毕业论文终稿-二级圆柱直齿轮减速器设计[下载送CAD图纸 全套打包资料]

需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763图纸预览请见文档前面的插图，原稿更清晰，可编辑学院毕业设计（论文）系机械工程系专业机械工程及自动化学生姓名学号设计论文题目某圆柱齿轮减速器的优化及三维设计起迄日期2015年1月6日5月16日设计论文地点指导教师专业负责人发任务书日期2015年1月3日需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763I目录摘要IIIABSTRACTIV第1章绪论111研究背景及意义112减速器概述113圆柱齿轮减速器现状214课题任务要求3第2章总体参数计算421技术条件422分配传动比423运动和动力参数计算4231各轴的转速4232各轴的输入功率5233各轴的输入转矩5234整理列表5第3章齿轮传动的设计与校核631高速级齿轮传动6311选精度等级、材料和齿数6312按齿面接触疲劳强度设计6313按齿根弯曲强度设计8314几何尺寸计算9315验算932低速级齿轮传动10321选精度等级、材料和齿数10322按齿面接触疲劳强度设计10323按齿根弯曲强度设计12324几何尺寸计算13325验算1333减速器体积最小优化设计14331减速器体积函数分析14需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763II332高速级齿轮优化设计14333低速级齿轮优化设计15334优化前后体积对比分析16第4章轴及附件的设计与校核1741轴的设计与校核17411输入轴17412中间轴20413输出轴2342轴承的选择与校核26421输入轴的轴承26422中间轴的轴承26423输出轴的轴承2743键的选择与校核28431输入轴的键28432中间轴的键29433输出轴的键2944减速器附件设计及润滑密封30441减速器附件设计30442润滑与密封30443减速器机体结构尺寸计算31第5章基于PRO/E的三维设计3351PRO/E三维设计软件概述3352三维设计35521输入齿轮轴35522齿轮35523轴35524箱体、箱盖36525三维装配37总结38参考文献39致谢40需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763III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，设计需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763IV需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763V需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VI需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VII需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763VIII需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763IXABSTRACTCYLINDRICALGEARREDUCERISWIDELYUSEDINVARIOUSTYPESOFMACHINERYANDEQUIPMENT,ANDTHEREFORE,INCREASEITSCARRYINGCAPACITYSTUDY,TOEXTENDITSSERVICELIFE,REDUCETHEVOLUMEANDQUALITYANDOTHERISSUES,HASIMPORTANTECONOMICSIGNIFICANCETHEISSUEOFASECONDCYLINDRICALGEARREDUCER,THESMALLESTVOLUMEASTHEOBJECTIVEFUNCTION,RELIABILITYANALYSISANDOPTIMIZATIONOFTHEDESIGNTHEDESIGNISFIRST,BYPERFORMINGONTHECYLINDRICALGEARREDUCERSTRUCTUREANDPRINCIPLEANALYSISPRESENTEDINTHISANALYSISBASEDONITSDESIGNNEXT,THEMAINTECHNICALPARAMETERSWERECALCULATEDSELECTIONTHEN,FOREACHOFTHEMAINCOMPONENTSWEREDESIGNEDANDCHECKINGANDMINIMUMVOLUMEASTHEOBJECTIVEFUNCTION,RELIABILITYANALYSISANDOPTIMIZATIONDESIGNFINALLY,AUTOCADDRAWINGSOFTWARETODRAWTHECYLINDRICALGEARREDUCERASSEMBLYDRAWINGANDMAJORCOMPONENTSAFTEROPTIMIZATIONFIGTHROUGHTHISDESIGN,THECONSOLIDATIONOFTHEUNIVERSITYISTHEPROFESSIONALKNOWLEDGE,SUCHASMECHANICALPRINCIPLES,MECHANICALDESIGN,MECHANICSOFMATERIALS,TOLERANCESANDINTERCHANGEABILITYTHEORY,MECHANICALDRAWINGANDTHELIKEMASTEREDTHEDESIGNOFGENERALMACHINERYPRODUCTSANDBEABLETOSKILLFULLYUSEAUTOCADMAPPINGSOFTWAREONTHEFUTUREWORKOFGREATSIGNIFICANCEINLIFE需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763XKEYWORDSCYLINDRICALGEAR,REDUCER,SHAFTS,DESIGN需要CAD图纸，Q咨询4149516051章绪论11研究背景及意义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。12减速器概述圆柱齿轮减速器是连续运输机的一种，连续运输机是固定式或运移式起重运输机中主要类型之一，其运输特点是形成装载点到装载点之间的连续物料流，靠连续物料流的整体运动来完成物流从装载点到卸载点的输送。在工业、农业、交通等各企业中，连续运输机是生产过程中组成有节奏的流水作业运输线不可缺少的组成部分。