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三维PROE 6张CAD高清图纸 说明书 YC系列 二级圆柱齿轮减速器的设计【三维PROE】【6张CAD高清图纸 说明书】【YC系列】 二级 圆柱齿轮 减速器 设计 三维 PROE CAD 图纸 说明书

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内容简介：

毕 业 设 计 (论 文) 二级减速器的设计系 名： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 年 月摘 要研究圆柱齿轮减速器是广泛应用于各种机械和设备，以提高其承载能力，延长使用寿命，减少其体积和质量等，具有重要对象两级齿轮减速器，以最小的体积函数目的研究、分析和优化的可靠性。 首先，通过本次设计，结构分析和圆柱齿轮减速器的工作原理，提出了一种设计方案，在此基础上分析；然后计算工艺参数的选择；其次，在所有主要组件的设计验证和体积最小为目标函数，可靠性分析和优化设计；最后，我通过圆柱齿轮优化后，在AutoCAD软件的装配图和主要零件的减速装置 这样的设计，加强专业知识，例如：、机械设计、材料、机械、宽容和互换性和制图机械产品，掌握并熟练使用AutoCAD软件的设计方法，在生活中是非常重要的工作。关键词：圆柱齿轮，减速器，轴，设计 AbstractCylindrical gear reducer is widely used in various types of machinery and equipment, and therefore, increase its carrying capacity study, to extend its service life, reduce the volume and quality and other issues, has important economic significance. The issue of a second cylindrical gear reducer, the smallest volume as the objective function, reliability analysis and optimization of the design.The design is first, by performing on the cylindrical gear reducer structure and principle analysis presented in this analysis based on its design; Next, the main technical parameters were calculated selection; then, for each of the main components were designed and Checking and minimum volume as the objective function, reliability analysis and optimization design; Finally, AutoCAD drawing software to draw the cylindrical gear reducer assembly drawing and major components after optimization Fig.Through this design, the consolidation of the university is the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing and the like; mastered the design of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD mapping software on the future work of great significance in life.Keywords: Cylindrical gear, Reducer, Shafts, Design目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论1第2章 总体参数计算22.1技术条件22.2分配传动比22.3运动和动力参数计算22.3.1各轴的转速22.3.2各轴的输入功率32.3.3各轴的输入转矩32.3.4整理列表3第3章 齿轮传动的设计与校核43.1高速级齿轮传动43.1.1选精度等级、材料和齿数43.1.2按齿面接触疲劳强度设计43.1.3按齿根弯曲强度设计53.1.4几何尺寸计算73.1.5验算73.2低速级齿轮传动73.2.1选精度等级、材料和齿数73.2.2按齿面接触疲劳强度设计73.2.3按齿根弯曲强度设计93.2.4几何尺寸计算103.2.5验算103.3减速器体积最小优化设计113.3.1减速器体积函数分析113.3.2高速级齿轮优化设计113.3.3低速级齿轮优化设计12第4章 轴及附件的设计与校核144.1轴的设计与校核144.1.1输入轴144.1.2中间轴164.1.3输出轴204.2轴承的选择与校核224.2.1输入轴的轴承224.2.2中间轴、输出轴的轴承234.3键的选择与校核234.3.1输入轴的键234.3.2中间轴、输出轴的键244.4减速器附件设计及润滑密封244.4.1润滑与密封244.4.2减速器机体结构尺寸计算24第5章 基于Pro/E的三维设计265.1 Pro/E三维设计软件概述265.2三维设计265.2.1输入齿轮轴265.2.2齿轮265.2.3轴275.2.4箱体、箱盖275.2.5三维装配28总 结30参考文献31致 谢32第1章 绪论第1章 绪论随着科学技术的发展，水平的快速提高，圆柱齿轮减速器传动技术得到了长足的进步，每一个企业的更强烈的经济意识的加强，对项目的要求越来越高。