《基于CAXA的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《基于CAXA的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工（49頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

目 錄前 言 .3第一章 減速器的設(shè)計要求 .3第二章 減速器相關(guān)參數(shù)的計算 .32.1 選擇電動機的類型 32.2 選擇電動機的功率 32.3 計算減速器的總傳動比和分配各級傳動比 32.4 計算減速器各軸的轉(zhuǎn)速，輸入功率和轉(zhuǎn)速 32.4.1 各軸轉(zhuǎn)速 .32.4.2 各軸的輸入功率 32.4.3 各軸的轉(zhuǎn)矩 32.5 計算各齒輪的參數(shù) 32.5.1 材料的選擇 32.5.2 初選小齒輪的齒數(shù) 32.5.3 按接觸面強度計算 .32.5.4 計算小齒輪分度圓直徑 td1.32.5.5 按齒根彎曲強度設(shè)計 .32.5.6 二級齒輪的參數(shù)設(shè)計 .32.6 設(shè)計計算軸 .32.6.1 I 軸的設(shè)計 .32.6.2 II 軸的設(shè)計 32.6.3 III 軸的設(shè)計 3第三章 軸承的潤滑與密封 .33.1 脂潤滑 33.2 油潤滑 33.2.1 飛濺潤滑 33.3 密封 3第四章 齒輪的加工方法 .34.1.無切削加工 .34.2．切削加工 34.2.1 成形法 .34.2.2 展成法 .34.3 齒輪加工方案選擇 3第五章 潤滑油的選擇 .35.1 對潤滑劑的要求 .35.2 潤滑油的選用 .35.2.1 潤滑油性能指標(biāo)的選定 .35.3 潤滑油的使用狀態(tài)監(jiān)控 .35.3.1 監(jiān)控的方法 35.3.2 潤滑油的更換 3第六章 軸承 .36.1 滾針軸承 .36.2 調(diào)心球軸承 .36.3 調(diào)心滾針軸承 .36.4 推力軸承 .3第七章 鍵的選擇 .37.1 平鍵 37.2 半圓鍵 .37.3 楔鍵 37.4 切向鍵 .3結(jié) 論 .3致謝 3參考文獻 3附 錄 .3基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工1前 言減速器是一種動力傳達機構(gòu)，是利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電動機的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到工作所需要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機構(gòu)。在目前用于傳遞動力與運動的機構(gòu)中，減速器的應(yīng)用范圍是相當(dāng)廣泛。幾乎在各式機械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的運用，從交通工具的船舶、汽車，建筑用的重型機具，機械工業(yè)所用的加工機具及自動化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等.其應(yīng)用從大動力的傳輸工作，到小負(fù)荷，精確的角度傳輸都可以見到減速器的應(yīng)用，且在工業(yè)應(yīng)用上，減速器具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。減速器是一種相對精密的機械，使用它的目的主要是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。它的種類繁多，型號各異，不同種類有不同的用途。按照傳動類型可分為齒輪減速器、蝸桿減速器和行星齒輪減速器；按照傳動級數(shù)不同可分為單級和多級減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐－圓柱齒輪減速器；按照傳動的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式減速器。20 世紀(jì) 70－80 年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。通用減速器的發(fā)展趨勢如下：①高水平、高性能。圓柱齒輪普遍采用滲碳淬火、磨齒，承載能力可以提高 4 倍以上，且體積小、重量輕、噪聲低、效率高、可靠性高。 ②積木式組合設(shè)計?；緟?shù)采用優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊，零件通用性和互換性強，系列容易擴充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。 ③型式多樣化，變型設(shè)計多。擺脫了傳統(tǒng)的單一的底座安裝方式，增添了空心軸懸掛式、浮動支承底座、電動機與減速器一體式聯(lián)接，多方位安裝面等不同型式，擴大使用范圍。20 世紀(jì) 60 年代的減速器大多是參照蘇聯(lián) 20 世紀(jì) 40－50 年代的技術(shù)制造的，后來雖然有所發(fā)展，但受限于當(dāng)時的設(shè)計、工藝水平及裝備條件，其總體水平與國際水平有較大差距。