基于PROE的单级直齿齿轮减速器

学 号：毕 业 设 计 说 明 书GRADUATE DESIGN设计题目：基于 PROE 的单级直齿齿轮减速器学生姓名： 专业班级： 学 院： 指导教师： 2017 年 06 月 09 日摘 要-I-摘 要本次毕业设计的课题是基于 Pro/E 的一级圆柱齿轮减速器三维装配建模及运动仿真，研究的主要方向是机械工程及自动化。在各个基本零件运动的特点的基础上，引入创新的思维和概念，对零件进行组合以达到设计要求。齿轮减速器是日常生产加工中非常普遍的机械，由于结构复杂，生产过程较长，采用Pro/E 进行辅助设计较为方便。在对一级直齿圆柱齿轮减速器的参数化设计的基础上，利用 Pro/E 进行三维的实体模型建立，并对三维实体模型进行虚拟的装配以及运动仿真，从而验证该模型的有效性和可行性。在设计过程中，综合运用三维设计课程及选修课程，如制图、机械制造工艺、机械制造基础等，运用已经学过的理论和生产实际知识去分析和解决工程实际问题，使理论知识更充分地融入实践中，并得到更好的发挥！通过设计，可以培养工程设计的独立工作能力，树立正确的设计思想，掌握常用三维图的绘制和基本零件的加工工艺的方法和步骤，并能综合地考虑经济、工艺等方面的设计要求，确定合理的设计方案。并能熟练的应用有关参考资料、计算图表、手册、图集、规范和有关国家标准。关键词：减速器；Pro/E；三维造型；模型装配Abstract-II-AbstractThe topic of this graduation design is level of cylindrical gear reducer based on Pro/E 3 d motion simulation, assembly modeling and research is the main direction of the mechanical engineering and automation. On the basis of the movement characteristics of the basic parts, the introduction of innovative thinking and concepts, combination of parts so as to meet the design requirements. Gear reducer is very common in daily production and processing machinery, because of its complex structure, production process is longer, using Pro/E to aided design is more convenient. At level 1 straight tooth cylindrical gear reducer, on the basis of parametric design, use of Pro/E to establish 3 d entity model and the three-dimensional entity model of virtual assembly and motion simulation, so as to verify the feasibility and effectiveness of the model.In the process of design, the integrated use of 3 d design courses and elective courses, such as drawing, mechanical manufacturing technology, mechanical manufacturing base, etc. Has studied the theory and knowledge of the production practice to analyze and solve practical engineering problems, make theory knowledge more fully into practice, and better play!By design, can train the ability of engineering design work independently, set up the correct design ideas, to master the commonly used three-dimensional graph drawing and basic components of the methods and steps of machining process, and can comprehensively consider the design requirements of economy, technology and so on, to determine the reasonable design scheme. And proficient in the application of relevant resources, computing diagrams, manuals, atlas, specification and the relevant national standards.Keywords Automatic tensioning device; belt conveyor; dynamic control 目 录-III-目 录摘 要 .IABSTRACT .II第一章 绪论 .11.1 齿轮减速器的概述 .11.2 减速器的工作原理及应用 .11.3 PRO/E 在机械设计中的应用 .21.4 单级圆柱齿轮减速器三维模型的设计概的优势 .21.5 齿轮减速器进行三维建模的意义 .31.6 对一级齿轮减速减速器的研究过程与方法 .3第二章 一级圆柱齿轮参数化计算 .42.1 引用设计数据进行参数化建模 .42.2 电动机的选择 .42.3 计算总传动比及分配各级的传动比 .62.4 运动参数及动力参数计算 .62.5 皮带轮 传动的设计计算 .62.6 齿轮传动 的设计计算 .82.7 轴的设计计算 .102.8 键联接的选择及校核计算 .162.9 减速器箱体、箱盖及附件的设计计算 .16第三章 一级圆柱齿轮减速器三维模型的创建 .183.1 渐开线直齿圆柱齿轮的三维模型的创建 .183.2 轴的三维模型的创建 .183.3 箱体模型的创建 .193.4 油标的创建 .203.5 小轴承的创建 .213.6 其他零件的创建 .213.7 对一级齿轮减速的三维模型进行虚拟的装配 .21第四章 一级齿轮圆柱减速器的运动仿真 .234.1 对齿轮传动运动仿真 .234.2 总传动部分运动仿真 .23总 结 .25参考文献 .26谢 辞 .27第 1 章 绪论1第一章 绪论1.1 齿轮减速器的概述减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动或齿轮蜗杆传动所组成的独立部件。