但由于大型圆柱齿轮减速器的关键技术，性能，使用寿命低的之间的巨大差距，控制系统的影响的问题，目前还存在一系列的问题。今天，在信息技术飞速发展的时代，中国的科学和技术水平的质量也得到了提高。作为主要的传输设备的材料、制造工艺的发展，然而，幸运的是，。必须合作。昂贵的技术，以达到提高生产效率的能量，节约资源，提高我们的国际竞争能力，实现效益最大化。圆柱齿轮减速器广泛应用于各种机械及设备的研究，因此，提高其承载能力，延长使用寿命，减小其体积和质量等问题，具有重要的经济意义。本课题对二级圆柱齿轮减速器体积最小为目标函数，对可靠性的研究，分析和优化，使学生在机械设计、计算机技术等。从综合训练，培养学生解决问题的能力。目前，圆柱齿轮减速器已经广泛应用于国民经济的各个部门在过去的几年后，在开放系统联合运输和地下矿在圆柱齿轮减速器的重要组成部分，并成为钢帘线。主要有：圆柱齿轮减速器、钢丝绳牵引带式输送机连续输送机械和被遗弃的对象和领域等。这些特征的传送带的带宽大（30000t / h）、应用范围广（运输矿石、煤、岩石和不同的粉末材料，一定条件下也可携带人），安全性，可靠性，自动化程度高，易于维护和修理设备的能力，在大（到16度），低成本，因为减少运输距离可以节省基础目前，圆柱齿轮减速器的发展趋势：大，运输能力，大带宽大倾角和旋转的一个水平，增加的长度，输送物料的胶带张力的合理利用，降低能源消耗，最好的方法来清洁磁带等。我们的国家已经在1978年完成的成品钢芯圆柱齿轮减速器的设计。应用范围：钢丝帘线的圆柱齿轮减速器（1）适用于环境温度，通常- 40C - 45C；必须有驱动站在寒冷地区采暖设施；（2）做的水平输送，倾斜向上和向下（16度）运输，也可以反过来运输；运输距离长的一个传输，可达15公里；（3）可以露天运输线路铺设，可设防屏蔽或安装的走廊；（4）作为普通胶带输送机延伸1 / 5；他的服务，比普通的带长槽；成为好；运输距离。31第2章 总体参数计算第2章 总体参数计算2.1技术条件二级圆柱齿轮减速器工作条件：输入功率P=5KW，输入转速n1=1000r/min，总传动比i=25，系统可靠度R=0.90。工作寿命为10年，且载荷均匀。常规方法的设计；以减速器体积最小为目标函数进行进行优化设计；传动简图如下：2.2分配传动比则：；2.3运动和动力参数计算2.3.1各轴的转速1轴 2轴 3轴 2.3.2各轴的输入功率1轴 2轴 3轴 2.3.3各轴的输入转矩1轴 2轴 3轴 2.3.4整理列表轴名功率转矩转速14.9547.27100024.754251.97180.1834.5661089.0440.04第3章 齿轮传动的设计与校核第3章 齿轮传动的设计与校核3.1高速级齿轮传动3.1.1选精度等级、材料和齿数采用7级精度由表6.1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。选小齿轮齿数大齿轮齿数3.1.2按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即1） 确定公式各计算数值（9）计算试算小齿轮的分度圆直径，代入中的较小值计算圆周速度v计算齿宽b计算齿宽与齿高之比b/h模数齿高3.1.3按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为（1）确定公式内的计算数值（4）计算大小齿轮的，并比较大齿轮的数据大（5）设计计算3.1.4几何尺寸计算（1）计算分度圆直径（2）计算中心距 （3）计算齿宽宽度取60mm3.1.5验算 合适3.2低速级齿轮传动3.2.1选精度等级、材料和齿数3.2.2按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即1） 确定公式各计算数值（9）计算试算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值计算圆周速度v计算齿宽b（11）计算模数3.2.3按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为 大齿轮的数据大（5）设计计算3.2.4几何尺寸计算（1）计算分度圆直径（2）计算中心距 （3）计算齿宽宽度取100mm3.2.5验算 合适3.3减速器体积最小优化设计3.3.1减速器体积函数分析基于减少对确保强度，以减少最小的即为，只有当设备体积最小，体积：可以从磁带的功能，给定的条件下，已知的齿轮和扭矩驱动，决定设备的体积是最小的齿轮疲劳强度必须是最小的许用应力，表面粗糙，背面为优化重新计算的硬度。3.3.2高速级齿轮优化设计与3.1.1相同的计算过程，重新计算优化后齿轮参数，结果如下：3.3.3低速级齿轮优化设计与3.1.2相同的计算过程，重新计算优化后齿轮参数，结果如下：第4章 轴及附件的设计与校核第4章 轴及附件的设计与校核4.1轴的设计与校核4.1.1输入轴（1）尺寸与结构设计计算1）高速轴上的功率P1，转速n1和转矩T1，2）初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢，调质处理。根据机械设计表11.3，取，于是得：分未作说明皆查此书）式(10-14)，则2）求轴上的载荷首先根据轴的结构计算确定）。在与支点的位置，从手册中查深沟球6206轴承A，那么A15mm的手册。因此，轴L1 = 72mm跨度。在计算弯矩和扭矩的轴图像。