改革開放以來，我國引進一批先進的加工裝備，通過引進、消化、吸收國外先進技術(shù)和科研攻關(guān)，逐步掌握了各種高速和低速基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工2重載齒輪裝置的設(shè)計制造技術(shù)。材料和熱處理質(zhì)量及齒輪加工精度也均有較大提高，通用圓柱齒輪的制造精度可從 JB179－60 的 8－9 級提高到 GB10095－88 的 6 級，高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在 4－5 級。部分減速器采用硬齒面后，體積和質(zhì)量明顯減小，承載能力、使用壽命、傳動效率有了較大的提高，對節(jié)能和提高主機的總體水平起到很大的作用。 在國外，齒輪減速器系列無國家標(biāo)準(zhǔn)，只有企業(yè)自己的系列產(chǎn)品和標(biāo)準(zhǔn)，各企業(yè)的產(chǎn)品及標(biāo)準(zhǔn)基本上是 5 年更新一次。以 FLENDER、SEW 為代表的減速器制造商，其最新的產(chǎn)品均具有以下特點：（1）齒輪采用含 Ni 的優(yōu)質(zhì)低碳合金鋼，磨齒，齒輪精度高于 GB6 級，且進行修形（修緣） ；（2）采用模塊化設(shè)計，互換程度高，減少齒輪的庫存，縮短供貨周期；（3）可多面安裝；（4）輸出型式種類多（有圓柱軸伸、法蘭盤、空心軸、帶脹緊盤的空心軸等）（5）選用方法更加細化。由此看來，我國與世界先進水平還有很大的差距，而且傳統(tǒng)的減速器設(shè)計/ 制造主要依賴于手工作業(yè), 效率低; 近些年來, 隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展, 在減速器的設(shè)計方面, 引入了許多繪圖軟件, 例如 AutoCAD,UG,Pro/E,CAXA 等，使減速器設(shè)計與制造質(zhì)量和效率得到根本的改觀。CAXA 是北航海爾開發(fā)出的中國第一款完全自主研發(fā)的 CAD 產(chǎn)品，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的系列化 CAD、CAPP、CAM、DNC、EDM、PDM、MES、MPM 等 PLM 軟件產(chǎn)品和 解決方案，覆蓋了制造業(yè)信息化設(shè)計、工藝、制造和管理四大領(lǐng)域，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于裝備制造、電子電器、汽車、國防軍工、航空航天、工程建設(shè)、教育等各個行業(yè)。CAXA 可以完成繪圖設(shè)計、加工代碼生成、連機通訊等功能，解決任意參數(shù)的齒輪加工問題，即輸入任意的模數(shù)、齒數(shù)等齒輪相關(guān)參數(shù)，由軟件自動生成齒輪、花鍵的加工代碼，集圖紙設(shè)計和代碼編程于一體。 這些功能有利于減基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工3速器的設(shè)計及優(yōu)化，使復(fù)雜的工作簡化，并使機械的工作原理一目了然。CAXA 具有以下特點：(1) 設(shè) 計 、 編 程 集 成 化 。 “CAXA 線 切 割 xp”可 以 完 成 繪 圖 設(shè) 計 、 加 工代 碼 生 成 、連 機 通 訊 等 功 能 ， 集 圖 紙 設(shè) 計 和 代 碼 編 程 于 一 體 。(2) 更 完 善 的 數(shù) 據(jù) 接 口 。 “CAXA 線切割 xp”可直接讀取 EXB 格式文件、DWG 格式文件、任意版本的 DXF 格式文件以及 IGES 格式、DAT 格式等各種類型的文件，使得所有 CAD 軟件生成的圖形都能直接讀入“CAXA 線切割 xp”，這樣不管用戶的數(shù)據(jù)來自何方，均可利用“CAXA 線切割 xp”完成加工編程，生成加工代碼。(3) 圖 紙 、 代 碼 的 打 印 。 “CAXA 線 切 割 xp”可 在 軟 件 內(nèi) 直 接 從 打 印 機 上輸 出 圖 紙 和 生 成 的 代 碼 。 其 中 代 碼 還 允 許 用 戶 進 行 排 版 、 修 改 等 操 作 ， 加 強了 圖 紙 、 代 碼 的 管 理 功 能 。(4) 互 交 式 的 圖 像 矢 量 化 功 能 。 位 圖 矢 量 化 一 直 是 用 戶 很 歡 迎 的 一 個 實用 功 能 ， 新 版 本 對 它 也 進 行 了 加 強 和 改 進 ， 新 的 位 圖 矢 量 化 功 能 能 夠 接 受 的圖 形 格 式 更 多 、 更 常 見 ， 它 可 以 適 用 于 BMP、 GIF、 JPG、 PNG 等 格 式 的 圖 形 ，而 且 在 矢 量 化 后 您 可 以 調(diào) 出 原 圖 進 行 對 比 ， 在 原 圖 的 基 礎(chǔ) 上 對 矢 量 化 后 的 輪廓 進 行 修 正 。(5) 齒 輪 、 花 鍵 加 工 功 能 。 解決任意參數(shù)的齒輪加工問題。輸入任意的模數(shù)、齒數(shù)等齒輪相關(guān)參數(shù)，由軟件自動生成齒輪、花鍵的加工代碼。(6) 完 善 的 通 訊 方 式 。 可 以 將 電 腦 與 機 床 直 接 連 機 ， 將 加 工 代 碼 發(fā) 送到 機 床 的 控 制 器 。 “CAXA 線 切 割 V2”提 供 了 電 報 頭 通 訊 、 光 電 頭 通 訊 、 串 口通 訊 等 多 種 通 訊 方 式 ， 能 與 國 產(chǎn) 的 所 有 機 床 連 接 。