其中带输送机是连续运输机中是使用最广泛的，圆柱齿轮减速器运行可靠，输送量大，输送距离长，维护简便，适应于冶金煤炭，机械电力，轻工，建材，粮食等各个部门。圆柱齿轮减速器又称胶带运输机，其主要部件是输送带，亦称为胶带，输送带兼作牵引机构和承载机构。它主要包括一下几个部分输送带通常称为胶带、托辊及中间架、滚筒拉紧装置、制动装置、清扫装置和卸料装置等。圆柱齿轮减速器分类方法有多种，按运输物料的输送带结构可分成两类，一类是普通型圆柱齿轮减速器，这类圆柱齿轮减速器在输送带运输物料的过程中，上带需要CAD图纸，Q咨询414951605槽形，下带呈平形，输送带有托辊托起，输送带外表几何形状均为平面；另外一类是特种结构的圆柱齿轮减速器，各有各的输送特点。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。13圆柱齿轮减速器现状输送机的输送带分为普通和特殊两种结构。普通结构的输送带一般配备在固定式输送机以及可伸缩式的输送机上。特殊结构的输送带有以下几种挡边输送带、旅客输送带、无输送带覆盖胶、钢绳牵引输送带、花纹输送带、防撕裂输送带等。圆柱齿轮减速器是一种常见的机械设备，其传动方式多为V带传动齿轮传动，运行高效、连续、稳定。圆柱齿轮减速器主要是散状物料连续运输设备。目前，法国现有的圆柱齿轮减速器的单机长度可以达到15KM，输送带速度为84M/S，单滚筒的驱动功率可以达到1050KW/H，其年运量也可以达到4亿吨左右。在澳大利亚，很多超大规模的工厂以及大型的采矿企业都在使用输送机，多个传送需要CAD图纸，Q咨询414951605串联起来共同工作，可以传送上百公里。现在国内所使用的圆柱齿轮减速器正在向长距离、高运量、高效率的方向发展。虽然我国的圆柱齿轮减速器的分析与研制都是通过刚性理论来研究的，也有一定的高级安全系统一般取N10左右以及规范方法，但是输送带不能只依靠简单的方法来解释，因为输送带是具有一定粘性特质的。长距离式的圆柱齿轮减速器的输送带安装有一个具有驱动功能的起、制动力的动态响应的复杂装置，其工作过程也是十分繁琐。所以如何有效地延长圆柱齿轮减速器的使用寿命，并同时可以确保其运行的可靠性，是圆柱齿轮减速器目前面临的最主要问题。传动装置的关键性技术主要可以影响输送机的技术性能，同时也会影响到企业的经济效益。目前，国际上的企业一般都是通过采用可控传动技术来解决输送机的传动问题。14课题任务要求在查阅机械设计、优化设计、可靠性工程等方面资料的基础上，确定设计方案；完成常规方法的设计，得到减速器主要结构数据；建立目标函数，分析约束条件，完成优化设计的计算，得出优化后的结构数据，并绘制减速器总装图；对比分析性能提升的程度；完成减速器三维模型的建立和装配。需要CAD图纸，Q咨询4149516052章总体参数计算21技术条件二级圆柱齿轮减速器工作条件输入功率P5KW，输入转速N11000R/MIN，总传动比I25，系统可靠度R090。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22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；3带I设计要求减速器总的传动比为；25I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13，取213I则；52311II5412I需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763523运动和动力参数计算231各轴的转速1轴MIN/101RNM2轴I/18512RI3轴IN/04823IN232各轴的输入功率1轴KWP954053012轴K7482123轴6073233各轴的输入转矩1轴MNNPT2741095950112轴9187223轴MNNPT040456995433234整理列表轴名功率KWP/转矩MNT/转速IN/R149547271000247542519718018345661089044004需要CAD图纸，Q咨询4149516053章齿轮传动的设计与校核31高速级齿轮传动311选精度等级、材料和齿数采用7级精度由表61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201Z大齿轮齿数15I312按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即32112HEDTTZUTKD1）确定公式各计算数值（1）试选载荷系数31TK（2）计算小齿轮传递的转矩MNT2741（3）小齿轮相对两支承非对称分布，选取齿宽系数1D（4）由表63查得材料的弹性影响系数2/819MPAZE（5）由图614按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限H601LIM大齿轮的接触疲劳强度极限PA52LI（6）由式611计算应力循环次数需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397637911082301060HJLNN89258（7）由图616查得接触疲劳强度寿命系数901NZ9402NZ（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S1，由式1012得MPASZHN540690LIM1H942LI2（9）计算试算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值TD1HMDT0651498560274312231计算圆周速度VSNVT/8260143106计算齿宽BMDT511计算齿宽与齿高之比B/H模数ZMTNT32061齿高8475/6/752HBMNT计算载荷系数K根据，7级精度，查得动载荷系数SMV/821VK假设，由表查得NBFTA10需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763801FHK由于载荷平稳，由表52查得使用系数1AK由表查得287H查得1FK故载荷系数5712801HVAK（10）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式可得MKDTT4653/70651/331（11）计算模数ZM2/4/1313按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为321FSDNYZKT（1）确定公式内的计算数值由图615查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPAFE501大齿轮的弯曲疲劳强度极限382由图616查得弯曲疲劳寿命系数801NZ902N计