【正文】 s are based on the design of the original data reducer, reducer enough of ponent parts (including gears, shafts, bearings, the upper casing and lower casing) design and verification method. Of the two conical gear reducer design of functional deposition, the establishment of threedimensional parametric gear reducer and gear reducer design parts (the main transmission parts, standard parts, etc.) model library, the total assembly method of constructing the library. And with the Pro/E(PRO/ENGINEER) of drawing software and database technology, for two conical cylindrical gears threedimensional modeling of conical reducer cylindrical body position, the internal transmission parts, and assembly interference analysis, stress and strain analysis, spatial motion analysis, motion simulation, eventually to produce two dimensional drawings. Key words: 3D virtual design threedimensional modeling reducer I 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交 的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 圓錐 圓柱齒輪減速器設(shè)計(jì)與仿真分析 【 摘 要 】 本課題主要研究的內(nèi)容是根據(jù)減速器設(shè)計(jì)的原始資料，研究減速器 結(jié)構(gòu) 組成部件（包括齒輪、軸、軸承、上箱體和下箱體）的設(shè)計(jì)及校核方法。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。除了文中特別加以標(biāo)注 引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。本人授權(quán) 大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等 復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。采用Pro/E(PRO/ENGINEER)三維設(shè)計(jì)軟件，并結(jié)合 AutoCAD_20xx 等二維繪圖軟件，設(shè)計(jì)了一個(gè)二級(jí)圓錐 圓柱齒輪減速器，實(shí)現(xiàn)了減速器的三維模型生產(chǎn)，以及由此生 成二維工程圖的思想。自 20 世紀(jì)90 年代以來(lái)，國(guó) 外機(jī)械工業(yè)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展時(shí)期，技術(shù)發(fā)展的重點(diǎn)在于努力完善產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)現(xiàn)高精度，多用途，超小型化是工業(yè)機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)。齒輪是應(yīng)用最為廣泛的通用零件，廣泛用在各種傳動(dòng)中，如機(jī)床的傳動(dòng)裝置，汽車的變速箱和后橋，減速器和玩具等。圓柱圓錐齒輪減速器是最常用的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之一。減速器及齒輪的設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展，在一定程度上標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家的工業(yè)水平，因?yàn)槠鋺?yīng)用非常廣泛，大到礦山機(jī)械中的傳動(dòng)裝置，小到汽車變速箱等領(lǐng)域無(wú)不滲透著齒輪以及減速器的應(yīng)用。英法合作研制的艦載直升飛機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)采用圓弧齒輪后，使減速器高度大為降低。 