2022年毕业设计方案正文.docx

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1、目 录摘要 2 ABSTRACT3前 言 4第一章传动系统方案的挑选5其次章运动学和动力学的运算62.1电动机的挑选62.2 传动装置的运动和动力参数运算72.3 运动和动力参数的运算结果列于下表8第三章传动件的设计运算93.1蜗杆副的设计运算103.2 运算蜗杆传动等其他几何尺寸103.3 设计参数 123.4 蜗杆上的作用力 123.5 蜗轮上的作用力 12第四章 减速器三维结构设计134.1 机座的设计 134.2 机盖的设计 154.3 蜗杆的设计 164.4 蜗轮及其蜗轮轴的设计184.5 轴承的设计 234.6 轴承端盖的设计 274.7 其他相关配件的设计29第五章 减速器装配与

2、仿真36第六章总结 45致谢 46参考文献 47- 0 - / 42摘要蜗轮蜗杆减速器用于原动机和工作机或执行机构之间，起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛；但其设计过程繁琐、周期长、效率低；随着科学技术和国民经济的进展，蜗轮蜗杆减速器的需求量越来越大，且对质量提出了更高的要求，而采纳传统的设计方法己远远不能够满意技术进展的需要；本课题运用强大的三维造型软件PRO/E实现了减速器CAD中典型零部件的三维实体建模及装配仿真；很好的表达了运算机帮助设计的优越点，它高效，便利的特点得到了淋漓尽致的发挥，不仅使运算，绘图简洁很多，也使零件的工艺设计轻松很多；同时，精确的蜗杆仍有利于进行

3、后续的装配或和使用，并能很好地表达出运算机警活、快捷、便利的优点，而且在参数化输入时，界面有友好、便利的交互式对话框，这些都是传统的设计方法所不具有的优点关键字 ： 减速器， PRO/E，三维建模，运动仿真ABSTRACTWorm gear and worm reducer for prime mover and work machine or actuator between, the matching speed and transmission torque role in modern machinery are widely. But its design processis tri

4、val, cycle is long, low efficiency； Along with the science and technology anddevelopment of national economy, worm gear and worm gearreducer is growing demand,and to quality put forward higher request, and the use of the traditional design method has far can not meet the needs of the development of

5、the technology.This topic using powerful 3 d modeling softwarePRO/Erealized the reducer of typical parts of CAD three- dimensional entity modeling and the assembly simulation.Very good embodies the computer aided design of the superior point, it efficient, convenient features got theplay ofincisivel

6、y and vividly,make not onlycalculation,drawing easy to many, also make the parts of the process design much easier.At the same time, accurate and worm and thusto conductthe follow-up of the assembly or and use, and could very well reflects the computer flexible, quick, convenient advantages, and in

7、parametric input, the interface is- 44 - / 42friendly, convenient interactive dialog box, these arethe traditional designmethod does not have the advantage of movement.Key word: reducer, PRO/E, 3 d modeling, simulation movement前 言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

8、也用作增速的传动装置，这时就称为增速器；减速器由于结构紧凑、效率较高、传递运动精确牢靠、使用保护简洁，并可成批生产，故在现代机措中应用很广；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；减速器作为一种重要的动力传递装置，在机械化生产中起着不行替代的作用；目前在减速器的设计领域，讨论开发以产品设计为目标，全过 程综 合应用 CAD 、 Pro/E及其相关的一体化集成 技术已成为必定趋势；这对于减速器的三维综合设计及模拟仿真，对提高减速器设计技术水平、快速响应市场要求有着非常重要的意义；一 传动系统方案的挑选锚链输送机由电动机驱

9、动；电动机 1 通过联轴器 2 将动力传入单级蜗杆减速器 3 ，再通过联轴器 4，将动力传至输送锚机滚筒 5，带动锚链 6 工作；二 运动学和动力学的运算2.1 电动机的挑选2.1.1 按工作要求和条件选用Y 系列三相异步电动机2.1.2 传动滚筒所需功率Pw=Fv/1000 W=2500 0.7/1000 0.96 ） =1.82KW锚链工作速度v 的答应误差为 +5%，所以传动功率的范畴为Pw =PW +0.05 Pw=1.7291.911） KW2.1.3 传动装置效率双头蜗杆传动效率 蜗=0.78 滚动轴承效率 44.59=624.261203.95） r/min依据运算出的电动机容量

