一级圆柱斜齿轮设计

1、 目 录绪论第1章 Solidworks软件及减速器概述.第二章 减速器零件建模. 第三章 零件装配. 第四章 减速器运动分析. 第五章 设计心得. 第六章 参考文献. 绪论 随着社会的发展和人们生活水平的提高，人们对产品的要求也更高，这就决定了未来的产品趋向于多品种、批量化。在各行各业中广泛使用着圆柱齿轮减速器，它是一种不可缺少的机械传动装置。目前国内各个减速器的标准系已达到上百个，基本可以满足市场的需求。减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，两者的设计、制造和使用特点各不相同。20世纪708

2、0年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。 齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要优点是：瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠可传递空间任意两轴之间的运动和动力；适用的功率和速度范围广；传动效率高，=0.92-0.98；工作可靠、使用寿命长；外轮廓尺寸小、结构紧凑。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用,在现代机械中应用极为广泛。国内的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

3、题更突出，使用寿命不长。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。 当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。近十几年来,由于近代计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度，加工效率大大提高，从而推动了机械传动产品的多样化，整机配套的模块化，标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致，美观化 第一章 Solidworks软件及减速器概述1

4、.1 Solidworks软件介绍 SolidWorks公司成立于1993年，由PTC公司的技术副总裁与CV公司的副总裁发起，SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，由于技术创新符合CAD技术的发展潮流和趋势，SolidWorks公司于两年间成为CAD/CAM产业中获利最高的公司。良好的财务状况和用户支持使得SolidWorks每年都有数十乃至数百项的技术创新，公司也获得了很多荣誉。 Solidworks软件功能强大，组件繁多。 Solidworks 功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks 的三大特点，使得SolidWorks 成为领先的、主流

5、的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量。 SolidWorks 提供了技术先进的工具，使得你通过互联网进行协同工作。通过eDrawings方便地共享CAD文件。Drawings是一种极度压缩的、可通过电子邮件发送的、自行解压和浏览的特殊文件。通过三维托管网站展示生动的实体模型。三维托管网站是SolidWorks提供的一种服务，你可以在任何时间、任何地点，快速地查看产品结构。SolidWorks 支持Web目录，使得你将设计数据存放在互联网的文件夹中，就象存本地硬盘一样方便。 在SolidWorks 中，当生成新零件时，你可以直接

6、参考其他零件并保持这种参考关系。在装配的环境里，可以方便地设计和修改零部件。对于超过一万个零部件的大型装配体，SolidWorks 的性能得到极大的提高。SolidWorks 可以动态地查看装配体的所有运动，并且可以对运动的零部件进行动态的干涉检查和间隙检测。用智能零件技术自动完成重复设计。智能零件技术是一种崭新的技术，用来完成诸如将一个标准的螺栓装入螺孔中，而同时按照正确的顺序完成垫片和螺母的装配。镜像部件是SolidWorks 技术的巨大突破。镜像部件能产生基于已有零部件（包括具有派生关系或与其他零件具有关联关系的零件）的新的零部件。SolidWorks 用捕捉配合的智能化装配技术，来加快

7、装配体的总体装配。智能化装配技术能够自动地捕捉并定义装配关系。 SolidWorks 提供了生成完整的、车间认可的详细工程图的工具。工程图是全相关的，当你修改图纸时，三维模型、各个视图、装配体都会自动更新。从三维模型中自动产生工程图，包括视图、尺寸和标注。增强了的详图操作和剖视图，包括生成剖中剖视图、部件的图层支持、熟悉的二维草图功能、以及详图中的属性管理员。使用RapidDraft技术，可以将工程图与三维零件和装配体脱离，进行单独操作，以加快工程图的操作，但保持与三维零件和装配体的全相关。用交替位置显示视图能够方便地显示零部件的不同的位置，以便了解运动的顺序。交替位置显示视图是专门为具有运动

8、关系的装配体而设计的独特的工程图功能。1.2 减速器的发展 20世纪70-80年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。通用减速器的发展趋势如下：1.高水平、高性能 圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。2.积木式组合设计 基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。3.型式多样化，变型设计 多摆脱了传统的单一的底座安装方式，增添了空心轴悬挂式、浮动支承底座、电动机与减速器一体式联接，多方位安装面等不同型式，扩大使用范围。1.2.1 减速器的类型

