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6张CAD图纸+文档全套 二级 圆柱齿轮 减速器 优化 三维 proe 设计 CAD 图纸 文档 全套

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南京理工大学紫金学院毕业设计（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:南京理工大学紫金学院指 导 教 师:刘艳艳专业负责人:王 力发任务书日期: 2015年1月3日目 录摘 要IIIABSTRACTIV第1章 绪论11.1 研究背景及意义11.2减速器概述11.3圆柱齿轮减速器现状21.4课题任务要求3第2章 总体参数计算42.1技术条件42.2分配传动比42.3运动和动力参数计算42.3.1各轴的转速42.3.2各轴的输入功率52.3.3各轴的输入转矩52.3.4整理列表5第3章 齿轮传动的设计与校核63.1高速级齿轮传动63.1.1选精度等级、材料和齿数63.1.2按齿面接触疲劳强度设计63.1.3按齿根弯曲强度设计83.1.4几何尺寸计算93.1.5验算93.2低速级齿轮传动103.2.1选精度等级、材料和齿数103.2.2按齿面接触疲劳强度设计103.2.3按齿根弯曲强度设计123.2.4几何尺寸计算133.2.5验算133.3减速器体积最小优化设计143.3.1减速器体积函数分析143.3.2高速级齿轮优化设计143.3.3低速级齿轮优化设计153.3.4优化前后体积对比分析16第4章 轴及附件的设计与校核174.1轴的设计与校核174.1.1输入轴174.1.2中间轴204.1.3输出轴234.2轴承的选择与校核264.2.1输入轴的轴承264.2.2中间轴的轴承264.2.3输出轴的轴承274.3键的选择与校核284.3.1输入轴的键284.3.2中间轴的键294.3.3输出轴的键294.4减速器附件设计及润滑密封304.4.1减速器附件设计304.4.2润滑与密封304.4.3减速器机体结构尺寸计算31第5章 基于Pro/E的三维设计335.1 Pro/E三维设计软件概述335.2三维设计355.2.1输入齿轮轴355.2.2齿轮355.2.3轴355.2.4箱体、箱盖365.2.5三维装配37总 结38参考文献39致 谢40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, Design41第1章 绪论1.1 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。1.2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，上带呈槽形，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。1.3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8.4m/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，多个传送带串联起来共同工作，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n = 10 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。1.4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。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3.3.4优化前后体积对比分析（1）高速级齿轮优化前：优化后：优化后体积减小率：（1）低速级齿轮优化前：优化后：优化后体积减小率：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中间轴的轴承（1）选择的深沟球轴承6207，尺寸为，基本额定动载荷。（2） 当量动载荷前面已求得，轴承1、2受到的径向载荷为：轴承1、2受到的轴向载荷为：查简明机械工程师手册-表7.7-39得轴承的当量动载荷为：按机械设计-表13-6查得（3）验算轴承寿命因为，所以按轴承2的受力验算。对于滚子轴承，。减速器的预定寿命，合适。4.2.3输出轴的轴承（1）选择的深沟球轴承6213，尺寸为，基本额定动载荷。（2） 当量动载荷前面已求得，轴承1、2受到的径向载荷为：轴承1、2受到的轴向载荷为：查简明机械工程手册-表7.7-39得轴承的当量动载荷为：按机械设计查得 （3）验算轴承寿命因为，所以按轴承1的受力验算。对于滚子轴承，。减速器的预定寿命 ，合适。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，尺寸为联接大圆柱齿轮处选用圆头平键，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，合适4.3.3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 圆柱齿轮处选用普通平头圆键，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4.4减速器附件设计及润滑密封4.4.1减速器附件设计（1） 视孔盖 选用A=120mm的视孔盖（2）通气器 选用通气器（经两次过滤）M201.5（3） 油面指示器 根据指导书表9-14，选用2型油标尺M20（4）油塞 根据指导书9-16，选用M161.5型油塞和垫片（5）起吊装置 根据指导书表9-20，箱盖选用吊耳d=20mm（6）定位销 根据指导书表14-3，选用销GB117-86 1645（7）起盖螺钉 选用螺钉M10204.4.2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。4.4.3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26减速器中心高27箱体内壁至轴承座孔端面的距离28轴承端盖凸缘厚度29轴承端面至箱体内壁的距离30旋转零件间的轴向距离31齿轮顶圆至轴表面的距离第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、proe2.0、proe3.0、proe4.0、proe5.0、creo1.0creo2.0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。（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），并且支持符合工业标准的绘图仪（HP，HPGL）和黑白及彩色打印机的二维和三维图形输出。Pro/Engineer功能如下：（1）特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）；（2）参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等）；（3）通过零件的特征值之间，载荷/边界条件与特征参数之间（如表面积等）的关系来进行设计；（4）支持大型、复杂组合件的设计（规则排列的系列组件，交替排列，Pro/PROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等）。（5）贯穿所有应用的完全相关性（任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方变动）。其它辅助模块将进一步提高扩展 Pro/ENGINEER的基本功能。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