基于UG三維的渦輪蝸桿減速器設(shè)計(jì),基于,ug,三維,渦輪,蝸桿,減速器,設(shè)計(jì) 英文原文 EXTENDING BEARING LIFE Abstract Nature works hard to destroy bearings but their chances of survival can be improved by following a few simple guidelines Extreme neglect in a bearing leads to overheating and possibly seizure or at worst an explosion But even a failed bearing leaves clues as to what went wrong After a little detective work action can be taken to avoid a repeat performance Keywords bearings failures life Bearings fail for a number of reasons but the most common are misapplication contamination improper lubricant shipping or handling damage and misalignment The problem is often not difficult to diagnose because a failed bearing usually leaves telltale signs about what went wrong However while a postmortem yields good information it is better to avoid the process altogether by specifying the bearing correctly in The first place To do this it is useful to review the manufacturers sizing guidelines and operating characteristics for the selected bearing Equally critical is a study of requirements for noise torque and runout as well as possible exposure to contaminants hostile liquids and temperature extremes This can provide further clues as to whether a bearing is right for a job 1 Why bearings fail About 40 of ball bearing failures are caused by contamination from dust dirt shavings and corrosion Contamination also causes torque and noise problems and is often the result of improper handling or the application environment Fortunately a bearing failure caused by environment or handling contamination is preventable and a simple visual examination can easily identify the cause Conducting a postmortem il1ustrates what to look for on a failed or failing bearing Then understanding the mechanism behind the failure such as brinelling or fatigue helps eliminate the source of the problem Brinelling is one type of bearing failure easily avoided by proper handing and assembly It is characterized by indentations in the bearing raceway caused by shock loading such as when a bearing is dropped or incorrect assembly Brinelling usually occurs when loads exceed the material yield point 350 000 psi in SAE 52100 chrome steel It may also be caused by improper assembly Which places a load across the races Raceway dents also produce noise vibration and increased torque A similar defect is a pattern of elliptical dents caused by balls vibrating between raceways while the bearing is not turning This problem is called false brinelling It occurs on equipment in transit or that vibrates when not in operation In addition debris created by false brinelling acts like an abrasive further contaminating the