(7) 附 送 電 子 圖 板 。 “CAXA 線 切 割 xp”包 含 了 “CAXA 電 子 圖 板 xp”的 全 部 功 能 ， 相 當(dāng) 于 您 同 時 擁 有 了 一 套 電 子 圖 板 ， 除 了 用 于 線 切 割 ， 您 還 可以 用 它 設(shè) 計 零 件 和 管 理 圖 紙 。CAXA 的 產(chǎn) 品 有 ： CAXA 電 子 圖 版 、 CAXA 實 體 設(shè) 計 、 CAXA 制 造 工 程 師 、CAXA 數(shù) 控 車 等 等 ?；?CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工41.CAXA 電 子 圖 板 提 供 強 大 的 圖 形 繪 制 和 編 輯 工 具 ， 除 提 供 基 本 圖 元 繪制 功 能 外 ， 還 提 供 孔 /軸 、 齒 輪 、 公 式 曲 線 以 及 樣 條 曲 線 等 復(fù) 雜 曲 線 的 生 成功 能 ； 同 時 提 供 智 能 化 標(biāo) 注 方 式 ， 具 體 標(biāo) 注 的 所 有 細 節(jié) 均 由 系 統(tǒng) 自 動 完 成 ；提 供 諸 如 尺 寸 驅(qū) 動 、 局 部 放 大 圖 等 工 具 ， 系 統(tǒng) 自 動 捕 捉 您 的 設(shè) 計 意 圖 ， 輕 松實 現(xiàn) 設(shè) 計 過 程 “所 見 即 所 得 ”主 要 功 能 和 特 點 ：(1) 支 持 Unicode 編 碼 ， 全 面 兼 容 AutoCAD 的 數(shù) 據(jù) 結(jié) 構(gòu) 。(2) 基 于 全 新 平 臺 開 發(fā) 的 用 戶 界 面 ， 可 自 由 定 制 、 擴 展 快 速 啟 動 欄 和 面板 。(3) 提 供 了 智 能 捕 捉 、 柵 格 、 導(dǎo) 航 、 正 交 、 極 軸 和 三 視 圖 導(dǎo) 航 等 輔 助 繪圖 方 式 。(4) 基 本 的 曲 線 繪 圖 及 模 塊 化 繪 圖 工 具 ， 可 迅 速 生 成 復(fù) 雜 工 程 曲 線 。(5) 系 統(tǒng) 自 動 識 別 標(biāo) 注 對 象 特 征 。(6) 可 以 快 速 設(shè) 置 圖 紙 尺 寸 、 調(diào) 入 圖 框 、 標(biāo) 題 欄 、 參 數(shù) 欄 、 技 術(shù) 要 求 庫等 信 息 。(7) 提 供 符 合 最 新 國 標(biāo) 的 參 量 化 圖 庫 和 構(gòu) 件 庫 。(8) 支 持 主 流 的 Windows 驅(qū) 動 打 印 機 和 繪 圖 儀 。(9) 支 持 轉(zhuǎn) 換 專 業(yè) 化 明 細 表 和 標(biāo) 題 欄 。2.CAXA 實 體 設(shè) 計 是 一 套 既 支 持 全 參 數(shù) 化 的 工 程 建 模 方 式 ， 又 具 備 獨 特的 創(chuàng) 新 模 式 ， 并 且 無 縫 集 成 了 專 業(yè) 二 維 工 程 圖 模 塊 的 功 能 全 面 的 CAD 軟 件 。集 成 ACIS 和 Parasolid 雙 內(nèi) 核 ， 與 其 它 三 維 CAD 協(xié) 作 交 流 無 障 礙 ； 隨 心 所欲 的 產(chǎn) 品 設(shè) 計 能 力 ， 符 合 主 流 習(xí) 慣 的 專 業(yè) 二 維 工 程 圖 。 打 造 完 美 數(shù) 字 樣 機 。主 要 功 能 和 特 點 ：(1) 打 破 傳 統(tǒng) 3D 軟 件 單 一 設(shè) 計 思 維 的 制 約 ， 既 支 持 協(xié) 同 創(chuàng) 新 設(shè) 計 ， 支持 工 程 設(shè) 計 。(2) 無 縫 集 成 CAXA 電 子 圖 板 作 為 2D 設(shè) 計 環(huán) 境 ， 在 三 維 設(shè) 計 環(huán) 境 中 可 直接 讀 取 工 程 圖 數(shù) 據(jù) 。(3) 領(lǐng) 先 的 數(shù) 據(jù) 交 互 能 力 ， 兼 容 各 種 主 流 的 3D 軟 件 ?；?CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工5(4) 獨 特 的 三 維 球 工 具 為 各 種 三 維 對 象 的 各 種 復(fù) 雜 變 換 提 供 了 靈 活 、便 捷 的 操 作 方 式 。(5) 直 接 用 鼠 標(biāo) 拖 動 設(shè) 計 元 素 進 行 設(shè) 計 操 作 。(6) 供 了 豐 富 的 符 合 新 國 標(biāo) 的 零 件 庫 。(7) 知 識 重 用 設(shè) 計 庫 可 將 設(shè) 計 完 成 的 零 件 /裝 配 特 征 裝 入 自 建 的 零 件 庫中 。(8) 結(jié) 合 照 片 工 作 室 場 景 生 成 逼 真 的 產(chǎn) 品 仿 真 效 果 。3． CAXA 制 造 工 程 師 是 具 有 卓 越 工 藝 性 的 數(shù) 控 編 程 軟 件 。 是 數(shù) 控 加 工 編程 精 品 ， 具 有 精 （ 精 品 風(fēng) 范 、 頂 尖 利 器 ） 、 穩(wěn) （ 穩(wěn) 定 可 靠 、 百 煉 成 金 ） 、 易（ 工 藝 卓 越 、 易 學(xué) 易 用 ） 、 快 （ 事 半 功 倍 、 高 效 快 捷 ） 等 特 性 。 