基于UG的擺線行星減速器設(shè)計(jì)說明書

1、摘要擺線針輪行星減速器作為重要的機(jī)械傳動(dòng)部件具有體積小、重量輕、傳動(dòng)效率高的特點(diǎn)。本設(shè)計(jì)在全面考慮多齒嚙合、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、輪齒均載等運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的要求，實(shí)現(xiàn)高承載能力、高傳遞效率、高靠得住性和優(yōu)良動(dòng)力學(xué)性能等指標(biāo)，而且要便于制造、裝配和檢修，設(shè)計(jì)了該具有合理結(jié)構(gòu)的擺線針輪行星減速器。本設(shè)計(jì)成立了合理的動(dòng)力分析數(shù)學(xué)模型，對(duì)擺線針輪傳動(dòng)中的擺線輪、轉(zhuǎn)臂軸承、柱銷及軸進(jìn)行準(zhǔn)確的受力分析，并用MATLAB言編制運(yùn)算機(jī)程序?qū)ζ淝蠼?。?jì)算并校核要緊件的強(qiáng)度及轉(zhuǎn)臂軸承、各支承軸承的壽命，分析結(jié)果能夠看到，各軸承性能指標(biāo)均符合要求。利用UGC件對(duì)擺線針輪減速器各零件成立幾何三維模型、擺線針輪減速器虛擬裝配及工程

2、圖生成。用本文的方式設(shè)計(jì)擺線針輪減速器，具有設(shè)計(jì)快捷、方便等特點(diǎn)。研究結(jié)果對(duì)提高設(shè)計(jì)的速度、質(zhì)量具有重要意義。關(guān)鍵詞：擺線傳動(dòng)擺線輪UGAbstractThecycloidgearreducerisoneofthemostimportanttransmissioncomponentsofthepumpingunitbyitssmallervolume，lighterweightandeffectivetransmission.Inordertorealizefourtargetswhichincludehightransmissionefficiency,highreliabilityandt

3、heexcellentdynamicsperformanceandguaranteecrediblelubricateability,receivehighefficiencyoftransmission,andmakeiteasyformanufacture,assemblyandinspection,wethoughtoveralltherequestsintheroundanddesigntherationalstructurecycloidgearreducer.Inthisdesign，webuilttheexactforceanalysismathematicalmodelofth

4、ecycloidgearreducer,analyzedtheforcesbornbythecycloid-gear,thebearingsandtheshaft,andproducetheMatlablanguagesoftwareanalyzeoftheforcesanalysis.Weanalyzedtheforcesofpartsinthecycloidgearreducerandcalculatedtheintensityandthelifeofparts.Fromanalyzedtheresults,wefoundthepartsareourrequests.Whenweestab

5、lishthethreedimensionalstructureofthePlanetcycloidReducermodelwiththesoftwareUG，CarryonvisualdesignandvirtualassembleanddrawingpaperTheresultofstudyhavetheguidemeaningtoacceleratedesignspeedandquantitiesofthePlanetcycloidReducerKeywords：PlanetcycloidReducer;Cycloid;UG第一章緒論在科技飛速進(jìn)展的今天,產(chǎn)品設(shè)計(jì)已經(jīng)進(jìn)入了一種全新的三維

6、虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)計(jì)環(huán)境中,以往的那種以二維平面設(shè)計(jì)模式為代表的設(shè)計(jì)方式已經(jīng)慢慢退出“歷史舞臺(tái)”,取而代之的是各類先進(jìn)數(shù)字化的三維設(shè)計(jì)技術(shù)。它的應(yīng)用和進(jìn)展引發(fā)全了社會(huì)和生產(chǎn)的龐大變革。減速器是各類機(jī)械設(shè)備中最多見的部件,它的作用是將電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速減少或增加到機(jī)械設(shè)備所需要的轉(zhuǎn)速,擺線針輪行星減速器由于具有減速比大、體積小、重量輕、效率高等優(yōu)勢(shì)，在許多情形下可代替二級(jí)、三級(jí)的一般齒輪減速器和渦輪減速器，因此利用愈來愈普及，為世界各國(guó)所重視。本文運(yùn)用UGNX軟件成立擺線針輪減速器結(jié)構(gòu)三維模型，研究了擺線針輪減速器可視化設(shè)計(jì)方式和虛擬裝配，研究的結(jié)果對(duì)提高擺線針輪減速器設(shè)計(jì)的速度和質(zhì)量具有指導(dǎo)意義。大體概念計(jì)

7、算輔助設(shè)計(jì)(ComputerAidedDesign,CAD),是指工程技術(shù)人員在人和運(yùn)算機(jī)組成的系統(tǒng)中以運(yùn)算機(jī)為工具,輔助人類完成產(chǎn)品的設(shè)計(jì),分析,畫圖等工作,并達(dá)到提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,降低產(chǎn)品本錢的目的。一樣以為CAD系統(tǒng)的功能包括：(1)概念設(shè)計(jì)；(2)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；(3)裝配設(shè)計(jì)；(4)復(fù)雜曲面設(shè)計(jì)；(5)工程圖樣繪制；(6)工程分析；(7)真實(shí)感染及渲染；(8)數(shù)據(jù)互換接口等。擺線針輪行星傳動(dòng),簡(jiǎn)稱擺線針輪傳動(dòng)。它與漸開線少齒差行星傳動(dòng)一樣，同屬于K-H-V型行星齒輪傳動(dòng)。擺線針輪傳動(dòng)的要緊特點(diǎn)是：行星輪齒廓為變幅外擺線的內(nèi)側(cè)等距曲線，中心輪齒廓為圓形。擺線針輪減速器,利用

8、擺線針輪行星傳動(dòng)原理制成的一種減速器,它的優(yōu)勢(shì)是減速比大、體積小、重量輕、效率高等。UG的進(jìn)展UG(Unigraphics)軟件是EDS公司(UnigraphicsSolutions公司，后成為其中的UGS?門)推出的集CAD/CAE/CAM一體的三維參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件之一，也是現(xiàn)今世界先進(jìn)的運(yùn)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，分析和制造軟件中的一員，成了UGS產(chǎn)品家族中應(yīng)用最為普遍的設(shè)計(jì)軟件。其最新版本的UGNX但繼承了原有UG軟件的各類壯大功能,而且與該公司的另一拳頭產(chǎn)品I-deas軟件的功能彼此結(jié)合,一起構(gòu)建了功能加倍全面的輔助設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境。2001年9月，EDS公司宣布成立其第五業(yè)務(wù)部-PLMSolution

9、s由ED法司先前收購(gòu)的SDR公司與UG郃門歸并組成，來自原SDR公司的I_DEASa件和原UG宓司的Unigeaphics軟件都有著普遍的用戶基礎(chǔ)，它們是技術(shù)先進(jìn)，功能全面,且有很強(qiáng)互補(bǔ)產(chǎn)品.作為對(duì)廣大用戶的許諾,EDS公司宣布將推出結(jié)合兩產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),具有業(yè)界領(lǐng)先水平的開放式，基于標(biāo)準(zhǔn)框架的CAD/CAE/CA解快方案平臺(tái)，現(xiàn)有的用戶,不論是I-Deas用戶仍是Unigeaphics用戶,都能夠通過升級(jí)轉(zhuǎn)移到新的解快方案平臺(tái)。2002年9月份，全新版本的UGNX&美國(guó)上市。從2002年10月開始,EDS公司活著界各地舉行專題研討會(huì)，介紹UGNX的開發(fā)方針和內(nèi)容。UG系列軟件在進(jìn)展進(jìn)程中不斷推出新