bearing Unlike brinelling false binelling is often indicated by a reddish color from fretting corrosion in the lubricant False brinelling is prevented by eliminating vibration sources and keeping the bearing well lubricated Isolation pads on the equipment or a separate foundation may be required to reduce environmental vibration Also a light preload on the bearing helps keep the balls and raceway in tight contact Preloading also helps prevent false brinelling during transit Seizures can be caused by a lack of internal clearance improper lubrication or excessive loading Before seizing excessive friction and heat softens the bearing steel Overheated bearings often change color usually to blue black or straw colored Friction also causes stress in the retainer which can break and hasten bearing failure Premature material fatigue is caused by a high load or excessive preload When these conditions are unavoidable bearing life should be carefully calculated so that a maintenance scheme can be worked out Another solution for fighting premature fatigue is changing material When standard bearing materials such as 440C or SAE 52100 do not guarantee sufficient life specialty materials can be recommended In addition when the problem is traced back to excessive loading a higher capacity bearing or different configuration may be used Creep is less common than premature fatigue In bearings it is caused by excessive clearance between bore and shaft that allows the bore to rotate on the shaft Creep can be expensive because it causes damage to other components in addition to the bearing 0ther more likely creep indicators are scratches scuff marks or discoloration to shaft and bore To prevent creep damage the bearing housing and shaft fittings should be visually checked Misalignment is related to creep in that it is mounting related If races are misaligned or cocked The balls track in a noncircumferencial path The problem is incorrect mounting or tolerancing or insufficient squareness of the bearing mounting site Misalignment of more than 1 4 can cause an early failure Contaminated lubricant is often more difficult to detect than misalignment or creep Contamination shows as premature wear Solid contaminants become an abrasive in the lubricant In addition insufficient lubrication between ball and retainer wears and weakens the retainer In this situation lubrication is critical if the retainer is a fully machined type Ribbon or crown retainers in contrast allow lubricants to more easily reach all surfaces Rust is a form of moisture contamination and often indicates the wrong material for the application If the material checks out for the job the easiest way to prevent