【正文】 設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)件選型、強(qiáng)度設(shè)計、動力學(xué)設(shè)計、潤滑與密封設(shè)計等。 Pro/E。榆林學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計 Ⅰ 分類號 單位代碼 密 級 學(xué) 號 * 學(xué)生畢業(yè)設(shè)計 題 目 基于 Pro/E的二級圓柱齒輪減速器 設(shè)計造型 作 者 LXT 院 (系 ) 化學(xué)與化工學(xué)院 專 業(yè) 過程裝備與控制工程 指導(dǎo)教師 D R 答辯日期 2020 年 5 月 26 日 摘 要 減速器是一種用途十分廣泛且比較典型的機(jī)械傳動裝置，在原動機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用。 關(guān)鍵詞 ： 減速器 ； Pro/E； 三維造型 ； 模型裝配ABSTRACT III Modeling of Two Cylindrical Gear Reducer Based on Pro/E ABSTRACT The reducer, widely and typically used, is one of mechanical transmission devices. It plays a role in matching speed and transmitting torque between the prime mover and working machine or the implementing agency. This paper is about the design of a twocylinder gear reducer, including the design of gear, the design of shaft and the strength check of them. With threedimensional modeling and assembly by Pro/E, the results have the most direct manifestation. By the initial establishment of this parametric design system, the program can devise a reducer, shorting the design cycle, saving design costs, and subjoining the accuracy of it. It is the great significance to improve product quality. Key words: Reducer。 1 1． 緒論 減速器簡介 減速器是一種介于原動機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動裝置，主要作用是用來傳遞動力和增大轉(zhuǎn)矩，廣泛應(yīng)用于機(jī)械傳動行業(yè)，如礦業(yè)生產(chǎn)、化工設(shè)備、汽車制造、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域。該技術(shù)產(chǎn)生于上世紀(jì) 50 年代后期發(fā)達(dá)國家的航空和軍事工業(yè)中，其主要發(fā)展階段和特點(diǎn)如下： 20 世紀(jì) 60 年代， CAD 有交互式二維繪圖和三維線框模型的主要特點(diǎn)。 20 世紀(jì) 80 年代， CAD 的主要技術(shù)特征是實(shí)體造型理論和幾何建模方法。 可以看出， CAD 正經(jīng)歷著由傳統(tǒng)技術(shù)向現(xiàn)代技術(shù)的轉(zhuǎn)變，如今 的 CAD 技術(shù)己廣泛應(yīng)用于電子、機(jī)械、建筑、輕紡 航空航天、化工、交通、影視、教育等各個領(lǐng)域，基于 Pro/E 的二級圓柱齒輪減速器 設(shè)計造型 2 特別是近二十年來，由于計算機(jī)硬件性能的不斷提高， CAD 技術(shù)有了大規(guī)模的發(fā)展，己經(jīng)引起了一場工程設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)革命，并取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，從而也成為衡量一個國家的科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化和工業(yè)現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一。