10、版本,可是設(shè)計(jì),畫圖,加工部份仍是UG軟件的核心，大體功能轉(zhuǎn)變不大，僅是用戶界面有必然的改變，和功能上有一些擴(kuò)充,改良和細(xì)化。擺線針輪減速器的進(jìn)展1926年德國(guó)人LBraren發(fā)明了擺線針輪減速器，他是在少齒差行星傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上，第一將變幅外擺線的內(nèi)側(cè)等距曲線用作行星輪齒廓曲線而把圓形作為中心輪齒廓曲線，和漸開線少齒差行星傳動(dòng)模式一樣，保留zXF類NH行星齒輪傳動(dòng)。擺線針輪傳動(dòng)較之一般漸開線齒輪或蝸輪傳動(dòng)的優(yōu)勢(shì)是：高傳動(dòng)比和高效率；同軸輸出，結(jié)構(gòu)體積小和重量輕；傳動(dòng)平穩(wěn)和噪聲低。由于擺線針輪傳動(dòng)同時(shí)嚙合的齒數(shù)要比漸開線外齒輪傳動(dòng)同時(shí)嚙合的齒數(shù)多，因此承載能力較大，嚙合效率要高；還由于擺線輪和針輪的

11、輪齒都可淬硬、精磨，較漸開線少齒差傳動(dòng)中內(nèi)齒輪的被加工性能要好，齒面硬度更高，因此利用壽命要長(zhǎng)；加上擺線輪的加工技術(shù)已通過關(guān)，專業(yè)加工設(shè)備齊全，擺線輪已納入專業(yè)通用件，在國(guó)內(nèi)已做到通用化批量生產(chǎn)，生產(chǎn)本錢下降，因此擺線針輪傳動(dòng)的減速器當(dāng)前廣為應(yīng)用。擺線針輪減速技術(shù)至今，雖在品種、規(guī)格等方面做了很多改良，但再?zèng)]有作本質(zhì)、原理上的創(chuàng)新?，F(xiàn)今擺線針輪減速器，其原理和結(jié)構(gòu)仍是1926年德國(guó)的原型。目前，擺線針輪的研究在國(guó)內(nèi)外都在踴躍進(jìn)展，日本住友重機(jī)械株式會(huì)社的“80系列”極大提高了性能，從1990年開始，住友機(jī)械株式會(huì)社在“80系列”的基礎(chǔ)上推出最新“90樣本”的擺線針輪減速器，它的機(jī)型由15種擴(kuò)大

12、為21種，傳動(dòng)比由8種擴(kuò)大為16種。我國(guó)對(duì)日本提高擺線針輪減速器性能的要緊技術(shù)方法已進(jìn)行較深切的分析，而且在趕超世界水平方面也有自己的創(chuàng)新功效，如符合工程實(shí)際的對(duì)擺線輪與輸出機(jī)構(gòu)受力進(jìn)行分析及擺線輪齒形的優(yōu)化設(shè)計(jì)等。擺線針輪減速器所傳遞的最大功率為132KW輸入軸最高轉(zhuǎn)速為1800r/min。美國(guó)在研究直升飛機(jī)傳動(dòng)裝置時(shí)所做的擺線針輪傳動(dòng)實(shí)驗(yàn)樣機(jī)，采納四片擺線輪，能夠保證輸入軸動(dòng)平穩(wěn)的新結(jié)構(gòu)，輸入轉(zhuǎn)速達(dá)2000r/min，傳動(dòng)功率達(dá)205KW。第二章UG的功能與特點(diǎn)分析參數(shù)化與模塊化設(shè)計(jì)參數(shù)化設(shè)計(jì)和變量化設(shè)計(jì)初期的CAD系統(tǒng)中其設(shè)計(jì)結(jié)果僅僅實(shí)現(xiàn)了用運(yùn)算機(jī)及其外圍設(shè)備出圖，就產(chǎn)品圖形而言,只是是

13、幾何圖素（點(diǎn),線,圓,弧）的拼接,是產(chǎn)品的可視形狀,并非包括產(chǎn)品圖開有內(nèi)在的拓?fù)潢P(guān)系和尺寸約束.因此,當(dāng)需要改變圖形中哪怕任一微小的部份,都要擦除重畫.這不僅使設(shè)計(jì)者投入相當(dāng)?shù)木τ糜谥刂貏趧?dòng),而且,這種重復(fù)勞動(dòng)的結(jié)果并非能充分反映“死圖”變成含有設(shè)計(jì)構(gòu)思,設(shè)計(jì)信息的產(chǎn)品幾何模型,這是研究參數(shù)化設(shè)計(jì)和變量化設(shè)計(jì)的起點(diǎn)。參數(shù)化和變量化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)是尺寸驅(qū)動(dòng)幾何模型。與傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)不同,尺寸驅(qū)動(dòng)的幾何模型能夠通過改變尺寸達(dá)到更改設(shè)計(jì)的目的。這意味著,設(shè)計(jì)人員一開始能夠設(shè)計(jì)一個(gè)草圖,稍后再通過精準(zhǔn)的尺寸完成設(shè)計(jì)的細(xì)節(jié)。參數(shù)化設(shè)計(jì)一樣指圖形的拓?fù)潢P(guān)系不變,尺寸形狀由一組參數(shù)進(jìn)行約束。參數(shù)與圖形的操縱尺寸有

14、顯式的對(duì)應(yīng),不同的參數(shù)值驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生不同大小的幾何圖形。可見,參數(shù)化設(shè)計(jì)的規(guī)格化,系列化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一簡(jiǎn)單,高效,優(yōu)質(zhì)的設(shè)計(jì)方式。變量化設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)圖開有修改自由度不僅是尺寸形狀參數(shù),而且包括拜年結(jié)構(gòu)關(guān)系,乃至工程計(jì)算條件,修改余地大,可變?cè)?。不管參?shù)化設(shè)計(jì)仍是變量化設(shè)計(jì),其本質(zhì)是相同的,即在約束的基礎(chǔ)上驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生新的設(shè)計(jì)結(jié)果,所不同的是約束自由度的范圍,在參數(shù)化設(shè)計(jì)方式中要嚴(yán)格的逐個(gè)持續(xù)求解參數(shù)；而在變量設(shè)計(jì)方式中那么是方程聯(lián)立求解。模塊化設(shè)計(jì)模塊化的概念由來已久，人類的語(yǔ)言不管其表達(dá)能力何等豐碩,都是由有限的音節(jié)組成的；再用有限的字符刻錄下來就組成了描述不同對(duì)象的文字系統(tǒng)。那個(gè)地址音節(jié)和字符確實(shí)是

15、大體?？?，通過大體模型的排列組合就組成了豐碩萬(wàn)千的不同系統(tǒng)；26個(gè)英文字母能夠表達(dá)任何意思；10個(gè)阿拉伯?dāng)?shù)字字符能夠表達(dá)任何數(shù)字；一組兒童積木能夠拼搭不同的玩具造型；相同的建筑材料能夠蓋成不同式樣的樓宇。到20世紀(jì)50年代,歐美一些國(guó)家正式提出“模塊化設(shè)計(jì)”概念,把模塊化設(shè)計(jì)提到理論高度來分。目前,模塊化設(shè)計(jì)的思想已涌到許多領(lǐng)域,例如機(jī)床,減速器,家電,運(yùn)算機(jī)等等.在每一個(gè)領(lǐng)域,模塊及模塊化化設(shè)計(jì)都其特定的含義。所謂模塊化設(shè)計(jì),即在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行功能分析的基礎(chǔ)上,劃分并設(shè)計(jì)出一系列相對(duì)通用的功能模快,通過模塊的選擇和組合能夠組成不同功能或相同功能不同性能,不同規(guī)格的產(chǎn)品,以知足市場(chǎng)的不同需求。UG

16、的功能與特點(diǎn)目前，隨著信息技術(shù)的進(jìn)展,市場(chǎng)上已顯現(xiàn)了許多不同的CAD/CAPP/CAM件,如CADUG、PRO/ECAXASolidworks等等，其中，猶以PRO/百口UG為典型代表。PRO/E是基于參數(shù)化設(shè)計(jì)的典型軟件，UG是基于模塊化設(shè)計(jì)的典型軟件。UGNXS緊應(yīng)用于數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)、數(shù)字化仿真和數(shù)字化產(chǎn)品制造等3大領(lǐng)域。數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)又稱全面設(shè)計(jì)技術(shù)。作為通向整個(gè)產(chǎn)品工程的一個(gè)要緊的部份，Unigraphics產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)涉及了絕大部份設(shè)計(jì)方式，使概念設(shè)計(jì)與詳細(xì)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)無縫組合。裝配設(shè)計(jì)被提升為基于系統(tǒng)的建模，它提高了工程師對(duì)整個(gè)產(chǎn)品和生產(chǎn)進(jìn)程進(jìn)行評(píng)估的能力。評(píng)估進(jìn)程中，

