性判定，即是參數(shù)之間不能夠有干涉的條件存在，并據(jù)此判定是否需要重新修改參數(shù)；最后，分析繪制出來(lái)的的三維模型是否符合要求，若零件符合要求，就保存設(shè)計(jì)出來(lái)的的產(chǎn)品模型，否則就需要對(duì)參數(shù)進(jìn)行修改修改，重新建模和判定是否符合要求[27]。參

57、數(shù)化設(shè)計(jì)的過(guò)程就是這樣的。 4.2零件的建模 4.2.1部分標(biāo)準(zhǔn)零件的建模 模采用軟件分別對(duì)對(duì)減速器的各種螺母、彈性墊圈、彈性擋圈和軸承等標(biāo)準(zhǔn)零件進(jìn)行了建模。一些標(biāo)準(zhǔn)零件的參數(shù)化建模出來(lái)的零件如圖4.1。 a螺母 b太陽(yáng)輪 c螺栓 d軸承 e彈性墊圈 f平墊圈 4.1部分參數(shù)化建模的部分零件模型 （1）行星齒輪的三維建模過(guò)程如下。 1）點(diǎn)擊新建指令，建立一個(gè)繪制零件的窗口； 2）點(diǎn)擊設(shè)計(jì)庫(kù)指令，選擇國(guó)標(biāo)、選擇傳動(dòng)零件、選擇齒

58、輪零件、選擇正齒輪，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，點(diǎn)擊生成零件； 3）輸入計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù) 、、、、、，點(diǎn)擊，就可以完成行星齒輪的建模了。 4.2.2非標(biāo)準(zhǔn)零部件的建模 如圖4.2所示，這些零部件需要按照計(jì)算以及查表和類比出來(lái)的尺寸來(lái)建模。 圖4.2部分非標(biāo)準(zhǔn)零件的的三維模型圖 （1）上箱體的三維建模過(guò)程： 1）點(diǎn)擊新建指令，建立一個(gè)繪制零件的窗口； 2）選取前視基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊草圖繪制，繪制一個(gè)的四邊形，點(diǎn)擊退出草圖，利用指令，拉伸92mm； 3）選取一個(gè)面為放置輸入軸的面為左面，選取右視基準(zhǔn)面，繪制一個(gè)的圓，點(diǎn)擊退出草圖，利用指令，向左拉伸切除32mm，向右拉伸切除

59、18mm； 4）繼續(xù)選取右視基準(zhǔn)面，繪制一個(gè)的圓，點(diǎn)擊退出草圖，利用指令，向右拉伸切除68mm； 5）繼續(xù)選取右視基準(zhǔn)面，繪制一個(gè)的圓，點(diǎn)擊退出草圖，利用指令，向左拉伸切除56mm； 6）繼續(xù)選取右視基準(zhǔn)面，繪制一個(gè)的圓，點(diǎn)擊退出草圖，利用指令，向右拉伸切除68mm； 7）繼續(xù)選取右視基準(zhǔn)面，繪制一個(gè)的圓，點(diǎn)擊退出草圖，利用指令，向右拉伸切除86mm； 8）繼續(xù)選取右視基準(zhǔn)面，繪制一個(gè)的圓，點(diǎn)擊退出草圖，利用指令，向右打通箱體； 9）選取上一步驟繪制的圖的左端斷面，點(diǎn)擊草圖繪制，在左端面上繪制一個(gè)的圓，點(diǎn)擊退出草圖，利用指令，拉伸切除12mm； 10）選取左端斷面，點(diǎn)擊草圖繪制，

