減速器畢業(yè)設(shè)計

河南機電高等?？茖W(xué)校畢 業(yè) 設(shè) 計 說 明 書論文題目：基于 Pro/E 的一級圓柱齒輪減速器的設(shè)計與運動仿真系 部： 機械工程系 專 業(yè):起重運輸機械設(shè)計與制造班 級：起機 121 學(xué)生姓名：毛慶陽學(xué) 號：110125146指導(dǎo)教師：崔紀超2015 年 4 月 20 日河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計I摘要本次畢業(yè)設(shè)計的課題是基于 Pro/E 的一級圓柱齒輪減速器三維裝配建模及運動仿真，研究的主要方向是機械工程及自動化。在各個基本零件運動的特點的基礎(chǔ)上，引入創(chuàng)新的思維和概念，對零件進行組合以達到設(shè)計要求。齒輪減速器是日常生產(chǎn)加工中非常普遍的機械，由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)過程較長，采用 Pro/E 進行輔助設(shè)計較為方便。在對一級直齒圓柱齒輪減速器的參數(shù)化設(shè)計的基礎(chǔ)上，利用 Pro/E 進行三維的實體模型建立，并對三維實體模型進行虛擬的裝配以及運動仿真，從而驗證該模型的有效性和可行性。在設(shè)計過程中，綜合運用三維設(shè)計課程及選修課程，如制圖、機械制造工藝、機械制造基礎(chǔ)等，運用已經(jīng)學(xué)過的理論和生產(chǎn)實際知識去分析和解決工程實際問題，使理論知識更充分地融入實踐中，并得到更好的發(fā)揮！通過設(shè)計，可以培養(yǎng)工程設(shè)計的獨立工作能力，樹立正確的設(shè)計思想，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、工藝等方面的設(shè)計要求，確定合理的設(shè)計方案。并能熟練的應(yīng)用有關(guān)參考資料、計算圖表、手冊、圖集、規(guī)范和有關(guān)國家標準。關(guān)鍵詞：一級圓柱齒輪減速器； Pro/E； 三維建模； 運動仿真河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計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河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計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)化計算22.1 引用數(shù)據(jù)進行參數(shù)化模.22.2 電動機的選擇.22.3 計算總傳動比.42.4 運動參數(shù)及運動參數(shù)計算. 42.5 皮帶輪的傳動設(shè)計計算. 42.6 齒輪傳動的設(shè)計計算. .62.7 軸的設(shè)計計算. .72.8 鍵連接的選擇及校核計算. 132.9 箱體、箱蓋及附件的設(shè)計計算. 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動仿真. 214.1 對齒輪傳動的運動仿真. 214.2 總傳動部分的運動仿真. 21總結(jié). . . . . . 23致謝.24河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計參考文獻.25河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計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立部件。常用在動力機與工作機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、機體密封、使用維護簡單等特點成為工程應(yīng)用中普遍使用的機械傳動裝置，被廣泛的應(yīng)用于建材、運輸、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準，并由專門的廠家進行生產(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、標準一時間無法確定的，就需要自己另行設(shè)計與制造了。由于有特殊要求的減速器的設(shè)計周期長，設(shè)計過程麻煩，效率低，任務(wù)大，因而在整個的設(shè)計過程中如若可以將計算機輔助設(shè)計與一般的機械設(shè)計進行有機的結(jié)合，這樣可以縮短產(chǎn)品的研發(fā)周期、提高生產(chǎn)效率、減少勞動強度、節(jié)約資源、減少人力資源的浪費。同時在設(shè)計的過程中進行運動仿真和受力的分析，可以進一步的驗證設(shè)計的結(jié)果，得出最優(yōu)的方案，有效避免原材料的浪費，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行三維的建模和運動仿真的優(yōu)勢很明顯，進行此項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構(gòu)，再利用各個零部件的關(guān)系進行虛擬的裝配，最后施加虛擬外力，看減速器能否運動，驗證前邊參數(shù)化設(shè)計過程的正確性。河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計2第 2 章 一級圓柱齒輪減速器參數(shù)化計算齒輪減速器的三維模型的創(chuàng)建是本次設(shè)計過程的重要部分，同時也是后續(xù)的運動仿真分析的基礎(chǔ)，仿真分析的結(jié)果與理論計算的結(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)計要求進行優(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)計數(shù)據(jù)進行參數(shù)化建模1.數(shù)據(jù)：運輸帶線速度 v = 1.40 （m/s）運輸帶牽引力 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；運送煤、鹽、砂、礦石等松散物品。2.2 電動機的選擇1、電動機類型和結(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。2、確定電動機的功率：（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）電機所需的工作功率：Pd=FV/1000 總=17001.4/10000.86 =2.76KW3、確定電動機轉(zhuǎn)速：滾筒軸的工作轉(zhuǎn)速：Nw=601000V/D=6010001.4/220河南機電高等專科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計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。由機械設(shè)計課程設(shè)計附錄查出有三種適用的電動機型號、如下表表 2-1 電動機的參數(shù)電動機轉(zhuǎn)速（r/min）方案 電動機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綜合考慮電動機和傳動裝置尺寸、重量、價格和帶傳動、減速器的傳動比，比較兩種方案可知：方案 1 因電動機轉(zhuǎn)速低，傳動裝置尺寸較大，價格較高。方案 2 適中。故選擇電動機型號 Y100L2-4。4、確定電動機型號根據(jù)以上選用的電動機類型，所需的額定功率及同步轉(zhuǎn)速，選定電動機型號為Y100L2-4。電動機主要外形和安裝尺寸河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計4圖 2-1 電動機的外形及安裝尺寸表 2-2 電動機的基本參數(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） 因為 i 總=i 齒i 帶所以 i 齒=i 總/i 帶=11.68/3=3.892.4 運動參數(shù)及動力參數(shù)計算1、計算各軸轉(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)計計算1、選擇普通 V 帶截型由機械設(shè)計基礎(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河南機電高等?？茖W(xué)校畢業(yè)設(shè)計5d0 dHL由機械設(shè)計基礎(chǔ)P145 表 8-1 得：選用 A 型 V 帶2、確定帶輪基準直徑，并驗算