rust is to keep bearings in their packaging until just before installation 2 Avoiding failures The best way to handle bearing failures is to avoid them This can be done in the selection process by recognizing critical performance characteristics These include noise starting and running torque stiffness nonrepetitive runout and radial and axial play In some applications these items are so critical that specifying an ABEC level alone is not sufficient Torque requirements are determined by the lubricant retainer raceway quality roundness cross curvature and surface finish and whether seals or shields are used Lubricant viscosity must be selected carefully because inappropriate lubricant especially in miniature bearings causes excessive torque Also different lubricants have varying noise characteristics that should be matched to the application For example greases produce more noise than oil Nonrepetitive runout NRR occurs during rotation as a random eccentricity between the inner and outer races much like a cam action NRR can be caused by retainer tolerance or eccentricities of the raceways and balls Unlike repetitive runout no compensation can be made for NRR NRR is reflected in the cost of the bearing It is common in the industry to provide different bearing types and grades for specific applications For example a bearing with an NRR of less than 0 3um is used when minimal runout is needed such as in disk drive spindle motors Similarly machine tool spindles tolerate only minimal deflections to maintain precision cuts Consequently bearings are manufactured with low NRR just for machine tool applications Contamination is unavoidable in many industrial products and shields and seals are commonly used to protect bearings from dust and dirt However a perfect bearing seal is not possible because of the movement between inner and outer races Consequently lubrication migration and contamination are always problems Once a bearing is contaminated its lubricant deteriorates and operation becomes noisier If it overheats the bearing can seize At the very least contamination causes wear as it works between balls and the raceway becoming imbedded in the races and acting as an abrasive between metal surfaces Fending off dirt with seals and shields illustrates some methods for controlling contamination Noise is as an indicator of bearing quality Various noise grades have been developed to classify bearing performance capabilities Noise analysis is done with an Anderonmeter which is used for quality control in bearing production and also when failed bearings are returned for analysis A transducer is attached to the outer ring and the inner race is turned at 1 