參考資料-基于ProE的二級(jí)減速器設(shè)計(jì)

1、目錄摘要1關(guān)鍵字1Abstract.1Key words11.二級(jí)減速器在傳動(dòng)裝置中的應(yīng)用31.1設(shè)計(jì)方案31.2傳動(dòng)比的分配31.3各軸動(dòng)力參數(shù)計(jì)算42.高速級(jí)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)52.1選定材料、精度等級(jí)、齒數(shù)52.2齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算52.3齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核62.4齒輪的幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算63.創(chuàng)建高速級(jí)斜齒圓柱齒輪特征74.低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)104.1選定材料、精度等級(jí)、齒數(shù)104.2齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算104.3齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核104.4齒輪的幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算115.創(chuàng)建低速級(jí)直齒圓柱齒輪特征116.軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算126.1高速軸（1軸）的設(shè)計(jì)136.2中間軸（2軸）的設(shè)計(jì)

2、156.3 低速軸（3軸）的設(shè)計(jì)166.4 鍵的聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)187.創(chuàng)建各軸類及鍵類零件特征198.二級(jí)減速器傳動(dòng)件的初級(jí)裝配219.滾動(dòng)軸承的選擇229.1高速軸（1軸）上滾動(dòng)軸承的選擇229.2中間軸（2軸）上滾動(dòng)軸承的選擇229.3 低速軸（3軸）上滾動(dòng)軸承的選擇2310.箱體上個(gè)部分尺寸計(jì)算與建模2311.Pro/E總裝配圖及裝配爆炸圖2612.潤滑密封設(shè)計(jì)2713.設(shè)計(jì)總結(jié)：27參考文獻(xiàn)28致謝29基于Pro/Engineer的二級(jí)減速器設(shè)計(jì)機(jī)械電子工程專業(yè)學(xué)生 XXX指導(dǎo)教師 XX摘要：Pro/Engineer一個(gè)參數(shù)化、基于特征的實(shí)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

3、何尺寸數(shù)值計(jì)算的基礎(chǔ)上，利用ProE軟件實(shí)現(xiàn)了齒輪系和軸系等零件特征的三維模型設(shè)計(jì)；利用ProE軟件實(shí)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(shí)現(xiàn)可以使設(shè)計(jì)人員在人機(jī)交互環(huán)境下編輯修改，快速高效地設(shè)計(jì)出圓柱齒輪減速器產(chǎn)品，同時(shí)通過PRO/E 對(duì)二級(jí)減速器進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，規(guī)劃零件的裝配過程，對(duì)實(shí)現(xiàn)預(yù)期的運(yùn)動(dòng)仿真，建立機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析，提高效率和精度奠定了基礎(chǔ)。關(guān)鍵字：二級(jí)減速器 軸承  齒輪  機(jī)械傳動(dòng) Pro/EThe design of two-grade cylindrical gear reducer based on Pro/EngineerStud

4、ent majoring in Mechanical and Electronic Engineering XXXTutor XXXAbstract:Pro/Engineer is a parametric solid modeling 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 h

5、uman-computer interaction environment.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 efficiency and precision can be increased greatl

6、y.Key words:Two stage gear reducer model、 Bearing 、Gear 、Mechanical drive 、Pro/E引言： 減速器是應(yīng)用于原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立傳動(dòng)裝置，具有結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)效率較高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)方便和可成批生產(chǎn)等特點(diǎn)。傳統(tǒng)的減速器手工設(shè)計(jì)通常采用二維工程圖表示三維實(shí)體的做法，這種做法不僅不能以三維實(shí)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(duì)于一個(gè)視圖上某一尺寸的修改，不能自動(dòng)反應(yīng)在其他對(duì)應(yīng)視圖上。 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

7、技術(shù)應(yīng)用于各種類型的減速器設(shè)計(jì)與制造中。目前在基于Pro/E的減速器的模型設(shè)計(jì)、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(jìn)的高精密型齒輪減速器。 Pro/ENGINEER技術(shù)可以方便快捷的實(shí)現(xiàn)建立基于零件或子裝配體的三維模型設(shè)計(jì)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(shí)踐要求。建立三維模型在裝配體環(huán)境下可以很好的對(duì)零件進(jìn)行編輯和修改，在生產(chǎn)實(shí)際中便捷的把立體圖轉(zhuǎn)換為工程圖，在生產(chǎn)應(yīng)用中充分利用Pro/E軟件進(jìn)行幾何造型設(shè)計(jì)，進(jìn)一步利用數(shù)控加工設(shè)備進(jìn)行技術(shù)加工，可以顯著提高減速器

