西南大学本科毕业论文（设计）基于Pro/E的轴装式二级圆柱齿轮减速器设计 摘要：二级圆柱齿轮减速器的作用就是在执行机构之间进行速度转变，这一作用在当今机械设计中应用非常广泛。本研究论文的内容是根据二级减速器的工作参数，选择出电动机，计算轴之间的传动比，对轴进行结构设计并计算出相应数据，选择联轴器、轴承等标准件，校核轴的弯扭合成强度，对相应的键进行强度校核，并对轴承进行寿命计算，确定减速器传动部分的润滑和密封方式，选择油标，油塞，视孔盖，通气罩等减速器附件。对减速器进行整体设计，运用AutoCAD二维绘图软件绘制零件装配图，利用Pro/ENGNEER软件对减速器各个零部件进行三维建模和装配以及运动仿真。关键词：参数化设计； 轴装式减速器；Pro/EThe two level cylindrical shaft-mounted gear reducer design based onPro / E WANG QiCollege of Engineering and Technology，Southwest University，Chongqing 400716，ChinaAbstract：The role of the two cylindrical gear reducer is to transmit torque between the implementing agencies， this role is widely used in todays mechanical design.The design of the main design programming is based on the two level cylindrical shaft-mounted gear reducer data parameters， choose the motor， calculated the transmission between shafts. Design the structure of the shafts and calculate the relevant data， choose couplings and shafts etc standard parts， check-axis bending and torsion synthetic strength， make the strength check to the corresponding bonds， and calculate the bearing life of the shafts， to determine the reducer transmission part of the lubrication and sealing. Select the oil standard oil drain plug， depending on the manhole cover， ventilation hood etc reducer attachments. The overall of the reducer， use AutoCAD 2-dimensional drawing software to draw the part assembly drawing. Use the Pro/E software on various parts of the reducer， 3D modeling and assembly and motion simulation. Key Words: Parametric design；Shaft-mounted gear reducer；Pro/E；20 文献综述二级圆柱齿轮减速器的作用就是在执行机构之间传递转矩，这一作用在当今机械设计中应用非常广泛。按用途来区分，减速器可分为两大类，分别为通用减速器和专用减速器，而这两种减速器从设计、制造和使用特点来看都不相同。减速器的目的是降低转速，增加转矩，是一种相对比较精密的工作机械。减速器是一种闭式传动装置，它的原动机和工作机之间是相对独立的，这样就可以用来降低转速和增大转矩，而增速器就是在某些场合用来增速的一个传动装置。减速器的选择应该根据工作机工作的技术参数还有工作条件、性能、经济性等各方面因素综合选择，从不同减速器的质量，传动效率，承载能力，外廓尺寸等因素中，选择最适合用作本工作机的减速器。减速器是我国重型装备业的核心传动部件，在我国国民经济的各个领域中具有相当重大的作用，例如交通、现代科研、国防、基础设施建设。在20世纪60年代，我国制定了一批通用减速器的生产的标准。但是，在那个年代生产的减速器大多数都是参照着前苏联40到50年代的技术标准生产制造的，虽然我们也有所发展和进步，但是局限于那个年代的设计、装备条件以及生产工艺的标注，当时我国的减速传动设备与国际水平有着相当大的差距。但是伴随着改革开放，我国从外国引进了一批先进的加工设备，并伴随着不断从国外引进和学习它们的先进的生产技术以及相应的科研攻关的成果，逐渐开始掌握各种高速和低速的重载齿轮的设计和相应的制造技术。但是在这一发展期间，以德国、法国、日本为首，这些国家所生产制造的的传动设备，纷纷登陆我国，企图趁这一事件占领我国减速机的中高端市场。国外硬齿面技术已日趋成熟。