它 為 數(shù) 控 加工 行 業(yè) 提 供 了 從 造 型 、 設(shè) 計 到 加 工 代 碼 生 成 、 加 工 仿 真 、 代 碼 校 驗 等 一 體 化的 解 決 方 案 ， 是 數(shù) 控 機 床 真 正 的 “大 腦 ”。基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工6基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工第一章 減速器的設(shè)計要求1．如下圖 1.1 所示運輸機的傳動方案。已知運輸帶的有效拉力 F=2000N,卷筒的直徑 D=400mm,運輸速度 v=1.6m/s,卷筒的效率為 0.98，工作壽命為 15年，每年工作 300 天，兩班制。圖 1-1 減速器運輸機示意圖基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工7第二章 減速器相關(guān)參數(shù)的計算2.1 選擇電動機的類型按已知的工作條件，選擇 Y 型全封閉籠型三相異步電動機2.2 選擇電動機的功率工作所需的電動機輸出功率為?10FvPd?432124??? 式中 98.0,7.,98.0,. 4321 ???，分別代表彈性聯(lián)軸器，滾子軸承，齒輪傳動，卷筒的效率。 97.08.9.0242??KWPd6.3.1?卷筒的工作轉(zhuǎn)速為 min/39.7640.160rDvnw ?????綜合考慮電動機和和傳動裝置的尺寸，重量以及傳動比，選定的電動的型號為 32?MY。電動機的主要外形尺寸和安裝尺寸如下表 2-1 所示表 2-1 61電動機參數(shù)中心高H132基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工8外型尺寸??HDACL??2/ 515×345×315底腳安裝尺寸 B216×178地腳螺栓孔直徑D12軸伸尺寸 E?38×80裝鍵部位尺寸 GDF10×412.3 計算減速器的總傳動比和分配各級傳動比選定的電動機的滿載轉(zhuǎn)速為 mn和卷筒的轉(zhuǎn)速 wn的比值就是總傳動比56.1239.70?wi對于一般的展開式二級圓柱齒輪減速器，建議高速級傳動比 ??215.~3ii?，所以取 92.,3.41?ii， 2.4 計算減速器各軸的轉(zhuǎn)速，輸入功率和轉(zhuǎn)速2.4.1 各軸轉(zhuǎn)速 min/39.763rnw?i/90i/0.2.212rnim??式中 3,21n分別代表第一,二,三軸的轉(zhuǎn)速?；?CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工92.4.2 各軸的輸入功率 kWPd82.39.0611?????6782.32 k4523?P39045.1 ????筒式中 3,21分別代表第一,二,三軸的輸入功率， 筒P代表卷筒的輸入功率。2.4.3 各軸的轉(zhuǎn)矩 MNnPTmdd ????40.3896.509?1.43811?i ?7.5.0.22 NT????? 2439027533 M??6.8.412?筒2.5 計算各齒輪的參數(shù)2.5.1 材料的選擇小齒輪的材料為 40Cr(調(diào)質(zhì)） ，硬度為 280HBS。大齒輪的材料為 45 鋼（調(diào)質(zhì)） ，硬度為 240HBS，二者的差為 40HBS。2.5.2 初選小齒輪的齒數(shù)基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工10初步選擇小齒輪的齒數(shù) 241?Z,所以 9612??Zi。2.5.3 按接觸面強度計算（1）試選載荷系數(shù) 3.1?tK。（2）轉(zhuǎn)矩 MNnpT???451 1089。（3）齒寬系數(shù) ?d?。（4）由文獻[14]查得材料的彈性影響系數(shù) 218.9aEPZ?。（5）按齒面硬度查文獻[15]得小齒輪接觸疲勞強度極限為 MPaH60lim??。（6）按齒面硬度查文獻[15]得大齒輪接觸疲勞強度極限為 52li（7）應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 91 147.)3082(196060 ????hnjLN92.3.47（8）由文獻[16]查得接觸疲勞壽命系數(shù) 0.1?HNK， 95.2?HN。（9）計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為 1%，安全系數(shù) S。MPaSKHNH54069.0][lim?????.22li2 。2.5.4 計算小齒輪分度圓直徑 td1（1）代入 ][H?中的較小值 mZuTKdHEdtt 629.4)][(132. 21 ??????（2）計算圓周速度 v基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工11smndvt/34.2106?????（3）計算齒寬 btd 941???（4）計算齒寬與齒高之比 4.126.1?Zmtt mht 37952??.0.4b（5）計算載荷系數(shù) k根據(jù) smv/34.2?，7 級精度，由文獻[17]查表得，動載系數(shù) 1.?VK, 1?FHK, 使用系數(shù) 1?AK， 417.?H, 4.?F，所以載荷系數(shù)58.??? ?HVA（6）實際載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑 1dmKdtt54.931??。