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数为S13，由上式得MPASZFENF46385081FEF21922计算载荷系数需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763954912801FVAK（2）查取齿形系数由表64查得821FAY2FA（3）查取应力校正系数由表64查得51SA792SA（4）计算大小齿轮的，并比较FSAY0148326379182521FSAFY大齿轮的数据大（5）设计计算MM89104320174933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189MM，圆整取标准值M2MM并按接触强度算得的分度圆直径D4651算出小齿轮齿数取237/1MZ281Z大齿轮齿数取2852I5314几何尺寸计算（1）计算分度圆直径MZD31025682（2）计算中心距MDA1832/0562/（3）计算齿宽宽度取60MMB1315验算需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976310NDTFT71564201合适MBKTA/10/332低速级齿轮传动321选精度等级、材料和齿数采用7级精度由表61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，18Z大齿轮齿数，取1542I812Z则实际传动比812ZI传动误差小于5，合适。322按齿面接触疲劳强度设计由设计计算公式进行试算，即32112HEDTTZUTKD1）确定公式各计算数值（1）试选载荷系数31TK（2）计算小齿轮传递的转矩MNT9751（3）小齿轮相对两支承非对称分布，选取齿宽系数1D（4）由表63查得材料的弹性影响系数2/819MPAZE（5）由图614按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限H601LIM大齿轮的接触疲劳强度极限PA52LI需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976311（6）由式611计算应力循环次数811095283018060HJLNN825495（7）由图616查得接触疲劳强度寿命系数801NZ902NZ（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S1，由式1012得MPASZHN526087LIM1H4992LI2（9）计算试算小齿轮分度圆直径，代入中的较小值TD1HMDT2590485097253131计算圆周速度VSNVT/917060829143061计算齿宽BMDT2591计算齿宽与齿高之比B/H模数ZMTNT0181齿高2/590/28HBMNT计算载荷系数K根据，7级精度，查得动载荷系数SMV/1021VK需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976312假设，由表查得MNBFKTA/10/H由表52查得使用系数1AK由表查得2941H查得6FK故载荷系数45219021HVAK（10）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，由式可得MKDTT643/45290/331（11）计算模数ZM18/6/1323按齿根弯曲强度设计弯曲强度的设计公式为321FSDNYZKT（1）确定公式内的计算数值由图615查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限MPAFE501大齿轮的弯曲疲劳强度极限382由图616查得弯曲疲劳寿命系数8501NZ02N计算弯曲疲劳许用应力取失效概率为1，安全系数为S13，由式1012得MPASZFENF92365081FEF7122需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976313计算载荷系数412601FVAK（2）查取齿形系数由表64查得921FAY2FA（3）查取应力校正系数由表64查得51SA72SA（4）计算大小齿轮的，并比较FSAY0152825736936121FSAFY大齿轮的数据大（5）设计计算MM2301581809725433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323MM，于是取标准值M4MM。并按接触强度算得的分度圆直径D64931算出小齿轮齿数取2/1MZ241Z大齿轮齿数取08542I08324几何尺寸计算（1）计算分度圆直径MZD43208962（2）计算中心距MDA264/396/21（3）计算齿宽宽度取100MMB需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976314325验算NDTFT64859621701合适MBKTA/10/33减速器体积最小优化设计331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21332132289441HETDEDTDDZUTKUBV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H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。332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61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614按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPAH801LIM大齿轮的接触疲劳强度极限72LI需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976315计算接触疲劳强度许用应力取失效概率为1，安全系数为S1，由式1012得MPASZHN720890LIM1H8342LI2与311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21DM24,4齿顶高AH5齿根高F526全齿高HM47顶隙C08齿顶圆直径21D18,9齿根圆直径43F39,10中心距AM4333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61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614按