通過完成本設(shè)計，可掌握機(jī)械設(shè)計的一般程序、方法、設(shè)計規(guī)律、技術(shù)措施，了解現(xiàn)代 CAD 設(shè)計方法，為以后的學(xué)習(xí)和工作積累經(jīng)驗，鍛煉解決問題的能力，所以本課題的研究具有重要意義 [34]。由于該傳動速度較低且工作比較平穩(wěn)，故選用閉式圓柱直齒輪傳動，這樣傳動效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，潤滑和防護(hù)也有利于減速器的工作壽命及日常維護(hù) [5]。 由式 ? = 1? 2? … w? 可得到電動機(jī)至滾筒的傳動總效率 ? ： ? = v? ? 2c? ? 4z? ? 1? ? g? =? ? ? ? = 所需電動機(jī)的功率 39。查得兩種電動機(jī)型號其技術(shù)參數(shù)及傳動比的比較情況見下表： 表 21 電動機(jī)型號選擇 方案 電動機(jī)型號 額定功率 /KW 電動機(jī)轉(zhuǎn)速 (r/min) 總傳動 比 重量 同步轉(zhuǎn)速 滿載轉(zhuǎn)速 i /Kg 1 Y180L8 11 750 730 180 2 Y160L6 11 1000 970 139 綜合考慮電動機(jī)、傳動裝置、重量及傳動比，比較上表兩種方案。因為分配傳動比是一項復(fù)雜的工作，往往需要經(jīng)多次改動，現(xiàn)在只做初步設(shè)計。m Ⅲ 軸 T???=9550? Pn??????=9550? = N 小齒輪齒面硬度取270HBS， 大齒輪齒面硬度取 230HBS，兩者相差 40HBS。 大齒輪齒數(shù) 2Z ＝ 1Z 1i ＝ 20=90 取 2Z ＝ 90。m =74730 N 小齒輪齒面硬度取280HBS， 大齒輪齒面硬度取 240HBS，兩者相差 40HBS。 大齒輪齒數(shù) 2Z ＝ 1Z 1i ＝ 22= 取 2Z ＝ 72。m =322970 N （ 2） 初步確定軸的直徑 先由 參考文獻(xiàn) 6 表 2101 選取軸的材料為 45 鋼 ， 調(diào)質(zhì)處理 ， 根據(jù) 參考文獻(xiàn) 6表 2103 初步估算軸的最小直徑 ， 取 112?oA 。 為了滿足半聯(lián)軸器的要求的軸向定位要求 ， Ⅰ Ⅱ 軸段右端需要制出一軸肩 ， 故取 Ⅱ Ⅲ 的直徑 27 mmd ? ?Ⅱ Ⅲ ， 左端用軸端擋圈定位 ， 按軸端直徑取擋圈直徑 30 mmD? 。 右端軸承采用軸肩進(jìn) 行軸向定位，由課程設(shè)計手冊查 軸承軸肩的高度 h= mm，取 dⅣ Ⅴ =35 mm。 第 Ⅱ 根軸上有兩個齒輪 ， 其中大齒輪齒寬為 60 mm， 小齒輪齒寬 115 mm，取 lⅥ Ⅶ =6 mm， 則可計算： +l B S a?Ⅶ VIII +6=（ 16+8+166） mm=34 mm， 165 mml ?IVV 。 根據(jù) 表 中的取值，且 ? ≈（式中的彎曲應(yīng)力為脈動循環(huán)變應(yīng)力。 中間軸的 設(shè)計 （ 1） 由前計算列出 Ⅱ 軸上各數(shù)據(jù) 表 25 Ⅱ 軸設(shè)計參數(shù) 功率 /KW 轉(zhuǎn)矩 / N如圖 所示 圖 24 Ⅱ 軸設(shè)計方案 2） 根 據(jù)軸向定位的要求確定軸的各段直徑和長度 ： 因軸承受有徑向力的作用 ， 故選用單列角接觸球軸承 。 已知齒輪的寬度為 115 mm， 為了使套筒端面可靠地壓緊齒輪 ， 此軸段應(yīng)略短于輪轂寬度 ， 故取 111 mml ?Ⅱ Ⅲ 。 考慮右端齒輪與 I 軸齒輪嚙合，取 39。 3） 確定軸 上圓角和倒角尺 寸 取軸端倒角為 45??， 其他各處的倒圓角為 R=3。 由 參考文獻(xiàn) 6（式 2102） 有： 333m i n37 .0 01 1 2 5 2 .7 7 m m6 6 .9 4o PdA n? ? ? ? 輸出軸的最小直徑顯然是安裝聯(lián)軸器處的直徑 ⅡⅠ ?d ，取 56 mmd ? ?Ⅰ Ⅱ （ 3） 軸結(jié)果的設(shè)計 1） 擬 定軸上零件的傳動方案。 69 mmd ?Ⅴ Ⅵ ， 齒輪的右端采用套筒定位。 37 mm(由減速器及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計而定 )。 第 Ⅱ 根軸上有兩個齒輪 ， 其中大齒輪齒寬為 115 mm，小齒輪齒寬為 60 mm，則可計算：97 mml ?IVV ， 51 mml ?Ⅶ VIII 。滾動軸承與軸的周向定 位 由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 k6。 