机械传动系统数字化设计与分析报告综合实验实验报告材料.doc

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1、机械传动系统数字化设计与综合分析实验开课实验室：材料楼4082012年5月21日指导教师成绩1.实验目的1).掌握运用RomaxDesigner进行机械传动系统数字化设计与性能仿真分析的基本方法和步骤。2).掌握机械传动系统零部件强度、刚度和疲劳寿命分析的基本方法。了解齿轮和轴的结构以及轴承选型对机械传动系统性能的影响。3).了解机械传动系统传统设计方法与现代设计方法的特点以及箱体的刚度对机械传动性能的影响。2.实验容及建模步骤容：设计热处理车间零件清洗用设备。该传送设备的动力由电动机经减速装置后传至输送带。每日两班制工作，工作期限为8

2、年。已知条件：输送带带轮直径d=300mm，输送带运行速度v=0.63m/s，输送带轴所需转矩T=700N﹒m[1]。针对该实际工程问题，确定减速装装置为展开式二级圆柱齿轮减速器。运用传统齿轮减速器设计计算方法，确定齿轮减速器中齿轮的参数、阶梯轴的结构尺寸参数及轴承型号，在RomaxDesigner软件中建立二级圆柱齿轮减速器的数字化模型，并进行性能仿真分析。建模步骤：1)新建一个模型，在组建菜单中选择添加新装配或组件，选择齿轮箱装配；在齿轮箱类型中选择空齿轮箱，如图17-1所示：图17-1空齿轮箱装配图2)首先在组件菜单中添加低速级概

3、念齿轮对，低速级概念齿轮对齿轮参数和界面如图17-2所示：图17-2高速级概念齿轮对定义界面及齿轮参数然后添加低速级概念齿轮对，其界面和参数如图17-3所示：图17-3低速级概念齿轮对定义界面及齿轮参数3）在组件菜单中定义轴装配，首先运用如图17-4所示的轴结构尺寸参数生成高速级阶梯轴。图17-4高速轴结构参数表在高速轴上添加高速级概念齿轮对的小齿轮和角接触球轴承7208B，添加轴承的界面如图17-5所示：图17-5轴承添加界面在高速轴最小直径处添加功率载荷，生成高速轴装配如图17-6所示：图17-6高速轴装配图其次，运用如图17-7所

4、示的中间轴结构参数生成中间轴。图17-7中间轴结构参数表在中间轴上添加高速级大齿轮和低速级小齿轮，并添加角接触球轴承7210B，生成如图17-8所示的中间轴装配。图17-8中间轴装配图最后，运用图17-9所示的低速轴结构尺寸生成低速轴。图17-9低速轴结构参数表在低速轴上添加低速级大齿轮、角接触球轴承7212B和功率载荷，生成低速轴装配如图17-10所示：图17-10低速轴装配图4）把高速轴在空齿轮箱原点进行定位，中间轴和低速轴在空齿轮箱中的定位参数分别如图17-11和图17-12所示，完全定位后生成的齿轮箱模型如图17-13所示。图1

5、7-11中间轴定位界面及参数表图17-12低速轴定位界面及参数表图17-13齿轮箱模型图5）定义工况，工作时间46720小时，润滑油温度控制在70℃以下，电动机输入功率4000W，满载转速1440rpm，工况定义界面如图17-14所示。经过以上步骤，则完成了齿轮箱模型。图17-14工况定义界面1.实验结果及分析输出轴受力：输入轴受力：中间轴受力：载荷分布：轴承寿命：1.思考题讨论1)、实验可分为三个步骤：概念设计分析，详细设计和系统分析。①.概念设计定义概念齿轮对，建立参数化轴模型，在轴上添加概念齿轮对和刚度轴承，并对各轴在齿轮箱中的位

6、置进行定位。②.详细设计对刚度轴承和概念齿轮对进行细化设计，选择合适的轴承型号，通过定义齿轮的精度等级、材料和轮齿的表面粗糙度等把概念齿轮对转化成细节齿轮对。③.定义功率载荷，添加各种不同的工况，进行系统仿真分析。2)、轴的变形会使轴承发生错位甚至无法安装，也会是齿轮的啮合不好，重合度降低，齿向载荷分布不均匀，从而影响轴的强度。3)、可以缩短齿轮设计的时间，降低设计人员的工作量和强度，是设计更方便快捷；同时由于可以随时更改数据和进行相关数字分析，是设计出来的齿轮更加完美；有利于实现数字化和远程化操控。4)、箱体的柔性变形会影响齿轮的啮合

7、和受力，同时会增加轴承的负荷，从而使其寿命减少。5)、为了减小动载荷或使齿轮有较好的啮合。按修形部位的不同，轮齿修形可分为齿廓修形和齿向修形。