1、本科毕业论文（20 届）二级圆柱齿轮减速器的设计与仿真所在学院专业班级 机械设计制造及自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目：二级圆柱齿轮减速器的设计与仿真1设计的主要任务及目标根据设计参数完成二级减速器的设计及图纸绘制；根据设计参数完成减速器仿真模型的建立及仿真零件装配。2设计的基本要求和内容完成二级减速器设计并撰写设计说明书一份；完成所设计零件的零件图及装配图一套；完成仿真模型一份。3.设计的参数滚筒的功率 2.97kw滚筒转速
2、度 19 r/min4主要参考文献.1机械设计课程设计 ，高等教育出版社，周元康 林昌华 张海兵 主编，修订版2机械设计标准手册.吉林：吉林科技出版社，吴延本，刘世华，1996.73机械设计（第八版） ，高等教育出版社，邱宣怀主编，5进度安排毕业设计各阶段名称 起 止 日 期1 开题准备 2013.12.152014.3.012 完成二级减速器设计 2014.3.012014.4.153 完成仿真模型建立及装配 2014.4.162014.5.154 完成图纸绘制及说明书撰写 2014.5.162014.6.105 提交设计，答辩 2014.6.112014.6.20二级直齿圆柱齿轮减速器摘要
3、：本设计简述了齿轮减速器的动力传递装置二级直齿圆柱齿轮减速器的设计过程。首先进行了传动方案的确定，选择齿轮减速器作为传动装置然后进行齿轮减速器的设计计算包括（选择电动机、确定传动装置的总传动比和分配传动比、计算传动装置的运动和动力参数、设计 V 带和带轮、齿轮设计、减速器机体结构、轴的设计、高速轴大齿轮的设计、联轴器的选择、润滑方式的确定）等内容。运用 Pro/E、AUTOCAD 等软件实现了二维、三维绘图，通过该软件的三维设计功能优化设计方案，实现减速器的运动仿真并完成减速器的模拟设计。关键词：齿轮设计，减速器，Pro/E，仿真Two-stage straight tooth cylindr
4、ical gear reducerAbstract: The design of the belt conveyor power transfer device - two straight tooth cylindrical gear reducer design process. Firstly, the transmission scheme, selection of gear reducer as the driving device and gear reducer design calculation including ( Select motor, determining t
5、he total transmission ratio gearing anddistribution of transmission ratio, calculate the kinematic and dynamicparameters, design of gearing design of v-belts and pulleys, gears, gear reducer body construction, design of shafts, high-speed shaft main geardesign, determination of the coupling selectio
6、n, lubrication ) etc. Using PROE,CAXA, AUTOCAD and other software to achieve the two-dimensional, three-dimensional graphics, through the software of three-dimensional design function optimization design of gear reducer, the motion simulation and simulation design of reducer.Key words: Gear design，r
7、educer，Pro/E，simulationI目 录1 绪论 .12 传动装置总体设计 .23 设计计算过程及说明 .33.1 选择电动机 .33.1.1 计算电机所需功率 .33.1.2 确定电机转速 .33.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比 .43.3 计算传动装置的运动和动力参数 .43.3.1 各轴转速 .53.3.2 各轴输入功率 .53.3.3 各轴输入转矩 .53.4 设计 V 带和带轮 .63.4.1 设计 V 带 .63.5 齿轮的设计 .83.5.1 高速级大小齿轮的设计 .83.5.2 低速级大小齿轮的设计 .93.6 减速器机体结构尺寸如表 .103.7 轴的设
8、计 .113.7.1 高速轴设计 .113.7.2 校核该轴和轴承 .123.7.3 轴承寿命校核 .143.7.4 弯矩及轴的受力分析图 .143.7.5 键的设计与校核 .153.7.6 从动轴的设计 .193.8 高速轴大齿轮的设计 .233.9 联轴器的选择 .243.10 润滑方式的确定 .244 零部件的仿真设计 .254.1 轴的设计 .254.1.1 轴模型的创建 .254.2 高速级大齿轮模型的创建 .284.2.1 输入基本参数和关系式 .284.2.2 创建齿轮基本圆 .304.2.3 创建渐开线 .314.2.4 镜像渐开线 .334.2.5 拉伸齿根圆 .384.2.
9、6 创建齿形 .414.2.7 齿的复制与阵列 .424.2.8 创建腹板式齿轮结构 .43II4.2.9 完成齿轮的创建 .495 零部件的装配 .515.1 轴与键的装配 .515.2 齿轮的装配 .525.3 轴与垫圈的装配 .535.4 轴与挡油环的装配 .555.5 轴与轴承的装配 .565.6 轴的另一端挡油环与轴承的装配 .585.7 总装配图及其中的注意方面 .58总 结 .60致 谢 .61参考文献 .6211 绪论齿轮减速器的发展趋势随着我国市场经济的推进,“九五”期间,齿轮行业的专业化生产水平有了明显提高,如一汽、二汽等大型企业集团的齿轮变速箱厂、车轿厂,通过企业改组、改
10、制,改为相对独立的专业厂,参与市场竞争;随着军工转民用,农机齿轮企业转加工非农用齿轮产品,调整了企业产品结构;私有企业的崛起,中外合资企业的涌现,齿轮行业的整体结构得到优化,行业实力增强,技术进步加快。近十几年来,计算机技术、信息技术、自动化技术在机械制造中的广泛应用,改变了制造业的传统观念和生产组织方式。一些先进的齿轮生产企业已经采用精益生产、敏捷制造、智能制造等先进技术,形成了高精度、高效率的智能化齿轮生产线和计算机网络化管理。在产品设计阶段,就同时进行工艺过程设计及安排产品整个生产周期的各配套环节。市场的快速反应大大缩短了产品投放市场的时间。零部件企业正向大型化、专业化、国际化方向发展。
11、齿轮产品将成为国际采购、国际配套的产品。适应市场要求的新产品开发,关键工艺技术的创新竞争,产品质量竞争以及员工技术素质与创新精神,是21世纪企业竞争的焦点。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。由于计算机技术与数控技术的发展,使得机械加工精度、加工效率大为提高,从而推动了机械传动产品多样化,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。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,将成为变速器设计中优化传动组合的方向。本文围绕着减速器进行设计和仿真。22 传动装置总体设计1. 组成
12、：传动装置由电机、减速器、工作机组成。2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将 V 带设置在高速级。 其传动方案如下： 2 3 5 4 1IIIVPdPw33 设计计算过程及说明3.1 选择电动机3.1.1 计算电机所需功率： 查机械设计手册：dP带传动效率：0.961每对轴承传动效率：0.992圆柱齿轮的传动效率：0.963联轴器的传动效率：0.9934卷筒的传动效率：0.965说明：电机至工作机之间的传动装置的总效率： 5423145wP3.67wdPKW3.1.2 确定电机转速查机械设计手册 1：取 V 带传动比 i=2 4:二级圆柱齿轮减速器传动比 i=8 40 所以电动机转速的可选范围是：min/r300829总卷 筒电 机 in符合这一范围的转速有：750、1000、1500、3000根据电动机所需功率和转速查手册有 4 种适用的电动机型号，因此有 4 种传动比方案如下表 3.1.1：表 3.1.1 传动比方案方案 电动机型号 额定功率 同步转速r/min额定转速r/min重量 总传动比1 Y112M-2 4KW 3000 2890 45Kg 152.112 Y112M-4 4KW 1500 1440 43Kg 75.79