从轴的结构和图形显示部分的弯矩和扭矩的轴C是危险的截面，首先计算m值的MV和MH，如下表。载荷水平面H垂直面V支反力F，C截面弯矩M总弯矩扭矩3）按弯扭合成应力校核轴的强度4.1.2中间轴1） 轴2的转速和功率转矩：P2=4.754Kw，n2=180.18n/min，T2=251.96N.m2） 求作用在齿轮上的力（1）求作用在低速级小齿轮上的力 圆周力：径向力：轴向力：（2）计算作用在大齿轮在高速级大齿轮。由于驱动轮的驱动力，因此在与车轮的力大小相等、方向相反。圆周力：径向力：轴向力：3）初步确定轴的最小直径两个轴的关键轴，直径510%应增加似乎是与轴的最小直径轴直径和，故4）轴的结构设计5）求轴上的载荷对于深沟球轴承6207，计得：，则轴的弯矩图、扭矩图如下图所示：载荷水平面垂直面支反力F弯矩M总弯矩扭矩T6）合成后的后轴扭转应力强度检查后，通常只有一个最大弯矩和扭矩的轴截面，横截面，圆柱齿轮，取，轴的计算应力：前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计表，查得，因此，安全。4.1.3输出轴（1）尺寸与结构设计计算1）低速轴上的功率P3，转速n3和转矩T3，2）初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小的直径。选取轴的材料为45钢，并调质处理。根据机械设计表11.3，取，于是得：（2）强度校核计算1）求作用在轴上的力已知低速级齿轮的分度圆直径为，根据式(10-14)，则2）求轴上的载荷首先根据轴的结构计算确定）。在与支点的位置，从手册中查手册6213轴承A，那么A21mm手册。轴的支持跨度。在计算弯矩和扭矩轴的图像。图像的结构和从轴的弯矩图和扭矩，表明轴B节是危险的截面，先计算B节的MV和MH的m值，如下表。载荷水平面H垂直面V支反力FB截面弯矩M总弯矩扭矩3）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，轴的计算应力4.2轴承的选择与校核4.2.1输入轴的轴承（3）径向当量动载荷 动载荷为，查得，则有 由式13-5得满足要求。4.2.2中间轴、输出轴的轴承（1）选择的深沟球轴承6207，尺寸为，基本额定动载荷。（2）选择的深沟球轴承6213，尺寸为，基本额定动载荷。校核方式同理，寿命满足要求。4.3键的选择与校核4.3.1输入轴的键，合适4.3.2中间轴、输出轴的键4.4减速器附件设计及润滑密封4.4.1润滑与密封（1）在齿轮箱使用润滑油，因为高速大齿轮浸入深度不少于10mm，深度H = 57mm：选择整个系统根据指令。（2）润滑油由于轴承的=38400160000 =8181.9160000 =4370160000 故选用脂润滑。（3）密封方法的选择由于端盖法兰和轴向间隙的调整容易，II和IV型法兰与端盖的两端，而内置的易于安装和处理，轴三不选择与接收辊环的边缘，因此，选择嵌入式盖采用轴密封润滑油的差距。4.4.2减速器机体结构尺寸计算1箱座壁厚，2箱盖壁厚3箱座凸缘厚度4箱盖凸缘厚度5箱座底凸缘厚度6地底螺钉直径，取M207地底螺钉数目8轴承旁联接螺栓直径 ，取M149箱盖与箱座联接螺栓直径 取M1010联接螺栓的间距12窥视孔盖螺钉直径，取M613定位销直径14，至外箱壁距离15轴承旁凸台半径16凸台高度17箱体外壁至轴承座端面距离19大齿轮顶圆与内箱壁距离20齿轮端面与内箱壁距离21箱盖，箱座筋厚 ，22轴承端盖外径 23轴承旁联接螺栓距离24大齿轮齿顶圆至箱底内壁的距离25箱底至箱底内壁的距离第5章 基于Pro/E的三维设计第5章 基于Pro/E的三维设计5.1 Pro/E三维设计软件概述Pro/Engineer软件技术的美国公司的操作参数（PTC）旗下的三维CAD / CAM / CAE软件的集成。Pro /工程师软件的参数的参数化著称，技术应用最早，目前的三维建模软件领域中占有重要的地位。Pro /工程师作为当今世界机械领域的新标准的CAD / CAE / CAM和获得业界的认可和普及的今天，是一个基本的CAD / CAM / CAE软件的内部，特别是在产品设计领域占有重要的地位。Pro / E参数化的概念，首次提出了统一的数据库，用于解决问题的特点和相互关系。Pro / E的应用模块，可分别的身影，部分生产、装配、钣金加工、设计、设计等。保证用户可以选择，根据他们的需要使用。以下功能：（1）驱动的特点（例如：老板，槽、倒角、腔、壳等）；（2）的参数化（参数=的大小，模式，特点，荷载，边界条件等）；（3）通过零件之间的值，载荷/边界条件（例如，面积参数和性能等之间的关系。）的设计；（4）支持大型，复杂的组件（设计规则排列的一系列组件，交替的Pro / PROGRAM零件设计，可以使用不同的编程方法等）；（5）完全穿过所有的应用现状。5.2三维设计5.2.1输入齿轮轴输入齿轮轴如下图示：图5-1输入齿轮轴5.2.2齿轮各齿轮设计结果如下图示： 图5-2齿轮5.2.3轴各轴设计结果如下图示：图5-3轴5.2.4箱体、箱盖减速器壳体由箱体、箱盖组成，如下：图5-4 箱体、箱盖5.2.5三维装配图5-5 减速器装配参考文献总 结大学毕业设计阶段是学习能力的理论与实践相结合的非常罕见的，由一个圆柱齿轮减速器的理论和实践知识，设计组合装置利用自己的专业知识，锻炼能力；解决这些问题，而且提高了我的设计管理文献检索技能、知识的设计规范和其他专业人士，但整体控制和基于局部离散细节，治疗的选择，和我所有的能力，以获得DE锻炼能力，积累经验和意志的丰富，压缩质量和韧性，促进了不同程度更高。这是我们的希望，我们的目标是设计，以提高是有限的，但总的来说，这是本次设计中，我积累了大量的实践经验，这比我的大脑知识武装起来，让我的应变能力在未来的工作研究高性能是不可避免的，实现更强大。