采用优质合金钢锻件、渗碳淬火磨齿的硬齿面齿轮，精度不低于ISO1328-1975的6级，综合承载能力为中硬齿面调质齿轮的34倍，为软齿面齿轮的45倍。一个中等规格的硬齿面减速器的重量仅为中硬齿面减速器的1/3左右，且噪声低、效率高、可靠性高。功率分支技术主要用于行星及大功率双分支以及多分支装置，如中心传动讲的水泥磨主减速器。其核心技术是均载。随着我国经济的发展，齿轮行业有了十分明显的进步。为了提高国产减速器在国内市场的占有率，同时也是为了创造我们民族的自主品牌，通过企业重组改制，调整企业的产品改制，私有企业的发展，中外合资等各种方法，我国整体的齿轮行业的结构得到优化，行业竞争力不断增强，技术的进步不断加快。而就在近几年中，国内的某些大型的减速机生产厂家还就建筑工程生产制造的设备所需，研发出了路面开凿机、压路机、打夯机等大功率的齿轮减速器；以及能够适应在矿山或者在井下作业所需要的齿轮减速器；能够在高温高压的环境中工作的行星系列减速器。在江苏，一种专用套装型减速器研制成功，它应用于起重设备传输，这一研制成果，引起了国内外机械制造的广泛关注。 这种传动设备的技术关键在于在其动力与传动部位的连接装置上，区别于传统的轴连接器传输，它应用的是国外特制的花键连接传输，它的核心的部件的平行度、精确度、同心度都已经达到了国际上领先的水平。跟国内同类型的减速器不同的是，这一类型的减速器造价仅国内同类设备的三分之一。但是，这种新型设备使用的材料仅为同类型的减速器的三分之二，但是体积却缩小了将近三分之一，效率提高了将近60以上，噪音却降低了将近十分贝。世界的齿轮技术有了很大的发展，而产品的发展趋势是高速化，小型化，低噪声，高可靠度。而技术发展则有三大趋势，硬齿面技术，功率分支技术，模块化技术。还有其他例如加工检测，精度提高，材料和热处理的质量控制等技术也在不断地提高。以FLENDER公司为例，同样的或接近的中心距的样本的额定功率95年就要比88年的提高了约10%20%，而97年的样本的额定功率要比95年提高了约20%。而在模块设计方面，以比利时的HANSEN公司为例，HANSEN公司是最早在80年代的减速器中应用模块化技术，开发出HPP系列。住友公司引进了HANSEN公司的HPP技术并加以推广。而HPP技术的中心距等主要参数都采用了R20优先数， 这样一来就就大大减少了主要件的品种规格， 部分实现了模块化设计，我国的几个标准基本上都以此为母型开发的。但是这类方法的缺点就是模块化程度仍旧不高，零件难以形成大的批量。在90年代的时候，FLENDER公司彻底甩掉旧有的系列体制， 按模块化的设计方法开发出了新的方形的HB系列模块设计。HANSEN公司又放弃了已经成熟的多面安装的HPP的长方外形，进而开发出了P4系列，但是小规格仍继承了HPP的中心距。Sew（Santa Salo）公司则在继续保留原优先数中心距的产品之外， 在中小常用规格开发出M系列的模块设计方法。住友公司仍然采用的是HPP的外形， 采用25的齿形角， 2、3、4级用同样的箱体的办法， 开发出8000系列。90年代ISO开始起草ISO/WD13593工业闭式齿轮传动装置，ISO标准的制订， 必将进一步规范世界减速器行业的行为， 促进减速器技术的发展。1 引言本论文的内容包括传动装置总体设计，传动参数的计算选择，电动机的选择，运动参数计算，齿轮的传动设计，齿轮的基本尺寸确定，高速轴、中间轴、低速轴的尺寸设计与校核，各轴承的选择以及校核，轴装式减速器箱体的结构设计，减速器各附件的选择，减速器的润滑和密封方式的选择。结合AutoCAD二维的绘图软件，绘制出轴装式二级圆柱齿轮减速器。运用Pro/Engineer对设计好的减速器各零件进行建模，对减速器进行装配，进行减速器的运动仿真以及运用AutoCAD绘制减速器装配图和主要零件图等。实现了对减速器进行优化的举措，完成轴装式二级圆柱减速器的运动仿真，实现了减速器的三维建模。2 传动方案的分析2.1轴装式二级圆柱齿轮减速器传动方案轴装式二级圆柱齿轮减速器。传动装置简图如图2.1。图2.1 轴装式二级圆柱减速器传动方案Fig.2.1 Shaft-mounted two cylindrical gear reducer transmission scheme2.2轴装式二级圆柱齿轮减速器的工作数据(1) 螺旋筒轴上的功率=3.2kw；(2) 螺旋筒轴上的转速=36r/min；(3) 工作情况 三班制单向连续运转，载荷较平稳；(4) 使用折旧期 10年；(5) 工作环境 室外，灰尘较大，环境最高温度35；(6) 动力来源 电力，三相交流，电压380/220 V；(7) 检修间隔期 三年一次大修，二年一中修，半年一次小修；(8) 制造条件及生产批量，一般机械厂制造，单件生产。3 电动机的选择3.1 电动机类型的选择我们按工作所需要的条件，来选用Y系列（IP44）全封闭自扇冷式笼型三相异步电动机。该电动机的工作条件为：环境温度-15- +40，相对湿度不超过90%，电压380V，频率50HZ。3.2 确定电动机功率（1）电动机所需工作功率（kW）为： （3-1） 工作机所需功率（kW）为3.2KW。（2）传动装置的总效率为： （3-2）按机械课程设计手册表2-4确定各部分效率为：联轴器效率为，闭式齿轮传动效率，滚动轴承，卷筒效率，代入得