常用在动力机与工作机之间作为减速的传动装置；在少数场合下也用作增速的传动装置，这时就称为增速器。齿轮减速器由于具有固定的传动比、结构紧凑、机体密封、使用维护简单等特点成为工程应用中普遍使用的机械传动装置，被广泛的应用于建材、运输、冶金、化工等行业。减速器类型很多，按传动级数主要分为：单级、二级、多级；按传动件类型又可分为：齿轮、蜗杆、齿轮-蜗杆、蜗杆-齿轮等。1.2 减速器的工作原理及应用减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所需要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中可以见到它的踪迹。从交通的船舶，汽车，机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等。其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速器的应用，且在工业应用上，减速器具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。在目前用于传递动力和运动的机构中，减速器的应用范围非常广泛。减速器的作用主要有： （1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出成减速比，但要注意不能超出减速器的额定扭矩。 （2）减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。减速器一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机，内燃机或其他高速运转的动力通过减速器的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速器也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。它的种类繁多，型号各异，不同种类用不同的用途。减速器的种类繁多，按照传动类型可以分为齿轮减速器，蜗杆减速器和行星齿轮减速器；按照传动级数不同可以分为单级和多级减速器；按照齿轮形状可以分为圆柱齿轮减速器，圆锥齿轮减速器和圆锥一圆柱齿轮减速器；按照传动的布置又可以分华北理工大学迁安学院2为展开式，分流式和同轴式减速器 1.3 PRO/E 在机械设计中的应用经过漫长的发展岁月，产品设计手段在不断地提高，不断进步，不断成熟。从最早的手工绘图，到现在的广泛的使用计算机辅助设计来进行产品的设计，并且以后还会有更先进的设计手段出现。为了提高计算机辅助设计的效果和节约设计成本和加工时间，我们做了这个关于 PRO/E 技术在产品设计当中的应用的毕业设计，主要从 PRO/E 的参数化设计，有限元分析，动态仿真，逆向工程等方面阐述了 PRO/E 在机械产品设计当中的应用价值及应用前景。本文介绍与应用了 PRO/E 造型设计中的参数化设计方式，涉及到了孔特征、倒圆角、螺旋扫描、阵列特征等的设计方法。然后通过 PRO/E 的组件的应用程序里的机构功能实现动态仿真，实现了产品的设计，模拟装配，模拟运行等过程，充分体现了PRO/E 在机械产品设计当中的应用价值及应用前景，并且结合了相关的资料讨论了一下三维设计的发展趋势。1.4 单级圆柱齿轮减速器三维模型的设计概的优势1.参数化设计和特征功能:PRO/E 是采用参数化设计的，基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型。 2.单一数据库:PRO/E 具有一下特点和优势： (1)参数化设计和特征功能 PRO/E 是采用参数化设计的，基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型。 (2)单一数据库 PRO/E 是建立在统一基层上的数据上，不像一些传统的 CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓的单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。 (3)全相关性:PRO/E 的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体，设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。 第 1 章 绪论3(4)基于特征的参数化造型 PRO/E 使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要求. (5)数据管理加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了PRO/E 独特的全相关性功能，因而使之成为可能。针对产品设计的不同阶段，Pro/E 将产品分为工业设计，机械设计，功能模拟，生产制造等几个大的方面，分别提供了完整的产品设计解决方案。在这里我们将利用 Pro/E 的机械设计及模具设计的功能进行三维的建模。是建立在统一基层上的数据上，不像一些传统的 CAD/CAM 系统建立在多个数据库上。所谓的单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。 1.5 齿轮减速器进行三维建模的意义由于齿轮减速器的种类很多，一些类型的减速器已有系列标准，并由专门的厂家进行生产，但对于传动布置、结构尺寸、功率、传动比有特殊要求的、标准一时间无法确定的，就需要自己另行设计与制造了。由于有特殊要求的减速器的设计周期长，设计过程麻烦，效率低，任务大，因而在整个的设计过程中如若可以将计算机辅助设计与一般的机械设计进行有机的结合，这样可以缩短产品的研发周期、提高生产效率、减少劳动强度、节约资源、减少人力资源的浪费。同时在设计的过程中进行运动仿真和受力的分析，可以进一步的验证设计的结果，得出最优的方案，有效避免原材料的浪费，最大限度的节约人力资源，降低生产的成本，创造更高的效益，因此采用软件对减速器的模型进行三维的建模和运动仿真的优势很明显，进行此项工作显得非常的重要。1.6 对一级齿轮减速减速器的研究过程与方法对于一级圆柱