減速器畢業(yè)設(shè)計(jì)

河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書論文題目：基于 Pro/E 的一級圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)與運(yùn)動仿真系 部： 機(jī)械工程系 專 業(yè):起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)與制造班 級：起機(jī) 121 學(xué)生姓名：毛慶陽學(xué) 號：110125146指導(dǎo)教師：崔紀(jì)超2015 年 4 月 20 日河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)I摘要本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是基于 Pro/E 的一級圓柱齒輪減速器三維裝配建模及運(yùn)動仿真，研究的主要方向是機(jī)械工程及自動化。在各個基本零件運(yùn)動的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，引入創(chuàng)新的思維和概念，對零件進(jìn)行組合以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。齒輪減速器是日常生產(chǎn)加工中非常普遍的機(jī)械，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)過程較長，采用 Pro/E 進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)較為方便。在對一級直齒圓柱齒輪減速器的參數(shù)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用 Pro/E 進(jìn)行三維的實(shí)體模型建立，并對三維實(shí)體模型進(jìn)行虛擬的裝配以及運(yùn)動仿真，從而驗(yàn)證該模型的有效性和可行性。在設(shè)計(jì)過程中，綜合運(yùn)用三維設(shè)計(jì)課程及選修課程，如制圖、機(jī)械制造工藝、機(jī)械制造基礎(chǔ)等，運(yùn)用已經(jīng)學(xué)過的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識去分析和解決工程實(shí)際問題，使理論知識更充分地融入實(shí)踐中，并得到更好的發(fā)揮！通過設(shè)計(jì)，可以培養(yǎng)工程設(shè)計(jì)的獨(dú)立工作能力，樹立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握常用三維圖的繪制和基本零件的加工工藝的方法和步驟，并能綜合地考慮經(jīng)濟(jì)、工藝等方面的設(shè)計(jì)要求，確定合理的設(shè)計(jì)方案。并能熟練的應(yīng)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊、圖集、規(guī)范和有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：一級圓柱齒輪減速器； Pro/E； 三維建模； 運(yùn)動仿真河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)IIAbstractThe topic of this graduation design is level of cylindrical gear reducer based on Pro/E 3 d motion simulation, assembly modeling and research is the main direction of the mechanical engineering and automation. On the basis of the movement characteristics of the basic parts, the introduction of innovative thinking and concepts, combination ofparts so as to meet the design requirements. Gear reducer is very common in daily production and processing machinery, because of its complex structure, production process is longer, using Pro/E to aided design is more convenient. At level 1 straight tooth cylindrical gear reducer, on the basis of parametric design, use of Pro/E to establish 3 d entity model and the three-dimensional entity model of virtual assembly and motion simulation, so as to verify the feasibility and effectiveness of the model.In the process of design, the integrated use of 3 d design courses and elective courses, such as drawing, mechanical manufacturing technology, mechanical manufacturing base, etc. Has studied the theory and knowledge of the production practice to analyze and solve practical engineering problems, make theory knowledge more fully into practice, and better play!By