时间表完成本毕业设计给了我很大的信心，按照，请让我知道，专业知识，专业发展和对未来的信心，但也发现他的许多缺点和不足，留下一点遗憾，但不幸的是，这是不够的，不我没有突然不能更好地激励注意我走以后，我将新技术，新设备，新技术，力求迅速掌握知识的进步，更好的服务，为祖国的现代化建设参考文献1 徐灏 .机械设计手册M.机械工业出版社. 19912 许福玲 陈尧明主编.液压与气压传动M.机械工业出版社，2006.5 3 石光源，周积义，彭福音.机械制图（第三版）M.北京：高等教育出版社.1990.54 郑修本主编.机械制造工艺学M.机械工业出版社，1991.45 廖汉元主编. 机械原理M.机械工业出版社，2007.36 斯波茨（Spotts,M.F.）舒晋(Shoup,T.E.) 主编.机械零件设计M. 机械工业出版社. 2003 .17 王英杰.工程材料及热处理M.高等教育出版社.2008.58 张尊敬，汪苏. DT型带式传动机设计手册M. 冶金工业出版社.2003.19 席伟光，杨光，李波.机械设计课程设计.北京：高等教育出版社，200310 甘永立主编。几何量公差与检测 上海科学技术出版社，200311 成大先主编：机械设计手册单行本机械传动北京：化学工业出版社，2004.1致 谢大学生活即将结束，在四年的朋友，让我遇见了许多热心的帮助，工作阶段的学习严格的老师。从成功的完成他们的毕业设计也不帮助和导师的精心指导，在这里我对所有本毕业设计提供指导和帮助的老师和同学表示衷心的感谢。首先，本设计的主教练，表示衷心的感谢。在他的努力，时间总是找到时间来照顾我们的领导人，进展，我们敦促我们学习。在整个设计过程中，老师，一个链接的网站实际借款，表明了，我不仅学到了书本，学习操作方法，我知道如何使用的关键，如何在合理的时间内，文档和发射，在设计的过程中，她是我们的设计问题解决了。 其次，我们必须提供帮助，这样的设计，教师和学生，真诚的感谢，在设计的过程中，他们给了我很多的帮助和无私的关怀，更重要的是，我们提供的技术资料，非常感谢他们，没有这些文件数据是不完整的。 另外，我感谢所有的同学。 总之，本设计是相互作用的结果，教师和学生设计完成的，一个月很愉快，我们合作的大教堂，和真理，我，这就是我的生活，我的财富，给我帮助的老师和学生，谢谢！毕 业 设 计 (论 文) 二级减速器的设计系 名： 专业班级： 学生姓名： 学 号： 指导教师姓名： 指导教师职称： 年 月摘 要圆柱齿轮减速器被广泛地应用于各类机械产品和装备中，因此，研究提高其承载能力，延长其使用寿命，减小其体积和质量等问题，具有重要的经济意义。本课题对某二级圆柱齿轮减速器，以体积最小为目标函数，进行可靠性分析及优化设计的研究。 本次设计首先，通过对圆柱齿轮减速器结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了其设计方案；接着，对主要技术参数进行了计算选择；然后，对各主要零部件进行了设计与校核并以体积最小为目标函数，进行可靠性分析及优化设计；最后，通过AutoCAD制图软件绘制了优化后的圆柱齿轮减速器装配图及主要零部件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如：机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。关键词：圆柱齿轮，减速器，轴，设计 AbstractCylindrical gear reducer is widely used in various types of machinery and equipment, and therefore, increase its carrying capacity study, to extend its service life, reduce the volume and quality and other issues, has important economic significance. The issue of a second cylindrical gear reducer, the smallest volume as the objective function, reliability analysis and optimization of the design.The design is first, by performing on the cylindrical gear reducer structure and principle analysis presented in this analysis based on its design; Next, the main technical parameters were calculated selection; then, for each of the main components were designed and Checking and minimum volume as the objective function, reliability analysis and optimization design; Finally, AutoCAD drawing software to draw the cylindrical gear reducer assembly drawing and major components after optimization Fig.Through this design, the consolidation of the university is the professional knowledge, such as: mechanical