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限MPAH801LIM大齿轮的接触疲劳强度极限72LI计算接触疲劳强度许用应力需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976316取失效概率为1，安全系数为S1，由式1012得MPASZHN69807LIM1H392LI2与312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21DM39,754齿顶高AH5齿根高F7536全齿高HM67顶隙C08齿顶圆直径21D345,819齿根圆直径43F,6710中心距AM20334优化前后体积对比分析（1）高速级齿轮优化前3622221110431046544BDV优化后3622221175M优化后体积减小率83564171（1）低速级齿轮需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976317优化前36222423210751043109614MBDV优化后362224232975优化后体积减小率813157第4章轴及附件的设计与校核41轴的设计与校核411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，KWP954MIN/10RNMNT27412）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3PDCN据机械设计表113，取，于是得12MD0954123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；11DMD21。ML5013）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。DH073H8DML472B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M28需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976318球轴承6206，故，轴承采用轴肩进行轴向定位，MD3073ML273轴肩高度轴肩高度，取，因此，取。HHD3164C齿轮处由于齿轮分度圆直径，故采用齿轮轴形式，齿轮宽度D1B50MM。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，。ML74L64）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。MLHB456（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DM部分未作说明皆查此书）式1014，则NTGFDTTANRT32061361023NP652）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A15MM。因此，轴的支撑跨距为L172MM。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，NNH143NF126，NFNV237156C截面弯矩MMLNH8532MMLANV1432需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976319总弯矩MNMVH16844581222MAX扭矩MNT73）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式155及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，轴60的计算应力MPAWTMCA6128210470683222已选定轴的材料为45CR，调质处理。由表151查得。因此70P1，故安全。1CA4）键的选择需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976320采用圆头普通平键A型（GB/T10961979）连接，联接联轴器的平键截面，。齿轮与轴的配合为，滚动轴承MLHB456MPAP1076HR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。M412中间轴1）轴2的转速和功率转矩P24754KW，N218018N/MIN，T225196NM2）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NDTFT3312310497596径向力NTR26TA40A3轴向力TA15903SI212（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NFTT91752径向力NTR916306COSAN21轴向力TA45I23）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3PDCN据机械设计表153，取，于是得12M3480754ND332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D54）轴的结构设计需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976321（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MD35轴承30206型，其尺寸为，得MTD1872ML18轴段取安装齿轮处的、取，根据齿轮宽并为保证D40齿轮定位准确轴段适当缩短12MM，故，L38LV63轴段为两侧齿轮定位轴环，根据箱体尺寸。3轴MV1MLI59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D40，联接小圆柱齿轮的平键长度为40MM，联接大圆柱齿轮的平键MHB812长度为50MM5）求轴上的载荷对于深沟球轴承6207，MA16计得，根据轴的计算简图作出轴的弯矩L731702L843图和扭矩图。如下图所示载荷水平面垂直面支反力FNNH5230169NFNV37215弯矩MMH41N3022MMV401N23总弯矩VH4570611M32222扭矩TN5960需要CAD图纸，Q咨询414951605或1304139763226）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0MPAWTMCA547241325496070622221）前已选定轴的材料为45钢，调质处理，由机械设计表，查得，601需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976323因此，安全。