800rpm on an air spindle Noise is measured in andirons which represent ball displacement in m rad With experience inspectors can identify the smallest flaw from their sound Dust for example makes an irregular crackling Ball scratches make a consistent popping and are the most difficult to identify Inner race damage is normally a constant high pitched noise while a damaged outer race makes an intermittent sound as it rotates Bearing defects are further identified by their frequencies Generally defects are separated into low medium and high wavelengths Defects are also referenced to the number of irregularities per revolution Low band noise is the effect of long wavelength irregularities that occur about 1 6 to 10 times per revolution These are caused by a variety of inconsistencies such as pockets in the race Detectable pockets are manufacturing flaws and result when the race is mounted too tightly in multiplejaw chucks Medium hand noise is characterized by irres that gularitieoccur 10 to 60 times per revolution It is caused by vibration in the grinding operation that produces balls and raceways High hand irregularities occur at 60 to 300 times per revolution and indicate closely spaced chatter marks or widely spaced rough irregularities Classifying bearings by their noise characteristics allows users to specify a noise grade in addition to the ABEC standards used by most manufacturers ABEC defines physical tolerances such as bore outer diameter and runout As the ABEC class number increase from 3 to 9 tolerances are tightened ABEC class however does not specify other bearing characteristics such as raceway quality finish or noise Hence a noise classification helps improve on the industry standard 中文譯文 如何延長(zhǎng)軸承壽命 摘要 自然界苛刻的工作條件會(huì)導(dǎo)致軸承的失效 但是如果遵循一些簡(jiǎn)單的規(guī)則 軸承正 常運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)會(huì)是能夠被提高的 在軸承的使用過(guò)程當(dāng)中 過(guò)分的忽視會(huì)導(dǎo)致軸承的過(guò)熱現(xiàn) 象 也可能使軸承不能夠再被使用 甚至完全的破壞 但是一個(gè)被損壞的軸承 會(huì)留下它 為什么被損壞的線索 通過(guò)一些細(xì)致的偵察工作 我們可以采取行動(dòng)來(lái)避免軸承的再次失 效 關(guān)鍵詞 軸承 失效 壽命 導(dǎo)致軸承失效的原因很多 但常見(jiàn)的是不正確的使用 污 染 潤(rùn)滑劑使用不當(dāng) 裝卸或搬運(yùn)時(shí)的損傷及安裝誤差等 診斷失效的原因并不困難 因 為根據(jù)軸承上留下的痕跡可以確定軸承失效的原因 然而 當(dāng)事后的調(diào)查分析提供出寶貴 的信息時(shí) 最好首先通過(guò)正確地選定軸承來(lái)完全避免失效的發(fā)生 為了做到這一點(diǎn) 再考 察一下制造廠商的尺寸定位指南和所選軸承的使用特點(diǎn)是非常重要的 1 軸承失效的原因 在球軸承的失效中約有 40 是由灰塵 臟物 碎屑的污染以及腐蝕造成的 污染通常是由 不正確的使用和不良的使用環(huán)境造成的 它還會(huì)引起扭矩和噪聲的問(wèn)題 由環(huán)境和污染所 產(chǎn)生的軸承失效是可以預(yù)防的 而且通過(guò)簡(jiǎn)單的肉眼觀察是可以確定產(chǎn)生這類失效的原因 通過(guò)失效后的分析可以得知對(duì)已經(jīng)失效的或?qū)⒁У妮S承應(yīng)該在哪些方面進(jìn)行查看 弄 清諸如剝蝕和疲勞破壞一類失效的機(jī)理 有助于消除問(wèn)題的根源 只要使用和安裝合理 軸承的剝蝕是容易避免的 剝蝕的特征是在軸承圈滾道上留有由沖擊載荷或不正確的安裝 產(chǎn)生的壓痕 