在科學(xué)技術(shù)日益發(fā)展的今天，雖然 CAD 技術(shù)已被企業(yè)重視，但通用 CAD 支撐軟件對(duì)大多數(shù)用戶來(lái)說(shuō)，只是繪圖工具，只是使所繪圖便于保存，便于修改，不是真正的實(shí)現(xiàn)了通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的目的，不能解決設(shè)計(jì)問(wèn)題，其實(shí)質(zhì)仍是手工設(shè)計(jì)，它不僅設(shè)計(jì)效率低，同時(shí)對(duì)使用者的要求也較高，因使用者要直 接使用圖形支撐軟件的命令去構(gòu)造圖形，這就要求其對(duì)各種命令的功能及其使用方法 十分了解，從而限制了對(duì)這些命令不熟悉但精通產(chǎn)品設(shè)計(jì) 的人員有效地使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行輔助設(shè)計(jì)，而使硬件和軟件得不到充分利用。 人在設(shè)計(jì)零件時(shí)的原始沖動(dòng)是三維的，是有顏色、材料、硬度、形狀、尺寸、位置、相關(guān)零件、制造工藝等等關(guān)聯(lián)概念的三維實(shí)體，甚至是帶有相當(dāng)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)關(guān)系的三維實(shí)體。由三維實(shí)體造型自動(dòng)生成二維工程圖紙的方法，這在實(shí)際設(shè)計(jì)工作中有很大的優(yōu)勢(shì)，尤其是對(duì)于復(fù)雜的零部件的造型及其黑維工程圖紙的設(shè)計(jì)，會(huì)得到事半功倍的效果，如剖面圖自動(dòng)生成，空間相貫線求交、投影等。 表 已知條件 數(shù)據(jù)編號(hào) 運(yùn)輸帶工作拉力 F/KN 運(yùn)輸帶工作速度 v/ 卷筒直徑 D/mm E5 400 滾筒效率 j? =（包括滾筒和軸承的效率損失）； 工作情況 兩班制，連續(xù)單向運(yùn)轉(zhuǎn)，載荷較平穩(wěn)； 使用折舊期 8 年； 工作環(huán)境 室內(nèi)，灰塵較大，環(huán)境最高溫度 35攝氏度； 動(dòng)力來(lái)源 電力，三相交流，電壓 380/220V； 檢修期限 四年一大修，兩年一次小修； 制造條件及生產(chǎn)批量 一般機(jī)械廠制造，小批量生產(chǎn)； 根據(jù)已知條件可以計(jì)算出工作機(jī)所需有效功率 : ?wP .871 0 0 0 .515 2 0 01 0 0 0 ???FV kW 設(shè) 1? —— 聯(lián)軸器的效率 1? = 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 5 頁(yè) 共 51 頁(yè) 2? —— 圓錐齒輪的傳遞效率 (7級(jí)精度 ) 2? = 3?— — 圓柱齒輪的傳遞效率（ 8 級(jí)精度） 3? = 4? —— 軸承的效率 4? = 5? —— 輸送帶間的傳動(dòng)效率 5? = 估算運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)總傳遞效率 : 2534321 ηηηηηη ?總 得傳動(dòng)系統(tǒng)總效率 : 2534321 ηηηηηη ?總 = 8 6 23 ????? 所以電動(dòng)機(jī)所需工作功率為： Pd=Pw/ 總? = 由表 所列 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)技術(shù)數(shù)據(jù)中可以確定，滿足 dw PP? 條件的電動(dòng)機(jī)額定功率 wP 應(yīng)取為 11kW 。 計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù) 傳動(dòng)系統(tǒng)中各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算： 0 軸（電動(dòng)機(jī)軸）： mimrnn m 14600 ?? KwPP d ?? mNnPT ????? 000 Ⅰ 軸（減速器高速軸）： m in1 4 6 001 rnnn m ??? KwPP ???? ?? 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 7 頁(yè) 共 51 頁(yè) mNnPT ????? 4 6 5 5 09 5 5 0 111 Ⅱ 軸（減速器中間軸）： m in4 8 731 4 6 0112 rinn ??? KwPP ???? ?? mNnPT ????? 7 14 8 5 5 09 5 5 0 222 Ⅲ 軸（減速器低速軸）： m 8 72323 rinn ??? KwPP 323 ???? ?? mNnPT ????? 333 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算結(jié)果整理如表 ： 表 軸名 功率 P/kw 轉(zhuǎn)矩 T/() 轉(zhuǎn)速 n/（ r/m） 傳動(dòng)比 i 效率η 電機(jī)軸 1460 1 Ⅰ軸 1460 3 Ⅱ軸 171 487 Ⅲ軸 179。 （ 3）、材料選擇，小齒輪材料為 40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為 280HBS，大齒輪材料為 45 剛（調(diào)質(zhì)），硬度為 240HBS，二者材料硬度相差 40HBS。 1460179。 300179。 109 （ 4）查得接觸批量壽命系數(shù) 1 ? 