基于ProE的一级级圆柱齿轮减速器设计与装配要点

毕业设计说明书设计课题：基于Pro/E的一级减速器设计与装配院(系)：机电工程系专业：机械制造与自动化姓名：唐波学号：5801021201016指导教师：魏良庆二〇一四年十二月五日课题任务书学生姓名唐波学号5801021201016专业机械制造与自动化院（系）机电工程系课题题目基于Pro/E的一级减速器设计与装配指导教师魏良庆职称讲师任务与要求任务：1.编写设计计算说明书一份；2.利用PRO/E给减速器三维建模；3.导出减速器的各零件的二维图及二维装配图。要求：1.字数足够，逻辑层次清晰，格式排版正确。2.分析合理，设计符合要求。3.图形清晰，全部自己绘制完成，不能复制或粘贴。4.认真查阅资料和结合自己专业所学知识去做论文，论文是在自己参考其他文献的基础上自主完成。5.参考文献不少于10篇（尽量有一篇外文参考文献）。6．通过毕业论文的设计编写，自己能得到一定的知识的总结和学习到更多的新知识。完成时间段2014年10月21日至2015年3月28日共21周院（系）审核意见年月日声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计说明书,是在指导教师的指导下，进行独立工作取得的成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本说明书中不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。本人完全明确本声明的法律责任，对本说明书导致的所有问题承担全部责任。学生签名：日期：年月日毕业设计说明注意事项1.毕业设计说明主要是针对学生们所设计的作品进行详细的阐述，包括五大部分：课题分析、调研分析、方案绘制与设计题案、课题总结、提交资料。2.课题分析。是学生对自己的作品前期的设计现状、设计背景及设计方向、设计思路、设计意图和当前社会的现状作出参照分析的一种阐述。3.调研分析。是学生对自己的作品在社会的趋势调查、处境调查、市场调查分析等做出详细的阐述。4.方案绘制与设计题案。是学生将设计定位、设计系列草图、展板图等做出说明及展示。5.课题总结。是学生通过本次设计获得结论，得到的启发，课题设计的优点与不足作出的阐述。6.提交资料。是学生完成课题设计后，需要提交的资料名称与资料内容，用于成绩评定与存档。基于Pro/E的一级减速器设计与装配【摘要】：减速器是一种用途十分广泛且比较典型的机械传动装置，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。本设计是一台一级圆柱齿轮减速器，完成了齿轮设计、轴设计、齿轮及轴强度校核等计算工作，并且采用Pro/E三维造型和装配，使设计结果得到最直接的体现。初步建立了一台减速器的参数化设计系统，采用此方法实现一台减速器，可缩短设计周期，节约设计成本，提高设计正确性，对提高产品质量具有一定意义。【关键词】：减速器；Pro/E；三维造型；模型装配IIModelingofoneCylindricalGearReducerBasedonPro/E【Abstract】：Thereducer,widelyandtypicallyused,isoneofmechanicaltransmissiondevices.Itplaysaroleinmatchingspeedandtransmittingtorquebetweentheprimemoverandworkingmachineortheimplementingagency.Thispaperisaboutthedesignofaone-cylindergearreducer,includingthedesignofgear,thedesignofshaftandthestrengthcheckofthem.Withthree-dimensionalmodelingandassemblybyPro/E,theresultshavethemostdirectmanifestation.Bytheinitialestablishmentofthisparametricdesignsystem,theprogramcandeviseareducer,shortingthedesigncycle,savingdesigncosts,andsubjoiningtheaccuracyofit.Itisthegreatsignificancetoimproveproductquality.【KEYWORD】:Reducer;Pro/E;Three-dimensionalModeling;AssemblyModeling目录前言................................................................1第一部分一级圆柱齿轮减速器设计计算..................................21.1传动方案的分析..............................................21.2传动系统的参数设计..........................................21.3电动机的选择................................................31.4传动装置运动和动力参数计算..................................51.5齿轮传动的设计计算..........................................61.6轴的设计计算...............................................111.7键联接的选择及校核计算.....................................171.8箱体结构的设计.............................................181.9润滑密封设计...............................................