剝蝕通常是在載荷超過(guò)材料屈服極限時(shí)發(fā)生的 如果安裝不正確從而使某一 載荷橫穿軸承圈也會(huì)產(chǎn)生剝蝕 軸承圈上的壓坑還會(huì)產(chǎn)生噪聲 振動(dòng)和附加扭矩 類似的 一種缺陷是當(dāng)軸承不旋轉(zhuǎn)時(shí)由于滾珠在軸承圈間振動(dòng)而產(chǎn)生的橢圓形壓痕 這種破壞稱為 低荷振蝕 這種破壞在運(yùn)輸中的設(shè)備和不工作時(shí)仍振動(dòng)的設(shè)備中都會(huì)產(chǎn)生 此外 低荷振 蝕產(chǎn)生的碎屑的作用就象磨粒一樣 會(huì)進(jìn)一步損害軸承 與剝蝕不同 低荷振蝕的特征通 常是由于微振磨損腐蝕在潤(rùn)滑劑中會(huì)產(chǎn)生淡紅色 消除振動(dòng)源并保持良好的軸承潤(rùn)滑可以 防止低荷振蝕 給設(shè)備加隔離墊或?qū)Φ鬃M(jìn)行隔離可以減輕環(huán)境的振動(dòng) 另外在軸承上加 一個(gè)較小的預(yù)載荷不僅有助于滾珠和軸承圈保持緊密的接觸 并且對(duì)防止在設(shè)備運(yùn)輸中產(chǎn) 生的低荷振蝕也有幫助 造成軸承卡住的原因是缺少內(nèi)隙 潤(rùn)滑不當(dāng)和載荷過(guò)大 在卡住 之前 過(guò)大的摩擦和熱量使軸承鋼軟化 過(guò)熱的軸承通常會(huì)改變顏色 一般會(huì)變成藍(lán)黑色 或淡黃色 摩擦還會(huì)使保持架受力 這會(huì)破壞支承架 并加速軸承的失效 材料過(guò)早出現(xiàn) 疲勞破壞是由重載后過(guò)大的預(yù)載引起的 如果這些條件不可避免 就應(yīng)仔細(xì)計(jì)算軸承壽命 以制定一個(gè)維護(hù)計(jì)劃 另一個(gè)解決辦法是更換材料 若標(biāo)準(zhǔn)的軸承材料不能保證足夠的軸 承壽命 就應(yīng)當(dāng)采用特殊的材料 另外 如果這個(gè)問(wèn)題是由于載荷過(guò)大造成的 就應(yīng)該采 用抗載能力更強(qiáng)或其他結(jié)構(gòu)的軸承 蠕動(dòng)不象過(guò)早疲勞那樣普遍 軸承的蠕動(dòng)是由于軸和 內(nèi)圈之間的間隙過(guò)大造成的 蠕動(dòng)的害處很大 它不僅損害軸承 也破壞其他零件 蠕動(dòng) 的明顯特征是劃痕 擦痕或軸與內(nèi)圈的顏色變化 為了防止蠕動(dòng) 應(yīng)該先用肉眼檢查一下 軸承箱件和軸的配件 蠕動(dòng)與安裝不正有關(guān) 如果軸承圈不正或翹起 滾珠將沿著一個(gè)非 圓周軌道運(yùn)動(dòng) 這個(gè)問(wèn)題是由于安裝不正確或公差不正確或軸承安裝現(xiàn)場(chǎng)的垂直度不夠造 成的 如果偏斜超過(guò) 0 25 軸承就會(huì)過(guò)早地失效 檢查潤(rùn)滑劑的污染比檢查裝配不正或 蠕動(dòng)要困難得多 污染的特征是使軸承過(guò)早的出現(xiàn)磨損 潤(rùn)滑劑中的固體雜質(zhì)就象磨粒一 樣 如果滾珠和保持架之間潤(rùn)滑不良也會(huì)磨損并削弱保持架 在這種情況下 潤(rùn)滑對(duì)于完 全加工形式的保持架來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的 相比之下 帶狀或冠狀保持架能較容易地使?jié)櫥?劑到達(dá)全部表面 銹是濕氣污染的一種形式 它的出現(xiàn)常常表明材料選擇不當(dāng) 如果某一 材料經(jīng)檢驗(yàn)適合工作要求 那么防止生銹的最簡(jiǎn)單的方法是給軸承包裝起來(lái) 直到安裝使 用時(shí)才打開(kāi)包裝 2 避免失效的方法 解決軸承失效問(wèn)題的最好辦法就是避免失效發(fā)生 這可以在選用過(guò)程中通過(guò)考慮關(guān)鍵性能 特征來(lái)實(shí)現(xiàn) 這些特征包括噪聲 起動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)扭矩 剛性 非重復(fù)性振擺以及徑向和軸向 間隙 扭矩要求是由潤(rùn)滑劑 保持架 軸承圈質(zhì)量 彎曲部分的圓度和表面加工質(zhì)量 以 及是否使用密封或遮護(hù)裝置來(lái)決定 潤(rùn)滑劑的粘度必須認(rèn)真加以選擇 因?yàn)椴贿m宜的潤(rùn)滑 劑會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的扭矩 這在小型軸承中尤其如此 另外 不同的潤(rùn)滑劑的噪聲特性也不一 樣 舉例來(lái)說(shuō) 潤(rùn)滑脂產(chǎn)生的噪聲比潤(rùn)滑油大一些 因此 要根據(jù)不同的用途來(lái)選用潤(rùn)滑 劑 在軸承轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中 如果內(nèi)圈和外圈之間存在一個(gè)隨機(jī)的偏心距 就會(huì)產(chǎn)生與凸輪運(yùn) 動(dòng)非常相似的非重復(fù)性振擺 NRR 保持架的尺寸誤差和軸承圈與滾珠的偏心都會(huì)引起 NRR 和重復(fù)性振擺不同的是 NRR 是沒(méi)有辦法進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?