2 ? （ 5）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力 ? ? 1 l im11 0 . 9 3 6 0 0 5 5 8H L HH K M P a M P aS?? ? ? ? ? ? ? 2 l i m 22 0 . 9 7 5 5 0 5 3 3 . 5H L HH K M P a M P aS?? ? ? ? ? （ 6）試選 ? ，查得 1 . 0 , 1 , 1 . 5 1 . 2 5 1 . 8 7 5aK K K??? ? ? ? ? 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 9 頁(yè) 共 51 頁(yè) 所以， 1 . 0 1 . 2 1 1 . 8 7 5 2 . 2 5avK K K K K??? ? ? ? ? ? ? ? ? 已知 T1=?m （ 7） 13R?? 2. 計(jì)算 （ 1）試算小齒輪的分度圓直徑，帶入 ? ?H? 中的較小值得 d1t≥3 221 )][()( KT4HHERRZZu ??? ? =3 22 ) 33 89()( 5 82 2 01 . 34 ????? ??mm = (2) 計(jì)算載荷系數(shù) 0 0 060 1 4 6 05 8 0 0 060 111 ?? ????? ?? ndv tm mm/s 根據(jù) V=， 8 級(jí)精度，查得 ? ， 所以 1 . 0 1 . 2 3 1 1 . 8 7 5 2 . 3 1avK K K K K??? ? ? ? ? ? ? ? ?。 2. 校核比較結(jié)果 11 ][ FF ?? ? ， 22 ][ FF ?? ? 綜合分析考慮，取 m=4mm,Z1=23. 得， 21 2 3 3 6 9z u z? ? ? ? ?， mmZm 69323d 11 ????? . 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 11 頁(yè) 共 51 頁(yè) mmma 4h ?? mmmmmhf ???? mmmc ???? （ 1）、計(jì)算大端分度圓直徑 1 69d mm? 22 6 9 3 2 0 7d z m m m? ? ? ? ? （ 2）、計(jì)算節(jié)錐頂距 mmu 0 9 8 0 91326912dR 22 ?????? （ 3）、節(jié) 圓錐角 ?? ? ?? ? （ 4）、齒寬 13 R m m m m?? ? ? ? ? 12 36b b mm??取 （ 5）、大端齒頂圓直徑 mmmdd a o s4269c o s2 111 ??????? ?? mmmdd a 0 o s422 0 7c o s2 222 ??????? ?? （ 6）、大端齒根圓直徑 mmmdd 8 9 o o 111f ??????? ?? mmmdd 0 3mm1 . 5 77c o 0 7c o 222f ??????? ?? 圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 已知輸入功率 ? （略大于小齒輪的實(shí)際功率），小齒輪的轉(zhuǎn)速為：min/487n2 r? ，大齒輪的轉(zhuǎn)速為 min/72n3 r? ，傳動(dòng)比 ? ，由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，工作壽命（設(shè)每年工作 300 天），兩班制，帶式輸送，平穩(wěn)，轉(zhuǎn)向不變。 (2)強(qiáng)度設(shè)計(jì) 按齒面接觸疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 由文獻(xiàn) [2]式 ()3 223 )][(HEdtzKTd ???? ???? 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 12 頁(yè) 共 51 頁(yè) 確定公式中各式參數(shù)； 載荷系數(shù) tK 試選 tK = 小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩 2T =171 N178。 (2179。 109 N4=N1/u=179。 9 2 ??hb 得 ?Fk = 則 k= Ak vk ?Hk akH =1179。校核計(jì)算 因?yàn)?][ 33 FF ?? ?? ，所以彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。 (24+163)/2= 數(shù)據(jù)整理 齒輪類型：直齒圓錐齒輪（ 110 60JB ? ,齒形角 20?? ，齒頂高系數(shù) * 1ah? ，頂隙系數(shù) * ? ，螺旋角 0m?? ，不變位 ） 。 3 ≈ 由于該軸有一個(gè)鍵槽，故軸的直徑應(yīng)該加大 5％ 7％， 故 dmin =179。 Tc=KT=179。 ]179。 *cosδ 1=179。 =89N ③軸向力 :Fa1= Ft1*tan20176。因軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力，故選用單列圓錐滾子軸承，參照工作要求并根據(jù) mmd 4043 ?? ，由文獻(xiàn)【１】表 157 中初步選取 0 基本游隙組，標(biāo)準(zhǔn)精度級(jí)的單列圓錐滾子軸承 30308，其尺寸為 mmmmmmTDd ????? . d12=30mm d2