（7）計算模數(shù)06.24.1Z2.5.5 按齒根彎曲強度設(shè)計（1）由文獻[18]查得小齒輪的彎曲疲勞強度極限 MPaFE501??，由文獻[19]查得大齒輪的彎曲疲勞強度極限 FE382（2）彎曲疲勞壽命系數(shù) 84.01?FNK, 87.02FN基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工12（3）計算彎曲疲勞許用應(yīng)力取彎曲疲勞安全系數(shù) 4.1?S，MPaKFENF30][1??, MPaSKFENF14.236][2???（4）計算載荷系數(shù) K 5.1???? ??FVA（5）由文獻[20]查表得，齒形系數(shù) 65.21FaY， 8.2?Fa（6）由文獻[20]查表得，應(yīng)力校正系數(shù).1sa， 79.12sa（7） 01396.][1??FSaY? ， 065.][2??FSY? 取二者之中較大數(shù)值，則 mZKTmFSad 5.1062.418.3][232311 ??????圓整為 2mm（8）齒數(shù) 254.91?mdZ， 107253.42??Z（9）齒輪直徑0211???， mmd4212?（10）中心距 a321??（11）齒寬 mdb501???， B51 ， m502?2.5.6 二級齒輪的參數(shù)設(shè)計同理可求得，二級齒輪的參數(shù)（1）模數(shù) 5.2?m，基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工13（2）齒數(shù) mZ30?， Z84?，（3）齒輪直徑 d75， md20（4）中心距 a.12，（5）齒寬 B803?， 4?2.6 設(shè)計計算軸2.6.1 I 軸的設(shè)計（1）列出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 kWP82.31?, min/9601r?， mNT??01.38（2）初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為 45 鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)，選取 20A, 則nAd02.1930min??，所以初選最小直徑為 22mm。（3）軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器的地方，如下圖 2-1 最右側(cè)。（4）軸的最左側(cè)是安裝軸承的地方，選擇的軸承代號為 6005，其內(nèi)徑 d=25mm，外徑 D=47mm，寬度 B=12mm。（5）鍵的公稱尺寸 mhb78??（6）使用 CAXA 電子圖版畫出 I 軸的二維平面圖，如圖 2-1 所示。（7）使用 CAXA 數(shù)控車對 I 軸加工首先打開 CAXA 數(shù)控車，由于該軟件是模擬數(shù)控車的切削加工過程，所以只需畫出軸的一半圖形，而且是先加工右側(cè)部分，然后加工左側(cè)部分。如下圖 2-2 所示，然后點擊“數(shù)控車”選擇“輪廓粗車” ，選擇車削時的參數(shù)。進行如圖2-3，圖 2-4，圖 2-5，圖 2-6 所示選擇之后將生成刀具軌跡，在“數(shù)控車”中選擇“軌跡仿真”就會動態(tài)的模擬車刀切割過程，如圖 2-7 所示。最后生成 G代碼?；?CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工14圖 2-1 I 軸二維圖圖 2-2 I 軸粗車示意圖圖 2-3 粗車加工參數(shù)基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工15圖 2-4 粗車進退刀方式圖 2-5 粗車切削用量基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工16圖 2-6 粗車刀具選圖 2-7 生成粗車軌跡選擇基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工172.6.2 II 軸的設(shè)計（1）列出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 kWP63.2?, min/06.23rn?， mNT??37.152（2）初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為 45 鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)，選取 0A, 則nPd39.320min?，所以初選最小的直徑為 35mm。（3）軸的兩側(cè)安裝軸承，其代號為 6007，內(nèi)徑 d=35mm，D=62mm，寬度B=14mm，（4）軸上的兩個鍵的安裝尺寸 mhb812??（5）使用 CAXA 電子圖版畫出 II 軸的二維平面圖，如圖 2-8 所示。（6）使用 CAXA 數(shù)控車對 II 軸的加工方法與 I 軸相同?