1CA413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，KWP5643MIN/043RNMNT0418932）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3PDCN据机械设计表113，取，于是得10MD345461033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11D号。联轴器的计算转矩，取。3TKACA4AMNTKACA65204893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CA弹性套柱销联轴器，其公称转矩为2000NM。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。MD561L84ML8213）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。DH07MH53MD73L372B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2球轴承6213，其尺寸为，故，考虑到25165TDDD653还需安装档油环取，轴承采用轴肩进行轴向定位，轴肩高度MLL4,31，需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976324，取，因此，取。DH0753HMD754C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。06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L736DH07，则。因三根轴在箱体内的长度大致相等，取，4HMD805ML54。L54）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LHB8012齿轮的平键截面MLHB56106（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1014，则D1723NTGFDTTANRT2106356172832）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A21MM。因此，轴的支撑跨距为ML56921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FNN35941H722NFN502391V48需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976325B截面弯矩MMNLFNH26401LFMNV36252总弯矩MVH4832MAX扭矩T108943）按弯扭合成应力校核轴的强度根据式155及上表中的数据，以及轴单向旋转，扭转切应力，取，轴60的计算应力MPAWTMCA2175108940648233222已选定轴的材料为45CR，调质处理。由表151查得。因此70P1，故安全。1CA4）键的选择（A）采用圆头普通平键A型（GB/T10961979）连接，查机械设计表，联接需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976326联轴器的平键截面；联接圆柱齿轮的平键截面MLHB8012，。齿轮与轴的配合为，滚动轴承MLHB56016MPAP76HR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。M42轴承的选择与校核421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FR134043N，轴向力为FA115990N，（2）初步选择深沟球轴承6206，其基本额定动载荷为CR518KN，基本额定静载荷为C0R638KN。（3）径向当量动载荷NFNVHR43061875432221211FR859222动载荷为，查得，则有ARYP406NR01391563由式135得AHRHLPCNL1045301239866016满足要求。422中间轴的轴承（1）选择的深沟球轴承6207，尺寸为，基本MTDD187235额定动载荷。NC340（2）当量动载荷前面已求得，FNH521，FNH5692V37NFV572FA430需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976327轴承1、2受到的径向载荷为NFNVHR10543725021211R669222轴承1、2受到的轴向载荷为查简明机械工程师手册表7739得71YNYFRD31072541RD862NFDA4650314011NFDA4802轴承的当量动载荷为ARPFYXF按机械设计表136查得21PFNFFARP71832465070421111YXR322（3）验算轴承寿命因为，所以按轴承2的受力验算。21P对于滚子轴承，。3/10HCNLH8320425660/102减速器的预定寿命LH96，合适。H423输出轴的轴承（1）选择的深沟球轴承6213，尺寸为，基本MTDD251065额定动载荷。NC40需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976328（2）当量动载荷前面已求得，NFNH3190NFH210852FV8231NNV623轴承1、2受到的径向载荷为NVHR9221211NFR6783085222轴承1、2受到的轴向载荷为查简明机械工程手册表7739得1YNYFRD93506121RD782FDA93501N22轴承的当量动载荷为ARPFYXF按机械设计查得21PFNFFARP8129350640111YXR377822（3）验算轴承寿命因为，所以按轴承1的受力验算。21P对于滚子轴承，。3/0HCNLH450288124076603/113减速器的预定寿命LH，合适。