60、在左端面上繪制兩個(gè)如上所示的四邊形，點(diǎn)擊退出草圖，利用指令，貫穿整個(gè)箱體，點(diǎn)擊指令，對(duì)其倒的圓角； 11）選取前視基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊草圖繪制，繪制如上所示的一個(gè)長(zhǎng)方形，點(diǎn)擊指令，以任意拉成的圓為軸心，旋轉(zhuǎn)拉伸切除； 12）分別選取箱體的兩側(cè)為基準(zhǔn)面，分別繪制長(zhǎng)方形，點(diǎn)擊退出草圖，利用指令，拉伸切除30mm； 13）選取前視基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊草圖繪制，繪制如上所示的兩個(gè)長(zhǎng)方形，點(diǎn)擊退出草圖，點(diǎn)擊指令，拉伸20mm； 14）繼續(xù)選取前視基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊草圖繪制，繪制如上所示的四個(gè)圓，點(diǎn)擊退出草圖，點(diǎn)擊指令，貫穿整個(gè)箱體； 15）分別在箱體外的內(nèi)棱利用指令，倒R=2和R=5的圓角； 16）選取前視基準(zhǔn)面

61、，點(diǎn)擊草圖繪制，分別繪制和兩個(gè)四邊形，點(diǎn)擊退出草圖，利用指令，以任意拉成的圓為軸心，旋轉(zhuǎn)拉伸切除； 17）選取前視基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊草圖繪制，分別繪制和兩個(gè)四邊形，利用指令，拉伸切除5mm； 18)選取左邊斷面，繪制兩個(gè)圓，點(diǎn)擊退出草圖，利用指令，拉伸切除15mm。 完成以上步驟，就得到了下箱體三維圖。上箱體圖的三維建模過(guò)程與下箱體的三維建模過(guò)程基本一致。 （2）輸入軸的三維建模過(guò)程： 1） 點(diǎn)擊新建指令，建立一個(gè)繪制零件的窗口； 2） 點(diǎn)擊前視基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊草圖繪制，繪制一個(gè)的圓，利用指令，拉伸34mm； 3） 以上圖的右端面為基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊草圖繪制，繪制一個(gè)的圓，利用指令，拉伸1

62、8mm； 4） 以上圖的右端面為基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊草圖繪制，繪制一個(gè)的圓，利用指令，拉伸12mm； 5） 以上圖的右端面為基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊草圖繪制，繪制一個(gè)的圓，利用指令，拉伸24mm； 6） 以上圖的右端面為基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊草圖繪制，繪制一個(gè)的圓，利用指令，拉伸2mm； 7） 以上圖右端面為基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊草圖繪制，繪制一個(gè)的圓，利用指令，拉伸30mm； 8） 以上圖右端面為基準(zhǔn)面，點(diǎn)擊草圖繪制，繪制如上的形狀，利用指令，拉伸切除20mm； 9） 建立一個(gè)基準(zhǔn)面,它與上視基準(zhǔn)面平行，繪制如上所示的四邊形，利用指令，拉伸切除10mm。 完成以上步驟，就得到了輸入軸三維圖。輸出軸三維建模過(guò)程與輸入軸

63、三維建模過(guò)程基本一致。 （3）太陽(yáng)輪的三維建模（太陽(yáng)輪的三維建模，首先用參數(shù)化建模，繪制出齒輪后，在利用非參數(shù)化建模。）： 1）點(diǎn)擊新建指令，建立一個(gè)繪制零件的窗口； 2） 點(diǎn)擊設(shè)計(jì)庫(kù)指令，選擇國(guó)標(biāo)、選擇傳功構(gòu)件、選擇齒輪構(gòu)件然后選擇正齒輪，點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，點(diǎn)擊生成齒輪零件； 3）輸入計(jì)算出來(lái)的數(shù)據(jù) 、、、、、，點(diǎn)擊就可以完成齒輪的建模； 4）以齒輪的右端為基準(zhǔn)面，繪制如上的圖形，利用指令，貫穿整個(gè)齒輪。 完成以上步驟，就得太陽(yáng)輪的三維圖。內(nèi)齒圈的建模過(guò)程和太陽(yáng)輪的建模過(guò)程基本上一致。 4.3虛擬裝配以及爆炸圖 4.3.1減速機(jī)的虛擬裝配 裝配體的裝配大致過(guò)程如

