1、毕业（论文）设计说明书课 题 圆柱齿轮减速器 专 业 姓 名 班 级 学 号 指 导 教 师 目录2.介绍减速器用途以及组成（必要时可以夹带表格或者示意图表示清楚）3.根据给定参数计算并设计轴，齿轮，轴承等部件，然后根据计算结果选用合适部件（比如齿轮齿数，模数（特别注意两齿轮的中心距），轴的长度，什么位置设置轴肩，用什么型号轴承等等）4.效验所选用的部件是否能达到给定目的。5.绘制 CAD 图6.设计总结7.参考文献8.附上 CAD 图纸（有的地方是图纸和说明书分开的，这个因地方而异）我还是建议楼主自己动手做，不懂可以继续追问，希望我的回答对楼主有帮助目 录引言1圆柱齿轮减速器的 PROE 的
2、建模与仿真1摘要. 2第一章 减速器的设计 . .31.1 传动方案分析41.2 圆柱齿轮减速器的设计及仿真61.3 主要的工作内容.7第二章 减速器的装配图. 82.1 装配图分析.92.2 装配图的一般绘制过程. 102.3 装配图的绘制方法及绘图实例.11第三章 传动零件的设计计算123.1 高速级齿轮的参数计算133.2 低速级齿轮的参数计算 14第四章 PROE 的减速器的传动运动仿真与分析 15第五章 结论 .16引言齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要优点是：瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力；适用的功率和速度范围广；传动效
3、率高，=0.92-0.98；工作可靠、使用寿命长；外轮廓尺寸小、结构紧凑。由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于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,在现代机械中应用极为广泛。国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小
4、体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。近十几年来,由于近代计算机技术与数控技术的发展，使得机械加工精度，加工效率大大提高，从而推动了机械传动产品的多样化，整机配套的模块化，标准化，以及造型设计艺术化，使产品更加精致，美观化。在 21 世纪成套机械装备中,齿轮仍然是机械传动的基本部件。CNC 机床和工艺技术的发展,推动了机械传动结构的飞速发展。在传动系统设计中的电子控制、液压传动、齿轮、带链的混合传动,将成为变速箱设计中优化传动组合的方向。在传动设计中的学科交叉,将成为新型传动产品发展的重要趋势。圆柱齿轮
5、减速器的 PROE 的建模与仿真摘 要一级圆柱齿轮减速机是位于原动机和工作机之间的机械传动装置。常用的减速已标准化和规格化，用户可根据各自的工作条件进行选择。本次毕业设计中的减速机是根据用户的选择而设计的非标准减减速器。机器常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。合理的传动方案不仅应满足工作机的性能要求，而且还要工作可靠、结构简单紧凑加工方便、成本低、传动效率高以及使用和维护方便。关键词 传动装置 箱体 齿轮 低速轴第一章 减速机的设计在进行减速机设计之前，要对减机进行分析，然后一些准备工作。分析准备工作可分为：1.传动方案分析：2.选择电动机：3.计算传动装置总传动比和分配各级传动比：4.计
6、算传动装置的运动和动力参数：5 初绘装置底图及验算轴系零件。具体分析如下：1.1.传动方案分析机器常由原动机、传动装置和工作机三部分组成。合理的传动方案不仅应满足工作机的性能要求，而且还要工作可靠、结构简单紧凑加工方便、成本低、传动效率高以及使用和维护方便。因此，设计时应注意优先保证重点，并统筹兼顾其它条件。传动方案常用运动简图表示。运动简图明确地表示了组成机器的原动、传动装置和工作机三者之间的运动和动力传递关系，而且为传动装置的设计提供了重要依据。分析和选择传动机构的类型及组合，合理布置传动顺序，是拟定传动方案的重要环节，通常应考虑以下几点：（1） 带传动. 由于其承载能力较低，在传递相同转
