基于proe進行減速器的設(shè)計及仿真論文

1、<p>　　基于PROE進行減速器的設(shè)計及仿真</p><p>　　摘要：Pro/Engineer一個參數(shù)化、基于特征的實體造型系統(tǒng)，具有單一數(shù)據(jù)庫功能。本文在減速器零部件幾何尺寸數(shù)值計算的基礎(chǔ)上，利用Pro／E軟件實現(xiàn)了齒輪系和軸系等零件特征的三維模型設(shè)計；利用Pro／E軟件實現(xiàn)了齒輪系和軸系的虛擬裝配，具有較好的通用性和靈活性。此系統(tǒng)的實現(xiàn)可以使設(shè)計人員在人機交互環(huán)境下編輯修改，快速高效地設(shè)計出圓柱

2、齒輪減速器產(chǎn)品，同時通過PRO/E 對二級減速器進行建模設(shè)計，規(guī)劃零件的裝配過程，對實現(xiàn)預(yù)期的運動仿真，建立機構(gòu)運動分析，提高效率和精度奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　關(guān)鍵字：二級減速器 軸承  齒輪  機械傳動 Pro/E</p><p>　　The design of two-grade cylindrical gear reducer based on Pro

3、/Engineer</p><p>　　Student majoring in Mechanical and Electronic Engineering Wang QingTing</p><p>　　Tutor Wang Qing</p><p>　　Abstract:Pro/Engineer is a parametric solid modeling

4、 system based on body feature, which has a single database. The realization of this system can make designers devise the product of cylinder gear reducer fast and efficiently Under human-computer interaction environment.

5、Meanwhile,the paper describes the parametric design of two stage reducer and the assembly process of parts based on Pro/E, analyzes the mechanism movement and gets expectant movement simulation In doing so, design effici

6、ency and</p><p>　　Key words:Two stage gear reducer model、 Bearing 、Gear 、Mechanical drive 、Pro/E</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　摘要0</b></p><p>

7、<b>　　關(guān)鍵字0</b></p><p>　　Abstract.0</p><p>　　Key words0</p><p>　　1.二級減速器在傳動裝置中的應(yīng)用3</p><p><b>　　1.1設(shè)計方案3</b></p><p>　　1.2傳動比的分配3

8、</p><p>　　1.3各軸動力參數(shù)計算4</p><p>　　2.高速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計5</p><p>　　2.1選定材料、精度等級、齒數(shù)5</p><p>　　2.2齒面接觸疲勞強度計算5</p><p>　　2.3齒根彎曲疲勞強度校核6</p><p>　　2.4齒輪的

9、幾何尺寸設(shè)計計算6</p><p>　　3.創(chuàng)建高速級斜齒圓柱齒輪特征7</p><p>　　4.低速級直齒圓柱齒輪傳動10</p><p>　　4.1選定材料、精度等級、齒數(shù)10</p><p>　　4.2齒面接觸疲勞強度計算10</p><p>　　4.3齒根彎曲疲勞強度校核11</p>

10、<p>　　4.4齒輪的幾何尺寸設(shè)計計算11</p><p>　　5.創(chuàng)建低速級直齒圓柱齒輪特征11</p><p>　　6.軸的設(shè)計與計算12</p><p>　　6.1高速軸（1軸）的設(shè)計13</p><p>　　6.2中間軸（2軸）的設(shè)計15</p><p>　　6.3 低速軸（3軸）的設(shè)計

11、16</p><p>　　6.4 鍵的聯(lián)結(jié)設(shè)計18</p><p>　　7.創(chuàng)建各軸類及鍵類零件特征19</p><p>　　8.二級減速器傳動件的初級裝配21</p><p>　　9.滾動軸承的選擇22</p><p>　　9.1高速軸（1軸）上滾動軸承的選擇22</p><p>　

12、　9.2中間軸（2軸）上滾動軸承的選擇22</p><p>　　9.3 低速軸（3軸）上滾動軸承的選擇23</p><p>　　10.箱體上個部分尺寸計算與建模23</p><p>　　11.Pro/E總裝配圖及裝配爆炸圖26</p><p>　　12.潤滑密封設(shè)計26</p><p>　　13.設(shè)計總結(jié)：

13、26</p><p><b>　　參考文獻28</b></p><p><b>　　致謝29</b></p><p><b>　　引言：</b></p><p>　　減速器是應(yīng)用于原動機和工作機之間的獨立傳動裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率較高、傳遞運動準(zhǔn)確可靠、使用維護方便和

14、可成批生產(chǎn)等特點。傳統(tǒng)的減速器手工設(shè)計通常采用二維工程圖表示三維實體的做法，這種做法不僅不能以三維實體模型直觀逼真地顯現(xiàn)出減速器的結(jié)構(gòu)特征，而且對于一個視圖上某一尺寸的修改，不能自動反應(yīng)在其他對應(yīng)視圖上。</p><p>　　1985年美國PTC公司開始建模軟件的研究，1988年V1.0的Pro/ENGINEER誕生，隨后美國通用汽車公司將該技術(shù)應(yīng)用于各種類型的減速器設(shè)計與制造中。目前在基于Pro/E的減速器的模