在工業(yè)中一般是根據(jù)具體的應(yīng)用來(lái)選擇不同類型和精度等級(jí)的軸承 例如 當(dāng)要求振擺最 小時(shí) 軸承的非重復(fù)性振擺不能超過(guò) 0 3 微米 同樣 機(jī)床主軸只能容許最小的振擺 以 保證切削精度 因此在機(jī)床的應(yīng)用中應(yīng)該使用非重復(fù)性振擺較小的軸承 在許多工業(yè)產(chǎn)品 中 污染是不可避免的 因此常用密封或遮護(hù)裝置來(lái)保護(hù)軸承 使其免受灰塵或臟物的侵 蝕 但是 由于軸承內(nèi)外圈的運(yùn)動(dòng) 使軸承的密封不可能達(dá)到完美的程度 因此潤(rùn)滑油的 泄漏和污染始終是一個(gè)未能解決的問(wèn)題 一旦軸承受到污染 潤(rùn)滑劑就要變質(zhì) 運(yùn)行噪聲 也隨之變大 如果軸承過(guò)熱 它將會(huì)卡住 當(dāng)污染物處于滾珠和軸承圈之間時(shí) 其作用和 金屬表面之間的磨粒一樣 會(huì)使軸承磨損 采用密封和遮護(hù)裝置來(lái)?yè)蹰_(kāi)臟物是控制污染的 一種方法 噪聲是反映軸承質(zhì)量的一個(gè)指標(biāo) 軸承的性能可以用不同的噪聲等級(jí)來(lái)表示 噪聲的分析是用安德遜計(jì)進(jìn)行的 該儀器在軸承生產(chǎn)中可用來(lái)控制質(zhì)量 也可對(duì)失效的軸 承進(jìn)行分析 將一傳感器連接在軸承外圈上 而內(nèi)圈在心軸以 1800r min 的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn) 測(cè) 量噪聲的單位為 anderon 即用 um rad 表示的軸承位移 根據(jù)經(jīng)驗(yàn) 觀察者可以根據(jù)聲音 辨別出微小的缺陷 例如 灰塵產(chǎn)生的是不規(guī)則的劈啪聲 滾珠劃痕產(chǎn)生一種連續(xù)的爆破 聲 確定這種劃痕最困難 內(nèi)圈損傷通常產(chǎn)生連續(xù)的高頻噪聲 而外圈損傷則產(chǎn)生一種間 歇的聲音 軸承缺陷可以通過(guò)其頻率特性進(jìn)一步加以鑒定 通常軸承缺陷被分為低 中 高三個(gè)波段 缺陷還可以根據(jù)軸承每轉(zhuǎn)動(dòng)一周出現(xiàn)的不規(guī)則變化的次數(shù)加以鑒定 低頻噪 聲是長(zhǎng)波段不規(guī)則變化的結(jié)果 軸承每轉(zhuǎn)一周這種不規(guī)則變化可出現(xiàn) 1 6 10 次 它們是由 各種干涉 例如 軸承圈滾道上的凹坑 引起的 可察覺(jué)的凹坑是一種制造缺陷 它是在制 造過(guò)程中由于多爪卡盤夾的太緊而形成的 中頻噪聲的特征是軸承每旋轉(zhuǎn)一周不規(guī)則變化 出現(xiàn) 10 60 次 這種缺陷是由在軸承圈和滾珠的磨削加工中出現(xiàn)的振動(dòng)引起的 軸承每旋 轉(zhuǎn)一周高頻不規(guī)則變化出現(xiàn) 60 300 次 它表明軸承上存在著密集的振痕或大面積的粗糙不 平 利用軸承的噪聲特性對(duì)軸承進(jìn)行分類 用戶除了可以確定大多數(shù)廠商所使用的 ABEC 標(biāo)準(zhǔn)外 還可確定軸承的噪聲等級(jí) ABEC 標(biāo)準(zhǔn)只定義了諸如孔 外徑 振擺等尺寸公差 隨著 ABEC 級(jí)別的增加 從 3 增到 9 公差逐漸變小 但 ABEC 等級(jí)并不能反映其他軸 承特性 如軸承圈質(zhì)量 粗糙度 噪聲等 因此 噪聲等級(jí)的劃分有助于工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的改進(jìn) 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院 本科畢業(yè)論文 題 目： 專 業(yè)： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 論文提交日期： 2016 年 6 月 1 日 論文答辯日期： 2016 年 6 月 5 日 沈陽(yáng)化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 致謝 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告 題 目 基于ug的渦輪蝸桿減速器設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué) 號(hào) 院 ( 系 ) 專 業(yè) 指導(dǎo)教師 報(bào)告日期 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 基于ug的渦輪蝸桿減速器設(shè)計(jì) 題目類別（請(qǐng)?jiān)谟嘘P(guān)項(xiàng)目下作√記號(hào)） 設(shè)計(jì) 論文 其它 √ 題目需要在實(shí)驗(yàn)、實(shí)習(xí)、工程實(shí)踐和社會(huì)調(diào)查等社會(huì)實(shí)踐中完成 是□ 否■ 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）起止時(shí)間 1.設(shè)計(jì)的意義及國(guó)內(nèi)外狀況 1.1設(shè)計(jì)的意義 蝸桿傳動(dòng)主要由蝸輪和蝸桿構(gòu)成，用于倆交錯(cuò)軸之間傳遞運(yùn)動(dòng)和載荷，通常作為減速裝置傳遞中、小功率。與齒輪傳動(dòng)相比，蝸桿傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大而結(jié)構(gòu)緊湊（在一般動(dòng)力傳動(dòng)中傳動(dòng)比i=10～80，在分度機(jī)構(gòu)中傳動(dòng)比i可達(dá)1000），運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，噪聲小，且不需要其他輔助機(jī)構(gòu)即能獲得反行程自鎖等優(yōu)點(diǎn)。但傳動(dòng)的傳動(dòng)效率低，制造成本高（為了提高減磨性和耐磨性，蝸輪齒圈往往要用價(jià)格昂貴的銅合金制造）等不利的因素是當(dāng)前蝸桿傳動(dòng)繼續(xù)研究和解決的問(wèn)題。如今，國(guó)內(nèi)的減速器多以齒輪、蝸輪蝸桿傳動(dòng)為主，但普遍存在著功率與重量比小或傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過(guò)低的問(wèn)題，另外材料的品質(zhì)和工藝水平還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問(wèn)題更為突出，使用壽命不長(zhǎng)。