9、减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动或齿轮蜗杆传动所组成的独立部件。 其主要类型有：1.圆柱齿轮减速器 单级、二级。布置形式：展开式、分流式、同轴。2.圆锥齿轮减速器 用于输入轴和输出轴位置成相交的场合。3.蜗杆减速器 主要用于传动比i>10的场合，传动比较大时结构紧凑。其缺点是效率低。4.齿轮蜗杆减速器 若齿轮传动在高速级，则结构紧凑；若蜗杆传动在高速级，则效率较高。5.行星齿轮减速器 传动效率高，传动比范围广，传动功率12W50000KW，体积和重量小。1.2.2 一级减速器的基本结构 减速器有两条轴系、两条装配线，两轴分别由滚动轴承支承在箱体上，采用过渡配合

10、，有较好的同轴度，从而保证齿轮啮合的稳定性。端盖嵌入箱体内，从而确定了轴和轴上零件的轴向位置。装配时只要修磨调整环的厚度，就可使轴向间隙达到设计要求。箱体采用分离式，沿两轴线平面分为箱座和箱盖，二者采用螺栓连接，这样便于装修。为了保证箱体上安装轴承和端盖的孔的正确形状，两零件上的孔是合在一起加工的。装配时，它们之间采用两锥销定位，销孔钻成通孔，便于拔销。 箱座下部为油池，内装机油，供齿轮润滑。齿轮和轴承采用飞溅润滑方式，油面高度通过油面观察结构观察。通气塞是为了排放箱体内的挥发气体，拆去小盖可检视齿轮磨损情况或加油。油池底部应有斜度，放油螺塞用于清洗放油，其螺孔应低于油池底面，以便放尽机油。箱

11、体前后对称，两啮合齿轮安置在该对称平面上，轴承和端盖对称分布在齿轮的两侧。箱体的左右两边有四个成钩状的加强肋板，作用为起吊运输。 1.2.3 一级减速器的工作原理一级圆柱齿轮减速器是通过装在箱体内的一对啮合齿轮的转动实现减速运动的。动力由电动机通过皮带轮传送到齿轮轴，然后通过两啮合齿轮（小齿轮带动大齿轮）传送到轴，从而实现减速之目的。 第二章 减速器零件建模1.从动轴建模(1)单击“标准”工具中的“新建”工具，新建一个零件文件。(2)根据各轴段的数据进行草图绘制，运用工具栏中的“特征”按钮进行拉伸，倒角，拉伸切除等操作。第一段第二段第三段第四段第五段第六段 2.斜齿轮建模斜齿轮模数m=3，齿数

12、z=79，齿宽b=56,=20,=20可以从SolidWorks的设计库里面选出此斜齿轮。3. 齿轮轴建模（1） 单击“标准”工具栏中的“新建”工具，新建一个零件文件。(2) 根据各轴段的数据进行草图绘制，运用工具栏中的“特征”按钮进行拉伸，倒角，拉伸切除等操作。其中齿轮的基本参数为：m=3，z=20。第一段：第二段：第三段：第四段：第五段：第六段：第七段：第八段：第九段：4. 减速器底座建模绘制底座箱体的操作步骤如下：4.1底座箱体建模（1） 单击“标准”工具栏中的“新建”工具，新建一个零件文件。（2） 在特征管理器设计树中选择“前视基准面”，单击“草图绘制”工具进行草图1的绘制，然后进行拉

13、伸。（3） 单击“特征”工具栏中的“圆角”工具，在“手工”标签下的“圆角类型”选项栏中选“等半径”单选项，设置圆角半径为20mm，然后选择实体的竖直边线，单击“确定”按钮。（4） 单击“特征”工具栏中的“抽壳”工具，选择上下面作为移除的面，并设置厚度为8mm，单击“确定”按钮。（5） 单击“标准”工具栏中的保存工具，文件名取为“减速器底座.sldprt”4.2油针孔建模接着上面的步骤继续操作,绘制如下的草图,然后进行拉伸,打孔,4.3箱体连接板和凸缘建模箱体连接板和凸缘建模的操作步骤如下:(1) 选择箱体的上端面,进行草图的绘制,然后单击”特征”工具栏中的拉伸工具,设置深度为15mm单击确定按