17、工程師能夠無窮制地修改設(shè)計(jì)尺寸、零件或整個(gè)部件。UGNX附加的開發(fā)設(shè)計(jì)工具還能夠提高產(chǎn)品的質(zhì)量，而且增進(jìn)產(chǎn)品開發(fā)協(xié)作。數(shù)字化仿真UGNX軟件具有壯大的依照產(chǎn)品特性進(jìn)行虛擬仿真的功能。傳統(tǒng)的虛擬仿真往往意味著需要專門訓(xùn)練的工程師和昂貴的物理原型，盡管隨著高級(jí)仿真工具的顯現(xiàn)省掉了一些物理原型，但對(duì)產(chǎn)品而言，這些工具往往顯得笨拙而不易操作，而且還要求操作人員通太高級(jí)的專門培訓(xùn)。而UGNX軟件提供了專業(yè)的產(chǎn)品仿真應(yīng)用模塊，能夠進(jìn)行產(chǎn)品的運(yùn)動(dòng)仿真、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析和產(chǎn)品模態(tài)分析。隨著更多現(xiàn)代化的仿真工具的嵌如，UGNX勺虛擬仿真更便于非專業(yè)的設(shè)計(jì)師和工程師利用，而且在最大程度上確保了產(chǎn)品的物理特性。數(shù)字化產(chǎn)

18、品制造UGNX勺數(shù)字化制造應(yīng)用模塊為生成、模擬和驗(yàn)證數(shù)控加工途徑提供了一套全面、易用的方式，以應(yīng)付制造業(yè)愈來愈昂貴的費(fèi)用開支，它是一個(gè)可擴(kuò)展的解決方案，能夠在單機(jī)和多CDAE集成環(huán)境下有效地實(shí)施。在與機(jī)床和傳感器產(chǎn)品的結(jié)合方面，UGNX提倡抓住和再利用加工進(jìn)程中面向知識(shí)驅(qū)動(dòng)的解決方案，以提高周密加工的技術(shù)和含量。UG5次升級(jí)的最新版本都代表了最先進(jìn)的制造技術(shù)，很多現(xiàn)代設(shè)計(jì)方式和理論都能較快地在其新版本中找到。例如在并行工程中強(qiáng)調(diào)的幾何關(guān)聯(lián)設(shè)計(jì)，參數(shù)化設(shè)計(jì)等都是這些先進(jìn)方式的表現(xiàn)。UGNX的要緊特點(diǎn)是：實(shí)現(xiàn)了知識(shí)驅(qū)動(dòng)型自動(dòng)化和利用知識(shí)庫(kù)進(jìn)行建模，同時(shí)能自上而下進(jìn)行設(shè)計(jì)，以確信子系統(tǒng)和接口，實(shí)現(xiàn)完

19、整的系統(tǒng)庫(kù)建模。知識(shí)驅(qū)動(dòng)型自動(dòng)化確實(shí)是終端用戶能夠利用系統(tǒng)向?qū)нM(jìn)行操作，由于有制作向?qū)У墓ぞ?，因此用戶能夠添加設(shè)計(jì)方式。系統(tǒng)庫(kù)建模利用的是先前版本中被稱為“WAV”E的設(shè)計(jì)技術(shù)。同時(shí)UGNX5是Unigraqhics與I-deas進(jìn)行整合的版本，實(shí)現(xiàn)了它們之間的互操作性。在一個(gè)系統(tǒng)中進(jìn)行設(shè)計(jì)，而在另一個(gè)系統(tǒng)中能夠?qū)υ撛O(shè)計(jì)進(jìn)行分析或加工。用戶能夠充分利用兩套軟件的優(yōu)勢(shì)來優(yōu)化產(chǎn)品的研發(fā)流程，以獲取更高價(jià)值。兩套系統(tǒng)之間保證雙向變更的相關(guān)通知及更新，實(shí)現(xiàn)對(duì)歷程樹等智能跟蹤。依照不同設(shè)計(jì)時(shí)期，兩套系統(tǒng)將慢慢實(shí)現(xiàn)對(duì)幾何參數(shù)，模型文件，產(chǎn)品數(shù)據(jù)的交互操作功能。比如，在繪制產(chǎn)品的二維圖形時(shí)，能夠?qū)-dea

20、s數(shù)據(jù)自動(dòng)讀入U(xiǎn)GNX,在草圖設(shè)計(jì)中追加約束條件。UGNX5具有UG（列軟件通用性集成的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境產(chǎn)品設(shè)計(jì)相關(guān)性產(chǎn)品設(shè)計(jì)并行協(xié)作基于知識(shí)的工程治理設(shè)計(jì)客戶化UGNX產(chǎn)品設(shè)計(jì)概述UGNX勺工作流程UGNX軟件在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造進(jìn)程中，表現(xiàn)了并行工程的思想，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的初期，它的下游應(yīng)用部門（如工藝部門、加工部門、分析部門等）就已經(jīng)介入設(shè)計(jì)時(shí)期，因此設(shè)計(jì)進(jìn)程是一個(gè)可反饋、修改的進(jìn)程。UGNX壯大的參數(shù)化功能能夠支持模型的實(shí)時(shí)修改，系統(tǒng)能自動(dòng)刷新模型，以知足設(shè)計(jì)要求。由此，這種設(shè)計(jì)進(jìn)程沒必要等產(chǎn)品全數(shù)設(shè)計(jì)完，才進(jìn)行下游工作，而是在產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)后，進(jìn)可進(jìn)行方案評(píng)審，并非斷修改設(shè)計(jì)，直到達(dá)到設(shè)計(jì)要求。應(yīng)

21、用UGNX軟件進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)的工作流程如圖2-1所示。圖2-1UGNX的工作流程UG產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一樣進(jìn)程(1)先做預(yù)備工作閱讀有關(guān)設(shè)計(jì)的初始文檔，了解設(shè)計(jì)目標(biāo)和設(shè)計(jì)資源。搜集可重復(fù)利用的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)概念關(guān)鍵參數(shù)的結(jié)構(gòu)草圖了解產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)的概念編寫設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)說明書,成立文件目錄(2)再應(yīng)用UG4行設(shè)計(jì)成立要緊的產(chǎn)品裝配結(jié)構(gòu)在裝配設(shè)計(jì)的頂層概念產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要緊操縱參數(shù)和設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)描述將這些參數(shù)和結(jié)構(gòu)描述數(shù)據(jù)保留整個(gè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)對(duì)不同了部件和零件進(jìn)行細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)隨時(shí)進(jìn)行裝配層上的檢查三維造型的步驟1）理想模型的設(shè)計(jì)那個(gè)地址應(yīng)該了解要緊的設(shè)計(jì)參數(shù)、關(guān)鍵的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)約束等設(shè)計(jì)情形。2）主體結(jié)構(gòu)造型找出模型的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，

22、如要緊輪廓和關(guān)鍵定位孔等結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的確信會(huì)對(duì)造型進(jìn)程起到關(guān)鍵性作用。關(guān)于復(fù)雜模型而言，模型的分解是造型的關(guān)鍵。若是一個(gè)結(jié)構(gòu)不能直接用三維特點(diǎn)造型來完成，就需要找到該結(jié)構(gòu)的某個(gè)二維輪廓特點(diǎn)。然后用拉伸、旋轉(zhuǎn)或掃描的方式，還能夠用曲面造型的方式來成立該模型。UG許諾用戶在一個(gè)實(shí)體設(shè)計(jì)上利用多個(gè)特點(diǎn)，如此就能夠夠別離成立多個(gè)主結(jié)構(gòu)，然后在設(shè)計(jì)后期將它們用布爾運(yùn)算連接在一路。關(guān)于能夠確信的設(shè)計(jì)模型，應(yīng)該先造型，而那些不能確信的設(shè)計(jì)部份應(yīng)該放在造型后期來完成。在進(jìn)行主體結(jié)構(gòu)造型時(shí)，要注意設(shè)計(jì)基準(zhǔn)的確信。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)常將決定設(shè)計(jì)的思路，好的基準(zhǔn)會(huì)幫忙簡(jiǎn)化造型進(jìn)程，并方便后期的設(shè)計(jì)工作。3）零件的相關(guān)性設(shè)計(jì)

