1、-二级直齿圆柱齿轮减速器设计二级直齿圆柱齿轮减速器设计 及其有限元分析及其有限元分析 姓 名：背景及意义背景及意义 背景：背景：减速器是各行各业普遍使用的传动装置，它包含不同种类常用件和标准件，随着CAD技术的发展和生产实际的需要，如何实现零件的快速造型、虚拟装配以及运动仿真分析显得越来越重要。意义意义：通过对二级圆柱直齿轮减速器所有零件采用SolidWorks三维造型并完成虚拟装配，运用SolidWorks的Motion模块进行运动仿真，直观动态地观察机构的啮合和运动情况，检查测试机构的运动情况是否符合设计要求，大幅度简化设计机构的设计开发过程。原始条件 输送机由电动机通过减速减速后通过V带
2、传动，连续单向传输物料，工作载荷较平稳，设计寿命8年，每天工作8小时，每年300工作日，输送带带速允许误差为5%。主要参数主要参数 数据数据 工作拉力F(N)4667 传送带转速V(m/s)0.63 滚筒直径D(mm)300 减速器的一般设计 1.传动方案布置 2.电机的选择 3.分配传动比，计算各轴的转速，力矩 4.齿轮传动的设计与计算 5.轴的设计与计算 6.联轴器的选择 7.轴承的选择与校核 8.润滑方式选择 9.其他附件的选择 10.减速器箱体的设计 传动方案布置 传动示意图 传动比，转速，转矩，功率 电动机轴 轴1 轴2 轴3 工作轴 4 转速n(r/min)1440 576 130
3、.9 40.15 40.15 功率P(kW)3.42 3.28 3.15 3.02 2.96 转矩T(Nm)22.68 54.38 229.81 718.33 704.06 传动比i 2.5 4.4 3.26 1 效率 0.98 0.95 0.95 0.862 齿轮基本参数 齿轮参数 第一对齿轮 第二对齿轮 齿轮1 齿轮2 齿轮3 齿轮4 齿数Z 25 111 33 109 模数m/(mm)2.5 2.5 3 3 分度圆直径d/(mm)62.5 277.5 99 327 齿宽b/(mm)65 60 99 93 传动比i 4.4 3.26 中心距a/(mm)170 215 轴结构示意图 高速轴
4、中间轴 低速轴 箱体结构尺寸 减速器的虚拟装配与运动仿真 1.减速器的三维建模（轴，齿轮，轴承，箱体）2.减速器的虚拟装配（1）轴与齿轮的装配（2）齿轮与齿轮的装配（3）子装配体与箱体的装配（4）箱盖与箱盖附件的配合（5）其他附件的装配 3.减速器的运动仿真（运动仿真，仿真动画的制作）零件建模 轴 下箱体 齿轮 上箱体 总装配图 箱体零件装配图 齿轮轴承挡油环轴装配图 减速器啮合齿轮的装配 1.确定中心距 2.辅助线段重合 3.机械配合中选择齿轮配合 主要步骤：减速器爆炸视图 动画 减速器的有限元分析 1.轴的有限元分析 网格划分 施加载荷，夹具 计算结果分析 应力图 位移图 应变图 最大应力为168.5MPa，材料的屈服强度为530MPa。最大形变量为 最大位移变量为 2.齿轮的有限元分析 施加载荷，夹具 网格划分 计算结果分析 靠近键槽端 远离键槽端 由应力图看出齿轮啮合处齿沿轴向方向受力不等，由靠近键槽端向远离键槽端逐渐变小。1.减小齿轮齿宽。2.采用硬度更高的材料（如40Cr）。3.减小齿轮安装测隙。从应力图解中可以知道高速小轴齿轮齿根处、齿面接触面应力集中，最大应力500MPa，材料45钢的接触疲劳强度极限为530MPa。因此，设计的齿轮总体满足设计要求。谢谢!请各位老师批评指正