10、和转速，查得所需的电动机Y 系列三相异步电动机相应的技术参数及传动比的比较情形如下表所示：电动机转速 r/min方案电动机型号额定功率Ped kw同步转速满载转速总传动比1Y132M-8375071015.922Y132S-63100096021.533Y100L2-431500143032.07综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量和减速器的传动比，可见第2方案比较适合；因此选定电动机机型号为Y132S-6其主要性能如下表:位： mm中心高H外形尺寸L 各轴的输入功率P1 =Pd 联 =2.453 0.99=2.428KWP2 =P1 轴 蜗 =2.428 0.99 0.78=1.875KW

11、PW =P2 轴 联 =1.875 0.99 0.99=1.838KW3 ） 各轴的输入转矩P1 =2.428KW P2 =1.875KW PW =1.838KWT0=9550Pd /n0=9550 2.453 /960=24.400N. mT0=24.400N.mT1 =9550P1 /n1=9550 2.428 /960=24.157N.mT1 =24.157N.mT2 =9550P2/n2=9550 1.875/44.59=401.618N. mT2 =401.618N.mTW=9550P W/n W=9550 1.838 /44.59=393.623N. mTW =393.623N.

12、m参数电动机轴轴轴滚筒轴输入功率P/KW输入转矩TN . m24.40024.157401.618393.623传动比502.3 运动和动力参数的运算结果列于下表转速96096044.5944.59nr/min）2.4352.4281.8751.838三 传动件的设计运算3.1 蜗杆副的设计运算3.1.1 挑选材料蜗杆： 45 钢，表面淬火45-55HRC ；蜗 轮： 10-3铝 青铜 ZCuAl10Fe3， 金 属模 铸造 ， 假 设 相 对滑 动 速 度vs6m/s3.1.2 确定许用应力许用接触应力 H=120MPa许用弯曲应力 F=90MPa3.1.3参数的挑选蜗杆头数Z1 =2蜗轮齿

13、数Z2 =i . Z1=21.53 2=43.06就 Z2 取 44使用系数KA=1.1综合弹性系数ZE=160接触系数Z取 d1 /a=0.4由图 12-11得， Z =2.83.1.4确定中心距aa3 K AT2 Z EZ P 23 1.14016181602.8 2183.29mmH 120取整： a=185mm1d0.68a0.8750.681850.87565.51m2ad1 z221854465.56.92如取 m=8,d1=80mm就d2=mZ 2 =44 8=352mm就中心距 a 为m2 d5120mm31a1 d2d 2 1 802352216 mm3.1.5验算蜗轮圆周速

14、度v 2、相对滑动速度1 ）蜗轮圆周速度v 2VS 、及传动总效率vd 2 n223.1435244.590.821m / s6010006010002 ）导程角由 tanmz1 d13 ）相对滑动速度arctan mz111.31vsvd1n13.14809604.099m/ s6m / s 601000cos601000cos11.31与初选值相符，选用材料合适4 ）传动总效率 当量摩擦角2.290.95 0.97tan 0.95 0.97 tan11.31tan tan11.312.29原估量效率 0.712与总效率相差较大，需要重新验算3.1.6复核 m2 d1d1s0.785 0.8

15、02Z E29KT2 3319.15m2dz2 H1所以原设计合理3.1.7验算蜗轮抗弯强度 蜗轮齿根抗弯强度验算公式为F1.53K AT2Yd1d2mcosFa 2F其中当量齿数ZVZ2cos 344cos11.31 346.67YFa 22.41.53F1.14016182.47.34MPa F803528cos11.31所以强度足够3.2 运算蜗杆传动等其他几何尺寸3.2.1 蜗杆相关几何尺寸分度圆直径齿顶高d1mqha1m80mm8mm全齿高齿顶圆直径h12ha da 1mc mq218280.2810217.6mm 96mm齿根圆直径d f 1m q2.48102.460.8mm蜗杆