7、矩时，结构尺寸较其它传动形式大，但运动平稳，能吸振绶冲，因此被广泛应用于传动系统的高速级。（2） 链传动，运动不平稳，有冲击，宜布置在传动系统的低速级。（3） 斜齿圆柱齿轮传动，平稳性较直齿圆柱齿轮传动好，相对可用于高速级。（4） 锥齿轮传动，因锥齿轮加工较困难，故一般放在高速级，并限制其传动比。（5） 蜗杆传动，传动比大承载能力较齿轮传动低，故常布置在传动装置的高速级，获得较小的结构尺寸和叫高的齿面相 对滑动速度，以便于形成液体动压润滑油膜，提高承载能力和传动效率。（6） 开式齿轮传动 其工作环境一般较差，润滑条件不好，故寿命较短，宜布置在传动装置的低速级。（7） 改变运动形式的机构（8）
8、传动装置的布局 要求尽可能做到结构紧凑、匀称，强度和刚度好，便于操作和维修。1.2 圆柱齿轮减速器的设计及仿真圆柱齿轮减速器作为重要的传动装置，在机械.建筑领域应用非常广泛。它具有体积小.重量轻.结构紧凑.传动比大.效率高.动动平稳等特点。本设计基于这些特点对圆柱齿轮进行结构设计，并对其进行 PRO/E 三维建模与运动仿真。首先通过比较各种类型的圆柱齿轮和特点，确定其方案：其次根据相应的输入功率.输出速度.传动比进行传动设计与整体的结构设计：最后完成其 PRO/E 的三维建模，并对模型进行整体装配，并完成传动部分的运动仿真，并对其运动进行分析。1.3 主要工作内容如下1）根据圆柱齿减速器结构，
9、解读其工作原理：2）按照分解后的结构，解读其工作原理：3）根据圆柱齿减速器结构，在 PORE 环境下进行部件装配：4）对装配后的行星减速器整机进行运动学仿真分析。第二章 减速机的装配图2.1 装配图分析1）装配图是表达机器或部件的图样，是安装、调试、操作和检修机器或部件的重要技术文件，装配图主要表示机器或部件的结构形状、装配关系、工作原理和技术要求。2）一幅完整的装配图，应包括下列内容。（1）一组视图 （2）必要的尺寸 （3）技术要求 （4）零部件序号、明细栏和标题栏3） 装配图的规定画法及特殊表达方法零件图中表达的各种方法，例如，视图、剖视图，断面图以及局部放大图等，均适用于装配图，此外，由
10、于装配图主要用于表达机器或部件的工作原理和装配、连接关系，以及主要零件的结构形状，因此，与零件图相比，装配图还有一些规定画法及特殊表达方法，了解这些规定和内容，是绘制装配图的前提。 4) 装配图中零、部件序号的编写为了便于读图、图样管理及生产准备工作，装配图中所有零、部件都必须编写序号。同一装配图中相同零、部件只编写一个序号，其相关信息应填写在标题栏上方的明细栏中。 2.2 装配图的一般绘制过程装配图的绘制过程基本与绘制零件图相似，同时又有其自身的特点。装配图的一般绘制步骤如下。（1）建立装配图模板。 （2）绘制装配图。（3）对装配图进行尺寸标注。（4）编写零、部件序号。用快速引线标注命令 Q
11、LEADER 绘制序号指引线及注写序号。（5）绘制并填写标题栏、明细栏及技术要求。 （6）保存图形文件。 2.3.装配图的绘制方法及绘图实例利用 AutoCAD 绘制装配图可以采用的主要方法有：零件图块插入法，零件图形文件插入法，根据零件图直接绘制和利用设计中心拼画装配图等。下面将结合图 6-2 所示的蜗轮减速器装配图的具体绘制过程，分别介绍几种绘制方法。1.直接绘制装配图对于一些比较简单的装配图，可以直接利用 AutoCAD 的二维绘图及编辑命令，按照手工绘制装配图的绘图步骤将其绘制出来，与零件图的绘制方法一模一样。在绘制过程中，要充分利用“对象捕捉” 及“正交”等绘图辅助工具以提高绘图的准
12、确性，并通过对象追踪和构造线 XLINE 来保证视图之间的投影关系。这种绘制方法不适于绘制如图 6-2 所示的复杂的图形。因此，这种方法在绘制装配图时很少用到。2.零件图块插入法用零件图块插入法绘制装配图，就是将组成部件或机器的各个零件的图形先创建为图块，然后在按零件间的相对位置关系，将零件图块逐个插入，拼绘成装配图的一种方法。下面是用该方法绘制齿轮泵装配图。绘制零件图的方法绘制组成蜗轮减速器的各零件的零件图，如图所示，分别为箱盖、蜗轮、蜗杆零件图。第三章 传动零件的设计计算3.1 高速级齿轮的参数计算（1）材料选择及热处理减速器要求结构紧凑，故小齿轮选用调质 HBS1=240270 的 45