8、的設(shè)計(jì)制造精密、設(shè)計(jì)制造質(zhì)量、設(shè)計(jì)制造效率，從而縮短產(chǎn)品更新?lián)Q代生產(chǎn)的整個(gè)周期。而我國在Pro/E的減速器三維模型設(shè)計(jì)方面還相對(duì)比較薄弱，因此，隨著經(jīng)濟(jì)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(chǎng)的競爭力。1.二級(jí)減速器在傳動(dòng)裝置中的應(yīng)用1.1設(shè)計(jì)方案在數(shù)據(jù)運(yùn)算的基礎(chǔ)上充分利用Pro/E三維幾何模型設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)一臺(tái)二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器，要求二級(jí)減速器在傳動(dòng)裝置中傳動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用如圖1-1所示：1.高速軸2.中間軸3.低速軸圖1-1 傳動(dòng)裝置總體效果圖工作條件：表1-1 工作要求參數(shù)列表工作拉力工作速度卷筒直徑2250150290 連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，工作時(shí)有輕微

9、振動(dòng)，輸出端一般為帶式運(yùn)輸機(jī)，其工作速度允許誤差為±5。傳動(dòng)系統(tǒng)中采用二級(jí)展開式圓柱齒輪減速器，其結(jié)構(gòu)簡單但齒輪相對(duì)于軸承位置不對(duì)稱，因此要求軸有較大的剛度，高速級(jí)和低速級(jí)分別為斜齒圓柱齒輪和直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。1.2傳動(dòng)比的分配根據(jù)已知工作條件計(jì)算： 工作機(jī)所需功率： 傳動(dòng)系統(tǒng)總效率: =0.833 工作機(jī)所需輸入端功率: 因工作時(shí)有輕微振動(dòng)，故輸入端功率 略大于則輸入端額定功率應(yīng)取. 由輸出端的工作：通常二級(jí)圓柱齒輪減速器傳動(dòng)比取:則輸入端轉(zhuǎn)速: 由此初步確定輸入端可選電動(dòng)機(jī)參數(shù)如下表2:表1-2 電動(dòng)機(jī)參數(shù)列表電動(dòng)機(jī)型號(hào)額定功率（kw）同步轉(zhuǎn)速（）滿載轉(zhuǎn)速（）總傳動(dòng)比Y132M2

10、-65.51000960i此傳動(dòng)系統(tǒng)總傳動(dòng)比:所以此二級(jí)圓柱齒輪減速器的總傳動(dòng)比:為了便于二級(jí)圓柱齒輪減速器采用浸油潤滑，當(dāng)兩級(jí)齒輪的配對(duì)材料相同，齒面硬度HBS350,齒寬系數(shù)相等時(shí)?？紤]面接觸強(qiáng)度接近相等的條件，則兩級(jí)圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)比分配如下：高速級(jí)傳動(dòng)比： 低速級(jí)傳動(dòng)比：1.3各軸動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速，功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算：1軸（減速器高速軸） 2軸（減速器中間軸）=3軸（減速器低速軸）= 則各軸輸出功率和輸出轉(zhuǎn)矩將上述計(jì)算結(jié)果和傳動(dòng)比及傳動(dòng)效率匯總?cè)缦拢罕?-3 動(dòng)力參數(shù)列表軸名功率 轉(zhuǎn)矩（）轉(zhuǎn)速（） 傳動(dòng)比 效率輸入 輸出 輸入 輸出 14.013.9739.8939.4

11、996010.96 23.8113.77139.86138.46260.233.6890.96 33.6223.59350.24346.4698.762.6350.962.高速級(jí)斜齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)2.1選定材料、精度等級(jí)、齒數(shù) 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(jí)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(shí)際傳動(dòng)比，誤差，在設(shè)計(jì)給定的范圍內(nèi)可用。2.2齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算確定公式中各式參數(shù)： 1)載荷系數(shù)試選： 2)齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩： 3)材料系數(shù)： 4)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)： 5)確定大小齒輪的接觸疲勞許用應(yīng)力極限： 取安全系數(shù)

