減速器畢業(yè)設計

河南機電高等?？茖W校畢 業(yè) 設 計 說 明 書論文題目：基于 Pro/E 的一級圓柱齒輪減速器的設計與運動仿真系 部： 機械工程系 專 業(yè):起重運輸機械設計與制造班 級：起機 121 學生姓名：毛慶陽學 號：110125146指導教師：崔紀超2015 年 4 月 20 日河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計I摘要本次畢業(yè)設計的課題是基于 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上，引入創(chuàng)新的思維和概念，對零件進行組合以達到設計要求。齒輪減速器是日常生產加工中非常普遍的機械，由于結構復雜，生產過程較長，采用 Pro/E 進行輔助設計較為方便。在對一級直齒圓柱齒輪減速器的參數化設計的基礎上，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。在設計過程中，綜合運用三維設計課程及選修課程，如制圖、機械制造工藝、機械制造基礎等，運用已經學過的理論和生產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！通過設計，可以培養(yǎng)工程設計的獨立工作能力，樹立正確的設計思想，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，并能綜合地考慮經濟、工藝等方面的設計要求，確定合理的設計方案。并能熟練的應用有關參考資料、計算圖表、手冊、圖集、規(guī)范和有關國家標準。關鍵詞：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專科學校畢業(yè)設計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校畢業(yè)設計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化計算22.1 引用數據進行參數化模.22.2 電動機的選擇.22.3 計算總傳動比.42.4 運動參數及運動參數計算. 42.5 皮帶輪的傳動設計計算. 42.6 齒輪傳動的設計計算. .62.7 軸的設計計算. .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. . . . . . 23致謝.24河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計參考文獻.25河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計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、結構緊湊、機體密封、使用維護簡單等特點成為工程應用中普遍使用的機械傳動裝置，被廣泛的應用于建材、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，但對于傳動布置、結構尺寸、功率、傳動比有特殊要求的、標準一時間無法確定的，就需要自己另行設計與制造了。由于有特殊要求的減速器的設計周期長，設計過程麻煩，效率低，任務大，因而在整個的設計過程中如若可以將計算機輔助設計與一般的機械設計進行有機的結合，這樣可以縮短產品的研發(fā)周期、提高生產效率、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計的結果，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，首先應該建立數據的模型，在數據支持的基礎上，初步計算出減速器各個零部件的基本結構和大小，然后利用 Pro/E 畫出各個零部件的基本機構，再利用各個零部件的關系進行虛擬的裝配，最后施加虛擬外力，看減速器能否運動，驗證前邊參數化設計過程的正確性。河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計2第 2 章 一級圓柱齒輪減速器參數化計算齒輪減速器的三維模型的創(chuàng)建是本次設計過程的重要部分，同時也是后續(xù)的運動仿真分析的基礎，仿真分析的結果與理論計算的結果的吻合程度依賴于三維建模的正確性與可行性，三維建模的參數化創(chuàng)建是在對設計要求進行優(yōu)化分析參數相關手冊的基礎上確定參數關系然后創(chuàng)建的。2.1 引用設計數據進行參數化建模1.數據：運輸帶線速度 v = 1.40 （m/s）運輸帶牽引力 F = 1700 （N）驅動滾筒直徑 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、電動機類型和結構型式的選擇：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、確定電動機轉速：滾筒軸的工作轉速：Nw=601000V/D=6010001.4/220河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計3=121.5r/min根據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，故電動機轉速的可選范圍為nd=inw=（620）121.5=7292430r/min符合這一范圍的同步轉速有 960 r/min 和 1420r/min。由機械設計課程設計附錄查出有三種適用的電動機型號、如下表表 2-1 電動機的參數電動機轉速（r/min）方案 電動機型號額定功率同步轉速 滿載轉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以上選用的電動機類型，所需的額定功率及同步轉速，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校畢業(yè)設計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，滿載轉速 1420r/min，額定轉矩 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 運動參數及動力參數計算1、計算各軸轉速（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 皮帶輪傳動的設計計算1、選擇普通 V 帶截型由機械設計基礎P158 表 8-10 得：kA=1.2 P=2.76KWPC=KAP=1.22.76=3.3KW據 PC=3.3KW 和 n1=473.33r/min河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計5d0 dHL由機械設計基礎P145 表 8-1 得：選用 A 型 V 帶2、確定帶輪基準直徑，并驗算