需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397632943键的选择与校核431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MLHB4562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MPAP120键的工作长度MBL426521，合适PPMADLKT86072131432中间轴的键1）选择键联接的类型和尺寸联接小圆柱齿轮处选用圆头平键，尺寸为MHB36812联接大圆柱齿轮处选用圆头平键，尺寸为502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MPAP12的工作长度，MBL241361L382，合适PPMADLKT08509211，合适PPL8234162232433输出轴的键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MLHB8012圆柱齿轮处选用普通平头圆键，尺寸为。L56162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MPAP20需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976330的工作长度，MBL7421801L82，合适PPMADLKT3516592131PPL7480223244减速器附件设计及润滑密封441减速器附件设计（1）视孔盖选用A120MM的视孔盖（2）通气器选用通气器（经两次过滤）M2015（3）油面指示器根据指导书表914，选用2型油标尺M20（4）油塞根据指导书916，选用M1615型油塞和垫片（5）起吊装置根据指导书表920，箱盖选用吊耳D20MM（6）定位销根据指导书表143，选用销GB117861645（7）起盖螺钉选用螺钉M1020442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H57MM。根据指导书表161，选用全损耗系统用油LAN22。（2）滚动轴承的润滑由于轴承的384001600001DN/MINR/MINR需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976331818191600002DN/MINR/MINR43701600003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。443减速器机体结构尺寸计算1箱座壁厚，801252MDM10取2箱盖壁厚13箱座凸缘厚度B534箱盖凸缘厚度15箱座底凸缘厚度M226地底螺钉直径，取M20081MFDD7地底螺钉数目6N8轴承旁联接螺栓直径，取M14F7519箱盖与箱座联接螺栓直径取M10DDF120210联接螺栓的间距ML12窥视孔盖螺钉直径，取M6F743413定位销直径DD6980214，至外箱壁距离FD12CC单位，4,21115轴承旁凸台半径MR216凸台高度H5817箱体外壁至轴承座端面距离CL471021需要CAD图纸，Q咨询414951605或13041397633219大齿轮顶圆与内箱壁距离M512120齿轮端面与内箱壁距离221箱盖，箱座筋厚，M8501158022轴承端盖外径D32M62D16223轴承旁联接螺栓距离S24大齿轮齿顶圆至箱底内壁的距离540625箱底至箱底内壁的距离M2726减速器中心高DHA18627箱体内壁至轴承座孔端面的距离CL57021128轴承端盖凸缘厚度ME29轴承端面至箱体内壁的距离330旋转零件间的轴向距离1431齿轮顶圆至轴表面的距离05需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976333第5章基于PRO/E的三维设计51PRO/E三维设计软件概述PRO/ENGINEER操作软件是美国参数技术公司（PTC旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。PRO/ENGINEER软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。PRO/ENGINEER作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。PRO/ENGINEER和WILDFIRE是PTC官方使用的软件名称，但在中国用户所使用的名称中，并存着多个说法，比如PROE、PRO/E、破衣、野火等等都是指PRO/ENGINEER软件，PROE2001、PROE20、PROE30、PROE40、PROE50、CREO10CREO20等等都是指软件的版本。PRO/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。PRO/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。PRO/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。（1）参数化设计相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。但是无法在零件模块下隐藏实体特征。（2）基于特征建模PRO/E是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。需要CAD图纸，Q咨询414951605或130413976334（3）单一数据库（全相关）PRO/ENGINEER是建立在统一基层上的数据库上，不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。PRO/ENGINEER是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色，实体或线框造型，完整工程图的产生及不同视图展示（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。PRO/ENGINEER是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现，其中包括筋（RIBS）、槽（SLOTS）、倒角（CHAMFERS）和抽壳（SHELLS）等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其他相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持POSTSCRIPT格式的彩色打印机。PRO/ENGINEER还可输出三维和二维图形给予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交换格式来实现，用户更可配上PRO/ENGINEER软件的其它模块或自行利用C语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下（没有任何附加模块）具有大部分的设计能力，组装能力（运动分析、人机工程分析）和工程制图能力（不包括ANSI，ISO，DIN或JIS标准），并且支持符合工业