12、，接觸疲勞壽命系數(shù) 按較小者取計(jì)算小齒輪分度圓直徑 計(jì)算圓周速度： 校正分度圓直徑： 2.3齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核確定公式中各參數(shù)值： 1)大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限取: 2)彎曲疲勞壽命系數(shù)取 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 4)使用系數(shù)根據(jù) 按7級(jí)精度，動(dòng)載系數(shù) ，則計(jì)算載荷系數(shù): 5)齒輪系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù)計(jì)算 比較取其中較大值代入公式計(jì)算 因小齒輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算所以 彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。2.4齒輪的幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算1） 計(jì)算模數(shù)：,按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù) 2） 兩輪分度圓直徑： 3） 中心距：4） 齒寬： 取5） 齒全高 :3.創(chuàng)建高速級(jí)斜齒圓

13、柱齒輪特征 A、新建零件文件圖3-1 新建 在上工具欄中單擊“新建”按鈕在系統(tǒng)彈出的【新建】對(duì)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(shí)用缺省模板”，單擊，圖3-2 模板 在彈出的“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框中選擇mmns_part_solid，將英制單位改為公制單位,單擊進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境如圖4：圖3-3.繪圖頁面B、創(chuàng)建基礎(chǔ)實(shí)體特征 1.設(shè)置參數(shù)在參數(shù)對(duì)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圖3-4 參數(shù)對(duì)話框 2.創(chuàng)建基準(zhǔn)曲線 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

14、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。步驟：1).準(zhǔn)特征草繪繪制四個(gè)圓完成 2).具關(guān)系對(duì)話框關(guān)系編輯區(qū)輸入關(guān)系式完成后再生模型得到如圖6曲線 3) .曲線選項(xiàng)從方程/完成曲線方程對(duì)話框得到坐標(biāo)系/選取在出現(xiàn)的設(shè)置坐標(biāo)類型菜單中選擇坐標(biāo)軸選項(xiàng)在彈出對(duì)話框中輸入?yún)?shù)方程并保存，回到原對(duì)話框點(diǎn)確定即完成曲線創(chuàng)建。單擊選擇曲線完成基準(zhǔn)點(diǎn)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)建齒輪漸開線。 圖3-5 齒輪曲線及齒的創(chuàng)建 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

15、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(duì)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(jìn)入草繪器，在主視區(qū)中繪制拉伸截面圖，同時(shí)可以在關(guān)系對(duì)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。 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

16、，完成倒角特征的創(chuàng)建。 圖3-6 斜齒輪創(chuàng)建實(shí)體效果圖 4.低速級(jí)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)4.1.定材料、精度等級(jí)、齒數(shù) 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(dòng)，載荷平穩(wěn)齒輪速度不高，初選7級(jí)精度，小齒輪齒數(shù)大齒輪齒數(shù)，按軟齒面齒輪非對(duì)稱安裝取齒寬系數(shù)，實(shí)際傳動(dòng)比，誤差，在設(shè)計(jì)給定的±5%范圍內(nèi)可用。4.2.面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算確定各式參數(shù)：1) 載荷系數(shù)試選:2) 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩:3) 材料系數(shù):4) 大，小齒輪的接觸疲勞極限:5) 應(yīng)力循環(huán)次數(shù):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),取 計(jì)算小齒輪分度圓直徑: 7)計(jì)算圓周速度:

17、8）計(jì)算載荷系數(shù)k 系數(shù)，根據(jù)，選7級(jí)精度,得動(dòng)載系數(shù)=0.7 ,=1.0則 9）校正分度圓直徑4.3.齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核 確定公式中各參數(shù)值:1) 大小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限查取2) 彎曲疲勞壽命系數(shù)查取3) 取定彎曲疲勞安全系數(shù),應(yīng)力修正系數(shù)許用彎曲應(yīng)力: 4)系數(shù)和應(yīng)力修正系數(shù) ，計(jì)算 比較取其中較大值代入公式計(jì)算 5)輪的數(shù)值大，應(yīng)按小齒輪校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核計(jì)算 所以彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。4.4.齒輪的幾何尺寸設(shè)計(jì)計(jì)算 1).計(jì)算模數(shù)，按標(biāo)準(zhǔn)取模數(shù) 2).兩輪分度圓直徑 =m 3).中心距 4).齒寬 b=d1=1.0×75=75mm 取 5).齒全高 5.創(chuàng)建低速級(jí)直齒