國(guó)外的減速器，以德國(guó)、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占優(yōu)勢(shì)，減速器工作可靠性好，使用壽命長(zhǎng)，但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)題也未解決好。當(dāng)今減速器向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。而本文以UG為平臺(tái)的蝸輪蝸桿減速器設(shè)計(jì)，不僅實(shí)現(xiàn)了三維參數(shù)化造型，而且實(shí)現(xiàn)了蝸輪蝸桿傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真，保證了造型的準(zhǔn)確性，同時(shí)造型速度快，避免了取點(diǎn)造型的復(fù)雜過(guò)程，完成的三維實(shí)體零件模型是進(jìn)行后期的有限元分析、機(jī)構(gòu)仿真和數(shù)控分析的必要條件，實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的前提下，更進(jìn)一步通過(guò)測(cè)試其運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)、實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)參數(shù)化優(yōu)化。 1.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 我國(guó)從20世紀(jì)60年代初開(kāi)始，由第一機(jī)械工業(yè)部機(jī)械科學(xué)研究院開(kāi)展平面蝸輪的研究工作，1964年合作研制成中心距為540mm的平面蝸輪副，用于30t的轉(zhuǎn)爐中。目前我國(guó)已經(jīng)成功研制成功中心距為1200mm和700mm的平面包絡(luò)環(huán)面蝸桿傳動(dòng)裝置，而且利用計(jì)算機(jī)對(duì)蝸桿副齒形進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)選擇，用機(jī)械CAD對(duì)蝸桿副、減速器及蝸輪滾刀進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，用環(huán)面蝸桿專用機(jī)床及獨(dú)特的工藝路線，對(duì)蝸桿及蝸輪滾刀進(jìn)行與其成型原理完全一致的加工，不需任何的修形。 齒輪減速器是一種廣泛用于國(guó)防、宇航、交通、建筑、冶金、建材、礦山等領(lǐng)域的重要裝備，20世紀(jì)80年代以來(lái)，世界齒輪減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，產(chǎn)品的發(fā)展總趨勢(shì)是小型化、高速化、低噪聲、和高可靠性，技術(shù)發(fā)展中最引人注目的是硬齒面技術(shù)、功率分支技術(shù)和模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)。硬齒面技術(shù)就是采用優(yōu)質(zhì)合金剛鍛件、滲碳淬火磨齒的硬齒面齒輪，磨齒精度不低于ISO1328-1975的6級(jí)，綜合承載能力為中硬齒面調(diào)質(zhì)齒輪的3～5倍。一個(gè)中等規(guī)格的硬齒面減速器的重量?jī)H為中硬齒面減速器的1/3左右，且噪聲低、效率高、可靠性高。其傳動(dòng)的速度和功率范圍很大，傳動(dòng)效率高，一對(duì)齒輪可達(dá)到98～99%，互換性好裝配和維修較為方便，可進(jìn)行變位切削及各種修形、修緣，從而提高傳動(dòng)質(zhì)量，在給類齒輪在應(yīng)用最為廣泛。 功率分支技術(shù)主要指形星及大功率齒輪箱的功率雙分支及多分支裝置，其核心技術(shù)是均衡，廣泛應(yīng)運(yùn)于冶金、礦山、電功、起重、運(yùn)輸、石化、輕功機(jī)械等具有極強(qiáng)的通用性和互換性，大大極少了部件的制造程序，而且產(chǎn)品性能穩(wěn)定、合格率高、組裝方便、生產(chǎn)周期短、產(chǎn)品庫(kù)存率低、綜合經(jīng)濟(jì)效益高。 模塊化設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)成為齒輪減速器發(fā)展的一個(gè)主要方向，它在追求高性能的同時(shí)，盡可能減少零件及毛坯的品種規(guī)格和數(shù)量，以便組織生產(chǎn)、降低成本，獲得規(guī)模效益。同時(shí)采用基本零件，增加產(chǎn)品的形式和花樣，盡可能多的開(kāi)發(fā)使用的變型設(shè)計(jì)或派生系列產(chǎn)品，能由一個(gè)通用系列派生多個(gè)專用系列，擺脫了傳統(tǒng)的單一有底座實(shí)心軸輸出的安裝方式。增加了空心軸輸出的無(wú)底座懸掛式、浮動(dòng)支撐底座、電動(dòng)機(jī)與減速器一體式連接、多方位安裝面等不同形式擴(kuò)大了使用范圍。 近十幾年來(lái)，由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)被廣泛應(yīng)用機(jī)械設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域，是的機(jī)械加工精度、加工效率大大提高，從而推動(dòng)了機(jī)械產(chǎn)品的多樣化，整機(jī)配套的模塊化，標(biāo)準(zhǔn)化，以及造型設(shè)計(jì)藝術(shù)化，使產(chǎn)品更加精致美化。