23、UG許諾用戶在建模完成以后，再成立零件之間的參數(shù)關(guān)系。但更直接的方式是在造型中就直接引用相關(guān)參數(shù)。4）細(xì)節(jié)特點(diǎn)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)特點(diǎn)設(shè)計(jì)一樣放在造型的后期時(shí)期，一樣不要在初期時(shí)期進(jìn)行這些細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)，如此會(huì)大大加長(zhǎng)設(shè)計(jì)周期。UGNX大體操作流程UGNX的功能操作都是在零部件文件的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，UG勺文件是以格式保留的。下面介紹UGNX大體的操作流程。啟動(dòng)UGNX。若是是新的設(shè)計(jì)，應(yīng)該先成立一個(gè)新的文件名。若是是修改一個(gè)已有的零件，能夠打開已經(jīng)存在的文件。依照設(shè)計(jì)需要，進(jìn)入相應(yīng)的設(shè)計(jì)功能模塊，如建模、制圖、裝配和結(jié)構(gòu)分析等模塊。進(jìn)行相關(guān)的預(yù)備工作：如坐標(biāo)系、層和參數(shù)的預(yù)設(shè)置，為具體的設(shè)計(jì)指定相應(yīng)的參數(shù)，它們會(huì)

24、阻礙用戶的后續(xù)操作。開始做具體的設(shè)計(jì)操作。檢查零部件模型的正確性，若是有必要，對(duì)模型進(jìn)行相應(yīng)的修改。保留需要保留文件后，退出系統(tǒng)。第三章擺線針輪減速器傳動(dòng)理論與設(shè)計(jì)方式擺線針輪減速器的傳動(dòng)原理與結(jié)構(gòu)特點(diǎn)3.擺線針輪行星傳動(dòng)的傳動(dòng)原理圖所示為擺線針輪行星傳動(dòng)示用意。其中Zz為針輪，Zb為擺線行星輪，H為系桿，V為輸出軸。運(yùn)動(dòng)由系桿H輸入，通過W/機(jī)構(gòu)由V軸輸出。同漸開線一齒差行星傳動(dòng)一樣，擺線針輪傳動(dòng)也是一種K-H-V型一齒差行星傳動(dòng)。二者的區(qū)別在于：擺線針輪傳動(dòng)中，行星輪的齒廓曲線不是漸開線，而是變態(tài)擺線，中心內(nèi)齒采納了針齒，以稱針輪，擺線針輪傳動(dòng)因此而得名。同漸開線少齒差行星傳動(dòng)一樣，其傳動(dòng)

25、比為i HVi H2ZbZzZb圖31擺線針輪減速器原理圖由于Zz，Zb=1,故iHv=Zb,“一”表示輸出與輸入轉(zhuǎn)向相反，即利用擺線針輪行星傳動(dòng)可取得大傳動(dòng)比。擺線針輪減速器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)它要緊由四部份組成：(1)行星架H,又稱轉(zhuǎn)臂，由輸入軸10和偏心輪9組成，偏心輪在兩個(gè)偏心方向互成180。(2)行星輪C,即擺線輪6,其齒廓一樣為短幅外擺線的內(nèi)側(cè)等距曲線.為使輸入軸達(dá)到靜平穩(wěn)和提高承載能力，通采納兩個(gè)相同的奇數(shù)齒擺線輪，裝在雙偏心套上，兩位置錯(cuò)開180,擺線輪和偏心套之間裝有轉(zhuǎn)動(dòng)軸承，稱為轉(zhuǎn)臂軸承，通常采納無外座圈的滾子軸承，而以擺線輪的內(nèi)表面直接作為滾道。近幾年來，優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)常將偏心套與

26、軸承做成一個(gè)整體，稱為整體式雙偏心軸承。(3)中心輪b,又稱針輪,由針齒殼3上沿針齒中心圓圓周上均布一組針齒銷5(通常針齒銷上還裝有針套7)組成。輸出機(jī)構(gòu)W,與漸開線少齒差行星齒輪傳動(dòng)一樣，通常采納銷軸式輸出機(jī)構(gòu)。圖3-2擺線針輪減速器大體結(jié)構(gòu)圖1.輸出軸2.機(jī)座3.針齒殼4.針齒套5.針齒銷6.擺線輪圖3-2為擺線針輪傳動(dòng)的典型結(jié)構(gòu)擺線針輪傳動(dòng)的嚙合原理為了準(zhǔn)確描述擺線形成及其分類，咱們引進(jìn)圓的內(nèi)域和圓的外域這一概念。所謂圓的內(nèi)域是指圓弧線包容的內(nèi)部范圍，而圓的外域是包容區(qū)域之外的范圍。依照上述對(duì)內(nèi)域外域的劃分，那么外擺線的概念如下：外擺線：滾圓在基圓外域與基圓相切并沿基圓作純轉(zhuǎn)動(dòng)，滾圓上定

27、點(diǎn)的軌跡是外擺線。外切外擺線：滾圓在基圓外域與基圓外切形成的外擺線（現(xiàn)在基圓也在滾圓的外域）。內(nèi)切外擺線：滾圓在基圓外域與基圓內(nèi)切形成的外擺線（現(xiàn)在基圓在滾圓的內(nèi)域）。短幅外擺線：外切外擺線形成進(jìn)程中，滾圓內(nèi)域上與滾圓相對(duì)固定的某點(diǎn)的軌跡；或內(nèi)切外擺線形成進(jìn)程中，滾圓外域上與滾圓相對(duì)固定的某點(diǎn)的軌跡。長(zhǎng)幅外擺線：與短幅外擺線相反，對(duì)外切外擺線而言相對(duì)固定的某點(diǎn)在滾圓的外域;對(duì)內(nèi)切外擺線而言相對(duì)固定的某點(diǎn)在滾圓的內(nèi)域。短幅外擺線與長(zhǎng)幅外擺線通稱為變幅外擺線。變幅外擺線變幅的程度用變幅系數(shù)來描述，別離稱之為短幅系數(shù)或長(zhǎng)幅系數(shù)。外切外擺線的變幅系數(shù)概念為擺桿長(zhǎng)度與滾圓半徑的比值。所謂擺桿長(zhǎng)度是指滾圓

28、內(nèi)域或滾圓外域上某相對(duì)固定的定點(diǎn)至滾圓圓心的距離。Ki1）2式中K1變幅系數(shù)。a外切外擺線擺桿長(zhǎng)度2外切外擺線滾圓半徑關(guān)于內(nèi)切外擺線而言，變幅系數(shù)那么相反，它表示為滾圓半徑與擺桿長(zhǎng)度的比值。K1旦2）A式中K1變幅系數(shù)2內(nèi)切外擺線滾圓半徑A內(nèi)切外擺線擺桿長(zhǎng)度依照變幅系數(shù)K1值的不同范圍，將外擺線劃分為3類：短幅外擺線0vK1v1；標(biāo)準(zhǔn)外擺線K1=1;長(zhǎng)幅外擺線K1。那個(gè)等同的條變幅外切外擺線與變幅內(nèi)切外擺線在必然的條件下完全等同件是，內(nèi)切外擺線滾圓與基圓的中心距等于外切外擺線的擺桿長(zhǎng)度a,相應(yīng)地外切外擺線滾圓與基圓的中心距等于內(nèi)切外擺線的擺桿長(zhǎng)度A。依照這一等同條件就能夠夠由外切外擺線的有關(guān)參

