摘要：基于AutoCAD2000平臺梳侨，探討了減速器齒輪軸CAD中的關(guān)健問題沛三，提出了減速器軸的力學(xué)模型和結(jié)構(gòu)特征鸳慈，利用開發(fā)的軸設(shè)計(jì)程序校惧，使軸設(shè)計(jì)中的強(qiáng)度計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪圖連成一體捎霍，從而使減速器的自動化設(shè)計(jì)成為可能尤稍。
關(guān)健詞：減速器；軸踱陡；CAD
1 概述
減速器設(shè)計(jì)中铐坠，難度最大的部件當(dāng)數(shù)減速器的齒輪軸。齒輪軸是支撐軸上零件荸跃、傳遞運(yùn)動和動力的關(guān)鍵部件遂涛，其設(shè)計(jì)包含兩個主要內(nèi)容：強(qiáng)度計(jì)算和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。實(shí)際設(shè)計(jì)中柄露，這二者互相關(guān)聯(lián)乏乔、互相影響，此外窒汤，軸在減速箱體中的裝配位置蜂镇、軸上零件的結(jié)構(gòu)及裝配都會直接影響軸的結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度，因而齒輪軸的設(shè)計(jì)十分復(fù)雜杉硅，一直是減速器設(shè)計(jì)中的“瓶頸”给酥。
本文的研究在于探討開發(fā)實(shí)用程序，實(shí)現(xiàn)減速器齒輪軸設(shè)計(jì)的自動化杏死，使軸的強(qiáng)度計(jì)算泵肄、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工作圖繪制一體化识埋，真正體現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)的特點(diǎn)凡伊，從而提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)量。我們在AutoCAD2000的平臺上窒舟，以O(shè)bjectARX作為開發(fā)工具系忙，充分利用Visual C++可視化編程、便于交互等特點(diǎn)惠豺，以及AutoCAD2000強(qiáng)大的二維银还、三維繪圖功能，將傳統(tǒng)設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)技術(shù)有機(jī)結(jié)合洁墙，使減速器設(shè)計(jì)的“瓶頸”問題得以較好解決蛹疯。
2 齒輪軸的力學(xué)模型
建立齒輪軸的力學(xué)模型，是實(shí)現(xiàn)減速器齒輪軸的設(shè)計(jì)自動化關(guān)鍵之一热监。首先我們對實(shí)際減速器的受力情況進(jìn)行分析捺弦。
圖1 減速器簡圖
圖1是一個比較典型的圓錐一圓柱齒輪減速器，其上有三個齒輪軸悬占，每個軸均由兩個軸承支撐在箱體上脂槽，軸的結(jié)構(gòu)及受力各有特點(diǎn)：I軸兩端外伸，軸兩端分別安裝有錐齒輪、聯(lián)軸器(或帶輪)现碰，錐齒輪端受到II軸傳來的軸向力及切向力庵偏，聯(lián)軸器端與原動機(jī)相連，接受原動機(jī)輸人的扭矩现辑；II軸兩端簡支無外伸部分母掀，兩支撐之間安裝有兩齒輪，齒輪分別受到I軸扳耘、III軸傳來的軸向力及切向力焰哮；III軸一端外伸，外伸端通過聯(lián)軸器(或鏈輪)與工作機(jī)相連液茧，將動力輸出安影。考察各種不同的減速器竣康，其軸的受力情況主要有這樣三種形式。三種形式的受力簡圖如圖2所示瓢谢。
圈2 軸的三種受力簡圖
分析這三種軸的受力情況畸写，根據(jù)力學(xué)原理，進(jìn)行歸納整理氓扛，表達(dá)在空間直角坐標(biāo)系XYZ中枯芬，如圖3所示。
圖3軸的力學(xué)模型
其中采郎，軸的B支座處設(shè)為坐標(biāo)系原點(diǎn)千所，沿軸線方向設(shè)為X軸，垂直于軸線的方向設(shè)為Y軸和Z軸蒜埋，從而構(gòu)成減速器齒輪軸受力模型淫痰。在受力模型上，分布有以下幾種載荷：垂直方向集中力(Fy1,Fy2)及力矩(My1,My2)整份、水平方向集中力(Fz1,Fz2)及力矩(Mz1,Mz2)待错。垂直支反力(Rva,Rvb)、水平支反力(Rza,Rzb)烈评、軸上扭矩T1火俄、T2等。
軸上各點(diǎn)力的大小不同该捎，可演化成不同類型的受力軸：若C處各力為0娇歹，則形成I類型的受力軸；若A枝扭、E處各力為0劣屑，且C處力分解為兩個力，則形成II類型的受力軸尉利；若E處各力為0可丝，則形成III類型的受力軸敏盒。
按照力學(xué)原理，將各力分別向坐標(biāo)面投影氓愿，得軸上任一點(diǎn)處的彎矩如下：
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