15、型設(shè)計、數(shù)據(jù)分析與生產(chǎn)制造方面美國、德國和日本處于領(lǐng)先地位，美國Alan-Newton公司研制的X-Y式精密減速器和日本住友重工研制的FA型減速器都是目前先進的高精密型齒輪減速器。</p><p>　　Pro/ENGINEER技術(shù)可以方便快捷的實現(xiàn)建立基于零件或子裝配體的三維模型設(shè)計和裝配，并且提供了豐富的約束條件完成可以滿足的工程實踐要求。建立三維模型在裝配體環(huán)境下可以很好的對零件進行編輯和修改，在生產(chǎn)實際中便

16、捷的把立體圖轉(zhuǎn)換為工程圖，在生產(chǎn)應(yīng)用中充分利用Pro/E軟件進行幾何造型設(shè)計，進一步利用數(shù)控加工設(shè)備進行技術(shù)加工，可以顯著提高減速器的設(shè)計制造精密、設(shè)計制造質(zhì)量、設(shè)計制造效率，從而縮短產(chǎn)品更新?lián)Q代生產(chǎn)的整個周期。而我國在Pro/E的減速器三維模型設(shè)計方面還相對比較薄弱，因此，隨著經(jīng)濟全球化的發(fā)展，在此技術(shù)上我國需要不斷的突破創(chuàng)新，逐步提高“中國創(chuàng)造” 在國際市場的競爭力。</p><p>　　1.二級減速器在傳動

17、裝置中的應(yīng)用</p><p><b>　　1.1設(shè)計方案</b></p><p>　　在數(shù)據(jù)運算的基礎(chǔ)上充分利用Pro/E三維幾何模型設(shè)計軟件設(shè)計一臺二級展開式圓柱齒輪減速器，要求二級減速器在傳動裝置中傳動系統(tǒng)的應(yīng)用如圖1-1所示：</p><p>　　圖1-1 傳動裝置總體效果圖</p><p><b>　　

18、工作條件：</b></p><p>　　表1-1 工作要求參數(shù)列表</p><p>　　連續(xù)單向運轉(zhuǎn)，工作時有輕微振動，輸出端一般為帶式運輸機，其工作速度允許誤差為±5％。傳動系統(tǒng)中采用二級展開式圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡單但齒輪相對于軸承位置不對稱，因此要求軸有較大的剛度，高速級和低速級分別為斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱齒輪傳動。</p><p>&

19、lt;b>　　1.2傳動比的分配</b></p><p>　　根據(jù)已知工作條件計算：</p><p><b>　　工作機所需功率：</b></p><p>　　傳動系統(tǒng)總效率: =0.833</p><p>　　工作機所需輸入端功率:</p><p>　　因工作時有輕微振動，故輸

20、入端功率 略大于</p><p>　　則輸入端額定功率應(yīng)取.</p><p><b>　　由輸出端的工作：</b></p><p>　　通常二級圓柱齒輪減速器傳動比取:</p><p><b>　　則輸入端轉(zhuǎn)速:</b></p><p>　　由此初步確定輸入端可選電動機參數(shù)如

21、下表2:</p><p>　　表1-2 電動機參數(shù)列表</p><p>　　此傳動系統(tǒng)總傳動比:</p><p>　　所以此二級圓柱齒輪減速器的總傳動比:</p><p>　　為了便于二級圓柱齒輪減速器采用浸油潤滑，當(dāng)兩級齒輪的配對材料相同，齒面硬度HBS350,齒寬系數(shù)相等時?？紤]面接觸強度接近相等的條件，則兩級圓柱齒輪減速器的傳動比分配如

22、下：</p><p><b>　　高速級傳動比：</b></p><p><b>　　低速級傳動比：</b></p><p>　　1.3各軸動力參數(shù)計算</p><p>　　傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速，功率和轉(zhuǎn)矩計算：</p><p>　　1軸（減速器高速軸）</p>

23、<p>　　2軸（減速器中間軸）</p><p><b>　　=</b></p><p>　　3軸（減速器低速軸）</p><p><b>　　=</b></p><p>　　則各軸輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩</p><p>　　將上述計算結(jié)果和傳動比及傳動效率匯總?cè)缦拢?

24、lt;/p><p>　　表1-3 動力參數(shù)列表</p><p>　　2.高速級斜齒圓柱齒輪的設(shè)計</p><p>　　2.1選定材料、精度等級、齒數(shù)</p><p>　　考慮減速器要求結(jié)果緊湊故大小齒輪均用40Cr調(diào)質(zhì)處理后表面淬火，因載荷較平穩(wěn)，齒輪速度不高，初選7級精度，選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)，取齒寬系數(shù)初選螺旋角實際傳動比，誤差，在設(shè)計給

25、定的范圍內(nèi)可用。</p><p>　　2.2齒面接觸疲勞強度計算</p><p>　　確定公式中各式參數(shù)：</p><p><b>　　1)載荷系數(shù)試選：</b></p><p>　　2)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩：</p><p>　　3)材料系數(shù)： 4)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：</p><p&

26、gt;　　5)確定大小齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力極限：</p><p>　　取安全系數(shù)，接觸疲勞壽命系數(shù) </p><p>　　按較小者取計算小齒輪分度圓直徑 </p><p><b>　　計算圓周速度：</b></p><p><b>　　校正分度圓直徑： </b></p>&