29、數(shù)推算出等同的內(nèi)切外擺線的對(duì)應(yīng)參數(shù)。它們的參數(shù)關(guān)系參看圖3-3。令短幅外切外擺線基圓半徑代號(hào)為ri,滾圓半徑為口短幅系數(shù)為Ki,那么外切外擺線的擺桿長(zhǎng)度和中心距可別離表示如下（長(zhǎng)幅外擺線的表示形式完全相同）：依照式（1）,擺桿長(zhǎng)度a=Ki/2；依照等同條件,中心距A=ri+2。按等同條件，上述A又是內(nèi)切外擺線的擺桿長(zhǎng)度，故推算出內(nèi)外擺線的滾圓半徑為二kiA;內(nèi)切外擺線的基圓半徑為ri廳a兩種外擺線的參數(shù)換算關(guān)系歸納如表3-1表31參數(shù)名稱主要參數(shù)代號(hào)變幅外切外擺線變幅內(nèi)切外擺線基圓半徑1(1滾圓半徑2(2滾圓與基圓中心距Aa擺桿長(zhǎng)度aA依照上述結(jié)果，很容易推導(dǎo)出等同的兩種外擺線基圓半徑的彼此關(guān)

30、系為rikJi-3）短幅外擺線以基圓圓心為原點(diǎn)，以兩種外擺線的中心距和短幅系數(shù)為已知參數(shù)，以滾圓轉(zhuǎn)角為變量的參數(shù)方程成立如下：在以后的表達(dá)中將滾圓轉(zhuǎn)角2律記為，并稱之為相位角。（1）直角坐標(biāo)參數(shù)方程依照?qǐng)D1,擺線上任意點(diǎn)Mi的坐標(biāo)為xAsin1asinyAsin1asin短幅外擺線原理圖圖33依照純轉(zhuǎn)動(dòng)原理可知02，故12/1,又（1）,于是有K1AK1Aa1與丫的結(jié)果代入上述方程，xAsinK1AaasinK1Aa(-4)yAcosK1AaK1AacosK1Aa(5)-4）與式5）是變幅外擺線通用直角坐標(biāo)參數(shù)方程。假設(shè)令上兩式中的Ki=1,即可得標(biāo)準(zhǔn)外擺線的參數(shù)方程。關(guān)于外切外擺線式中的A=

31、1+r2,a=r2。關(guān)于內(nèi)切外擺線，式中的A=2，A=2-r1為了與直角坐標(biāo)表示的曲線相一致，將Y軸規(guī)定為極軸，將極角沿順時(shí)針方向的角度規(guī)定為正方向，方程表述如下（參看圖33）:A2q22Aacos(6)a,asinarctanK1AaAacos(7)同理，Ki=1時(shí)，變幅外擺線通用極坐標(biāo)參數(shù)方程變成標(biāo)準(zhǔn)外擺線極坐標(biāo)方程參數(shù)a和A的變換同上。當(dāng)動(dòng)圓繞基圓順時(shí)針方向作純轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，每滾過動(dòng)圓的周長(zhǎng)2上時(shí)，動(dòng)圓上的一點(diǎn)B在基圓上就形成一整條外擺線。動(dòng)圓的周長(zhǎng)比基圓的周長(zhǎng)2r1長(zhǎng)p=22-2r；=2a,當(dāng)口圓上的B點(diǎn)在動(dòng)圓滾過周長(zhǎng)2r；再次與r；圓接觸時(shí)，應(yīng)是在圓上的另一點(diǎn)Bi,而BBi=2a,這也確實(shí)

32、是擺線輪基圓r；上的一個(gè)基節(jié)p,即(2 ri)2 a(8)由此可得擺線輪的齒數(shù)為針輪齒數(shù)為zpp2/2p2 rip2 r22a2 ri (9)r1 aZc 1(10)0圖3-4擺線輪參數(shù)方程圖3.1.4擺線輪的齒廓曲線與齒廓方程由上一節(jié)分析，選擇擺線輪的幾何中心作為原點(diǎn)，通過原點(diǎn)并與擺線輪齒槽對(duì)稱軸重合的軸線作為先軸，見圖3-4,針齒中心圓半徑為與，針齒套外圓半徑為rrp那么擺線輪的直角坐標(biāo)參數(shù)方程式如下:-二K(11)xorpsin0-sin(ZpO)zpyorpcos0-K-1cos(ZpW)Zp實(shí)際齒廓方程x二x0rrpcosIyyo-K1cos(Zp0)Z,zprp針齒中心圓半徑rrp

33、針齒套外圓半徑.一一轉(zhuǎn)臂相對(duì)某一中心矢徑的轉(zhuǎn)角，即嚙合相位角()Zp針齒數(shù)量3.1.5擺線輪齒廓曲率半徑變幅外擺線曲率半徑參數(shù)方程的一樣表達(dá)式為(13)式中變幅外擺線的曲率半徑x對(duì)的一階導(dǎo)數(shù)dxx 一 dyy對(duì)的一階導(dǎo)數(shù)，y-一 d2xx 2-dE)2y對(duì)的二階導(dǎo)數(shù)dx對(duì)的二階導(dǎo)數(shù)將式一一4)和式一5)中x和y別離對(duì)取一階和二階導(dǎo)數(shù)后代入的表達(dá)式得(14)A(1K122K1cosfj)3/2K1(1K1A/a)cos0一(1+K13A/a)/2)以K1=1代入式一一14),得標(biāo)準(zhǔn)外擺線的曲率半徑為=-4A-a/(A+a)sin(式中A=C+2或A=2a=2或a=2-ri由本式可知，標(biāo)準(zhǔn)外擺線1

34、代入式一一14）進(jìn)行運(yùn)算說明,0,故長(zhǎng)幅外擺線也永久呈外凸形狀故它也不適合于用作傳動(dòng)曲線。以Ki1代入式一一14）進(jìn)行運(yùn)算說明，曲率半徑呈現(xiàn)出由正值通過拐點(diǎn)到負(fù)值的多樣性轉(zhuǎn)變。擺線輪實(shí)際齒廓曲線的曲率半徑為(15)A(1K122K1cos。)3/2K(1-RA/a)cos。-(1+K：A/a)關(guān)于外凸的理論齒廓（時(shí)，理論齒廓在該處的等距曲線就p不能實(shí)現(xiàn)，這種情形稱為擺線齒廓的“頂切”，嚴(yán)峻的頂切會(huì)破壞持續(xù)平穩(wěn)的嚙合，顯然是不許諾的。當(dāng)幅=時(shí)，=0,即擺線輪在該處顯現(xiàn)尖角，也應(yīng)避免，假設(shè)為正值，不論幅取多大的值，都可不能發(fā)生類似現(xiàn)象。Ip擺線輪是不是發(fā)生頂切，不僅取決于理論外凸齒廓的最小曲率半徑

35、，而且與針齒齒形半徑（帶針齒套的為套的半徑）有關(guān)。擺線輪齒廓不產(chǎn)生頂切或尖角的條件可表示為rrpmin（16）3.2擺線針輪傳動(dòng)的受力分析擺線輪在工作進(jìn)程中要緊受三種力：針輪與擺線輪嚙合時(shí)的作使勁Fi;輸出機(jī)構(gòu)柱銷對(duì)擺線輪的作使勁Qi,轉(zhuǎn)臂軸承對(duì)擺線輪作使勁Fro針齒與擺線輪齒嚙合時(shí)的作使勁（1）確信初始嚙合側(cè)隙標(biāo)準(zhǔn)的擺線輪和只通過轉(zhuǎn)角修形的擺線輪與標(biāo)準(zhǔn)針輪嚙合，在理論上都可達(dá)到同時(shí)嚙合的齒數(shù)約為針輪齒數(shù)的一半，但擺線輪齒形只要通過等距，移距或等距加移距修形，若是不考慮零件變形補(bǔ)償作用，那么多齒同時(shí)嚙合的條件便不存在，而變成當(dāng)某一個(gè)擺線輪齒和針輪齒接觸時(shí)，其余的擺線輪齒與針輪齒之間都圖36輪齒