18、圓柱齒輪特征 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(jìn)行修改參數(shù)對(duì)話框，來改變齒輪各個(gè)參數(shù)已得到所需齒輪特征。 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(duì)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。 2).由此按以上所計(jì)算的數(shù)據(jù)，修改齒輪各個(gè)參數(shù)得到所要的齒輪參數(shù)特征，圖5-1 直齒輪特征圖6.軸的設(shè)計(jì)與計(jì)算在完成了傳動(dòng)系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算和減速器兩級(jí)齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算之后，接下來可進(jìn)行減速器軸的設(shè)計(jì)，繪制軸的布置簡圖和初定跨距，軸的布置入圖 圖6-1 軸分部圖 考慮相鄰齒輪設(shè)軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入

19、尺寸: 齒輪與箱體內(nèi)壁設(shè)軸向不發(fā)生干涉，計(jì)入尺寸: 為保證滾動(dòng)軸承放入箱體軸承座孔內(nèi)，計(jì)入尺寸 初取軸承寬度分別為: 由 則3根軸的支架跨度分別為 6.1 高速軸（1軸）的設(shè)計(jì) 1.選擇軸的材料及熱處理 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。 2. 軸的受力分析 軸的受力簡圖如圖示: （a）軸的受力簡圖1) 計(jì)算齒輪的嚙合力2) 求水平面內(nèi)的支承反力，作水平面內(nèi)的彎矩圖: 軸在水平面內(nèi)的受力簡圖，如圖示： (b) 軸在水平面內(nèi)的受力簡圖 軸在水平面內(nèi)的彎矩圖如上圖示3) 求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖，如圖示

20、(c) 軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖如上圖示。4) 求截面C處彎矩 C處垂直彎矩 考慮啟動(dòng)，停機(jī)的影響，扭矩為脈動(dòng)循環(huán)強(qiáng)度校核45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)處理，由彎扭合成強(qiáng)度滿足要求。 3. 軸的初步計(jì)算；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(jì)算截面（c截面）直徑計(jì)算公式軸的最小直徑:4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器輸入軸的軸端直徑，（電動(dòng)機(jī)軸端直徑)參考聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)軸孔直徑，取減速器高速軸的軸端直徑 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。軸頸（軸上安裝滾動(dòng)軸承段）直徑可選?。?5 3

21、0 35 40 47 mm6.2 中間軸（2軸）的設(shè)計(jì) 1.選擇軸的材料用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)， 2.軸的受力 1) 計(jì)算齒輪的嚙合力； （軸在水平面內(nèi)的受力簡略）求水平面內(nèi)的支承反力(軸在水平面內(nèi)的彎矩圖略)2) 求垂直面內(nèi)的支承反力 （軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖略）3) 求支承反力； （軸的合成彎矩圖，轉(zhuǎn)矩圖略） 3.軸的初步計(jì)算；材料45號(hào)鋼調(diào)質(zhì)，許用彎曲應(yīng)力取折算系數(shù)軸的最小直徑為:在此軸段開有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大4%計(jì)算截面直徑 4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器高速級(jí)從動(dòng)軸的危險(xiǎn)截面直徑取減速器中間軸的危險(xiǎn)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

22、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。 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(dòng)軸承段）直徑：35 40 45 40 35 mm6.3 低速軸（3軸）的設(shè)計(jì)1.選擇軸的材料選用45號(hào)鋼調(diào)質(zhì) 2.軸的受力分析軸的受力簡圖所示 （a）軸的受力簡圖圖中 1) 計(jì)算齒輪的嚙合力；2) 求水平面內(nèi)的支承反力軸在水平面內(nèi)的受力簡圖如圖所示： (b) 軸在水平面內(nèi)的受力簡圖 (軸在水平面內(nèi)的彎矩圖略)3) 求垂直面內(nèi)的支承反力，作垂直面內(nèi)的彎矩圖； 軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖如圖所示 (c) 軸在垂直面內(nèi)的受力簡圖（軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖略)4) 求支承反力，作軸的合成彎矩圖，轉(zhuǎn)矩

23、圖；(軸的合力彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖略) 3.軸的初步計(jì)算 45號(hào)鋼調(diào)質(zhì) 許用彎曲應(yīng)力，取折算系數(shù)將以上數(shù)值代入軸計(jì)算截面（c截面）直徑計(jì)算公式：在此軸段開有一個(gè)鍵槽時(shí)，直徑增大4%，計(jì)算截面直徑軸的最小直徑:4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)按經(jīng)驗(yàn)公式，減速器低速級(jí)從動(dòng)軸的危險(xiǎn)截面直徑，取減速器低速軸的危險(xiǎn)截面直徑 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(dòng)軸承段）直徑：40 45 50 55 50 45 6.4 鍵的聯(lián)結(jié)設(shè)計(jì)由前計(jì)算結(jié)果知：中間軸（2軸）由 ，選擇普通