design, can train the ability of engineering design work independently, set up the correct design ideas, to master the commonly used three-dimensional graph drawing and basic components of the methods and steps of machining process, and can comprehensively consider the design requirements of economy, technology and so on, to determine the reasonable design scheme. And proficient in the application of relevant resources, computing diagrams, manuals, atlas, specification and the relevant national standards.Keywords：Cylindrical gear reducer； Pro/E； 3D modeling； Motionsimulation河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)III目 錄摘要. I目錄.III第 1 章 緒論.1第 2 章 一級圓柱齒輪減速器參數(shù)化計(jì)算22.1 引用數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)化模.22.2 電動機(jī)的選擇.22.3 計(jì)算總傳動比.42.4 運(yùn)動參數(shù)及運(yùn)動參數(shù)計(jì)算. 42.5 皮帶輪的傳動設(shè)計(jì)計(jì)算. 42.6 齒輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算. .62.7 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算. .72.8 鍵連接的選擇及校核計(jì)算. 132.9 箱體、箱蓋及附件的設(shè)計(jì)計(jì)算. 14第 3 章 一級圓柱齒輪減速器三維模型的創(chuàng)建.163.1 漸開線圓柱齒輪的三維模型創(chuàng)建. 163.2 軸的三維模型創(chuàng)建. .163.3 箱體的三維模型創(chuàng)建. .173.4 油標(biāo)的三維模型創(chuàng)建. .183.5 小軸承的三維模型創(chuàng)建. 193.6 其他零件的三維模型創(chuàng)建. 193.7 一級圓柱齒輪減速器三維模型的虛擬裝配.19第 4 章一級圓柱齒輪減速器的運(yùn)動仿真. 214.1 對齒輪傳動的運(yùn)動仿真. 214.2 總傳動部分的運(yùn)動仿真. 21總結(jié). . . . . . 23致謝.24河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)參考文獻(xiàn).25河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)1第 1 章 緒 論1.1 齒輪減速器的概述減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動、蝸桿傳動或齒輪蝸桿傳動所組成的獨(dú)立部件。常用在動力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動裝置；在少數(shù)場合下也用作增速的傳動裝置，這時(shí)就稱為增速器。齒輪減速器由于具有固定的傳動比、結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)體密封、使用維護(hù)簡單等特點(diǎn)成為工程應(yīng)用中普遍使用的機(jī)械傳動裝置，被廣泛的應(yīng)用于建材、運(yùn)輸、冶金、化工等行業(yè)。減速器類型很多，按傳動級數(shù)主要分為：單級、二級、多級；按傳動件類型又可分為：齒輪、蝸桿、齒輪-蝸桿、蝸桿-齒輪等。1.2 齒輪減速器進(jìn)行三維建模的意義由于齒輪減速器的種類很多，一些類型的減速器已有系列標(biāo)準(zhǔn)，并由專門的廠家進(jìn)行生產(chǎn)，但對于傳動布置、結(jié)構(gòu)尺寸、功率、傳動比有特殊要求的、標(biāo)準(zhǔn)一時(shí)間無法確定的，就需要自己另行設(shè)計(jì)與制造了。由于有特殊要求的減速器的設(shè)計(jì)周期長，設(shè)計(jì)過程麻煩，效率低，任務(wù)大，因而在整個的設(shè)計(jì)過程中如若可以將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與一般的機(jī)械設(shè)計(jì)進(jìn)行有機(jī)的結(jié)合，這樣可以縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期、提高生產(chǎn)效率、減少勞動強(qiáng)度、節(jié)約資源、減少人力資源的浪費(fèi)。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中進(jìn)行運(yùn)動仿真和受力的分析，可以進(jìn)一步的驗(yàn)證設(shè)計(jì)的結(jié)果，得出最優(yōu)的方案，有效避免原材料的浪費(fèi)，最大限度的節(jié)約人力資源，降低生產(chǎn)的成本，創(chuàng)造更高的效益，因此采用軟件對減速器的模型進(jìn)行三維的建模和運(yùn)動仿真的優(yōu)勢很明顯，進(jìn)行此項(xiàng)工作顯得非常的重要。1.3 對一級齒輪減速減速器的研究過程與方法對于一級圓柱齒輪減速的三維建模和運(yùn)動仿真的研究，首先應(yīng)該建立數(shù)據(jù)的模型，在數(shù)據(jù)支持的基礎(chǔ)上，初步計(jì)算出減速器各個零部件的基本結(jié)構(gòu)和大小，然后利用 Pro/E 畫出各個零部件的基本機(jī)構(gòu)，再利用各個零部件的關(guān)系進(jìn)行虛擬的裝配，最后施加虛擬外力，看減速器能否運(yùn)動，驗(yàn)證前邊參數(shù)化設(shè)計(jì)過程的正確性。