36、嚙合力存在大小不等的初始側(cè)隙，見圖35。對(duì)第i對(duì)輪齒嚙合點(diǎn)法線方向的初始側(cè)隙（）i可按下式表計(jì)算:二&（1一行空匕9一rp(1 K1 cos13 - ； 1 一 K12sin R)斤-k12- 2 Kl cosPi(-1)式中，i為第i個(gè)針齒相對(duì)轉(zhuǎn)臂000c的轉(zhuǎn)角，K1為短幅系數(shù)。pc令i0,由上式解得cosiK1,即i0arccosK1那個(gè)解是使初始側(cè)隙為零的角度，空載時(shí)，只有在i0arccosK1處的一對(duì)嚙合。從0到180的初始側(cè)隙散布曲線如圖3-7所示初蛤同兩6小”的分布曲建S，的分布曲戕BC的散布曲線圖37LEDI duI 05-12 0* I, SI- L 50(2)判定擺線輪與針輪

37、同時(shí)嚙合齒數(shù)的大體原理設(shè)傳遞載荷時(shí)，對(duì)擺線輪所加的力矩為Tc,在Tc的作用下由于擺線輪與針齒輪的接觸變形W及針齒銷的彎曲變形f,擺線輪轉(zhuǎn)過一個(gè)角，假設(shè)擺線輪體、安裝針齒銷的針齒殼和轉(zhuǎn)臂的變形阻礙較小，能夠忽略不計(jì)，那么在擺線輪各嚙合點(diǎn)公法線方向的總變形W+f或在待嚙合點(diǎn)法線方向的位移為6U(i=1,2,Zp/2)I式中加載后，由于傳力零件變形所引發(fā)的擺線輪的轉(zhuǎn)角；li第i個(gè)齒嚙合點(diǎn)公法線或待嚙合點(diǎn)的法線至擺線輪中心oc的距離lir JsincsinPi7l-k12_2K1cos口rc擺線輪節(jié)圓半徑i第i個(gè)齒嚙合點(diǎn)的公法線或待嚙合點(diǎn)的法線與轉(zhuǎn)臂poB之間的夾角。pc(3)針齒與擺線輪齒嚙合的作使

38、勁假設(shè)第i對(duì)輪齒嚙合的作使勁Fi正比于該嚙合點(diǎn)處擺線輪齒實(shí)際彈性變形i()i0由于這一假設(shè)科學(xué)考慮了初始側(cè)隙()i及受力零件彈性變形的阻礙，已被實(shí)踐證明有足夠的準(zhǔn)確性。按此假設(shè)，在同時(shí)嚙合傳力的zT個(gè)齒中的第i對(duì)齒受力Fi(N)可表示為Fmaxk K arccosKi處亦即在或接近于lilmax展的針齒處最先受力，顯然在同時(shí)受力的諸齒中，這對(duì)齒受力最大,故以Fmax表示該對(duì)齒的受力設(shè)擺線輪上的轉(zhuǎn)矩為T由i=m至i=n的ZT個(gè)齒傳遞，由力矩平穩(wěn)條件可cVn得Tc_2Fili得最大所受力Fmax(N)為FmaxT輸出軸上作用的轉(zhuǎn)矩；Tc一片擺線輪上作用的轉(zhuǎn)矩，由于制造誤差和結(jié)構(gòu)緣故，建議取 工=;

39、max受力最大的一對(duì)嚙合齒在最大力的作用下接觸點(diǎn)方向的總接觸變形,maxWmaxfmaxfmax針齒銷在最大力作用下,在力作用點(diǎn)處的彎曲變形。當(dāng)針齒銷為兩支點(diǎn)時(shí)，fmaxFmaxL33148 EJ 64當(dāng)針齒銷為三支點(diǎn)時(shí)，fmax3F maxL 748EJ1284工RwZw輸出機(jī)構(gòu)的柱銷(套)作用于擺線輪上的力若柱銷孔與柱銷套之間沒有間隙，依照理論推導(dǎo)，各柱銷對(duì)擺線輪作使勁總和為c4TcQi-Rw式中，Zw輸出機(jī)構(gòu)柱銷數(shù)量(1)判定同時(shí)傳遞轉(zhuǎn)矩的柱銷數(shù)量考慮到分派不均勻，設(shè)每片擺線輪傳遞的轉(zhuǎn)矩為Tc0.55T,(T為擺線輪上輸出轉(zhuǎn)矩)傳遞轉(zhuǎn)矩時(shí)，i=90處力臂lmaxRw最大，必先接觸，受力最

40、大，彈性變形max也最大，設(shè)處于某任意位置的柱銷受力后彈性變形為因變形與力臂li成正比，可得下述關(guān)系:imaxRT，又因liRwSin故imaxsin柱銷是不是傳遞轉(zhuǎn)矩應(yīng)按下述原那么判定：若是iW,那么此處柱銷不可能傳遞轉(zhuǎn)矩；若是iW,那么此處柱銷傳遞轉(zhuǎn)矩。(2)輸出機(jī)構(gòu)的柱銷作用于擺線輪上的力由于柱銷要參與傳力，必需先排除初始間隙；因此柱銷與柱銷孔之間的作使勁Q大小應(yīng)與iW成正比。設(shè)最大受力為Qmax,按上述原那么可得Qimax由擺線輪力矩平穩(wěn)條件，整理得Qmax0.55Ti nRwsini mwmaxsin轉(zhuǎn)臂軸承的作使勁轉(zhuǎn)臂軸承對(duì)擺線輪的作使勁必需與嚙合的作使勁及輸出機(jī)構(gòu)柱銷數(shù)量的作使勁

41、平穩(wěn)。將各嚙合的作使勁沿作用線移到節(jié)點(diǎn)P,那么可得x方向的分力總和為inFix工工ZimrcKirpZc TOC o 1-5 h z ininY方向的分力總和為Fiy=Ftsiniimim轉(zhuǎn)臂軸承對(duì)擺線輪的作使勁為2frnj2Fr也7必士擺線針輪行星減速器要緊強(qiáng)度件的計(jì)算為了提高承載能力，并使結(jié)構(gòu)緊湊，擺線輪經(jīng)常使用軸承鋼GCr1五、GCU5siMn,針齒銷、針齒套、柱銷、套采納GCU5熱處置硬度常取5862HRC齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算為避免點(diǎn)蝕和減少產(chǎn)生膠合的可能性，應(yīng)進(jìn)行擺線輪齒與針齒間的接觸強(qiáng)度計(jì)算。依照赫茲公式，齒面接觸強(qiáng)度按下式計(jì)算0.418 EcFiHei式中Fi-針齒與擺線輪嚙合的作使

42、勁,Ec當(dāng)量彈性模量，因擺線輪與針齒為軸承鋼，Ec=bc擺線輪寬度，bc=()1,ei當(dāng)量曲率半徑。針齒抗彎曲強(qiáng)度計(jì)算及剛度計(jì)算針齒銷經(jīng)受擺線輪齒的壓力后，產(chǎn)生彎曲變形，彎曲變形過大，易引發(fā)針齒銷與針齒套接觸不行，轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活，易引發(fā)針齒銷與針齒套接觸面發(fā)生膠合，并致使擺線輪與針齒膠合。因此，要進(jìn)行針齒銷的風(fēng)度計(jì)算，即校核其轉(zhuǎn)角值。另外，還必需知足強(qiáng)度的要求。針齒中心圓直徑dp650mrm寸，可選用帶外座圈的單列向心短圓柱滾子軸承。軸承外徑D1=()dp,軸承寬度B應(yīng)大于擺線輪的寬度bc。輸出機(jī)構(gòu)柱銷強(qiáng)度計(jì)算輸出機(jī)構(gòu)柱銷的受力情形(見圖)，相當(dāng)一懸臂梁，在Qmax作用下，柱銷的彎曲應(yīng)力為KwQm

