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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
Abstract
Cylindrical 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 I
Abstract II
第1章 绪论 1
第2章 总体参数计算 2
2.1技术条件 2
2.2分配传动比 2
2.3运动和动力参数计算 2
2.3.1各轴的转速 2
2.3.2各轴的输入功率 3
2.3.3各轴的输入转矩 3
2.3.4整理列表 3
第3章 齿轮传动的设计与校核 4
3.1高速级齿轮传动 4
3.1.1选精度等级、材料和齿数 4
3.1.2按齿面接触疲劳强度设计 4
3.1.3按齿根弯曲强度设计 5
3.1.4几何尺寸计算 7
3.1.5验算 7
3.2低速级齿轮传动 7
3.2.1选精度等级、材料和齿数 7
3.2.2按齿面接触疲劳强度设计 7
3.2.3按齿根弯曲强度设计 9
3.2.4几何尺寸计算 10
3.2.5验算 10
3.3减速器体积最小优化设计 11
3.3.1减速器体积函数分析 11
3.3.2高速级齿轮优化设计 11
3.3.3低速级齿轮优化设计 12
第4章 轴及附件的设计与校核 14
4.1轴的设计与校核 14
4.1.1输入轴 14
4.1.2中间轴 16
4.1.3输出轴 20
4.2轴承的选择与校核 22
4.2.1输入轴的轴承 22
4.2.2中间轴、输出轴的轴承 23
4.3键的选择与校核 23
4.3.1输入轴的键 23
4.3.2中间轴、输出轴的键 24
4.4减速器附件设计及润滑密封 24
4.4.1润滑与密封 24
4.4.2减速器机体结构尺寸计算 24
第5章 基于Pro/E的三维设计 26
5.1 Pro/E三维设计软件概述 26
5.2三维设计 26
5.2.1输入齿轮轴 26
5.2.2齿轮 26
5.2.3轴 27
5.2.4箱体、箱盖 27
5.2.5三维装配 28
总 结 30
参考文献 31
致 谢 32
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-40°C—45°C；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。
第2章 总体参数计算
2.1技术条件
①二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。
②常规方法的设计；
③以减速器体积最小为目标函数进行进行优化设计；
④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
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