20第二部分一级圆柱齿轮减速器的造型及装配.............................212.1轴承的主要造型过程.........................................212.2轴承端盖的主要造型过程.....................................212.3上箱体的主要造型过程.......................................222.4下箱体的主要造型过程.......................................222.5箱体的装配过程.............................................23第三部分设计总结..................................................24参考文献............................................................251前言减速器是一种介于原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，主要作用是用来传递动力和增大转矩，广泛应用于机械传动行业，如矿业生产、化工设备、汽车制造、农业生产等领域。而在种类繁多的减速器中，圆柱齿轮减速器是较为普遍使用的传动装置，其设计过程几乎涉及机械设计各个方面，如几何参数设计、结构设计、标准件选型、强度设计、动力学设计、润滑与密封设计等。其设计与制造技术的发展在一定程度上标志着一个国家的工业技术水平，不单单是我国，当今国际上各国减速器及齿轮技术发展的总趋势都在向着六高、二低、二化等方面发展：六高即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率；二低即低噪声、低成本；二化即标准化、多样化。本设计是以一级圆柱齿轮减速器为例，主要对各级传动齿轮、轴、轴承、键、箱体等进行设计计算，然后又对齿轮，轴，键等一些重要零件的强度、刚度、稳定性进行了校核。随后根据自己算出来的尺寸开始手工画草图，草图绘制完成后，再利用Pro/E软件进行齿轮、轴、轴承、轴承端盖、箱体等零部件的三维造型，最终装配成一台二级圆柱直齿轮减速器，使设计结果的正确性最终得到最直接的体现。采用此方法实现一台减速器，可缩短设计周期，节约设计成本，提高设计正确性。通过完成本设计，可掌握机械设计的一般程序、方法、设计规律、技术措施，了解现代CAD设计方法，为以后的学习和工作积累经验，锻炼解决问题的能力，所以本课题的研究具有重要意义。2第一部分一级圆柱齿轮减速器设计计算1.1传动方案的分析机器一般是由原动机、传动装置和工作装置组成。传动装置是用来传递原动机的运动和动力、变换其运动形式以满足工作装置的需要，是机器的重要组成部分。传动装置是否合理将直接影响机器的工作性能、重量和成本。合理的传动方案除满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。本设计中原动机为电动机，工作机为皮带输送机。传动方案采用了两级传动，第一级传动为带传动，第二级传动为单级直齿圆柱齿轮减速器。带传动承载能力较低，在传递相同转矩时，结构尺寸较其他形式大，但有过载保护的优点，还可缓和冲击和振动，故布置在传动的高速级，以降低传递的转矩，减小带传动的结构尺寸。齿轮传动的传动效率高，适用的功率和速度范围广，使用寿命较长，是现代机器中应用最为广泛的机构之一。本设计采用的是单级直齿轮传动。减速器的箱体采用水平剖分式结构，用HT200灰铸铁铸造而成。传动方案如下：图1-1设计传动简图1.2传动系统的参数设计3原始数据：输送带拉力F=2000N输送带工作速度v1.8m/s滚筒直径D=400mm滚筒长度L=500mm每日工作小时数16h使用年限：8年动力来源：电力，三相交流380/220伏工作环境：室内灰尘较大，环境最高温度35摄氏度。1.3电动机的选择该减速器为一般用途机械，根据工作和电源条件，选用Y系列三相异步电动机，方法如下：1.3.1电动机功率选择使用功率Pw由参考文献5表2-5选取：η带=0.96（V带效率）；η齿轮=0.98（齿轮传动效率按7级精度）：η轴承=0.97（滚动轴承效率）；η联轴器=0.99（弹性联轴器效率）；传动滚筒效率η滚筒=0.96。（1）传动装置的总功率：η总=η带×η2轴承×η齿轮×η联轴器×η滚筒=0.96×0.982×0.97×0.99×0.96=0.85(2)电机所需的工作功率：Pww=FV/1000η总=85.0*10008.1*2000=4.24KW1.3.2选择电动机的额定功率Pd因减速器连续工作，单向运转，载荷有轻微冲击，经常满载，每天两班制工作16h，查Y型电动机型号表，额定功率:dP=5.5KW，4满载转速0n=440r/min,额定转矩2.2，质量68kg。1.3.3确定电动机转速：计算滚筒工作转速：n筒=60×1000V/πD=60×320*8.1*1000=107.43r/min按手册P7表1推荐的传动比合理范围，取圆柱齿轮传动一级减速器传动比范围Ia=3~6。取V带传动比I1=2~4，则电机传动比范围为Ia=6~20。故电动机转速的可选范围为nd=Ia×n筒=（6~20）×107.43=644.58~2148.6r/min符合这一范围的同步转速有750、1000、和1500r/min。根据容量和转速，由有关手册查出有三种适用的电动机型号：因此有三种传支比方案：如指导书P15页第一表。综合考虑电动机和传动装置尺寸、重量、价格和带传动、减速器的传动比，可见第2方案比较适合，则选n=1000r/min。1.3.4确定电动机型号根据以上选用的电动机类型，所需的额定功率及同步转速，选定电动机型号为Y132S-4。1.3.5总传动比计算和分配各级传动比（1）传动系统的总传动比i总=筒nn0将电动机的满载速0n=1440r/min，圆筒轴转速n筒=107.43r/min带代入式（1-2）有：5i=筒nn电动=43.1071440=13.4（2）分配传动系统各级传动比据指导书P7表1，取