基于proe的齿轮减速器设计与动态仿真开题报告

毕 业 论 文 设 计 开 题 报 告题 目 齿轮减速器设计与动态仿真学生姓名 王华 学号 0815092065 所在院(系) 机械工程学院 专业班级 机自专升本082班 指导教师 何 勇 2010 年5月题 目 齿轮减速器的设计与动态仿真一、选题的目的及研究意义随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们对产品的需求是多样化的，这就决定了未来的生产方式趋向多品种、小批量。在各行各业中十分广泛地使用着齿轮减速器，它是一种不可缺少的机械传动装置. 它是机械设备的重要组成部分和核心部件。目前，国内各类通用减速器的标准系列已达数百个，基本可满足各行业对通用减速器的需求。国内减速器行业重点骨干企业的产品品种、规格及参数覆盖范围近几年都在不断扩展，产品质量已达到国外先进工业国家同类产品水平，承担起为国民经济各行业提供传动装置配套的重任，部分产品还出口至欧美及东南亚地区，推动了中国装配制造业发展。1.1 本设计的目的及意义目的： 1、通过设计熟悉机器的具体操作，增强感性认识和社会适应能力，进一步巩固、 深化已学过的理论知识，提高综合运用所学知识发现问题、解决问题的能力。2、学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。3 、对所学技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。4 、学会利用多种手段(工具)分析问题、解决问题，如：在本设计中选择autocad、pro/e、ansys等工具。5、 了解减速器内部齿轮间的传动关系。意义： 通过设计，培养学生理论联系实际的工作作风，提高分析问题、解决问题的独立工作能力；通过实习，加深学生对专业的理解和认识，为进一步开拓专业知识创造条件，锻炼动手动脑能力，通过实践运用巩固了所学知识，加深了解其基本原理二、综述与本课题相关领域的研究现状、发展趋势、研究方法及应用领域等1、齿轮减速器的现状减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国内使用的大型减速器（500kw以上），多从国外（如丹麦、德国等）进口，花去不少的外汇。60年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大，体积小、机械效率高等优点。但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率，功率一般都要小于40kw。由于在传动的理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。2、齿轮减速器的发展趋势当今世界各国减速器及齿轮技术发展总趋势是向六高、二低、二化方面发展。六高即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率;二低即低噪声、低成本;二化即标准化、多样化。当今的减速器也向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。减速器和齿轮的设计与制造技术的发展,在一定程度上标志着一个国家的工业水平,因此,开拓和发展减速器和齿轮技术在我国有广阔的前景。3、研究方法运用Pro / E（Pro/ EN GIN EER 三维实体建模设计系统是美 国 P TC 公司的产品。它提出的单一数据库、参数化、基于特 征和完全关联的概念从根本上改变了机械 CAD/ CA E/ CAM 的传统概念,这种全新的设计理念已经成为当今世界机械 CAD/ CA E/ CAM 领域的新标准,能够在最短的时间内,提供最好的产品） 简洁、完善、强大的三维功能建立齿轮减速器的零部件, 减速器中的零部件一般包括上、下箱体、齿轮、齿轮轴、键、轴承、套筒、端盖等主要零件再组装成模型。在ansys中完成结构分析,进行应力分析。4、应用领域齿轮减速器具有传动效率高、结构紧凑、传动平稳等优点。因此，被广泛地应用于各行业。减速器行业涉及的产品类别包括了各类齿轮减速器、行星齿轮减速器及蜗杆减速器，也包括了各种专用传动装置，如增速装置、调速装置、以及包括柔性传动装置在内的各类复合传动装置等，产品服务领域涉及航天、航空、能源、核工业、冶金、有色、煤炭、建材、船舶、水利、电力、工程机械及石化等行业。其作为传动机械行业里的一个重要的分支，在机械制造领域中扮演着越来越重要的角色。近几年，随着中国产业经济的迅猛发展，减速机行业在国内也取得了日新月异的进步。三、对本课题将要解决的主要问题及解决问题的思路与方法、拟采用的研究方法（技术路线）或设计（实验）方案进行说明，论文要写出相应的写作提纲1、主要问题及解决方法:（1）减速器减速器在加工、装配和工作中易产生各种干涉。 建模过程中,考虑了与其啮合的齿轮参数及加工方式影响。建立齿轮减速器的实体模型和运动学仿真模型,可以检查设计的减速器是否存在干涉,以便清楚地了解齿轮设计参数和装配参数的选取是否正确.同时在零件设计中也存在齿轮模型不精确（2）在进行齿轮设计的过程中,螺纹制作不精确 螺纹制作存在的问题是其螺纹收尾问题，所以应该对其进行适当的调整。可以采用退刀槽法、修剪法等。（3）结构有限元分析不完善由于二者之间的数据交换是不完整的, 必须进行适当的数据修补工作。例如, 将proe中的齿轮模型导人到中时, 齿轮表面将出现漏孔等现象,这将造成装配体的整机运动学和动力学分析时无法获得精确的结果。(4)在装配时也存在齿轮副之间的装配不准确解决的方法是, 在两个齿轮的轮廓线节圆处建立与轮齿表面相切的基准面及与其垂直的基准面, 然后将基准平面重合并保证安装中心距。为此，在减速器设计过程中,应用虚拟样机技术可以直观地检验齿轮传动机构中易出现的各种干涉,代替试验室测试,有效提高了设计效率和产品质量，大大缩短产品的开发周期 ,减少样机试验次数 ,迅速地对市场做出反映,并降低产品成本 ,提高企业竞争力。 2）设计思路1、确定传动方案2、电动机的选择 选择电动机类型和结构形式，确定电动机的容量，确定电动机的转速。3、传动装置的运动和动力参数的计算 计算各轴的转速，功率，转矩。4、传动零件的设计计算 外部传动零件和内部传动零件的设计计算5、轴的设计计算6、轴承，联接件，润滑密封及联轴器的选择和验算7、箱体的结构设计计算8、proe建立模型9、ansys分析齿轮轴的应力，对齿轮的模态分析四、检索与本课题有关参考文献资料的简要说明1 孙恒、陈作模、葛文杰，机械原理，高等教育出版社，2006.05.2 纪明刚、机械设计，国防工业出版社，2004.3 吴宗则、罗圣国，机械设计课程设计手册，高等教育出版社，2006.54 哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学.北京:高等教育出版社,2002.85 王春香、孙洪军，减速器的装配和仿真研究，内蒙古科技大学.6 管耀文、Pro/ENGINEER机械设计实例课堂，人民邮电出版社.7 张学锋、Pro/ENGINEER机械设计与应用，国防工业出版社。2006.02. 8 林枫英、等.