64、下： （1） 點(diǎn)擊新建一個(gè)裝配體，點(diǎn)擊插入零部件功能，插入下下箱體，此時(shí)下箱體為固定零部件； （2） 點(diǎn)擊插入零部件功能，分別插入輸入軸以及輸出軸，然后點(diǎn)擊配合功能，按照尺寸配合安裝； （3） 點(diǎn)擊插入零部件功能，插入太陽(yáng)輪，然后點(diǎn)擊配合功能，按照尺寸和配合方式與輸入軸配合安裝； （4） 點(diǎn)擊插入零部件功能，插入行星輪，然后點(diǎn)擊配合功能，按照尺寸和配合方式與輸出軸上的行星架配合安裝； （5） 點(diǎn)擊圓周零件列陣，選擇參數(shù) ，按照輸入的參數(shù)點(diǎn)擊確認(rèn)，就得到了3個(gè)已經(jīng)配合好在輸出軸上的行星輪； （6） 點(diǎn)擊插入零部件功能，插入彈性擋圈，然后點(diǎn)擊配合功能，按照尺寸和配合方式與輸出軸上的行星

65、架配合安裝； （7） 點(diǎn)擊圓周零件列陣，選擇參數(shù) ，按照輸入的參數(shù)點(diǎn)擊確認(rèn)，就得到了3個(gè)已經(jīng)配合好在輸出軸上的彈簧擋圈； （8） 點(diǎn)擊插入零部件功能，插入內(nèi)齒圈，然后點(diǎn)擊配合功能，按照尺寸和配合方式與下箱體配合安裝； （9） 點(diǎn)擊插入零部件功能，插入1號(hào)軸承以及兩個(gè)1號(hào)氈圈，然后點(diǎn)擊配合功能，按照尺寸和配合方式與下箱體以及輸入軸配合安裝； （10） 點(diǎn)擊插入零部件功能，插入兩個(gè)2號(hào)軸承以及兩個(gè)2號(hào)氈圈，然后點(diǎn)擊配合功能，按照尺寸和配合方式與下箱體以及輸出軸配合安裝； （11） 點(diǎn)擊插入零部件功能，插入上箱體，然后點(diǎn)擊配合功能，按照尺寸和配合方式與下箱體配合安裝； （12） 點(diǎn)擊插入

66、零部件功能，分別插入觀察窗以及觀察窗橡膠墊片，然后點(diǎn)擊配合功能，按照尺寸和配合方式與上箱體的觀察窗口配合安裝； （13） 點(diǎn)擊插入零部件功能，插入兩個(gè)螺釘，然后點(diǎn)擊配合功能，按照尺寸和配合方式與觀察窗配合安裝； （14） 點(diǎn)擊鏡像零部件，選擇兩個(gè)配合好的螺釘，然后選擇鏡像面，點(diǎn)擊確定，就得到了配合好的在觀察窗上的4個(gè)螺釘； （15） 點(diǎn)擊插入零部件功能，分別插入兩個(gè)螺桿、兩個(gè)螺帽、兩個(gè)彈簧墊圈以及兩個(gè)平墊圈，然后點(diǎn)擊配合功能，按照尺寸和配合方式與下箱體和上箱體配合安裝； （16） 點(diǎn)擊鏡像零部件，選擇已經(jīng)配合好的螺桿、螺帽、彈簧墊圈已經(jīng)平墊圈，然后選擇鏡像面，點(diǎn)擊確定，就得到了在上箱體以及下箱體上的配合好的4套螺栓； （17） 完成以上步驟，得到了裝配體如下圖4.3，去箱蓋的右視圖如圖 4.4。 圖4.3 裝配體圖 圖4.4去箱蓋的右視圖 4.3.2減速機(jī)的爆炸視圖 爆炸圖的設(shè)計(jì)步驟： （1）點(diǎn)擊爆炸視圖按鈕，彈出一個(gè)對(duì)話框，里面有 、以及等選項(xiàng)； （2）根據(jù)對(duì)話框里面各個(gè)選項(xiàng)的提示，對(duì)行星減速機(jī)點(diǎn)擊各個(gè)零件按照順序進(jìn)行拆卸；