principles, mechanical design, mechanics of materials, tolerances and interchangeability theory, mechanical drawing and the like; mastered the design of general machinery products and be able to skillfully use AutoCAD mapping software on the future work of great significance in life.Keywords: Cylindrical gear, Reducer, Shafts, Design目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论1第2章 总体参数计算22.1技术条件22.2分配传动比22.3运动和动力参数计算22.3.1各轴的转速22.3.2各轴的输入功率32.3.3各轴的输入转矩32.3.4整理列表3第3章 齿轮传动的设计与校核43.1高速级齿轮传动43.1.1选精度等级、材料和齿数43.1.2按齿面接触疲劳强度设计43.1.3按齿根弯曲强度设计53.1.4几何尺寸计算73.1.5验算73.2低速级齿轮传动73.2.1选精度等级、材料和齿数73.2.2按齿面接触疲劳强度设计73.2.3按齿根弯曲强度设计93.2.4几何尺寸计算103.2.5验算103.3减速器体积最小优化设计113.3.1减速器体积函数分析113.3.2高速级齿轮优化设计113.3.3低速级齿轮优化设计12第4章 轴及附件的设计与校核144.1轴的设计与校核144.1.1输入轴144.1.2中间轴164.1.3输出轴204.2轴承的选择与校核224.2.1输入轴的轴承224.2.2中间轴、输出轴的轴承234.3键的选择与校核234.3.1输入轴的键234.3.2中间轴、输出轴的键244.4减速器附件设计及润滑密封244.4.1润滑与密封244.4.2减速器机体结构尺寸计算24第5章 基于Pro/E的三维设计265.1 Pro/E三维设计软件概述265.2三维设计265.2.1输入齿轮轴265.2.2齿轮265.2.3轴275.2.4箱体、箱盖275.2.5三维装配28总 结30参考文献31致 谢32第1章 绪论第1章 绪论随着我国科学技术水平的快速提高，圆柱齿轮减速器传动装置的技术得到了很大的进步，各企业的经济意识越加强烈，对工程的要求也就越来越高。但是由于受到大型圆柱齿轮减速器关键核心技术、性能、卡考使用寿命低、控制系统差距大等问题的影响，目前仍然存在着一些问题。当今高速发展的信息技术时代下，我国的科技水平同样得到了质的提升。作为输送物料的主要设备，生产工艺的发展矗然要幸高端的技术进行配合，从而实现生产效率的提高、资源能量的节约，增加我国国际竞争能力，实现利益最大化。圆柱齿轮减速器被广泛地应用于各类机械产品和装备中，因此，研究提高其承载能力，延长其使用寿命，减小其体积和质量等问题，具有重要的经济意义。本课题对某二级圆柱齿轮减速器，以体积最小为目标函数，进行可靠性分析及优化设计的研究，使学生在机械设计、计算机应用技术等方面受到综合训练，培养学生解决实际工程问题的能力。目前圆柱齿轮减速器已广泛应用于国民经经济各个部门，近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中圆柱齿轮减速器又成为重要的组成部分.主要有:钢绳芯圆柱齿轮减速器、钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。这些输送机的特点是输送能力大(可达30000t/h)，适用范围广(可运送矿石，煤炭，岩石和各种粉状物料，特定条件下也可以运人)，安全可靠，自动化程度高，设备维护检修容易，爬坡能力大(可达16)，经营费用低，由于缩短运输距离可节省基建投资。目前，圆柱齿轮减速器的发展趋势是：大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯，合理使用胶带张力，降低物料输送能耗，清理胶带的最佳方法等。我国已于1978年完成了钢绳芯圆柱齿轮减速器的定型设计。钢绳芯圆柱齿轮减速器的适用范围：（1）适用于环境温度一般为-40C45C；在寒冷地区驱动站应有采暖设施；（2）可做水平运输，倾斜向上(16)和向下运输，也可以转弯运输；运输距离长，单机输送可达15km；（3）可露天铺设，运输线可设防护罩或设通廊；（4）输送带伸长率为普通带的1/5；其使用寿命比普通胶带长；成槽性好；运输距离。33第2章 总体参数计算第2章 总体参数计算2.1技术条件二级圆柱齿轮减速器工作条件：本次设计选择减速器的参数为：输入功率P=5KW，输入转速n1=1000r/min，总传动比i=25，系统可靠度R=0.90。工作寿命为10年，且载荷均匀。常规方法的设计；以减速器体积最小为目标函数进行进行优化设计；传动简图如下：2.2分配传动比为使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干涉现象，选V带传动比：；设计要求减速器总的传动比为：；考虑两级齿轮润滑问题，两级大齿轮应该有相近的浸油深度。则两级齿轮的高速级与低速级传动比的值取为1.3，取则：；2.3运动和动力参数计算2.3.1各轴的转速1轴 2轴 3轴 2.3.2各轴的输入功率1轴 2轴 3轴 2.3.3各轴的输入转矩1轴 2轴 3轴 2.3.4整理列表轴名功率转矩转速14.9547.27100024.754251.97180.1834.5661089.0440.04第3章 齿轮传动的设计与校核第3章 齿轮传动的设计与校核3.1高速级齿轮传动3.1.1选精度等级、材料和齿数采用7级精度由表6.1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。