河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)2第 2 章 一級圓柱齒輪減速器參數(shù)化計(jì)算齒輪減速器的三維模型的創(chuàng)建是本次設(shè)計(jì)過程的重要部分，同時(shí)也是后續(xù)的運(yùn)動仿真分析的基礎(chǔ)，仿真分析的結(jié)果與理論計(jì)算的結(jié)果的吻合程度依賴于三維建模的正確性與可行性，三維建模的參數(shù)化創(chuàng)建是在對設(shè)計(jì)要求進(jìn)行優(yōu)化分析參數(shù)相關(guān)手冊的基礎(chǔ)上確定參數(shù)關(guān)系然后創(chuàng)建的。2.1 引用設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行參數(shù)化建模1.數(shù)據(jù)：運(yùn)輸帶線速度 v = 1.40 （m/s）運(yùn)輸帶牽引力 F = 1700 （N）驅(qū)動滾筒直徑 D = 220 （mm）2.工作條件：使用期 10 年，雙班制工作，單向傳動；載荷有輕微振動；運(yùn)送煤、鹽、砂、礦石等松散物品。2.2 電動機(jī)的選擇1、電動機(jī)類型和結(jié)構(gòu)型式的選擇：按已知的工作要求和 條件，選用 Y 系列三相異步電動機(jī)。2、確定電動機(jī)的功率：（1）傳動裝置的總效率： 總= 帶2 軸承 齒輪 聯(lián)軸器 滾筒=0.960.9920.970.990.95=0.86（2）電機(jī)所需的工作功率：Pd=FV/1000 總=17001.4/10000.86 =2.76KW3、確定電動機(jī)轉(zhuǎn)速：滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速：Nw=601000V/D=6010001.4/220河南機(jī)電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)3=121.5r/min根據(jù)推薦的合理傳動比范圍，取 V 帶傳動比 Iv=24，單級圓柱齒輪傳動比范圍Ic=35，則合理總傳動比 i 的范圍為 i=620，故電動機(jī)轉(zhuǎn)速的可選范圍為nd=inw=（620）121.5=7292430r/min符合這一范圍的同步轉(zhuǎn)速有 960 r/min 和 1420r/min。由機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)附錄查出有三種適用的電動機(jī)型號、如下表表 2-1 電動機(jī)的參數(shù)電動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）方案 電動機(jī)型號額定功率同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速傳動裝置的傳動比帶 齒輪1 Y132s-6 3 1000 960 7.9 3 32 Y100L2-4 3 1500 1420 11.68 3 3.89綜合考慮電動機(jī)和傳動裝置尺寸、重量、價(jià)格和帶傳動、減速器的傳動比，比較兩種方案可知：方案 1 因電動機(jī)轉(zhuǎn)速低，傳動裝置尺寸較大，價(jià)格較高。方案 2 適中。故選擇電動機(jī)型號 Y100L2-4。4、確定電動機(jī)型號根據(jù)以上選用的電動機(jī)類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機(jī)型號為Y100L2-4。電動機(jī)主要外形和安裝尺寸河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)4圖 2-1 電動機(jī)的外形及安裝尺寸表 2-2 電動機(jī)的基本參數(shù)中心高 H 外形尺寸L(AC/2+AD)HD底角安裝尺寸 AB地腳螺栓孔直徑 K軸 伸 尺 寸DE裝鍵部位尺寸 FGD100 3802823245160140 12 2860 841其主要性能：額定功率：3KW，滿載轉(zhuǎn)速 1420r/min，額定轉(zhuǎn)矩 2.2。2.3 計(jì)算總傳動比及分配各級的傳動比1、總傳動比：i 總=n 電動/n 筒=1420/121.5=11.682、分配各級傳動比（1） 取 i 帶=3（2） 因?yàn)?i 總=i 齒i 帶所以 i 齒=i 總/i 帶=11.68/3=3.892.4 運(yùn)動參數(shù)及動力參數(shù)計(jì)算1、計(jì)算各軸轉(zhuǎn)速（r/min）nI=nm/i 帶=1420/3=473.33(r/min)nII=nI/i 齒=473.33/3.89=121.67(r/min)滾筒 nw=nII=473.33/3.89=121.67(r/min)2、 計(jì)算各軸的功率（KW）PI=Pd 帶=2.760.96=2.64KWPII=PI 軸承 齒輪=2.640.990.97=2.53KW3、 計(jì)算各軸轉(zhuǎn)矩Td=9.55Pd/nm=95502.76/1420=18.56N?mTI=9.55p2 入/n1 =9550x2.64/473.33=53.26N/mTII =9.55p2 入/n2=9550x2.53/121.67=198.58N/m2.5 皮帶輪傳動的設(shè)計(jì)計(jì)算1、選擇普通 V 帶截型由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P158 表 8-10 得：kA=1.2 P=2.76KWPC=KAP=1.22.76=3.3KW據(jù) PC=3.3KW 和 n1=473.33r/min河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)5d0 dHL由機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)P145 表 8-1 得：選用 A 型 V 帶2、確定帶輪基準(zhǔn)直徑，并驗(yàn)算