國(guó)內(nèi)與國(guó)外相比，材料水平和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問(wèn)題更為突出。對(duì)于國(guó)外技術(shù)而言雖然在材料和制造工藝方面占優(yōu)勢(shì)，工作可靠性高，使用壽命長(zhǎng)，但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問(wèn)題，傳動(dòng)比大而效率低的問(wèn)題仍然未解決好。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率及使用壽命長(zhǎng)的方向發(fā)展。 2.研究?jī)?nèi)容與設(shè)計(jì)步驟 2.1 研究?jī)?nèi)容 根據(jù)給定的主要參數(shù)，本文完成的主要內(nèi)容如下： （1）了解蝸輪蝸桿減速器的主要工作原理，確定合理的設(shè)計(jì)方案； （2）完成減速器蝸輪蝸桿等傳動(dòng)裝置及箱體的尺寸設(shè)計(jì)及校核，主要包括：傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)校核，蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)、校核，軸承設(shè)計(jì)選用，箱體的設(shè)計(jì)等； （3）完成減速器的建模。主要包括：蝸輪蝸桿的建模，軸的建模，箱體的建模等； （4）完成減速器的運(yùn)動(dòng)仿真。 2.2 設(shè)計(jì)步驟 本文的技術(shù)路線圖 了解減速器的工作原理，確定合理的設(shè)計(jì)方案。 蝸輪、蝸桿的設(shè)計(jì)、計(jì)算及校核，軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及選用。 軸承的設(shè)計(jì)、校核及選用，減速器箱體的設(shè)計(jì)。 蝸桿減速器的相關(guān)參數(shù)設(shè)計(jì)。 蝸輪、蝸桿的建模，軸的建模。 軸承的建模，減速器箱體的建模。 蝸桿減速器的UG建模 通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的分析，得出位置、速度、加速度與時(shí)間的關(guān)系。 蝸桿減速器的仿真 3.論文提綱 第一部分：緒論； 第二部分：蝸輪蝸桿減速器參數(shù)計(jì)算及建模； 第三部分：蝸輪蝸桿減速器的運(yùn)動(dòng)仿真。 總論 參考文獻(xiàn) 4.進(jìn)度安排 第1周—第4周，制定設(shè)計(jì)方案，完成開(kāi)題報(bào)告； 第5周—第10周，完成蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)計(jì)算，利用UG完成其三維建模，繪制裝配圖和爆炸圖； 第11周—第14周，利用UG對(duì)蝸輪蝸桿減速器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真； 第15周—第16周，完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，準(zhǔn)備答辯。 5.存在的問(wèn)題及擬采取的解決措施 在設(shè)計(jì)中，需要進(jìn)行蝸輪蝸桿減速器參數(shù)分析，另外運(yùn)用UG進(jìn)行建模仿真時(shí)存在操作問(wèn)題，解決措施如下： (1) 在進(jìn)行參數(shù)分析的時(shí)候，需要查閱大量資料，這就要求并通過(guò)對(duì)課本、期刊、學(xué)術(shù)專著的學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)更多專業(yè)上的知識(shí)，以更好地解決問(wèn)題。 (2) 在運(yùn)用UG進(jìn)行建模設(shè)計(jì)仿真的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)繪圖軟件加強(qiáng)學(xué)習(xí)，使其用起來(lái)得心應(yīng)手。 參考文獻(xiàn) [1] 濮良貴.機(jī)械設(shè)計(jì)[M].北京:高等教育出版社,2005. [2] 林清安.UGNGINEER野火3.0中文版[M].北京:電子工業(yè)出版社,2008. [3] 高秀華,李炎亮,鄧洪超.機(jī)械三維動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)仿真技術(shù)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003. [4] 劉海芳,基于UG的漸開(kāi)線齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)[J].機(jī)械與制造,2004(1):68-69. [5] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2004. [6] 譚加才,朱理.基于UG的蝸桿渦輪參數(shù)化造型及運(yùn)動(dòng)仿真[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)，2005,(5):41-46. [7] 劉力.機(jī)械制圖[M].北京:高等教育出版社出版,2004. [8] 沈?qū)W勤,李世維.極限配合與測(cè)量技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2002. [9] 王甫茂,李正鋒.機(jī)械制造基礎(chǔ)[M].上海:上海交通大學(xué)出版社出版,2005. 指導(dǎo)教 師意見(jiàn) 指導(dǎo)教師（簽名）： 20 年 月 日 院 系 意 見(jiàn) 院系負(fù)責(zé)人（簽名）： 20 年 月 日 備 注