27、lt;p>　　2.3齒根彎曲疲勞強度校核</p><p>　　確定公式中各參數(shù)值：</p><p>　　1)大小齒輪的彎曲疲勞強度極限取:</p><p>　　2)彎曲疲勞壽命系數(shù)取</p><p>　　3)取定彎曲疲勞安全系數(shù),應(yīng)力修正系數(shù)則許用彎曲應(yīng)力 </p><p>　　4)使用系數(shù)根據(jù) 按7級精度，動

28、載系數(shù) ，</p><p><b>　　則計算載荷系數(shù):</b></p><p>　　5)齒輪系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)計算 </p><p>　　比較取其中較大值代入公式計算</p><p>　　因小齒輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強度校核計算</p><p>　　所以 彎曲疲勞強度足夠。<

29、;/p><p>　　2.4齒輪的幾何尺寸設(shè)計計算</p><p>　　計算模數(shù)：,按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù) </p><p><b>　　兩輪分度圓直徑：</b></p><p><b>　　中心距：</b></p><p><b>　　齒寬： 取</b></

30、p><p><b>　　齒全高 :</b></p><p>　　3.創(chuàng)建高速級斜齒圓柱齒輪特征</p><p><b>　　A、新建零件文件</b></p><p><b>　　圖3-1 新建</b></p><p>　　在上工具欄中單擊“新建”按鈕在系統(tǒng)彈

31、出的【新建】對話框，選中其中的零件單選按鈕，在“名稱”欄中輸入“xiechilun”，不勾選“實用缺省模板”，單擊，</p><p><b>　　圖3-2 模板</b></p><p>　　在彈出的“新文件選項”對話框中選擇mmns_part_solid，將英制單位改為公制單位,單擊進入三維實體建模環(huán)境如圖4：</p><p><b>

32、;　　圖3-3.繪圖頁面</b></p><p>　　B、創(chuàng)建基礎(chǔ)實體特征</p><p><b>　　1.設(shè)置參數(shù)</b></p><p>　　在參數(shù)對話框中選擇添加參數(shù)，在新建的列表中選擇添加的參數(shù)輸入名稱M，數(shù)值2.5，按此步驟輸入其余參數(shù)如圖5</p><p>　　圖3-4 參數(shù)對話框</p&g

33、t;<p><b>　　2..創(chuàng)建基準(zhǔn)曲線</b></p><p>　　此步驟為分別作齒輪的基園，齒頂圓，分度圓和齒根圓，然后通過參數(shù)定義其尺寸，然后通過使用參數(shù)方程定義漸開線創(chuàng)建出齒廓線。</p><p>　　步驟：1).準(zhǔn)特征——草繪——繪制四個圓——完成</p><p>　　2).具——關(guān)系對話框——關(guān)系編輯區(qū)——輸入關(guān)系式

34、——完成后再生模型得到如圖6曲線</p><p>　　3) .——曲線選項——從方程/完成——曲線方程對話框——得到坐標(biāo)系/選取</p><p>　　在出現(xiàn)的設(shè)置坐標(biāo)類型菜單中選擇坐標(biāo)軸選項在彈出對話框中輸入?yún)?shù)方程并保存，回到原對話框點確定即完成曲線創(chuàng)建。單擊選擇曲線完成基準(zhǔn)點的創(chuàng)建。類似操作創(chuàng)建基準(zhǔn)軸和基準(zhǔn)面。在模型區(qū)選擇漸開線創(chuàng)建</p><p><b&

35、gt;　　齒輪漸開線。</b></p><p>　　圖3-5 齒輪曲線及齒的創(chuàng)建</p><p>　　4).此曲線創(chuàng)建完畢的基礎(chǔ)上創(chuàng)建齒特征，單擊“陣列工具”按鈕，在操控板中的陣列方式框中選擇“軸”方式，系統(tǒng)提示“選取創(chuàng)建陣列的軸”，在主視區(qū)中選擇旋轉(zhuǎn)軸線作為參照，在“輸入第一方向的陣列成員數(shù)” 輸入框中輸入陣列數(shù)目，單擊右側(cè)的，完成齒特征的陣列特征的創(chuàng)建</p>

36、<p>　　完成齒創(chuàng)建后在右工具箱中單擊“拉伸工具”，單擊，在彈出的草繪上滑面板中單擊“定義”按鈕，彈出“草繪”對話框，在主視區(qū)內(nèi)選擇FRONT基準(zhǔn)平面作為草繪平面，單擊按鈕。接受系統(tǒng)默認(rèn)的繪圖參照，單擊按鈕進入草繪器，在主視區(qū)中繪制拉伸截面圖，同時可以在關(guān)系對話框中輸入方程式以便調(diào)用，單擊退出草繪完成鏤空特征及軸鍵特征。</p><p>　　單擊“倒角工具”按鈕，在主視區(qū)中選擇外側(cè)的兩條和內(nèi)側(cè)的一條