选小齿轮齿数大齿轮齿数3.1.2按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即1） 确定公式各计算数值（1）试选载荷系数（2）计算小齿轮传递的转矩（3）小齿轮相对两支承非对称分布，选取齿宽系数（4）由表6.3查得材料的弹性影响系数（5）由图6.14按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限（6）由式6.11计算应力循环次数（7）由图6.16查得接触疲劳强度寿命系数 （8）计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为1，安全系数为S=1，由式10-12得（9）计算试算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值计算圆周速度v计算齿宽b计算齿宽与齿高之比b/h模数齿高计算载荷系数K根据，7级精度，查得动载荷系数假设，由表查得由于载荷平稳，由表5.2查得使用系数由表查得查得故载荷系数（10）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式可得（11）计算模数3.1.3按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为（1）确定公式内的计算数值由图6.15查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限由图6.16查得弯曲疲劳寿命系数 计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数为S=1.3，由上式得计算载荷系数（2）查取齿形系数由表6.4查得（3）查取应力校正系数 由表6.4查得（4）计算大小齿轮的，并比较 大齿轮的数据大（5）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，可取有弯曲强度算得的模数1.89mm，圆整取标准值m2mm并按接触强度算得的分度圆直径算出小齿轮齿数取大齿轮齿数取3.1.4几何尺寸计算（1）计算分度圆直径（2）计算中心距 （3）计算齿宽宽度取60mm3.1.5验算 合适3.2低速级齿轮传动3.2.1选精度等级、材料和齿数采用7级精度由表6.1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取则实际传动比：传动误差小于5，合适。3.2.2按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即1） 确定公式各计算数值（1）试选载荷系数（2）计算小齿轮传递的转矩（3）小齿轮相对两支承非对称分布，选取齿宽系数（4）由表6.3查得材料的弹性影响系数（5）由图6.14按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限（6）由式6.11计算应力循环次数（7）由图6.16查得接触疲劳强度寿命系数 （8）计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为1，安全系数为S=1，由式10-12得（9）计算试算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值计算圆周速度v计算齿宽b计算齿宽与齿高之比b/h模数齿高计算载荷系数K根据，7级精度，查得动载荷系数假设，由表查得由表5.2查得使用系数由表查得查得故载荷系数（10）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式可得（11）计算模数3.2.3按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为（1）确定公式内的计算数值由图6.15查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限大齿轮的弯曲疲劳强度极限由图6.16查得弯曲疲劳寿命系数 计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数为S=1.3，由式10-12得计算载荷系数（2）查取齿形系数由表6.4查得（3）查取应力校正系数 由表6.4查得（4）计算大小齿轮的，并比较 大齿轮的数据大（5）设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的模数m大于由齿根弯曲疲劳强度计算的模数，可取有弯曲强度算得的模数3.23mm，于是取标准值m4mm。并按接触强度算得的分度圆直径算出小齿轮齿数取大齿轮齿数取3.2.4几何尺寸计算（1）计算分度圆直径（2）计算中心距 （3）计算齿宽宽度取100mm3.2.5验算 合适3.3减速器体积最小优化设计3.3.1减速器体积函数分析在确保减速器强度基础上，要使减速器体积最小即只要使齿轮体积最小即可，体积函数为：从体积函数可以看出，对于给定工况下，已知传动比及扭矩的齿轮传动中，决定齿轮体积的为，要使减速器体积最小即齿轮体积最小就需提高接触疲劳强度许用应力，也就是提高材料的表面硬度。在后面的优化设计中将提高材料的表面硬度重新进行计算。3.3.2高速级齿轮优化设计（1）选精度等级、材料和齿数采用7级精度由表6.1选择小齿轮材料为30CrMnSi（调质），硬度为320HBS，大齿轮材料为30CrMnSi钢（调质），硬度为300HBS。