14、钮.(2) 然后倒圆角,边线1设置半径为10mm,选择边线2设置半径为3mm单击确定按钮.(3) 然后进行如下草图绘制,然后单击拉伸按钮,在选择框中选择”形成到下一面”单击确定按钮,完成拉伸特征绘制. (4) 进行如下草图绘制,单击拉伸按钮,在”终止条件”选项框中选择”形成到下一面”单击确定按钮,然后镜像.(5) 绘制如下草图,进行拉伸切除,4.4底板和筋建模4.5盖槽与油槽建模5. 减速器盖建模(1) 单击”标准”工具栏中新建工具,新建一个零件文件.(2) 绘制如下草图,单击特征工具栏中拉伸按钮,在终止条件选项中选择”两侧对称”,设置深度为98mm,单击确定按钮.(3) 单击特征工具栏中的抽

15、壳按钮,设置厚度为8mm,选择实体的底面作为移除的面,单击确定按钮.(4) 绘制如下草图，单击拉伸，设置深度为15mm。（5） 使用草图中的“交叉曲线”进行如下草图的绘制，单击拉伸按钮，在“终止条件”选项框中选择“成形到下一面”，单击“确定”按钮。（6） 单击特征工具栏中的异型孔向导工具，显示“孔规格”属性管理器，参数设置参照如下步骤。（7） 绘制如下草图，单击拉伸切除。（8） 单击“标准”工具栏中保存工具，文件取名为“减速器盖.asm”.7. 大轴闷盖建模(1) 单击”标准”工具栏中的新建,新建一个零件文件.(2) 绘制如下草图,单击特征工具栏中的旋转属性管理器,设置旋转角度为360度单击确

16、定.8. 大轴通盖建模(1)单击”标准”工具栏中的新建工具,新建一个零件文件.(2)绘制如下草图,单击特征工具栏中旋转属性管理器,设置旋转角度为360度.9. 小轴闷盖建模10. 小轴通盖11. 螺塞建模12. 油针建模(1) 新建一个零件文件13. 挡油盘建模14. 挡环建模(1) 单击”标准”工具栏中的新建工具,新建一个零件文件(2) 绘制草图,单击特征工具栏中的拉伸工具,显示”拉伸”在”终止条件”选项中选择”给定深度”,设置深度为14mm,单击确定按钮. 第三章 零件装配零件装配的操作步骤如下:(1) 单击”标准”工具栏中的新建工具,在新建SolidWorks文件对话框中选择装配体模板,

17、单击确定按钮.(2) 插入箱座,从动轴,斜齿轮,齿轮轴(3)进行箱座与从动轴的同轴心配合定位, 斜齿轮和从动轴的同轴心配合, 斜齿轮键槽面和从动轴键槽面的平行配合, 定位齿轮面和从动轴面的重合配合, 定位齿轮轴和底座面的同轴心配合(4) 插入挡油盘, 小轴闷盖, 小轴通盖, 挡环, 大轴闷盖, 大轴通盖, 深沟球轴承62081, 圆锥滚子轴承32011(5) 进行定位齿轮轴面和挡油盘面的重合配合和同轴心配合, 定位轴承和挡油盘的同轴心和重合配合, 重合配合定位主动轴通盖和轴承及同轴心配合定位主动轴通盖和齿轮轴, 重合和同轴心配合定位挡环和斜齿轮, 重合和同轴心配合定位轴承和从动轴 重合配合大轴

18、通盖和轴承及同轴心配合从动轴和大轴通盖 (6) 单击装配体工具栏中的插入零部件工具，调入减速器盖 ，油针， 螺塞。(7) 对减速器盖和减速器座进行重合和同轴心配合 重合和同轴心配合定位油针和减速器座 重合和同轴心配合定位螺塞和减速器座 （8） 在设计库栏中选择toolbox-GB-螺栓和螺钉-六角头螺栓-Hex head bolts GB/T5782-2000 零部件 大小为M12 长度为120 螺纹线显示为图解， 接着选择在设计库栏中选择toolbox-GB-垫圈和挡圈-弹簧螺垫-标准型弹簧垫圈GB/T93-1987零部件 大小为M12 单击确定按钮生成垫圈零部件，最后在设计库中选择toolbox-GB-六角螺母-1型六角螺母GB/T6170-2000零部件 大小为M12 螺纹线显示中选择简化 单击确定按钮生成螺母零部件。（9） 进行对螺栓、垫圈、螺母和减速器的重合