；?CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工18圖 2-8 II 軸二維圖2.6.3 III 軸的設(shè)計（1）列出軸上的功率，轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩 kWP45.3?， min/39.76rn?， mNT??27.431（2）初步確定軸的最小直徑選取軸的材料為 45 鋼，經(jīng)過調(diào)質(zhì)，選取 0A, 則nPd75.4230min?，（3）軸的最小直徑是安裝聯(lián)軸器的地方，如下圖最右側(cè)。（4）軸的最左側(cè)是安裝軸承的地方，選擇的軸承代號為 6011，其內(nèi)徑d=55mm，外徑 D=90mm，寬度 B=18mm。（5）軸左側(cè)鍵的公稱尺寸為 mhb18??，右側(cè)鍵的公稱尺寸mhb914??（6）使用 CAXA 電子圖版畫出 III 軸的二維平面圖，如圖 2-9 所示。（8）使用 CAXA 數(shù)控車對 III 軸的加工與 I 軸相同。基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工19圖 2-9 III 軸二維圖基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工20第三章 軸承的潤滑與密封3.1 脂潤滑 當(dāng)浸油齒輪的圓周速度小于 2m/s 或 min/1025rdn???（d 為軸承的內(nèi)徑，n 為轉(zhuǎn)速）時，宜采用脂潤滑。為防止箱體內(nèi)的浸入軸承與潤滑脂混合，防止?jié)櫥魇В瑧?yīng)在箱體內(nèi)側(cè)裝擋油環(huán)，擋油環(huán)的裝填量不應(yīng)超過軸承空間的1/3 到 1/2。3.2 油潤滑 當(dāng)浸油齒輪的圓周速度大于 2m/s 或 min/1025rdn???時，宜采用油潤滑。油潤滑通常有三種方式：3.2.1 飛濺潤滑 傳動件的轉(zhuǎn)動帶其潤滑油直接濺入軸承內(nèi)，或先濺到箱壁上，順著內(nèi)壁流入箱體的油溝里，再沿油溝流入軸承內(nèi)。此時端蓋端部必須開槽，并將端蓋端部的直徑取小些，以免油路堵塞。當(dāng)傳動件直徑較小時，或者傳動件是斜齒輪或蝸桿時，會使過多的潤滑油沖向軸承而增加軸承的阻力，這種情況下應(yīng)在軸承的前裝置擋油板。3.2.2 浸油潤滑 將軸承直接浸入箱內(nèi)油中進行潤滑。這種潤滑方式常用于置式蝸桿減速器蝸桿軸承的潤滑，油面高度不應(yīng)超過軸承最低滾動體的中心，以免加大攪油損失。若傳動件直徑小于軸承滾動體中心分布圓直徑時，可在軸上裝設(shè)濺油輪并使其浸入油中，傳動件不接觸油面而靠濺油潤滑，軸承仍為浸油潤滑。3.2.3 刮油潤滑 當(dāng)傳動件圓周速度很低（基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工21smv/2?）時，可利用裝在箱體內(nèi)的刮油板刮油潤滑軸承，刮油板和傳動件之間應(yīng)留 0.1-0.5mm 的間隙。3.3 密封 軸伸端密封方式有接觸式和非接觸式兩種。橡膠油封是接觸式密封中的一種，密封效果較好。橡膠油封中常用的油封有 V 形橡膠油封、U 形橡膠油封、Y形橡膠油封、L 形橡膠油封和 J 形橡膠油封等幾種。其中較為常見的是 J 形橡膠油封，可用于脂潤滑和油潤滑的軸承中。安裝時應(yīng)注意油封的安裝方向，當(dāng)以防漏油為主時，油封的唇邊對著箱內(nèi)；當(dāng)以防外界灰塵、雜質(zhì)為主時，唇邊對著箱外；當(dāng)兩油封相背放置時，防漏防塵效果都好。氈圈密封是接觸式密封中壽命較低、密封效果相對較差的一種，但其結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，適用于脂潤滑軸承中。氈圈的效果為矩形工作時將氈圈嵌入剖面為梯形的環(huán)形槽中并壓緊在軸上，以得密封效果。氈圈密封的接觸面易磨損，一般用于圓周速度小于 4--5m/s 的場合。為避免磨損可采用非接觸式密封，隙縫密封是其中常用的一種。它是利用充滿潤滑脂的環(huán)形間隙來達到密封效果。隙縫密封結(jié)構(gòu)簡單、成本低，但不夠可靠，適用于脂潤滑的軸承中。若要求更高的密封性能，可采用迷宮式的轉(zhuǎn)動件和固定件之間存在著曲折的軸 隙利用其間充滿的潤滑脂來達到密封效果，可用于脂潤滑和油潤滑。 基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工22第四章 齒輪的加工方法齒形加工方法很多，按加工中有無切削，可分為無切削加工和有切削加工兩大類。4.1.無切削加工 無切削加工包括熱軋齒輪、冷軋齒輪、精鍛、粉末冶金等新工藝。無切削加工具有生產(chǎn)率高，材料消耗少、成本低等一系列的優(yōu)點，目前已推廣使用。但因其加工精度較低，工藝不夠穩(wěn)定，特別是生產(chǎn)批量小時難以采用，這些缺點限制了它的使用。4.2．切削加工 齒形的切削加工，具有良好的加工精度，目前仍是齒形的主要加工方法。按其加工原理可分為成形法和展成法兩種。4.2.1 成形法成形法的特點是所用刀具的切削刃形狀與被切齒輪輪槽的形狀相同，用成形原理加工齒形的方法有：用齒輪銑刀在銑床上銑齒、用成形砂輪磨齒、用齒輪拉刀拉齒等方法。這些方法由于存在分度誤差及刀具的安裝誤差，所以加工精度較低，一般只能加工出 9-10 級精度的齒輪。此外，加工過程中需作多次不連續(xù)分齒，生產(chǎn)率也很低。因此，主要用于單件小批量生產(chǎn)和修配工作中加工精度不高的齒輪。