13、 钢，大齿轮选用正火 HBS2=200230 的 45 钢；载荷稳定，齿速不高，初选 8 级精度。（2）确定许用接触应力 21HP和1. 齿根弯曲疲劳强度设计（1） 确定公式中的参数值 321cosFSadnt YZKTm1） 载荷系数 试选 =1.5tKtK2） 小齿轮传递的转矩 mN9345.6013） 大小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ，1limF2li= =380 （查图 6.1 机械设计 徐锦康主编）1limF2liaMP4） 应力循环次数 91 10248.16304606 hjLnN9122 57.48.i5） 弯曲疲劳寿命系数 ，FNK=0.86 =0.90（查图 6.7 机械设计
14、徐锦康主编）1FN26） 许用弯曲应力计算（取弯曲疲劳安全系数 ，应力修正系数4.1FS）0.2STY则 / =1lim1FSTNFYK aMP8686023574192li22 7） 查取齿形系数和应力校正系数根据当量齿数 62.3cos0cs31ZV701952查表 3-1 取齿形系数和应力修正系数73.21FaY18.2FaY56S 79S表 3-1 齿形系数 及应力修正系数FaSa)(vz17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27FaY2.97 2.91 2.85 2.80 2.76 2.72 2.69 2.65 2.62 2.60 2.57S1.52 1.53
15、1.54 1.55 1.56 1.57 1.575 1.58 1.59 1.595 1.60)(vz30 35 40 45 50 60 70 80 90 100 150FaY2.52 2.45 2.40 2.35 2.32 2.28 2.24 2.22 2.20 2.18 2.14S1.625 1.65 1.67 1.68 1.70 1.73 1.75 1.77 1.78 1.79 1.838） 计算大小齿轮的 并加以比较FaY0915.86.4517321FSaY782FSa因为 ，故按小齿轮进行齿根弯曲疲劳强度设21FSaFSaYY计9） 重合系数 及螺旋角系数 取 =0.7 ， =0.8
16、6Y（2） 设计计算1） 试计算齿轮模数 ntmmYZKTFSadnt 40.1cos23122） 计算圆周速度snmvt 260.13cos062.cos1061 3） 计算载荷系数查表 6.2（机械设计 徐锦康主编）得 ； 根据1AK、8 级精度，查图 6.10（机械设计 徐锦康主编）得smv260.；斜齿轮传动取 ；查图 6.13（机械设计 徐锦康主编）1K2.1aK得 。5.则载荷系数 65.12.1.avA4） 校正并确定模数 nm（取 =2 ）mKtnt 486.5.14.33 n（3） 计算齿轮传动几何尺寸1） 中心距 a mZn 02.18)9520(13cos)(cos221
17、 （圆整为=119mm）a2） 螺旋角 “5731492)50(arcos2)(arcos1 Zmn3） 两分度圆直径 ，1dmm39.41“5cos01Znmm6.222 mdn4) 齿宽 ， mm 取 =35mm1b2 12.39.4801d2b= 10）mm =40mm15(b1(4) 校核齿面接触疲劳强度HEHbdKTZ1211）大小齿轮的接触疲劳强度极限 ，1lim2li= =11701limH2li aMP2） 接触疲劳寿命系数 ，1HNK2查图 6.6（机械设计 徐锦康主编）得 =0.88， =0.921HNK2HN3）计算许用接触应力取安全系数 ，则1HSaNHMPK6.029