43、axLbb3dsw32KwQmax(1.5bc)3 bb0.1d SWdSW 3KwQmax(1.5bcc)0.1 bb設(shè)計(jì)時(shí)，上式可化為式中c距離環(huán)的厚度，針齒為二支點(diǎn)時(shí)，cBbc,三支點(diǎn)時(shí)cbc,假設(shè)實(shí)際結(jié)構(gòu)已定，按實(shí)際結(jié)構(gòu)確信。B轉(zhuǎn)臂軸承寬度Kw制造和安裝誤差對(duì)柱銷載荷阻礙系數(shù)，一樣情形下取Kw=第四章擺線針輪減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算擺線輪、針齒、柱銷的計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算如下:計(jì)算、結(jié)果及說明項(xiàng)目代號(hào)單位功率pKW22跟據(jù)使用條件，確定為針輪固定的臥式減速器，/、帶電機(jī)輸入轉(zhuǎn)速nr/min1450傳動(dòng)比i11擺線輪齒數(shù)的確定ZcZc=11為使擺線輪齒廓和銷軸孔能正好重疊加工，以提高生產(chǎn)率和精度，齒數(shù)Z

44、c盡可能取奇數(shù)，即i也應(yīng)盡可能取奇數(shù)，在平穩(wěn)載荷下選材料為GCU5,硬度為60HRCZ上針輪齒數(shù)ZpZpZc1選材為GCr15,硬度為60HRCZ上輸出轉(zhuǎn)矩TN?mmPT9550000二i1466353小由文獻(xiàn)1表，取i=初選短幅系數(shù)KiK1=由義獻(xiàn)1表，K1=初選針徑系數(shù)K2K22.8,由義獻(xiàn)1表，K22.02.8針齒中心圓半徑rpmmrp0.851.3行取rp1.15祈129.9pp取rD130mmp材料為軸承鋼5862HRC,H=10001200MPa擺線輪齒寬bcmmbc(0.10.15)rp取bc15偏心距ammK1rp0.5130r.-Phsi土工/曰a5.42由文獻(xiàn)3表查行aZp

45、126mm5(a=6mm實(shí)際短幅KiK1aZp/rp612/1300.554系數(shù)針徑套半徑rrpmmrp.180仆所仆rrnsin12mm,取rrt)=12mmpK2Zpp驗(yàn)證齒廓小產(chǎn)生頂切或尖角2(1K1)2r2.40251|minZpK1p7.6prrp12IImin由文獻(xiàn)3表及公式算得，由計(jì)算結(jié)果知，擺線齒廓小產(chǎn)生頂切或尖角。針齒銷半徑rspmm取rsp=7mm針齒套壁厚一般為26mm實(shí)際針徑系數(shù)K2rp1800K2sin2.804rrpZp若針徑系數(shù)小于，則考慮抽齒一半。齒形修正rrprpmmrrp=,rp=考慮合理修形，建立優(yōu)化模型，由計(jì)算機(jī)求出。齒面最大接觸壓力FmaxN0.55T

46、FmaxTn-l6549N(,imrcmax其中l(wèi)irc,sini整個(gè)結(jié)果由計(jì)算機(jī)求V1K12K1cosi出。傳力齒號(hào)mnm=Zn=4參看章介紹，由計(jì)算機(jī)求出。擺線輪嚙J止m與計(jì)內(nèi)取大接觸應(yīng)力HMPaHmax0.418、Hmax_mn齒中的最大值。FmaxEc二bei轉(zhuǎn)臂軸承徑向負(fù)裁FrN2.2.2inininFr.FixQiFiy廿imimim=J21645977272153257=16988轉(zhuǎn)臂軸承PNPxFr=17837dp390mm時(shí)，x=dp390mm時(shí)，x=。選擇圓柱滾子軸承mmD(0.40.5)dp=260()=104130由文獻(xiàn)13GB/T283-94,選N2213軸承,d=6

47、5,B=31,Cr=142103,D=。轉(zhuǎn)臂軸承內(nèi)外圈相對(duì)轉(zhuǎn)速nr/minnMhInJ14501450=1582轉(zhuǎn)臂軸承壽命Lhh6_610/3Lh106C=1069=10613601560P60156016988一壽命指數(shù)，球軸承=3,滾子軸承=10/3。針齒銷跨距Lmm由結(jié)構(gòu)及前面的擺線輪寬度，得L=70采用三支點(diǎn)型式。針齒銷抗彎強(qiáng)度bbMPa0.48FmaxL0.48654970bb3,380.2bbdsp14選用二支點(diǎn)，材料為軸承鋼時(shí)bb=150200MPa針齒銷轉(zhuǎn)角rad0.47106FmaxL20.741066549702dsp4144=550mnm,=。ppJ輸出軸的計(jì)算結(jié)構(gòu)圖如

48、圖4-1,圖4-1輸出軸結(jié)構(gòu)裝配圖設(shè)計(jì)計(jì)算如下:項(xiàng)目代號(hào)單位設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)果及說明轉(zhuǎn)矩TNmm前面已經(jīng)算出，T=1466353輸出轉(zhuǎn)速nvr/minnH1450nv-131.82i11初步確定軸的最小直徑dminmm選材為45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)12表15-3,取Ap=110dminAC1103131.8243mm輸出軸最小直徑顯然安裝聯(lián)軸器與其配合的部分d12,為了使所選直徑d12與聯(lián)軸器的孔徑相適應(yīng)，須選取聯(lián)軸器，聯(lián)軸器的計(jì)算轉(zhuǎn)矩Tca=KaT,由文獻(xiàn)12表14-1,Ka=,Tca=KAT1.314663531906258.9由義獻(xiàn)13表8-7,選HL5彈性柱銷聯(lián)軸器,軸孔徑為d=60,半

49、聯(lián)軸器L=142mm取L12=112mm軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)其裝配結(jié)構(gòu)圖如圖4-1,d34上選用滾動(dòng)深溝球軸承6214,由文獻(xiàn)13表6-1查得，d=70,D=125,B=24,da=79mm,則可知da4=70mm,d23=65;d45上選用深溝球軸承6215,d75mm,D=130mm,B=25mm,da=84mm,所以，d45=75mm,所以，l45=22mm,l23=30mm,l45=120mm,套筒長(zhǎng)93mm,外圈直徑84mm。軸承端蓋由減速器結(jié)構(gòu)定，總寬度為33mm軸上聯(lián)軸器定位采用平鍵聯(lián)接，由文獻(xiàn)13GB/T1095-1979,選用平鍵lbh=901811,鍵槽用鍵槽銃刀加工，同時(shí)為了保證聯(lián)

50、軸器與軸的配合，選擇配合為H7/k6,滾動(dòng)軸承與軸的周向定位借過渡配合來保證，安裝軸承處選軸的尺寸公差為m&由義獻(xiàn)12,表15-2,取軸端倒角為245,各軸肩圓角半徑為r1.5。FiN.*LllF2Zs耳F3f1IU1T-4LJ.L荷|11111111111H1rmII1mm1由前面的軸的結(jié)構(gòu)知，F(xiàn)1、F2一F1二1698811受LF1八108_16988A54力中心距離為116mmF2、F3受力中心距離為50mm因F1=5600N,故FF2-F3二56001啾F2二166年(5600)得F2=8014N,F3=2414N。按穹扭合成應(yīng)力校核進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（

51、即危險(xiǎn)截面4）的強(qiáng)度。根據(jù)卜式及上表中的數(shù)值，并取=,軸的計(jì)算應(yīng)力vM2T32caW前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)12表15-1查得1=60MPa,因此ca1,故安全。1）判斷危險(xiǎn)截面截面2、3、5、9只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地確定的，所以截面2、3、5、9均無需校核。從應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面4和5處過渡配合引起的應(yīng)力集中較為嚴(yán)重；從受載的情況來看，截面4、5上的應(yīng)力最大。由于5軸徑也較大，故不必做強(qiáng)度校核。截面4上應(yīng)力最大，因向該軸只需校核截面4左側(cè)即可。2）截面4左側(cè)抗彎截

52、面系數(shù)W0.1d3=421875抗扭截面系數(shù)WT0.2d3=84375彎矩M=560050=280000N?mm扭矩T=1466353N?mm精確校核軸的疲勞截面上的彎曲應(yīng)力bM=MPaW強(qiáng)度T截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力丁乜=WT軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由義獻(xiàn)12表15-1,得B=640MPa,1=275MPa,1=155MPa。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及，rDteXWK12表3-2，因L0.0291,-1.07,dd經(jīng)插值后可查得=,=;又由12附圖3-1,可得材料敏性系數(shù)為q0.82,q=。故后效應(yīng)力集中系數(shù)為k1qa1=k1qa1=由文獻(xiàn)12附圖3-2得尺、,系數(shù)=；由文獻(xiàn)12