16、螺旋部分长度b1110.06z2 m110.06448109.12 由于当 m, 传动效率 为 0.712；由公式t1000P1 1t At得：A1000P1 10.93m2tt3.3 设计参数1 高速轴nT1 =24157N mm1 =960r/mind1 =80mm2 低速轴nT2 =401618N mm2 =44.59r/mind2 =352mm3.4 蜗杆上的作用力1） ）圆周力Ft12T1d1224157806 0 3.9 2 5N2T22401618d 2352其方向与力作用点圆周速度方向相反2） ）轴向力Fa1Ft 22281.92N其方向与蜗轮的转动方向相反3） ）径向力Fr

17、1Fa1 tann830.55N其中 n=20 其方向力由力的作用点指向轮1 的转动中心3.5蜗轮上的作用力蜗轮上的轴向力、圆周力、径向力分别与蜗杆上相应的圆周力、轴向力、径向力大小相等，方向相反，即蜗轮上的作用力为：Fa 2 =Ft1 ； Ft 2 =Fa1 ； Fr 2 =Fr1四 减速器三维结构设计1 、机座的设计1) 新建 jizuo.prt,取 消 缺 省 模 块 mmns_part_solid， 进 入 绘 图 界面，以 FRONT 面作为基准平面，用拉伸和拉伸切除命令创建机座总体的基本外形；2) 作出机座凸缘草绘图并作拉伸；3) 拉伸作出机座轴承座；图 4-14) 用拉伸和拔模命

18、令作出轴承座旁连接螺栓座；图 4-25) 用拉伸切除命令作出机座内腔与轴承座；6) 用筋工具做出机座上的肋并合并成组做镜像特点；7) 用拉伸命令做出机座两侧吊钩；图 4-38) 拉伸 作出机 座的 游标 座和放油螺塞并在 上面 打出 相应的孔， 在菜单栏选到插入修饰单击螺纹命令，对孔进行螺纹修饰；9) 打出端盖螺钉孔并作阵列，像上一步的命令作相应的螺纹修饰；10) 拉伸切除作出冷却管的进水孔和出水孔；11) 对机座相关部分作出倒角；图 4-42 、机盖的设计1) 新建零件jigai.prt取消缺省模块mmns_part_solid，进入草绘界面，以FRONT 面为基准面，用拉伸、拉伸切除命令创

19、建机盖总体的基本外形；2) 作出机盖凸缘外形并拉伸；3) 用拉伸和拉伸切除命令作出轴承座和内腔；4) 用拉 伸与拉 伸切 除做 窥视孔盖的凸缘部 分， 打出 窥视孔盖螺钉孔并作螺纹修饰；5) 用拉伸、拔模命令作出吊环并作镜像；图 4-56) 对机盖的轴承端盖打孔并阵列，最终作螺纹修饰7) 对机盖相关部分作出倒角；图 4-63 、蜗杆的设计1 ） 单击窗口 上部工 具栏 中的“ 创建新对象” 按 钮， 打开新建对话框， 在名称栏 中输 入“ wogan11 ”作为文 件名，保持其余默认设置不变，单击确定进入草绘环境域面；2 ）单击窗口右侧快捷工具栏中的“旋转”工具按钮，单击其中的草图 4 -75

20、 ）在蜗杆轴上作出相关部分的倒角特点6 ） 单 击 菜单 命令 “ 插 入 螺 纹扫 描 切口 ” ， 打开 “ 切剪 、 螺 纹扫描”对话框和菜单治理器，以轨迹线和截面，并输入”螺距节距front面作为草绘基准面，绘制如下所示=39.584”绘按钮，打开对话框，在窗口左侧的模型树中单击front基准面图标， 单击草绘按钮进入进入二维草图绘制界面；3 ） 接受系统 自动打 开的 “ 参照” 对话框中的的 默认 设置不变， 直接单击关闭按钮对话框；4 ） 分别单击 草绘工 具栏 中的“ 创建直线” ， 及 其按 钮列表中的“ 创建两点中心线”按钮，绘制如下图的封闭折线和旋转轴：图 4 -8图 4

21、 -97） ）单击“切剪：螺纹扫描”对话框中的预览按钮，确认无误后再单击确定按钮，系统将自动生成如下图所示的立体成效；图 4 -108） ）拉伸切除作出蜗杆轴上的键槽，最终如下图所示、9） ）做出蜗杆轴上的键图 4 -11图 4 -124、蜗轮及其蜗轮轴的设计1) 单击 窗口上 部工 具栏 中的“ 创建新对象 ” 按 钮， 打开新建对话框， 在名 称栏 中 输 入“ wogan11 ” 作 为 文 件 名， 保持 其 余 默 认设 置 不变，单击确定进入草绘环境域面；2) 单击 窗口右侧快捷工具栏中 的“ 旋转 ” 工 具按钮， 单击其中的草绘按钮，打开对话框，在窗口左侧的模型树中单击fron