（2）接触疲劳强度许用应力计算由图6.14按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为1，安全系数为S=1，由式10-12得与3.1.1相同的计算过程，重新计算优化后齿轮参数，结果如下：序号名称符号计算公式及参数选择1齿数Z22，1222模数m2mm3分度圆直径4齿顶高5齿根高6全齿高7顶隙8齿顶圆直径9齿根圆直径10中心距3.3.3低速级齿轮优化设计（1）选精度等级、材料和齿数采用7级精度由表6.1选择小齿轮材料为30CrMnSi（调质），硬度为320HBS，大齿轮材料为30CrMnSi钢（调质），硬度为300HBS。（2）接触疲劳强度许用应力计算由图6.14按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限大齿轮的接触疲劳强度极限计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为1，安全系数为S=1，由式10-12得与3.1.2相同的计算过程，重新计算优化后齿轮参数，结果如下：序号名称符号计算公式及参数选择1齿数Z25，1132模数m3mm3分度圆直径4齿顶高5齿根高6全齿高7顶隙8齿顶圆直径9齿根圆直径10中心距第4章 轴及附件的设计与校核第4章 轴及附件的设计与校核4.1轴的设计与校核4.1.1输入轴（1）尺寸与结构设计计算1）高速轴上的功率P1，转速n1和转矩T1，2）初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢，调质处理。根据机械设计表11.3，取，于是得：该处开有键槽故轴径加大510，且高速轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径。为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故取；。3）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（a）为了满足半联轴器的轴向定位的要求2轴段左端需制出轴肩，轴肩高度轴肩高度，取故取2段的直径，长度。(b) 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用深沟球轴承。根据，查机械设计手册选取0基本游隙组，标准精度级的深沟球轴承6206，故，轴承采用轴肩进行轴向定位，轴肩高度轴肩高度，取，因此，取。(c) 齿轮处由于齿轮分度圆直径，故采用齿轮轴形式，齿轮宽度B=50mm。另考虑到齿轮端面与箱体间距10mm以及两级齿轮间位置配比，取，。4）轴上零件的周向定位查机械设计表，联接联轴器的平键截面。（2）强度校核计算1）求作用在轴上的力已知高速级齿轮的分度圆直径为=52，根据机械设计（轴的设计计算部分未作说明皆查此书）式(10-14)，则2）求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取a值。对于6206型深沟球轴承，由手册中查得a=15mm。因此，轴的支撑跨距为L1=72mm。根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面。先计算出截面C处的MH、MV及M的值列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力F，C截面弯矩M总弯矩扭矩3）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，轴的计算应力：已选定轴的材料为45Cr，调质处理。由表15-1查得。因此，故安全。4）键的选择采用圆头普通平键A型（GB/T 10961979）连接，联接联轴器的平键截面，。齿轮与轴的配合为，滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的，此外选轴的直径尺寸公差为。4.1.2中间轴1） 轴2的转速和功率转矩：P2=4.754Kw，n2=180.18n/min，T2=251.96N.m2） 求作用在齿轮上的力（1）求作用在低速级小齿轮上的力 圆周力：径向力：轴向力：（2）求作用在高速级大齿轮上的力。因大齿轮为从动轮，所以作用在其上的力与主动轮上的力大小相等方向相反。圆周力：径向力：轴向力：3）初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢，调质处理。根据机械设计-表15-3，取，于是得：该轴有两处键槽，轴径应增加510%，轴的最小直径显然是轴承处轴的直径和，故4）轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (a)初步选择滚动轴承。因轴承不受轴向力的作用，故选用深沟球轴承。参照工作要求，根据，选取0基本游隙组，标准精度级的深沟球轴承30206型，其尺寸为，得： 轴段取安装齿轮处的-、-取，根据齿轮宽并为保证齿轮定位准确轴段适当缩短12mm，故：，轴段-为两侧齿轮定位轴环，根据箱体尺寸。(3)轴上零件的周向定位 齿轮采用平键联接，按，查机械设计表得平键截面，联接小圆柱齿轮的平键长度为40mm，联接大圆柱齿轮的平键长度为50mm.5）求轴上的载荷对于深沟球轴承6207，计得：，根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。如下图所示载荷水平面垂直面支反力F弯矩M总弯矩扭矩T6）按弯扭合成应力校核轴的强度 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面，即圆柱齿轮的截面，取，轴的计算应力：前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计表，查得，因此，安全。