1 概述 282
m^
2
-A(]",*J
减速器设计中,难度最大的部件当数减速器的齿轮轴。齿轮轴是支撑轴上零件、传递运动和动力的关键部件,其设计包含两个主要内容:强度计算和结构设计。实际设计中,这二者互相关联、互相影响,此外,轴在减速箱体中的装配位置、轴上零件的结构及装配都会直接影响轴的结构及强度,因而齿轮轴的设计十分复杂,一直是减速器设计中的“瓶颈”。 bqJL@!T
yd]W',c
本文的研究在于探讨开发实用程序,实现减速器齿轮轴设计的自动化,使轴的强度计算、结构设计、工作图绘制一体化,真正体现计算机辅助设计系统的特点,从而提高产品设计效率和设计质量。我们在AutoCAD2000的平台上,以ObjectARX作为开发工具,充分利用Visual C 可视化编程、便于交互等特点,以及AutoCAD2000强大的二维、三维绘图功能,将传统设计与计算机技术有机结合,使减速器设计的“瓶颈”问题得以较好解决。 9IIQon
]7^OTrZ N
2 齿轮轴的力学模型 30-XFl
j/TsHJ=
建立齿轮轴的力学模型,是实现减速器齿轮轴的设计自动化关键之一。首先我们对实际减速器的受力情况进行分析。 _M8Q%
UO5^4
5JK{dis]k
图1 减速器简图 Wo&MHMP
1y$Bz?4
图1是一个比较典型的圆锥一圆柱齿轮减速器,其上有三个齿轮轴,每个轴均由两个轴承支撑在箱体上,轴的结构及受力各有特点:I轴两端外伸,轴两端分别安装有锥齿轮、联轴器(或带轮),锥齿轮端受到II轴传来的轴向力及切向力,联轴器端与原动机相连,接受原动机输人的扭矩;II轴两端简支无外伸部分,两支撑之间安装有两齿轮,齿轮分别受到I轴、III轴传来的轴向力及切向力;III轴一端外伸,外伸端通过联轴器(或链轮)与工作机相连,将动力输出。考察各种不同的减速器,其轴的受力情况主要有这样三种形式。三种形式的受力简图如图2所示。 K
4j'e6
kG[u$[B
圈2 轴的三种受力简图 9w[7X"#n
*LOpbf
分析这三种轴的受力情况,根据力学原理,进行归纳整理,表达在空间直角坐标系XYZ中,如图3所示。 BB-E"<
V.Dqbv
图3轴的力学模型 ^&am