4.2.2 展成法展成法是應(yīng)用齒輪嚙合的原理來進行加工的，用這種方法加工出來的齒形輪廓是刀具切削刃運動軌跡的包絡(luò)線。齒數(shù)不同的齒輪，只要模數(shù)和齒形角相同，都可以用同一把刀具來加工。用展成原理加工齒形的方法有：滾齒、插齒、基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工23剃齒、珩齒和磨齒等方法。其中剃齒、珩齒和磨齒屬于齒形的精加工方法。展成法的加工精度和生產(chǎn)率都較高，刀具通用性好，所以在生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。（1）滾齒滾齒是齒形加工方法中生產(chǎn)率較高、應(yīng)用最廣的一種加工方法。在滾齒機上用齒輪滾刀加工齒輪的原理，相當(dāng)于一對螺旋齒輪作無側(cè)隙強制性的嚙合。滾齒加工的通用性較好,既可加工圓柱齒輪，又能加工蝸輪；既可加工漸開線齒形，又可加工圓弧、擺線等齒形；既可加工大模數(shù)齒輪，大直徑齒輪。滾齒可直接加工 8-9 級精度齒輪，也可用作 7 級以上齒輪的粗加工及半精加工。滾齒可以獲得較高的運動精度，但因滾齒時齒面是由滾刀的刀齒包絡(luò)而成，參加切削的刀齒數(shù)有限，因而齒面的表面粗糙度較粗。為了提高滾齒的加工精度和齒面質(zhì)量，宜將粗精滾齒分開。（2）插齒從插齒過程的原理上分析，插齒刀相當(dāng)于一對軸線相互平行的圓柱齒輪相嚙合。插齒刀實質(zhì)上就是一個磨有前后角并具有切削刃的齒輪。插齒的主要運動有：1）切削運動 插齒刀的上、下往復(fù)運動。2）分齒展成運動 插齒刀與工件之間應(yīng)保持正確的嚙合關(guān)系。插齒刀往復(fù)一次，工件相對刀具在分度圓上轉(zhuǎn)過的弧長為加工時的圓周進給量，故刀具與工件的嚙合過程也就是圓周進給過程。3）徑向進給運動插齒時，為逐步切至全齒深，插齒刀應(yīng)有徑向進給量 fr。4）讓刀運動 插齒刀作上下往復(fù)運動時，向下是切削行程。為了避免刀具擦傷已加工的齒面并減少刀齒的磨損，在插齒刀向上運動時，工作臺帶動工件退出切削區(qū)一段距離（徑向） 。插齒刀工作行程時，工作臺再恢復(fù)原位。插齒的工藝特點基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工241）插齒的齒形精度比滾齒高 滾齒時，形成齒形包絡(luò)線的切線數(shù)量只與滾刀容屑槽的數(shù)目和基本蝸桿的頭數(shù)有關(guān)，它不能通過改變加工條件而增減；但插齒時，形成齒形包絡(luò)線的切線數(shù)量由圓周進給量的大小決定，并可以選擇。此外，制造齒輪滾刀時是近似造型的蝸桿來替代漸開線基本蝸桿，這就有造形誤差。而插齒刀的齒形比較簡單，可通過高精度磨齒獲得精確的漸開線齒形。所以插齒可以得到較高的齒形精度。2）插齒后齒面的粗糙度比滾齒細。這是因為滾齒時，滾刀在齒向方向上作間斷切削，而插齒時插齒刀沿齒向方向的切削是連續(xù)的，所以插齒時齒面粗糙度較細。 3）插齒的運動精度比滾齒差。這是因為插齒機的傳動鏈比滾齒機多了一個刀具蝸輪副，即多了一部分傳動誤差。另外，插齒刀的一個刀齒相應(yīng)切削工件的一個齒槽，因此，插齒刀本身的周節(jié)累積誤差必然會反映到工件上。而滾齒時，因為工件的每一個齒槽都是由滾刀相同的 2～3 圈刀齒加工出來，故滾刀的齒距累積誤差不影響被加工齒輪的齒距精度，所以滾齒的運動精度比插齒高。4）插齒的齒向誤差比滾齒大。插齒時的齒向誤差主要決定于插齒機主軸回轉(zhuǎn)軸線與工作臺回轉(zhuǎn)軸線的平行度誤差。由于插齒刀工作時往復(fù)運動的頻率高，使得主軸與套筒之間的磨損大，因此插齒的齒向誤差比滾齒大。所以就加工精度來說，對運動精度要求不高的齒輪，可直接用插齒來進行齒形精加工，而對于運動精度要求較高的齒輪和剃前齒輪（剃齒不能提高運動精度） ，則用滾齒較為有利。（3）剃齒剃齒加工是根據(jù)一對螺旋角不等的螺旋齒輪嚙合的原理，剃齒刀與被切齒輪的軸線空間交叉一個角度，在嚙合傳動中，由于軸線交叉角“φ”的存在，齒面間沿齒向產(chǎn)生相對滑移，此滑移速度 v 切=(vt2-vt1)即為剃齒加工的切削速度。剃齒刀的齒面開槽而形成刀刃，通過滑移速度將齒輪齒面上的加工余量基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工25切除。由于是雙面嚙合，剃齒刀的兩側(cè)面都能進行切削加工，但由于兩側(cè)面的切削角度不同，一側(cè)為銳角，切削能力強；另一側(cè)為鈍角，切削能力弱，以擠壓擦光為主，故對剃齒質(zhì)量有較大影響。為使齒輪兩側(cè)獲得同樣的剃削條件，則在剃削過程中，剃齒刀做交替正反轉(zhuǎn)運動。（4）珩齒珩齒原理與剃齒相似，珩輪與工件類似于一對螺旋齒輪呈無側(cè)隙嚙合，利用嚙合處的相對滑動，并在齒面間施加一定的壓力來進行珩齒。珩齒時的運動和剃齒相同。即珩輪帶動工件高速正、反向轉(zhuǎn)動，工件沿軸向往復(fù)運動及工件徑向進給運動。與剃齒不同的是開車后一次徑向進給到預(yù)定位置，故開始時齒面壓力較大，隨后逐漸減小，直到壓力消失時珩齒便結(jié)束。珩輪由磨料（通常 80?！?80＃粒度的電剛玉）和環(huán)氧樹脂等原料混合后在鐵芯澆鑄而成。珩齒是齒輪熱處理后的一種精加工方法。與剃齒相比較，珩齒具有以下工藝特點：1）珩輪結(jié)構(gòu)和磨輪相似，但珩齒速度甚低（通常為 1～3m/s），加之磨粒粒度較細，珩輪彈性較大，故珩齒過程實際上是一種低速磨削、研磨和拋光的綜合過程。