4.1.3输出轴（1）尺寸与结构设计计算1）低速轴上的功率P3，转速n3和转矩T3，2）初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径。选取轴的材料45钢，调质处理。根据机械设计表11.3，取，于是得：该处开有键槽故轴径加大510，且轴的最小直径显然是安装联轴器处的直径。为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应，故需同时选取联轴器型号。联轴器的计算转矩，取。按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查机械设计手册选用HL3型弹性套柱销联轴器，其公称转矩为2000N.m。半联轴器的孔径为40mm，故取，半联轴器长度为，半联轴器与轴配合的长度。3）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度（a）为了满足半联轴器的轴向定位的要求2轴段左端需制出轴肩，轴肩高度轴肩高度，取故取2段的直径，长度。(b) 初步选择滚动轴承。因轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故选用深沟球轴承。根据，查机械设计手册选取0基本游隙组，标准精度级的深沟球轴承6213，其尺寸为，故，考虑到还需安装档油环取，轴承采用轴肩进行轴向定位，轴肩高度，取，因此，取。(c)取安装齿轮处的轴的直径；齿轮左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为75mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度，取，则。因三根轴在箱体内的长度大致相等，取， 。4）轴上零件的周向定位查机械设计表，联接联轴器的平键截面；联接圆柱齿轮的平键截面（2）强度校核计算1）求作用在轴上的力已知低速级齿轮的分度圆直径为，根据式(10-14)，则2）求轴上的载荷首先根据轴的结构图作出轴的计算简图。在确定轴承支点位置时，从手册中查取a值。对于6213型深沟球轴承，由手册中查得a=21mm。因此，轴的支撑跨距为根据轴的计算简图作出轴的弯矩图和扭矩图。从轴的结构图以及弯矩和扭矩图可以看出截面B是轴的危险截面。先计算出截面B处的MH、MV及M的值列于下表。载荷水平面H垂直面V支反力FB截面弯矩M总弯矩扭矩3）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式(15-5)及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，轴的计算应力已选定轴的材料为45Cr，调质处理。由表15-1查得。因此，故安全。4）键的选择（a）采用圆头普通平键A型（GB/T 10961979）连接，查机械设计表，联接联轴器的平键截面；联接圆柱齿轮的平键截面，。齿轮与轴的配合为，滚动轴承与轴的周向定位是过渡配合保证的，此外选轴的直径尺寸公差为。4.2轴承的选择与校核4.2.1输入轴的轴承（1）按承载较大的滚动轴承选择其型号，因支承跨距不大，故采用两端固定式轴承组合方式。轴承类型选为深沟球轴承，轴承的预期寿命取为：Lh29200h由上面的计算结果有轴承受的径向力为Fr1=340.43N，轴向力为Fa1=159.90N，（2）初步选择深沟球轴承6206，其基本额定动载荷为Cr=51.8KN，基本额定静载荷为C0r=63.8KN。（3）径向当量动载荷 动载荷为，查得，则有 由式13-5得满足要求。4.2.2中间轴、输出轴的轴承（1）选择的深沟球轴承6207，尺寸为，基本额定动载荷。（2）选择的深沟球轴承6213，尺寸为，基本额定动载荷。校核方式同理，寿命合格。4.3键的选择与校核4.3.1输入轴的键1）选择键联接的类型和尺寸联轴器处选用单圆头平键，尺寸为2)校核键联接的强度键、轴材料都是钢，由机械设计查得键联接的许用挤压力为键的工作长度，合适4.3.2中间轴、输出轴的键（1）中间轴键联接小圆柱齿轮处选用圆头平键，尺寸为联接大圆柱齿轮处选用圆头平键，尺寸为（2）输出轴的键联轴器处选用单圆头平键，尺寸为 圆柱齿轮处选用普通平头圆键，尺寸为。（3）校核校核方式同理，强度合格。4.4减速器附件设计及润滑密封4.4.1润滑与密封（1）齿轮的润滑 采用浸油润滑，由于高速级大齿轮浸油深度不小于10mm，取为油深h=57mm。根据指导书表16-1，选用全损耗系统用油 L-AN22。（2）滚动轴承的润滑由于轴承的=38400160000 =8181.9160000 =4370160000 故选用脂润滑。（3）密封方法的选取 由于凸缘式轴承端盖易于调整轴向游隙，轴II及轴IV的轴承两端采用凸缘式端盖，而嵌入式端盖易于安装和加工，轴III选用外圈无挡边滚子轴承，故选用嵌入式端盖。由于采用脂润滑，轴端采用间隙密封。4.4.2减速器机体结构尺寸计算1箱座壁厚，2箱盖壁厚3箱座凸缘厚度4箱盖凸缘厚度5箱座底凸缘厚度6地底螺钉直径，取M207地底螺钉数目8轴承旁联接螺栓直径 ，取M149箱盖与箱座联接螺栓直径 取M1010联接螺栓的间距12窥视孔盖螺钉直径，取M613定位销直径14，至外箱壁距离15轴承旁凸台半径16凸台高度17箱体外壁至轴承座端面距离19大齿轮顶圆与内箱壁距离20齿轮端面与内箱壁距离21箱盖，箱座筋厚 ，22轴承端盖外径 23轴承旁联接螺栓距离24大齿轮齿顶圆至箱底内壁的距离25箱底至箱底内壁的距离第5章 基于Pro/E的三维设计第5章 基于Pro/E的三维设计5.1 Pro/E三维设计软件概述Pro/Engineer操作软件是美国参数技