37、曲線，單擊下工具箱左側(cè)下拉列表框右側(cè)的，將倒角方式改為“45×D”，在右側(cè)的下拉列表框中輸入D值，單擊下工具箱右側(cè)的，完成倒角特征的創(chuàng)建。 </p><p>　　圖3-6 斜齒輪創(chuàng)建實體效果圖 </p><p>　　4.低速級直齒圓柱齒輪傳動</p&

38、gt;<p>　　4.1.定材料、精度等級、齒數(shù)</p><p>　　選擇45鋼調(diào)質(zhì)淬火回火處理，齒面硬度分別為220HBS，280HBS，屬軟齒閉式傳動，載荷平穩(wěn)齒輪速度不高，初選7級精度，小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)，按軟齒面齒輪非對稱安裝取齒寬系數(shù)，實際傳動比，誤差，在設(shè)計給定的±5%范圍內(nèi)可用。</p><p>　　4.2.面接觸疲勞強度計算</p>

39、<p><b>　　確定各式參數(shù)：</b></p><p><b>　　載荷系數(shù)試選:</b></p><p><b>　　小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩:</b></p><p><b>　　材料系數(shù):</b></p><p>　　大，小齒輪的接觸疲勞極限:

40、</p><p><b>　　應(yīng)力循環(huán)次數(shù):</b></p><p>　　6)接觸疲勞壽命系數(shù)確定許用接觸應(yīng)力,取安全系數(shù),</p><p>　　取 計算小齒輪分度圓直徑: </p><p><b>　　7)計算圓周速度:</b></p><p><b>　　

41、8）計算載荷系數(shù)k</b></p><p>　　系數(shù)，根據(jù)，選7級精度,得動載系數(shù)=0.7 ,=1.0則 </p><p><b>　　9）校正分度圓直徑</b></p><p>　　4.3.齒根彎曲疲勞強度校核</p><p>　　確定公式中各參數(shù)值:</p><p>　　大小齒輪的

42、彎曲疲勞強度極限查取</p><p>　　彎曲疲勞壽命系數(shù)查取</p><p>　　取定彎曲疲勞安全系數(shù),應(yīng)力修正系數(shù)</p><p>　　許用彎曲應(yīng)力: </p><p>　　4)系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) ，計算</p><p>　　比較取其中較大值代入公式計算</p>

43、;<p>　　5)輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強度校核計算</p><p>　　所以彎曲疲勞強度足夠。</p><p>　　4.4.齒輪的幾何尺寸設(shè)計計算</p><p>　　1).計算模數(shù)，按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù)</p><p>　　2).兩輪分度圓直徑 =m </p><p><b>　　

44、3).中心距 </b></p><p>　　4).齒寬 b=d1=1.0×75=75mm 取</p><p><b>　　5).齒全高 </b></p><p>　　5.創(chuàng)建低速級直齒圓柱齒輪特征</p><p>　　在上面已有生成的參數(shù)齒輪創(chuàng)建的基礎(chǔ)上，可以通過把已有參數(shù)齒輪作為模板進行修改參數(shù)

45、對話框，來改變齒輪各個參數(shù)已得到所需齒輪特征。</p><p>　　步驟：1).打開已有參數(shù)齒輪，如上述打開工具——參數(shù)，彈出關(guān)系對話框，修改齒輪的齒數(shù)數(shù)值和模數(shù)數(shù)值，單擊完成參數(shù)設(shè)置，選擇標(biāo)準(zhǔn)工具欄再生 工具，再生模型。</p><p>　　2).由此按以上所計算的數(shù)據(jù)，修改齒輪各個參數(shù)得到所要的齒輪參數(shù)特征，</p><p>　　圖5-1 直齒輪特征圖</

46、p><p><b>　　6.軸的設(shè)計與計算</b></p><p>　　在完成了傳動系統(tǒng)運動及動力參數(shù)的計算和減速器兩級齒輪傳動的設(shè)計計算之后，接下來可進行減速器軸的設(shè)計，繪制軸的布置簡圖和初定跨距，軸的布置入圖 </p><p>　　圖6-1 軸分部圖</p><p>　　考慮相鄰齒輪設(shè)軸向不發(fā)生干涉，計入尺寸:<

47、;/p><p>　　齒輪與箱體內(nèi)壁設(shè)軸向不發(fā)生干涉，計入尺寸:</p><p>　　為保證滾動軸承放入箱體軸承座孔內(nèi)，計入尺寸 初取軸承寬度分別為: </p><p>　　由 </p><p>　　則3根軸的支架跨度分別為</p><p>　　6.1 高速軸（1軸）的設(shè)計</p><p

48、>　　1.選擇軸的材料及熱處理</p><p>　　軸上齒輪的直徑較小，采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，軸和齒輪的材料及熱處理一致，選用40調(diào)質(zhì)處理后表面淬火。</p><p><b>　　2. 軸的受力分析</b></p><p>　　軸的受力簡圖如圖示:</p><p><b>　?。╝）軸的受力簡圖</b&g

49、t;</p><p><b>　　計算齒輪的嚙合力</b></p><p>　　求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖:</p><p>　　軸在水平面內(nèi)的受力簡圖，如圖示：</p><p>　　(b) 軸在水平面內(nèi)的受力簡圖</p><p>　　軸在水平面內(nèi)的彎矩圖如上圖示</p>