2）珩齒時，齒面間隙沿齒向有相對滑動外，沿齒形方向也存在滑動，因而齒面形成復(fù)雜的網(wǎng)紋，提高了齒面質(zhì)量，其粗糙度可從 Ra1.6μm 降到Ra0.8～0.4μm。3）珩輪彈性較大，對珩前齒輪的各項誤差修正作用不強。因此，對珩輪本身的精度要求不高，珩輪誤差一般不會反映到被珩齒輪上。4）珩輪主要用于去除熱處理后齒面上的氧化皮和毛刺。珩齒余量一般不超過0.025mm，珩輪轉(zhuǎn)速達到 1000 r/min 以上，縱向進給量為 0.05 ～0.065mm/r。5）珩輪生產(chǎn)率甚高，一般一分鐘珩一個，通過 3～5 次往復(fù)即可完成。（5）磨齒磨齒是目前齒形加工中精度最高的一種方法。它既可磨削未淬硬齒輪，也可磨削淬硬的齒輪。磨齒精度 4～6 級，齒面粗糙度為 Ra0.8 ～0.2μm。對齒輪誤差及熱處理變形有較強的修正能力。多用于硬齒面高精度齒輪及插齒刀、基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工26剃齒刀等齒輪刀具的精加工。其缺點是生產(chǎn)率低，加工成本高，故適用于單件小批生產(chǎn)。根據(jù)齒面漸開線的形成原理，磨齒方法分為仿形法和展成法兩類。仿形法磨齒是用成形砂輪直接磨出漸開線齒形，目前應(yīng)用甚少；展成法磨齒是將砂輪工作面制成假想齒條的兩側(cè)面，通過與工件的嚙合運動包絡(luò)出齒輪的漸開線齒面。常用的磨齒方法：錐面砂輪磨齒和雙片蝶形砂輪磨齒。4.3 齒輪加工方案選擇齒輪加工方案的選擇，主要取決于齒輪的精度等級、生產(chǎn)批量和熱處理方法等。下面提出齒輪加工方案選擇時的幾條原則，以供參考：（1）對于 8 級及 8 級以下精度的不淬硬齒輪，可用銑齒、滾齒或插齒直接達到加工精度要求。（2）對于 8 級及 8 級以下精度的淬硬齒輪，需在淬火前將精度提高一級，其加工方案可采用：滾（插）齒－齒端加工－齒面淬硬－修正內(nèi)孔。（3）對于 6 ～7 級精度的不淬硬齒輪，其齒輪加工方案：滾齒－剃齒。（4）對于 5 級及 5 級精度以上的齒輪，一般采用磨齒方案。（5）對于大批量生產(chǎn)，用滾（插）齒－冷擠齒的加工方案，可穩(wěn)定地獲得 7 級精度齒輪?；?CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工27第五章 潤滑油的選擇潤滑油是用在各種類型機械上以減少摩擦，保護機械及加工件的液體潤滑劑，主要起潤滑、冷卻、防銹、清潔、密封和緩沖等作用。5.1 對潤滑劑的要求（1）減摩抗磨，降低摩擦阻力以節(jié)約能源，減少磨損以延長機械壽命，提高經(jīng)濟效益； （2）冷卻，要求隨時將摩擦熱排出機外； （3） 密封，要求防泄漏、防塵、防竄氣； （4） 抗腐蝕防銹，要求保護摩擦表面不受油變質(zhì)或外來侵蝕； （5） 清凈沖洗，要求把摩擦面積垢清洗排除； （6） 應(yīng)力分散緩沖，分散負(fù)荷和緩和沖擊及減震； 5.2 潤滑油的選用 潤滑油選用是潤滑油使用的首要環(huán)節(jié)，是保證設(shè)備合理潤滑和充分發(fā)揮潤滑油性能的關(guān)鍵。 選用潤滑油應(yīng)綜合考慮以下三方面的要素： (1) 機械設(shè)備實際使用時的工作條件 ； (2) 機械設(shè)備制造廠商說明書的指定或推薦； (3) 潤滑油制造廠商的規(guī)定或推薦。 5.2.1 潤滑油性能指標(biāo)的選定 (1) 粘度 基于 CAXA 的二級減速器優(yōu)化設(shè)計及加工28粘度是各種潤滑油分類分級的指標(biāo)，對質(zhì)量鑒別和確定有決定性意義。設(shè)備用潤滑油粘度選定依設(shè)計或計算數(shù)據(jù)查有關(guān)圖表來確定。 （2）傾點 傾點是間接表示潤滑油貯運和使用時低溫流動性的指標(biāo)。經(jīng)驗證明一般潤滑油的使用溫度必須比傾點高 5~10 ℃。 （3）閃點 閃點主要是潤滑油貯運及使用是安全的指標(biāo)，同時也作為生產(chǎn)時控制潤滑油餾分和揮發(fā)性的指標(biāo)。潤滑油閃點指標(biāo)規(guī)定的原則是按安全規(guī)定留 1/2 安全系數(shù)，即比實際使用溫度高昂 1/2 。如內(nèi)燃機油底殼油溫最高不超過 120 ℃，因而規(guī)定內(nèi)燃機油閃點最低 180 ℃。 (4) 性能指標(biāo)的選定 性能指標(biāo)比較多，不同品種差距懸殊，應(yīng)綜合設(shè)備的工況、制造廠要求和油品說明及介紹合理決定。努力做到既滿足潤滑技術(shù)要求又經(jīng)濟合理。5.3 潤滑油的使用狀態(tài)監(jiān)控 潤滑油在使用過程中會逐步老化變質(zhì)這是必然的規(guī)律。老化變質(zhì)有兩種情況：一種是正常的老化變質(zhì)；另一種為因受水污染等異常因素的異常變質(zhì)。進行潤滑油使用狀態(tài)監(jiān)控，可及時掌握油品的技術(shù)狀態(tài)，預(yù)防設(shè)備潤滑事故發(fā)生，延長油品使用壽命。 5.3.1 監(jiān)控的方法 (1) 抽查操作人員執(zhí)行設(shè)備潤滑“五定”規(guī)范標(biāo)致。 (2) 采樣觀察油品的外觀情況，檢查油品的顏色、透明度、氣味等情況。 (3) 定期進行粘度、閃點、水份、酸値 ( 或堿值 ) 等能反映油品質(zhì)量變化的關(guān)鍵理化指標(biāo)。 (4) 沒有試驗室的可以進行水份爆音試驗和斑跡試驗等。