18、lim1aH4.17li22 aH MP0532).(14） 节点区域系数 查图 6.19（机械设计 徐锦康主编）得HZ=2.44HZ5） 重合度系数 =0.86） 螺旋角系数 =Z983.0“5214cos7） 材料系数 查表 6.3（机械设计 徐锦康主编）得E=189.8EaMP8）校核计算Ha aEHMPMPbdKTZ 1.734 72.4139.415602983.082 21接触疲劳强度满足要求（5） 齿轮结构设计及绘制齿轮零件图大齿轮：齿顶圆直径大于 160mm,但小于 500mm，故采用腹板式结构，如图 3-1 为齿轮零件图。图 3-13.2 低速级齿轮的计算减速器要求结构紧凑，
19、故大齿轮用 40Cr 调质处理后表面淬火，小齿轮用 45钢，载荷稳定，齿速不高，初选 8 级精度，闭式硬齿面齿轮传动，传动平稳，齿数宜多，选 =25， = （取 =92） 。按硬齿面齿1Z21825.91637.5i 2Z轮非对称安装，查表选齿宽系数 。0d初选螺旋角 = 31 齿根弯曲疲劳强度设计（1） 确定公式中的参数值 321cosFSadnt YZKTm1） 载荷系数 试选 =1.5tKtK2） 小齿轮传递的转矩 mN60.713） 大小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ，1limF2li= =380 （查图 6.1 机械设计 徐锦康主编）1limF2liaMP4） 应力循环次数 81 1095
20、.630186.3060 hjLnN122 427.95i5） 弯曲疲劳寿命系数 ，FNK=0.90 =0.92（查图 6.7 机械设计 徐锦康主编）1FN26） 许用弯曲应力计算（取弯曲疲劳安全系数 ，应力修正系数4.1FS）0.2STY则 / =1lim1FSTNFYK aMP57.8.902384312li22 7） 查取齿形系数和应力校正系数根据当量齿数 0.27cos5cs331ZV459192查表 3-1 取齿形系数和应力修正系数57.1FaY8.2FaY60S 791S8） 计算大小齿轮的 并加以比较Fa08416.57.486121FSaY3.3.92FSa因为 ，故按小齿轮进
21、行齿根弯曲疲劳强度设21FSaFSaYY计9） 重合系数 及螺旋角系数 取 =0.68 ， =0.86Y（2） 设计计算1） 试计算齿轮模数 ntmmYZKTmFSadnt 9.1cos23122） 计算圆周速度snvt 83.01cos066.25.cos1061 3） 计算载荷系数查表 6.2（机械设计 徐锦康主编）得 ； 根据1AK、8 级精度，查图 6.10（机械设计 徐锦康主编）得smv.0；斜齿轮传动取 ；查图 6.13（机械设计 徐锦康主61K2.1aK编）得 。24.则载荷系数 57.124.06.avA4） 校正并确定模数 nm（取 =2.5 ）mKtnt 3.2517.9.
22、133 nm（3） 计算齿轮传动几何尺寸1） 中心距 aZn 097.15)2(13cos2.)(cos21 （圆整为=151mm）a2） 螺旋角 “324152)9(.arcos2)(rcos1 Zmn3） 两分度圆直径 ，d2mm.64“314cos.1nmm7.295.22 Zmdn4) 齿宽 ， mm 取 =55mm1b2 64.513.801d2b= 10）mm =60mmb5(1(4) 校核齿面接触疲劳强度HEHbdKTZ1211）大小齿轮的接触疲劳强度极限 ，1lim2li= =11701limH2li aMP2） 接触疲劳寿命系数 ，1HNK2查图 6.6（机械设计 徐锦康主编
23、）得 =0.92， =0.961HNK2HN3）计算许用接触应力取安全系数 ，则1HSaNHMPK4.076lim1aH2.1392li2 aH MP8.09).(14） 节点区域系数 查图 6.19（机械设计 徐锦康主编）得HZ=2.43HZ5） 重合度系数 =0.86） 螺旋角系数 =Z984.0“3214cos7） 材料系数 查表 6.3（机械设计 徐锦康主编）得E=189.8EaMP8）校核计算Ha aEHMP MPbdKTZ 1.80 637.15.642701984.043221接触疲劳强度满足要求（5） 齿轮结构设计及绘制齿轮零件图大齿轮：齿顶圆直径大于 160mm,但小于 50