50、<p>　　求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖</p><p>　　軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖，如圖示</p><p>　　(c) 軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖</p><p>　　軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖如上圖示。</p><p><b>　　求截面C處彎矩</b></p><p><

51、;b>　　C處垂直彎矩 </b></p><p>　　考慮啟動，停機的影響，扭矩為脈動循環(huán)</p><p>　　強度校核45號鋼調(diào)質(zhì)處理，由彎扭合成強度滿足要求。</p><p>　　3. 軸的初步計算；</p><p>　　軸為40Cr調(diào)質(zhì)，許用彎曲應(yīng)力值取折算系數(shù) 將以上數(shù)值代入軸計算截面（c截面）直徑計算公式<

52、/p><p><b>　　軸的最小直徑:</b></p><p><b>　　4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　按經(jīng)驗公式，減速器輸入軸的軸端直徑，</p><p><b>　?。妱訖C軸端直徑)</b></p><p>　　參考聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直

53、徑，取減速器高速軸的軸端直徑 </p><p>　　根據(jù)軸上零件的布置，安裝和定位的需要，初定各軸段的直徑及長度其中軸頸，軸頭結(jié)構(gòu)尺寸與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來統(tǒng)籌考慮。</p><p>　　軸頸（軸上安裝滾動軸承段）直徑可選?。?5 30 35 40 47 mm</p><p>　　6.2 中間軸（2軸）的設(shè)計</p>

54、<p>　　1.選擇軸的材料用45號鋼調(diào)質(zhì)，</p><p>　　2.軸的受力 </p><p><b>　　計算齒輪的嚙合力；</b></p><p>　　（軸在水平面內(nèi)的受力簡略）</p><p>　　求水平面內(nèi)的支承反力</p><p>　　(軸在水平面內(nèi)

55、的彎矩圖略)</p><p>　　求垂直面內(nèi)的支承反力</p><p>　　（軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖略）</p><p><b>　　求支承反力；</b></p><p>　?。ㄝS的合成彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖略）</p><p><b>　　3.軸的初步計算；</b></p>

56、;<p>　　材料45號鋼調(diào)質(zhì)，許用彎曲應(yīng)力取折算系數(shù)</p><p><b>　　軸的最小直徑為:</b></p><p>　　在此軸段開有一個鍵槽時，直徑增大4%計算截面直徑</p><p><b>　　4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計</b></p><p>　　按經(jīng)驗公式，減速器高速級從動軸的

57、危險截面直徑</p><p>　　取減速器中間軸的危險截面直徑，根據(jù)軸上零件的布置，安裝和定位的需要，初定各軸的直徑及長度其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)果尺寸。聯(lián)系起來統(tǒng)籌考慮。</p><p>　　安裝齒輪處軸段長度：軸段長度=輪轂長度—2mm軸頸（軸上安裝滾動軸承段）直徑：35 40 45 40 35 mm</p><p>　　6.3 低速

58、軸（3軸）的設(shè)計</p><p>　　1.選擇軸的材料選用45號鋼調(diào)質(zhì)</p><p>　　2.軸的受力分析軸的受力簡圖所示</p><p><b>　?。╝）軸的受力簡圖</b></p><p>　　圖中 </p><p><b>　　計算齒輪的嚙合力；<

59、;/b></p><p>　　求水平面內(nèi)的支承反力</p><p>　　軸在水平面內(nèi)的受力簡圖如圖所示：</p><p>　　(b) 軸在水平面內(nèi)的受力簡圖</p><p>　　(軸在水平面內(nèi)的彎矩圖略)</p><p>　　求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖；</p><p>　　

60、軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖如圖所示</p><p>　　(c) 軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖</p><p>　?。ㄝS在垂直面內(nèi)的彎矩圖略)</p><p>　　求支承反力，作軸的合成彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖；</p><p>　　(軸的合力彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖略)</p><p><b>　　3.軸的初步計算</b>&l

61、t;/p><p>　　45號鋼調(diào)質(zhì) 許用彎曲應(yīng)力，取折算系數(shù)</p><p>　　將以上數(shù)值代入軸計算截面（c截面）直徑計算公式：</p><p>　　在此軸段開有一個鍵槽時，直徑增大4%，計算截面直徑</p><p><b>　　軸的最小直徑:</b></p><p>　　4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計按經(jīng)驗公式

62、，減速器低速級從動軸的危險截面直徑，</p><p>　　取減速器低速軸的危險截面直徑</p><p>　　根據(jù)軸上零件的位置、安裝和定位的需要，初定各軸段的直徑及長度，其中軸頸、軸頭結(jié)構(gòu)尺寸應(yīng)與軸上相關(guān)零件的結(jié)構(gòu)尺寸聯(lián)系起來統(tǒng)籌考慮。安裝齒輪處軸段長度：軸段長度=輪轂長度-2mm軸頸（軸上安裝滾動軸承段）直徑：40 45 50 55 50 45 </p><p>

63、　　6.4 鍵的聯(lián)結(jié)設(shè)計</p><p>　　由前計算結(jié)果知：中間軸（2軸）由 ，選擇普通A型平鍵（軸右邊一個）</p><p>　　由d=40,=68選bh=128，b=12，=8，</p><p>　　初選鍵:鍵的許用擠壓應(yīng)力和許用剪切應(yīng)力分別取為:</p><p>　　分別驗算鍵的擠壓強度和剪切強度</p><p&g