53、附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)=。軸按磨削加工，又附圖的表面質(zhì)量系數(shù)為=軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即q1,則按式得綜合系數(shù)q值為K無上1=K1=又由文獻(xiàn)1231及3-2得碳鋼的特性系數(shù)=,于是，計(jì)算安全系數(shù)Sca值，則得S1=KmS1KmSSS一Sca22梅S故可知其安全。輸入軸的計(jì)算其結(jié)構(gòu)裝配圖如圖4-2圖4-2輸入軸結(jié)構(gòu)裝配圖項(xiàng)目代號(hào)單位計(jì)算、結(jié)果、說明轉(zhuǎn)矩TN-mm由前面已經(jīng)算出，T=144897公稱轉(zhuǎn)矩TcaN-mm由文獻(xiàn)12表14-1,取Ka=,Tca=KaT1.3144897188366dminmm選材為45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，由義獻(xiàn)12表15-3,一/P122取人=110,dminA03；110

54、3227.23mmVnH1450初步確定軸的最小直徑輸出軸最小直徑顯然是安裝軸承的部分di2,為了使所選直徑di2與軸承孔徑相適應(yīng)，須選取軸承，由義獻(xiàn)13GB/T,選取圓柱滾子軸承N406,d=30mqD=90mm,B=23mmCr=KN。校核該軸承：.106/C、10657.2103lh()7199h60nP6015826494該軸承符合壽命要求，所以，d12=30mm,d12=25mm軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)其裝配結(jié)構(gòu)圖如圖4-2,d34上選用滾動(dòng)深溝球軸承6408,由文獻(xiàn)13表6-1查得，d=40,D=110,B=27,da=mm,貝U可知d34=40mm,d56=40mmI34=24mm由減速器的

55、結(jié)構(gòu)知，3=75mmd4550mm,l45=18mm軸上第4-5段與聯(lián)軸器相配合，由義獻(xiàn)13表8-7,選HL3彈性柱銷聯(lián)軸器，軸孔徑為d=35，半聯(lián)軸器l=70mrm取156=60mm軸承端蓋由減速器結(jié)構(gòu)定，總寬度為57mm軸上偏心輪和聯(lián)軸器周向定位采用平鍵聯(lián)接，由義獻(xiàn)13GB/T1095-1979,分別選用平鍵lbh=50108和lbh=45108,鍵槽用鍵槽銃刀加工，同時(shí)為了保證聯(lián)軸器與軸的配合及偏心輪與軸的配合，選擇配合為H7/k6和H7/h6,滾動(dòng)軸承與軸的周向定位借過渡配合來保證，安裝軸承處選軸的尺寸公差為m6由義獻(xiàn)12,表15-2,取軸端倒角為145,各軸肩圓角半徑為r1.ZS.附

56、rrrTTnTTr1力的計(jì)算FiF2-口11口由前面知，F(xiàn)r作用點(diǎn)到Fi、F2作用點(diǎn)的距離相等,都為54mmF2Fi二16988F/108二16988）；54得，F(xiàn)=8494NJ,F2=8494N。按彎扭合成強(qiáng)度校核進(jìn)行校核時(shí)，通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面（即危險(xiǎn)截面2）的強(qiáng)度。根據(jù)下式及上表中的數(shù)值，并取=,軸的計(jì)算應(yīng)力前已選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由文獻(xiàn)12表151查得二60MPa,因此ca，故安全。1）判斷危險(xiǎn)截面截面4、5只受扭矩作用，雖然鍵槽，軸肩及過渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，但由于軸的最小直徑是按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度較為寬裕地確定的，所以截面4、均無需校核。從

57、應(yīng)力集中對(duì)軸的疲勞強(qiáng)度的影響來看，截面2、3、4處過渡配合引起的應(yīng)力集中較為嚴(yán)重；從受載的情況來看，截面2、3上的應(yīng)力最大。所以只需校核2截面，顯然左側(cè)比右側(cè)直徑小，因而該軸只需校核截面2左側(cè)即可。2）截面2左側(cè)抗彎截面系數(shù)W0.1d3=42875抗扭截面系數(shù)WT0.2d3=85750彎矩M=917352N?mm扭矩T=144897N?mm精確校核軸的疲勞強(qiáng)度截面上的彎曲應(yīng)力bM=MPaW截面上的扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力tT3L=MPaWt軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由義獻(xiàn)12表15-1,得B=640MPa,i=275MPa,1=155MPa。截面上由于軸肩而形成的理論應(yīng)力集中系數(shù)及,按文獻(xiàn)12表3-2查取

58、，因-0.029,dD1.16,經(jīng)插值后可查得d=,=;又由義獻(xiàn)12附圖3-1,可得材料敏性系數(shù)為q0.82,q=。故后效應(yīng)力集中系數(shù)為k1qa1=k1qa1=由文獻(xiàn)12附圖3-2得尺寸系數(shù)=；由文獻(xiàn)12附圖3-3的扭轉(zhuǎn)尺寸系數(shù)=o軸按磨削加工，又附圖的表面質(zhì)量系數(shù)為軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，即q1,則按式得綜合系q數(shù)值為K圾,1=K1=又由義獻(xiàn)1231及3-2得碳鋼的特性系數(shù)一，=于是，計(jì)算安全系數(shù)Sca值，則得S1=KmS1KmSSSSca,7sS故可知其安全。其它零件的設(shè)計(jì)其它零件的設(shè)計(jì)見草圖，在此不作說明潤(rùn)滑與密封本減速機(jī)采納油浴潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油選擇中極齒輪油。假設(shè)在低溫或高溫環(huán)境和在啟動(dòng)頻煩的

59、場(chǎng)合，須跟據(jù)情形從頭選擇適宜潤(rùn)滑油。關(guān)于本減速器，在嚴(yán)峻惡劣負(fù)荷條件中工作時(shí)，推薦采納雙曲線齒輪油。密封件選擇J型無骨架油封。針齒殼上開有溝槽，油浸深度為2040mm第五章基于UG的擺線針輪減速器設(shè)計(jì)5.1建模擺線輪擺線輪是一個(gè)盤式結(jié)構(gòu)，其上均勻散布孔的零件，它最大的特點(diǎn)是擺線輪廓；此零件三維建模的難點(diǎn)也在于擺線輪廓的繪制。由于UG5有直接用于繪制擺線的命令，要生成符合要求的擺線輪廓，必需借助于相應(yīng)的程序和方程，生成符合要求的擺線輪齒廓。擺線輪廓直角坐標(biāo)參數(shù)方程前面已經(jīng)給出，現(xiàn)有兩種方式生成擺線輪齒廓曲線：其一是，依照擺線輪參數(shù)方程，用CS言編制一個(gè)生成擺線輪齒廓曲線的程序，將其保留為擴(kuò)展名為

60、.txt文件。用描點(diǎn)法取得擺線上一系列坐標(biāo)點(diǎn)，然后運(yùn)用樣條曲線命令，連接所有坐標(biāo)點(diǎn)，取得擺線輪齒廓曲線，拉伸，然后打中心孔，作柱銷孔及陣列取得擺線輪。其二是，借助UG勺規(guī)律曲線命令，在“工具”菜單下“表達(dá)式”命令對(duì)話框中按UG勺語(yǔ)法格式輸入擺線輪曲線的參數(shù)方程，點(diǎn)擊“插入”菜單下的“規(guī)律曲線”命令，x、y、z各方向的規(guī)律由表達(dá)式中的參數(shù)方程操縱，生成擺線輪齒廓。本文利用的是第二種方式，如圖5-1圖5-1擺線輪齒廓圖5-2擺線輪箱體由于箱體的形狀很復(fù)雜，因此分割體很多，合理的建模順序是很重要的；另外建模應(yīng)該以數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)。圖5-3箱體圖5-4針齒殼輸出軸輸出軸的要緊特點(diǎn)都和圓有關(guān)，要緊利用圓柱、