24、0mm，故采用腹板式结构，如图 3-2 为齿轮零件图。图 3-2第四章 PROE 的减速器的传动运动仿真与分析4.1 齿轮传动运动仿真主要使用【基准平面】 工具、 【基准轴】 工具、 【添加元件】 工具、定义齿轮副 工具、 【定义伺服电动机】 工具、选择【机构分析】 工具、 【回放】工具、 【测量】工具 等来完成模型的运动仿真。对齿轮传动模型进行运动仿真，效果如 4-10 图所示图 4-101 选择【新建】对话框，选择新建类型为【组件】 ，取消【使用缺省模板】选项框，选择模板为【mmms_asn_design】,单击确定按钮，创建一个新的转配文件。2选择【基准平面】工具 ，弹出基准平面对话框。
25、选择【基准平面】对话框。选择基准面 ASM-RIGHT,在【基准平面】对话框中定义偏距为 121.25，图 4-11由 ASM-RIGHT 偏移创建了一个基准面 ADTM1，如图 4-11 所示。3选择基准轴工具 ，弹出基准轴对话框，同时依次选取基准平面 ASM-RIGHT、ASM-FRONT,单击【基准轴】对话框中的【确定 】按钮，在两基准面相交的位置创建一条基准轴，按同样的方法选择 ADM1、ASM-FRONT 平面，创建另一基准轴如图所示。4.选择【添加元件】工具 ，打开“right-high-gear.prt ”文件，小齿轮模型被添加到主窗口，同时系统弹出元件操作控制面板，选择连接方式
26、为【销钉】连接，如图所示。接着单击【放置】按钮，弹出【放置】上滑面板，如图所示。系统提示首先定义【销钉】连接的【轴对齐】选项，依次选择前面创建的基准轴 AA-1 与小此轮的轴线 GEAR-AXIS,如图所示。完成平移选项定义，单击确定完成小齿轮的放置及销钉连接定义，如图 4-12 所示图 4-125 再次选择【添加元件】工具 ，打开“low-speed-gear.prt”文件，大齿轮模型被添加到主窗口，同时系统弹出元件操作控制面板，选择连接方式为【销钉】连接，接着单击【放置】按钮，弹出【放置】上滑面板，依次选择前面创建的基准轴 AA-2 与大齿轮的轴线 GEAR-AXIS,如图 4-13 所示
27、。完成轴对齐选项定义，接着再依次选择装配模型的基准面ASM-FRONT 与大齿轮的 DTM5。完成平移选项的定义，单击 按钮完成大齿轮的放置及销钉连接定义。图 4-136选择【应用程序】/【机构 】菜单命令，打开机构运动仿真模块。选择【定义齿轮副】工具， 弹出【齿轮副定义】对话框，采用默认的名称及传动类型，首先定义齿轮 1,选择如图 4-14 所示的销钉连接为齿扭动轴，并定义齿轮 1 的的节圆直径为 57.5,再选择销钉连接为齿轮 2 的运动轴，并定义齿轮 2 的节圆直径为 185，完成齿轮副的定义。4-147选择定义【伺服电动机】 工具，弹出【伺服电动机定义】的对话框，选择销钉连接作为运动轴
28、，完成后【伺服电动机】对话框如图如图 4-15 所示，单击轮廓选项卡，将参数由【位置】改为【速度】 ，并定义速度值为常数为 55，如图所示，单击【确定】按钮，完成电动机的定义。图 4-158选择【机构分析】工具 ，弹出【分析定义】对话框，采用默认的设置，单击【运行】按钮，齿轮开始运动，第五章 结 论结束语此次的毕业设计，作为我学生生涯最任重而道远的一课，给我提供了极好的机遇与严峻的考验。通过此次设计，不仅让我对所学习的知识，有一个全新的认识与巩固，尤其是在软件学习这个领域，有很大的提升，而且培养了自己的耐性坚忍不拔的精神。 在这期间，让我感受最深的就是自己对结构设计这方面的总体的把握不足，经验不够充分而导致自己走了许多的弯路，一次一次的修改自己的数据，明白了作为一个设计人员必须把握设计的全局观，不只能坐井观天。不仅如此，在这期间，由于对自己的某些数据要求不是很严格，而导致的一些错误，给我后斯的修改工作埋下了祸根，让我深知：唯有以严谨而科学的学习态度，才能够走好设计这条艰辛之路。