22、t基准面图标，单击草绘按钮进入进入二维草图绘制界面；3) 接受 系统自 动打 开的 “ 参照” 对话框中 的的 默认 设置不变， 直接单击关闭按钮对话框；4) 分别 单击草 绘工 具栏 中的“ 创建直线” ， 及 其按 钮列表中 的“ 创建两点中心线”按钮，绘制如下图的封闭折线和旋转轴：图 4 -135) 单击确定按钮，作出蜗轮的主体框架，如下图所示：图 4 -146) 单击草绘工具栏里的“创建圆”按钮和“创建两点中心线”按钮， 绘制如下列图的圆和中心线，然后单击操控板中的“去除材料”按钮，作旋转切除，系统将自动生成如下图所示的立体成效：图 4 -157) 单击 菜单 命令 “ 插 入 螺 纹

23、扫 描 切口 ” ， 打开 “ 切剪 、 螺 纹扫描”对话框和菜单治理器，以front面作为草绘基准面，绘制如下所示轨迹线和截面，并输入节距=39.584；图 4 -16图 4 -178) 单击确定按钮，并作圆周阵列可得到如下图所示的立体成效；图 4 -189) 拉伸切除作出与轴相协作的轮毂孔和腹板上的圆孔图 4 -1910) 作出相关部分倒角特点11) 打出蜗轮螺钉孔，并如下图作螺钉孔的螺纹修饰图 4 -2012) 单击阵列命令作出六个螺钉孔和螺纹修饰，最终作出的蜗轮如下图所示图 4 -2113) 以 front面作为草绘基准面，绘制如下草图14) 单击旋转命令，得到蜗轮轴的总体部分图 4

24、-2215) 用拉伸切除命令分别作出与蜗轮相协作的键槽和小圆柱上的键槽， 最终作出的蜗轮轴如图示图 4 -2316) 作出 蜗轮轴 上的 两个 键， 并将蜗轮与蜗 轮轴 、键 协作起来， 并检查干涉图 4 -245 、轴承的设计1) 参数 化创 建蜗 杆的 圆锥 滚子 轴 承， 型号 为 30307 ， 零件 名称 为、zhoucheng_303072) 绘制零件轴向的截面草图，如下图示图 4 -253) 单击旋转命令，使草绘截面绕轴线旋转一周即可获得轴承外圈三维实体模型的基础特点图 4 -264) 查阅机械设计课程设计手册查看型号为30307圆锥滚子轴承的各个尺寸进行变量的定义，参数和关系如

25、下所示：图 4 -275) 作旋转切除，获得与圆锥滚子相协作所需的空间，草绘和立体成效图如下所示；图 5 -28图 4-296) 利用 旋转命 令创 建轴 承内部的圆锥滚子 ， 并 圆周 阵列获得全部圆锥滚子；7) 对轴承进行倒角；图 4 -308) 利用相同步骤作出蜗轮的圆锥滚子轴承，型号为30211.6 、轴承端盖的设计1) 创建蜗轮的轴承端盖，零件名称为wolun_duangaiqian.prt2) 单机右侧工具栏的草绘按钮，以front作为草绘基准面，绘制端盖的基本外形并作旋转，单击确定按钮，得到立体成效图；图 4 -313) 用拉伸切除作出轴孔图 4 -324) 用拉伸切除作出与端盖

26、螺钉相协作的孔并作圆周阵列图 4 -335) 利用旋转切除命令作出与毡封油圈相协作所需的空间6) 对端盖相关部分进行倒角7) 用旋转命令作出毡封油圈；图 4 -348) 用旋转命令作出端盖垫片和挡油板9) 将毡封油圈与轴承端盖协作10) 相同方法作出蜗轮后端盖和蜗杆的前后端盖以及垫片、毡封油圈、挡油板7 、其他相关配件的设计冷却管的创建11 ）新建 lenglingguan.prt,在菜单栏用插入“螺纹扫描伸出项”，作出冷却管螺旋部分12 ）在菜单栏中用插入“扫描伸出项”，作出冷却管的其他部分图 4 -36杆式油标的创建13 ）用旋转命令作出杆式油标的草绘图图 4 -3714 ）作油标相关的倒