中間軸上鍵的選擇及校核 （ 1）齒輪與軸的定位用平鍵連接，按其直徑為 50 mm，查 GB10961979 得平鍵截面 bh=14 mm9 mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長分別為 100 mm、 50 mm，同時為保證齒輪與軸配合有良好的對中性，故選擇齒輪輪轂與軸的配合為 76Hk ， 滾動軸承與軸的周向定位是由過渡配合來保證的，此處選軸的尺寸公差為 k6。 基于 Pro/E 的二級圓柱齒輪減速 器設(shè)計造型 20 輸出軸上鍵的選擇及校核 （ 1）半聯(lián)軸器與軸的周向定位采用平鍵連接，查 GB10961979 查得平鍵截面bh=16 mm10 mm，鍵槽用鍵槽銑刀加工，長為 63 mm；齒輪與軸的定位用平鍵截面 bh=20 mm12 mm，長為 90 mm。 由 式 （ 2－ 9） 得： 輪轂上p1 4Tdhl? ??4 99 86 60 68 .92 M P a69 12 70? ???＜ [ p? ] 聯(lián)軸器上p2 4Tdhl? ??4 99 86 60 91 .46 M P a56 10 64? ???＜ [ p? ] 故鍵聯(lián)接的強(qiáng)度足夠 [6]。 （ 3） 為保證機(jī)蓋與機(jī)座連接處 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)，其表面粗糙度為 ? 。 視孔有蓋板， 并用墊片加強(qiáng)密封 ，緊固 螺栓選用 M6。 （ 4）通氣孔： 由于減速器運(yùn) 轉(zhuǎn) 期間 ，機(jī)體內(nèi)溫度升高，氣壓增大，為便于排氣，在機(jī)蓋頂部的 視孔蓋上安裝通氣器，以保證箱體內(nèi) 壓力平衡 。 箱體尺寸表 減速器機(jī)體結(jié)構(gòu)尺寸參照 參考文獻(xiàn) 5 表 27 如下： 表 27 箱體 結(jié)構(gòu)尺寸參照 表 名稱 符號 計算公式 結(jié)果 箱座壁厚 3 8a? ? ? ? ??? a? 箱蓋壁厚 1? ??? a? 8 箱蓋凸緣厚度 1b 11 ??b 12 箱座凸緣厚度 b ??b 箱座底凸緣厚度 2b ? ?b 22 地腳螺釘直徑 fd f 12da?? M20 地腳螺釘數(shù)目 n a ≤250時， n=4 4 軸承旁聯(lián)接螺栓直徑 1d ? M20 機(jī)蓋與機(jī)座聯(lián)接螺栓直徑 2d 2d =（ ~） fd M12 軸承端蓋螺釘直徑 3d 3d =（ ~） fd M12 基于 Pro/E 的二級圓柱齒輪減速 器設(shè)計造型 22 視孔蓋螺釘直徑 4d 4d =（ ~） fd M10 fd ， 1d ， 2d 至外機(jī)壁距離 1C 根據(jù) 1d 位置及軸承座 外徑確定 34 22 18 定位銷直徑 d d =（ ~） 2d 10 外機(jī)壁至軸承座 端面距離 1l 1l = 1C + 2C +（ 8~12） 50 大齒輪頂圓 與內(nèi)機(jī)壁距離 1? 1? ? 8 齒輪端面與內(nèi)機(jī)壁 距離 2? 2? ? 8 機(jī)蓋，機(jī)座肋厚 mm1 ?? 11??mm ?1m 7 ?m 8 軸承端蓋外徑 2D DD?2 +（ 5~） 3d 115（ 1 軸） 128（ 2 軸） 160（ 3 軸） 軸承端蓋凸緣厚度 t （ 1~） 3d 12 軸承旁聯(lián)結(jié)螺栓距離 S 2DS? 115（ 1 軸） 128（ 2 軸） 160（ 3 軸） 潤滑密封設(shè)計 對于二級圓柱齒輪減速器， 因為傳動裝置屬于輕型的，且 轉(zhuǎn) 速較低，其 圓周速度 小于 m/s， 所以采用 浸油 潤滑，箱體內(nèi)選用 SH035792 中的 50 號潤滑，裝至規(guī)定高度 ?？紤]到使用 中的油不斷蒸發(fā)、損耗以及攪油損失等因素，還應(yīng)確定最高油面， 一般不大于傳動件半徑的 1/3，即 h==54 mm。 軸承的主要造型過程 通過旋轉(zhuǎn)特征、草繪出旋轉(zhuǎn)截面完 成對外圈的創(chuàng)建的造型。 軸承端蓋的主要造型過程 軸承端蓋選用凸緣式 ， 通過旋轉(zhuǎn) 特征 、拉伸切剪材料特征、倒圓角 特征 等 工具 完成對六個軸承端蓋的造型。 圖 33 下箱體的裝配 通過對齊、匹配等命令分別裝入上箱體、定位銷、箱蓋與箱座連接螺栓、軸承旁連接螺栓以及各個軸上對應(yīng)的軸承端 蓋 [16]。 通過認(rèn)真反 思， 也認(rèn)識到 其中的 不足之處，例如軸與齒輪之間的公差配合、上箱體的視孔蓋布置、 吊鉤吊環(huán) 的 布置 等問題都需要得到進(jìn)一步解決。 QA9wkxFyeQ^! djsXuyUP2kNXpRWXm Aamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTamp。gTXRm 6X4NGpP$vSTTamp。 UE9aQGn8xp$Ramp。 ksv*3t nGK8!z89Am YWpazadNuKNamp。 gTXRm6X4NGpP$vSTTa