64、t;　　故鍵的擠壓強度和剪切強度滿足要求。</p><p>　　軸左邊一個按此計算也選A型普通平鍵：</p><p><b>　　初選鍵：</b></p><p>　　且鍵的擠壓強度和剪切強度滿足要求。</p><p>　　7.創(chuàng)建軸類及鍵類零件特征 </p><p><b>　　以高速

65、軸為例：</b></p><p><b>　　A、新建零件文件</b></p><p>　　在上工具欄中單擊“新建”按鈕在系統(tǒng)彈出的【新建】對話框，選中其中的零件單選按鈕，在“名稱”欄中輸入“gaosuzhou”，不勾選“使用缺省模板”，單擊，在彈出的“新文件選項”對話框中選擇mmns_part_solid，將英制單位改為公制單位,單擊進入三維實體建模環(huán)境

66、。</p><p>　　B、創(chuàng)建基礎(chǔ)實體特征</p><p>　　單擊“旋轉(zhuǎn)工具”按鈕，在主視區(qū)下方出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)特征操控板。在操控板中單擊按鈕，在彈出的草繪上滑面板中單擊“定義”按鈕，彈出“草繪”對話框，在該對話框中要求選擇草繪平面，在主視區(qū)內(nèi)選擇TOP基準(zhǔn)平面作為草繪平面，在“草繪方向”欄中自動出現(xiàn)默認(rèn)的草繪視圖方向，接受默認(rèn)設(shè)置，單擊按鈕。彈出“參照”對話框，接受系統(tǒng)的默認(rèn)設(shè)置，單擊按鈕進

67、入草繪器，在注視區(qū)中繪制如下圖的旋轉(zhuǎn)草繪圖，在右工具箱中單擊退出草繪。在操控面板中接受系統(tǒng)的默認(rèn)值，單擊右側(cè)的按鈕，完成旋轉(zhuǎn)特征的創(chuàng)建。</p><p>　　C、在實體上創(chuàng)建放置實體特征</p><p>　　1）、倒角特征。在有工具箱中單擊“倒角工具”按鈕，在主視區(qū)中選擇兩頭的邊線以及直徑為19和37的的四條邊線（選擇時同時按著Ctrl鍵），單擊下工具箱左側(cè)下拉列表框右側(cè)的，將倒角方式改為

68、“45×D”，在右側(cè)的下拉列表框中將D值改為“1”，單擊下工具箱右側(cè)的，完成倒角特征的創(chuàng)建。</p><p>　　2）、創(chuàng)建齒特征參考大斜齒輪創(chuàng)建</p><p>　　D、在實體上創(chuàng)建鍵槽特征</p><p>　　在右工具箱中單擊“基準(zhǔn)平面工具”按鈕，在彈出的“基準(zhǔn)平面”對話框中要求選擇參照來確定基準(zhǔn)平面的放置，在主視區(qū)中選擇FRONT基準(zhǔn)平面作為新建基準(zhǔn)

69、平面的參照，在“偏移距離”輸入框中輸入偏移值“6”，單擊【確定】按鈕完成基準(zhǔn)平面DTME1的創(chuàng)建</p><p>　　在右工具箱中單擊“拉伸工具”，在主視區(qū)下方操控板中單擊按鈕將拉伸方式改為剪材料，在主視區(qū)內(nèi)選擇上一步創(chuàng)建的DTME1平面作為草繪平面，接受系統(tǒng)默認(rèn)草繪方向設(shè)置，單擊按鈕。在主視區(qū)中選擇TOP基準(zhǔn)平面和小圓柱的邊線作為繪圖參照，單擊按鈕進入草繪器，在注視區(qū)中繪制如下圖的拉伸截面圖，在右工具箱中單擊退

70、出草繪。在下工具箱的拉伸方式選項中選擇“從草繪平面以指定的深度值拉伸”按鈕，在拉伸深度值輸入框中輸入拉伸值“3.5”， 單擊下工具箱右側(cè)的完成實體的拉伸。</p><p><b>　　圖7-1鍵槽尺寸圖</b></p><p>　　圖7-2 高速軸建模特征圖</p><p><b>　　圖7-3 中間軸</b></p

71、><p><b>　　圖7-4 低速軸</b></p><p>　　d．由此通過草繪——拉伸建模操作分別創(chuàng)建得到各軸與鍵特征如圖：</p><p>　　圖7-5 中間軸鍵 圖7-6低速軸鍵</p><p>　　8.二級減速器傳動件的初級裝配</p><p

72、>　　1. 新建裝配文件，在上工具欄中單擊“新建”按鈕在系統(tǒng)彈出的【新建】對話框，選中其中的組件按鈕，在“名稱”欄中輸入“ zhangpeitu”，不勾選“使用缺省模板”， 單擊，在彈出的“新文件選項”對話框中選擇mmns_part_solid，將英制單位改為公制單位,單擊進入三維實體建模環(huán)境。</p><p><b>　　圖8-1 新建組件</b></p><p&