24、A型平鍵（軸右邊一個(gè)）由d=40,=68選bh=128，b=12，=8，初選鍵:鍵的許用擠壓應(yīng)力和許用剪切應(yīng)力分別取為:分別驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度 故鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。軸左邊一個(gè)按此計(jì)算也選A型普通平鍵：初選鍵：且鍵的擠壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度滿足要求。7.創(chuàng)建軸類及鍵類零件特征 以高速軸為例： A、新建零件文件在上工具欄中單擊“新建”按鈕在系統(tǒng)彈出的【新建】對(duì)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(xiàng)”對(duì)話框中選擇mmns_part_solid，將英制單位改為公制單位,單擊進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境。 B、創(chuàng)

25、建基礎(chǔ)實(shí)體特征單擊“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(duì)話框，在該對(duì)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(dòng)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(duì)話框，接受系統(tǒng)的默認(rèn)設(shè)置，單擊按鈕進(jìn)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。 C、在實(shí)體上創(chuàng)建放置實(shí)體特征 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3

26、7的的四條邊線（選擇時(shí)同時(shí)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“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。 2）、創(chuàng)建齒特征參考大斜齒輪創(chuàng)建D、在實(shí)體上創(chuàng)建鍵槽特征在右工具箱中單擊“基準(zhǔn)平面工具”按鈕，在彈出的“基準(zhǔn)平面”對(duì)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)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 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

27、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(jìn)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出草繪。在下工具箱的拉伸方式選項(xiàng)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(shí)體的拉伸。 圖7-1鍵槽尺寸圖圖7-2 高速軸建模特征圖圖7-3 中間軸圖7-4 低速軸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：圖7-5 中間軸鍵 圖7-6低速軸鍵8.二級(jí)減速器傳動(dòng)件的初級(jí)裝配 1. 新建裝配文件，在上工具欄中單擊“新建”按鈕在系

28、統(tǒng)彈出的【新建】對(duì)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(xiàng)”對(duì)話框中選擇mmns_part_solid，將英制單位改為公制單位,單擊進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境。圖8-1 新建組件 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(jìn)行裝配，在出現(xiàn)的元件放置對(duì)話框中可以設(shè)置裝配元件的參照約束關(guān)系，第一個(gè)部件一般選擇缺省約束，圖8-2 元件放置對(duì)話框A、放置中間軸，約束方式為“缺省”；B、裝配平鍵，約束方式為“匹配”和“插入”；C、裝配直齒輪，約束方式為“對(duì)齊”和“相切”；D、裝配平鍵，

29、約束方式為“匹配”和“插入”；E、裝配低速軸，約束方式為“對(duì)齊”和“匹配”；F、裝配斜齒輪，約束方式為“對(duì)齊”和“匹配”； G、裝配高速軸，約束方式為“對(duì)齊”和“相切”；添加各個(gè)部件通過選擇約束條件，旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)操作完成零部件的裝配如圖：圖8-3 減速器內(nèi)零部件裝配圖9.滾動(dòng)軸承的選擇9.1 高速軸（1軸）上滾動(dòng)軸承的選擇 按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)，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。由前計(jì)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(dòng)軸承6207 GB/T276-1994，基本額定負(fù)荷基本額定靜負(fù)荷 沖擊負(fù)荷系數(shù) 因，故6207軸

30、承：滿足要求。9.2中間軸（2軸）上滾動(dòng)軸承的選擇 按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)。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。 由前計(jì)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(dòng)軸承6207 GB/T276-1994，基本額定動(dòng)負(fù)荷，基本額定靜負(fù)荷。， 沖擊負(fù)荷系數(shù)因，故6207軸承：滿足要求。 9.3低速軸（3軸）上滾動(dòng)軸承的選擇 按承載較大的滾動(dòng)軸承選擇其型號(hào)，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。由前計(jì)算結(jié)果知，軸承所受徑向力Fr=軸承

