减速器毕业设计

河南机电高等专科学校毕 业 设 计 说 明 书论文题目：基于 Pro/E 的一级圆柱齿轮减速器的设计与运动仿真系 部： 机械工程系 专 业:起重运输机械设计与制造班 级：起机 121 学生姓名：毛庆阳学 号：110125146指导教师：崔纪超2015 年 4 月 20 日河南机电高等专科学校毕业设计I摘要本次毕业设计的课题是基于 Pro/E 的一级圆柱齿轮减速器三维装配建模及运动仿真，研究的主要方向是机械工程及自动化。在各个基本零件运动的特点的基础上，引入创新的思维和概念，对零件进行组合以达到设计要求。齿轮减速器是日常生产加工中非常普遍的机械，由于结构复杂，生产过程较长，采用 Pro/E 进行辅助设计较为方便。在对一级直齿圆柱齿轮减速器的参数化设计的基础上，利用 Pro/E 进行三维的实体模型建立，并对三维实体模型进行虚拟的装配以及运动仿真，从而验证该模型的有效性和可行性。在设计过程中，综合运用三维设计课程及选修课程，如制图、机械制造工艺、机械制造基础等，运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题，使理论知识更充分地融入实践中，并得到更好的发挥！通过设计，可以培养工程设计的独立工作能力，树立正确的设计思想，掌握常用三维图的绘制和基本零件的加工工艺的方法和步骤，并能综合地考虑经济、工艺等方面的设计要求，确定合理的设计方案。并能熟练的应用有关参考资料、计算图表、手册、图集、规范和有关国家标准。关键词：一级圆柱齿轮减速器； Pro/E； 三维建模； 运动仿真河南机电高等专科学校毕业设计IIAbstractThe topic of this graduation design is level of cylindrical gear reducer based on Pro/E 3 d motion simulation, assembly modeling and research is the main direction of the mechanical engineering and automation. On the basis of the movement characteristics of the basic parts, the introduction of innovative thinking and concepts, combination ofparts so as to meet the design requirements. Gear reducer is very common in daily production and processing machinery, because of its complex structure, production process is longer, using Pro/E to aided design is more convenient. At level 1 straight tooth cylindrical gear reducer, on the basis of parametric design, use of Pro/E to establish 3 d entity model and the three-dimensional entity model of virtual assembly and motion simulation, so as to verify the feasibility and effectiveness of the model.In the process of design, the integrated use of 3 d design courses and elective courses, such as drawing, mechanical manufacturing technology, mechanical manufacturing base, etc. Has studied the theory and knowledge of the production practice to analyze and solve practical engineering problems, make theory knowledge more fully into practice, and better play!By design, can train the ability of engineering design work independently, set up the correct design ideas, to master the commonly used three-dimensional graph drawing and basic components of the methods and steps of machining process, and can comprehensively consider the design requirements of economy, technology and so on, to determine the reasonable design scheme. And proficient in the application of relevant resources, computing diagrams, manuals, atlas, specification and the relevant national standards.Keywords：Cylindrical gear reducer； Pro/E； 3D modeling； Motionsimulation河南机电高等专科学校毕业设计III目 录摘要. I目录.III第 1 章 绪论.1第 2 章 一级圆柱齿轮减速器参数化计算22.1 引用数据进行参数化模.22.2 电动机的选择.22.3 计算总传动比.42.4 运动参数及运动参数计算. 42.5 皮带轮的传动设计计算. 42.6 齿轮传动的设计计算. .62.7 轴的设计计算. .72.8 键连接的选择及校核计算. 132.9 箱体、箱盖及附件的设计计算. 14第 3 章 一级圆柱齿轮减速器三维模型的创建.163.1 渐开线圆柱齿轮的三维模型创建. 163.2 轴的三维模型创建. .163.3 箱体的三维模型创建. .173.4 油标的三维模型创建. .183.5 小轴承的三维模型创建. 193.6 其他零件的三维模型创建. 