73、gt;　　2.在裝配環(huán)境中選擇插入/元件/裝配/命令或者選擇基礎(chǔ)特征工具欄插入元件工具選擇元件進行裝配，在出現(xiàn)的元件放置對話框中可以設(shè)置裝配元件的參照約束關(guān)系，第一個部件一般選擇缺省約束，</p><p>　　圖8-2 元件放置對話框</p><p>　　A、放置中間軸，約束方式為“缺省”；</p><p>　　B、裝配平鍵，約束方式為“匹配”和“插入”；</

74、p><p>　　C、裝配直齒輪，約束方式為“對齊”和“相切”；</p><p>　　D、裝配平鍵，約束方式為“匹配”和“插入”；</p><p>　　E、裝配低速軸，約束方式為“對齊”和“匹配”；</p><p>　　F、裝配斜齒輪，約束方式為“對齊”和“匹配”； </p><p>　　G、裝配高速軸，約束方式為“對齊”和

75、“相切”；</p><p>　　添加各個部件通過選擇約束條件，旋轉(zhuǎn)和移動操作完成零部件的裝配如圖：</p><p>　　圖8-3 減速器內(nèi)零部件裝配圖</p><p><b>　　9.滾動軸承的選擇</b></p><p>　　9.1 高速軸（1軸）上滾動軸承的選擇</p><p>　　按承載較大

76、的滾動軸承選擇其型號，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類型選為深溝球軸承，軸承預(yù)期壽命取為。</p><p>　　由前計算結(jié)果知：軸承所受徑向力軸向力，軸承工作轉(zhuǎn)速初選滾動軸承6207 GB/T276-1994，基本額定負(fù)荷基本額定靜負(fù)荷 </p><p><b>　　沖擊負(fù)荷系數(shù)</b></p><p>　　因，故6207

77、軸承：滿足要求。</p><p>　　9.2中間軸（2軸）上滾動軸承的選擇</p><p>　　按承載較大的滾動軸承選擇其型號。因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合式，軸承類型選為深溝球軸承，軸承預(yù)期壽命取為。</p><p>　　由前計算結(jié)果知：軸承所受徑向力Fr=1357.4N，軸向力Fa=349.2N軸承工作轉(zhuǎn)速初選滾動軸承6207 GB/T276-199

78、4，基本額定動負(fù)荷，基本額定靜負(fù)荷。</p><p><b>　　，</b></p><p><b>　　沖擊負(fù)荷系數(shù)</b></p><p>　　因，故6207軸承：滿足要求。</p><p>　　9.3低速軸（3軸）上滾動軸承的選擇</p><p>　　按承載較大的滾動軸

79、承選擇其型號，因支承跨距不大，故采用兩端固定式軸承組合方式。軸承類型選為深溝球軸承，軸承預(yù)期壽命取為=43800h。</p><p>　　由前計算結(jié)果知，軸承所受徑向力Fr=軸承工作轉(zhuǎn)速,初選滾動軸承6009 GB/T276-1994，基本額定動負(fù)荷，，沖擊負(fù)荷系數(shù)。 </p><p>　　因，故6009軸承滿足要求，</p><p>　　滾動軸承的選擇應(yīng)注

80、意：高速軸（1軸）上滾動軸承的D值≤中間軸（2軸）上滾動軸承的D值，中間軸（2軸）上滾動軸承的D值≤低速軸（3軸）上滾動軸承的D值。</p><p>　　圖9-1 6207軸承</p><p>　　10.箱體上個部分尺寸計算與建模</p><p>　　計算箱體的各部分尺寸參考已有計算數(shù)據(jù)可列：</p><p><b>　　箱座壁厚

81、： 取</b></p><p><b>　　箱蓋壁厚：取</b></p><p>　　箱座凸緣厚：箱蓋凸緣厚：</p><p>　　箱體深度： 分箱面凸緣圓角半徑：</p><p><b>　　平凸緣底座厚：</b></p><p>　　軸承旁聯(lián)接螺栓直徑：<

82、;/p><p>　　箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑：</p><p>　　軸承端蓋螺栓螺釘直徑：</p><p>　　窺視孔蓋螺釘直徑： </p><p><b>　　定位銷直徑： </b></p><p><b>　　沉頭座锪平深度：</b></p><p>

83、　　箱蓋座肋厚：,箱座肋厚：</p><p><b>　　軸承旁凸臺半徑：</b></p><p><b>　　軸承旁聯(lián)接螺栓距：</b></p><p>　　外箱壁至軸承座端面距：</p><p>　　大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離：,齒輪端面與內(nèi)箱壁距離：</p><p>　　表

84、10-1 各尺寸分布表 </p><p>　　表10-2 端蓋處尺寸分布</p><p>　　圖10-1 箱體特征圖</p><p><b>　　軸承端蓋外徑： </b></p><p>　　表10-3 軸承端蓋外徑列表</p><p>　　圖10-2 軸承蓋特征圖</p>

85、<p>　　通氣器選用（2型）取M16×1.5 GB/T5782-2000</p><p>　　桿式油標(biāo)取M16 ,</p><p>　　地腳螺栓直徑： ，螺栓數(shù)目：n=6</p><p>　　圖10-3 通氣栓，油標(biāo)，螺栓，螺母特征圖</p><p>　　Pro/E總裝配圖及裝配圖</p><p>