31、工作轉(zhuǎn)速,初選滾動(dòng)軸承6009 GB/T276-1994，基本額定動(dòng)負(fù)荷，沖擊負(fù)荷系數(shù)。 因，故6009軸承滿足要求，滾動(dòng)軸承的選擇應(yīng)注意：高速軸（1軸）上滾動(dòng)軸承的D值中間軸（2軸）上滾動(dòng)軸承的D值，中間軸（2軸）上滾動(dòng)軸承的D值低速軸（3軸）上滾動(dòng)軸承的D值。圖9-1 6207軸承10.箱體上個(gè)部分尺寸計(jì)算與建模計(jì)算箱體的各部分尺寸參考已有計(jì)算數(shù)據(jù)可列：箱座壁厚： 取箱蓋壁厚：取箱座凸緣厚：箱蓋凸緣厚：箱體深度： 分箱面凸緣圓角半徑：平凸緣底座厚：軸承旁聯(lián)接螺栓直徑：箱蓋與箱座聯(lián)接螺栓直徑：軸承端蓋螺栓螺釘直徑：窺視孔蓋螺釘直徑： 定位銷直徑： 沉頭座锪平深度：箱蓋座肋厚：,箱座肋厚：軸承

32、旁凸臺(tái)半徑：軸承旁聯(lián)接螺栓距：外箱壁至軸承座端面距：大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離：,齒輪端面與內(nèi)箱壁距離：表10-1 各尺寸分布表 凸緣底座螺栓至外機(jī)壁距：到凸緣邊距離沉頭座直徑表10-2 端蓋處尺寸分布端蓋1軸2軸3軸外徑122mm122mm135mm內(nèi)孔徑D727285外厚e121212螺經(jīng)81010螺孔111111螺孔直徑253545內(nèi)深厚徑626275密封圈軸徑軸徑軸徑氈圈40JB/ZQ4606-1986圖10-1 箱體特征圖軸承端蓋外徑： 表10-3 軸承端蓋外徑列表1軸2軸3軸87mm118mm118mm圖10-2 軸承蓋特征圖通氣器選用（2型）取M16×1.5 GB/T578

33、2-2000桿式油標(biāo)取M16 ,地腳螺栓直徑： ，螺栓數(shù)目：n=6 圖10-3 通氣栓，油標(biāo)，螺栓，螺母特征圖11.Pro/E總裝配圖及裝配爆炸圖圖11-1 Pro/E總裝配圖圖11-2 Pro/E總裝配爆炸圖12.潤滑密封設(shè)計(jì) 對(duì)于二級(jí)圓柱齒輪減速器，因?yàn)閭鲃?dòng)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(hào)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。 密封性來講為了保證機(jī)蓋與機(jī)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1

34、50mm，并勻均布置，保證部分面處的密封性。13.設(shè)計(jì)總結(jié)： 通過設(shè)計(jì)，該展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器具有以下特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)總結(jié)如下： （1）齒輪傳動(dòng)能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的傳動(dòng)比，該減速器為滿足設(shè)計(jì)要求而設(shè)計(jì)了19.72的總傳動(dòng)比。 （2）由于系統(tǒng)所受的載荷不大，在設(shè)計(jì)中齒輪采用了腹板式齒輪不僅能夠滿足強(qiáng)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(jí)展開式齒輪減速器的齒輪相對(duì)軸承位置不對(duì)稱，當(dāng)其產(chǎn)生彎扭變形時(shí)，載荷在齒寬分布不均勻，因此，對(duì)軸的設(shè)計(jì)要求最高，通過了對(duì)軸長時(shí)間的精心設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)的軸具有較大的剛度，保證傳動(dòng)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。 （3）本論文的設(shè)計(jì)過程中，充分熟練利用了Pro/E野火版3.0軟件進(jìn)行了幾何造型設(shè)計(jì)，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(gè)周期，并且此設(shè)計(jì)還具有形狀均勻、美觀，使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，可以完全滿足設(shè)計(jì)的要求。進(jìn)一步利用數(shù)控加工設(shè)備進(jìn)行技術(shù)加工，可以顯著提高減速器的設(shè)計(jì)制造精密、設(shè)計(jì)制造質(zhì)量、設(shè)計(jì)制造效率。 （4）由于時(shí)間緊迫，所以這次的設(shè)計(jì)存在許多缺點(diǎn)，比如說箱體結(jié)構(gòu)龐大，重量也很大。齒輪的計(jì)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(jì)，仿真模擬，數(shù)控編程等是本設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上的更高