193.7 一级圆柱齿轮减速器三维模型的虚拟装配.19第 4 章一级圆柱齿轮减速器的运动仿真. 214.1 对齿轮传动的运动仿真. 214.2 总传动部分的运动仿真. 21总结. . . . . . 23致谢.24河南机电高等专科学校毕业设计参考文献.25河南机电高等专科学校毕业设计1第 1 章 绪 论1.1 齿轮减速器的概述减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动或齿轮蜗杆传动所组成的独立部件。常用在动力机与工作机之间作为减速的传动装置；在少数场合下也用作增速的传动装置，这时就称为增速器。齿轮减速器由于具有固定的传动比、结构紧凑、机体密封、使用维护简单等特点成为工程应用中普遍使用的机械传动装置，被广泛的应用于建材、运输、冶金、化工等行业。减速器类型很多，按传动级数主要分为：单级、二级、多级；按传动件类型又可分为：齿轮、蜗杆、齿轮-蜗杆、蜗杆-齿轮等。1.2 齿轮减速器进行三维建模的意义由于齿轮减速器的种类很多，一些类型的减速器已有系列标准，并由专门的厂家进行生产，但对于传动布置、结构尺寸、功率、传动比有特殊要求的、标准一时间无法确定的，就需要自己另行设计与制造了。由于有特殊要求的减速器的设计周期长，设计过程麻烦，效率低，任务大，因而在整个的设计过程中如若可以将计算机辅助设计与一般的机械设计进行有机的结合，这样可以缩短产品的研发周期、提高生产效率、减少劳动强度、节约资源、减少人力资源的浪费。同时在设计的过程中进行运动仿真和受力的分析，可以进一步的验证设计的结果，得出最优的方案，有效避免原材料的浪费，最大限度的节约人力资源，降低生产的成本，创造更高的效益，因此采用软件对减速器的模型进行三维的建模和运动仿真的优势很明显，进行此项工作显得非常的重要。1.3 对一级齿轮减速减速器的研究过程与方法对于一级圆柱齿轮减速的三维建模和运动仿真的研究，首先应该建立数据的模型，在数据支持的基础上，初步计算出减速器各个零部件的基本结构和大小，然后利用 Pro/E 画出各个零部件的基本机构，再利用各个零部件的关系进行虚拟的装配，最后施加虚拟外力，看减速器能否运动，验证前边参数化设计过程的正确性。河南机电高等专科学校毕业设计2第 2 章 一级圆柱齿轮减速器参数化计算齿轮减速器的三维模型的创建是本次设计过程的重要部分，同时也是后续的运动仿真分析的基础，仿真分析的结果与理论计算的结果的吻合程度依赖于三维建模的正确性与可行性，三维建模的参数化创建是在对设计要求进行优化分析参数相关手册的基础上确定参数关系然后创建的。2.1 引用设计数据进行参数化建模1.数据：运输带线速度 v = 1.40 （m/s）运输带牵引力 F = 1700 （N）驱动滚筒直径 D = 220 （mm）2.工作条件：使用期 10 年，双班制工作，单向传动；载荷有轻微振动；运送煤、盐、砂、矿石等松散物品。2.2 电动机的选择1、电动机类型和结构型式的选择：按已知的工作要求和 条件，选用 Y 系列三相异步电动机。2、确定电动机的功率：（1）传动装置的总效率： 总= 带2 轴承 齿轮 联轴器 滚筒=0.960.9920.970.990.95=0.86（2）电机所需的工作功率：Pd=FV/1000 总=17001.4/10000.86 =2.76KW3、确定电动机转速：滚筒轴的工作转速：Nw=601000V/D=6010001.4/220河南机电高等专科学校毕业设计3=121.5r/min根据推荐的合理传动比范围，取 V 带传动比 Iv=24，单级圆柱齿轮传动比范围Ic=35，则合理总传动比 i 的范围为 i=620，故电动机转速的可选范围为nd=inw=（620）121.5=7292430r/min符合这一范围的同步转速有 960 r/min 和 1420r/min。由机械设计课程设计附录查出有三种适用的电动机型号、如下表表 2-1 电动机的参数电动机转速（r/min）方案 电动机型号额定功率同步转速 满载转速传动装置的传动比带 齿轮1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 32 Y100L2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，比较两种方案可知：方案 1 因电动机转速低，传动装置尺寸较大，价格较高。方案 2 适中。故选择电动机型号 Y100L2-4。4、确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y100L2-4。电动机主要外形和安装尺寸河南机电高等专科学校毕业设计4图 2-1 电动机的外形及安装尺寸表 2-2 电动机的基本参数中心高 H 外形尺寸L(AC/2+AD)HD底角安装尺寸 AB地脚螺栓孔直径 K轴 伸 尺 寸DE装键部位尺寸 FGD100 3802823245160140 12 2860 841其主要性能：额定功率：3KW，满载转速 1420r/min，额定转矩 2.2。2.3 计算总传动比及分配各级的传动比1、总传动比：i 总=n 电动/n 筒=1420/121.5=11.682、分配各级传动比（1） 取 i 带=3（2） 因为 i 总=i 齿i 带所以 i 齿=i 总/i 带=11.68/3=3.892.4 运动参数及动力参数计算1、计算各轴转速（r/min）nI=nm/i 带=1420/3=473.33(r/min)nII=nI/i 齿=473.33/3.89=121.67(r/min)滚筒 nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)2、 计算各轴的功率（KW）PI=Pd 带=2.760.96=2.64KWPII=PI 轴承 齿轮=2.640.990.97=2.53KW3、 计算各轴转矩Td=9.55Pd/nm=95502.76/1420=18.56N?mTI=9.55p2 入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N/mTII =9.55p2 入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N/m2.5 皮带轮传动的设计计算1、选择普通 V 带截型由机械设计基础P158 表 8-10 得：kA=1.2 P=2.76KWPC=KAP=1.22.76=3.3KW据 PC=3.3KW 和 n1=473.33r/min河南机电高等专科学校毕业设计5d0 dHL由机械设计基础P145 表 8-1 得：选用 A 型 V 带2、确定带轮基准直径，并验算