86、;　　圖11-1 Pro/E總裝配圖</p><p><b>　　12.潤滑密封設(shè)計</b></p><p>　　對于二級圓柱齒輪減速器，因為傳動裝置屬于輕型的，且傳速較低，所以其速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于，所以采用脂潤滑，箱體內(nèi)選用SH0357-92中的50號潤滑，裝至規(guī)定高度. 油的深度為其中油的粘度大，化學(xué)合成油，潤滑效果好。</p><p>　　密

87、封性來講為了保證機蓋與機座聯(lián)接處密封，聯(lián)接凸緣應(yīng)有足夠的寬度，聯(lián)接表面應(yīng)精創(chuàng)，其表面粗度應(yīng)為密封的表面要經(jīng)過刮研。而且，凸緣聯(lián)接螺柱之間的距離不宜太大, 故選150mm，并勻均布置，保證部分面處的密封性。</p><p><b>　　13.設(shè)計總結(jié)：</b></p><p>　　通過設(shè)計，該展開式二級圓柱齒輪減速器具有以下特點及優(yōu)點總結(jié)如下：</p>&

88、lt;p>　?。?）齒輪傳動能實現(xiàn)穩(wěn)定的傳動比，該減速器為滿足設(shè)計要求而設(shè)計了1∶9.72</p><p><b>　　的總傳動比。</b></p><p>　　（2）由于系統(tǒng)所受的載荷不大，在設(shè)計中齒輪采用了腹板式齒輪不僅能夠滿足強度及剛度要求，而且節(jié)省材料，降低了加工的成本。由于二級展開式齒輪減速器的齒輪相對軸承位置不對稱，當(dāng)其產(chǎn)生彎扭變形時，載荷在齒寬分布

89、不均勻，因此，對軸的設(shè)計要求最高，通過了對軸長時間的精心設(shè)計，設(shè)計的軸具有較大的剛度，保證傳動的穩(wěn)定性。較大尺寸的底面積及箱體輪轂，可以增加抗彎扭的慣性，有利于提高箱體的整體剛性。</p><p>　?。?）本論文的設(shè)計過程中，充分熟練利用了Pro/E野火版3.0軟件進行了幾何造型設(shè)計，便捷的模型再生成編輯，可以縮短產(chǎn)品更新?lián)Q代生產(chǎn)的整個周期，并且此設(shè)計還具有形狀均勻、美觀，使用壽命長等優(yōu)點，可以完全滿足設(shè)計的要

90、求。進一步利用數(shù)控加工設(shè)備進行技術(shù)加工，可以顯著提高減速器的設(shè)計制造精密、設(shè)計制造質(zhì)量、設(shè)計制造效率。</p><p>　?。?）由于時間緊迫，所以這次的設(shè)計存在許多缺點，比如說箱體結(jié)構(gòu)龐大，重量也很大。齒輪的計算不夠精確等等缺陷，模型結(jié)構(gòu)裝配后的應(yīng)用Pro/E造型后的參數(shù)化設(shè)計，仿真模擬，數(shù)控編程等是本設(shè)計基礎(chǔ)上的更高級設(shè)計，我相信通過這次的實踐，能使我在以后的設(shè)計中避免很多不必要的工作，有能力設(shè)計出結(jié)構(gòu)更緊湊

91、，傳動更穩(wěn)定，技術(shù)含量更高更精確的機械設(shè)備。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1] 西北工業(yè)大學(xué)機械原理及機械設(shè)計教研組編，濮良貴 ，紀(jì)明剛主編.機械設(shè)計（第七版）[M]. 北京：人民教育出版社，2001:11-210.</p><p>　　[2]吳宗澤，羅盛國主編.《機

92、械設(shè)計課程設(shè)計手冊》（第3版）[M].北京高等教育出版社，2006:12-311.</p><p>　　[3]洪鐘德主編.《簡明機械設(shè)計手冊》[S].同濟大學(xué)出版社，2002年5月第一版:67-210.</p><p>　　[4]周明衡主編.《減速器選用手冊》[S].化學(xué)工業(yè)出版社，2002年6月第一版:11-25.</p><p>　　[5]劉希平主編.《工程機械

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96、p>　　[14]《 機械零件設(shè)計手冊》[S].國防工業(yè)出版社1986年12月版:234-456.</p><p>　　[15]《 機械設(shè)計手冊》[S] .機械工業(yè)出版社2004年9月第三版:214-219.</p><p>　　[16]《實用軸承手冊》[S] .遼寧科學(xué)技術(shù)出版社2001年10月:12-196.</p><p>　　[17]劉洪文.《材料力學(xué)》

97、第4版[M].北京：高等教育出版社，2004:100-155.</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本設(shè)計雖然凝聚著自己的努力，但沒有指導(dǎo)老師的指引和教授，沒有同學(xué)的幫助和支持，我在大學(xué)的專業(yè)學(xué)習(xí)將無所適用。當(dāng)我做完這篇畢業(yè)設(shè)計的時候，涌上心頭的不是長途跋涉后抵達終點的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。首先要感謝大學(xué)四年教授我的所有領(lǐng)導(dǎo)老師以及陪