27、角部分在菜单栏用插入修饰螺纹，对油标进行螺纹修饰通气塞的创建图 4 -381) 用拉伸、拉伸切除、旋转命令作出通气塞的上部图 4 -392) 用旋转命令作出通气塞的下部3) 用拉伸切除作出通气塞的通气孔图 4 -404) 在菜单栏用插入修饰螺纹，对通气塞进行螺纹修饰5) 对通气塞倒角连接螺栓、螺母、垫片的创建图 4 -411) 用旋转命令作出轴承座旁连接螺栓的总体外形2) 用拉伸切除和旋转命令对连接螺栓头部进行倒角3) 用插入修饰螺纹进行螺栓的螺纹修饰图 4 -4 2 图 4 -434) 用旋转、拉伸切除作出螺母的基本外形5) 对螺母进行螺纹修饰图 4 -446) 旋转作出轴承座旁连接螺栓的垫

28、片图 4 -457) 用同样方法作出机座机盖的连接螺栓、螺母、垫片起盖螺钉的创建8) 用旋转命令作出起盖螺钉的总体外形9) 用拉伸切除作出螺钉的头部10) 对螺钉进行倒角11) 对螺钉进行螺纹修饰图 4 -46窥视孔盖的创建图 4 -471) 创建窥视孔盖、shikongggai.prt2) 草绘并拉伸做出窥视孔盖, 并做倒角3) 创建窥视孔盖上调整垫片图 4-48图 4-49定位销的创建1 ）用旋转命令作出销的外形图 4-50挡油板的创建1 ）旋转命令作出挡油板放油螺塞的创建图 4-511） ）旋转作出放油螺塞的总体外形，单击确定得到立体成效图；图 4-52图 4-5 32） ）对螺塞做倒角

29、3） ）伸切除作出螺塞的头部图 4 -54五 减速器装配与仿真1 、装配 wolun1.asm,取消缺省模块 -mmns-asm-design,协作的界面2 、点击-wolunzhou.prt-3 、导入对象点击装配挑选wolunzhoupeihe_jian,挑选键的侧面与轴的侧面为配对对象4 、在 下拉菜单挑选约束关系 ， 点 击放 置添 加约束为配对挑选键的的底面和键槽的底面为约束工程5 、再插入键后，点击对齐，挑选键的半圆面和轴键槽的半圆面，点击确定，完成键的导入；完成如下列图图 5 -15 、连续 点击， 导入 对象 wolun1.prt,挑选蜗 轮轴 中 心线 与蜗 轮中心线重合，再

30、把键的侧面和顶面分别和蜗轮协作，轴肩一个面与蜗轮协作对齐6 、将其次个键装入蜗轮轴图 5-27 、检查干涉，发觉没有干涉9 、将蜗杆和蜗轮分别装入机座10 、检查干涉，发觉无干涉图 5-311 、将蜗杆蜗轮的挡油板、轴承分别装入图 5-412 、将垫片和轴承端盖装入图 5-51. 最 后将冷却管、 放油 螺塞、 杆式油标、轴 承座旁连接螺 栓、 视孔盖、螺母、机座与机盖连接螺栓、起盖螺钉、视孔盖螺钉、定位销等分别装入图 5-64) 减速器仿真运动的设计1 、打开装配组件fangzhen.asm,2 、挑选菜单栏中的应用程序- 机构3 、直径挑选定义蜗杆蜗轮连接图标图 5-74 、创建伺服电动机

31、设定如下图：，挑选运动轴并分别输入分度圆图 5-85 、 点选机构分析图标并设置如下：6 、 点击运行后确定图 5-97 、 点击回放图标，保 存仿真运动 ：AnalysisDefinition1.pbk,如图 5-1 02）减速器工程图的设计2. 新建绘图 - 文件名 a0.drw,取消缺省模式 - 空- 横向 - 标准大小 A0， 绘图的界面，进行作图操作；3. 绘制 A0 图纸的边框为841mm 1189mm，并插入表格，右键属性绘图选项里把英制尺寸inch改为公制尺寸mm.如图 5 -114. 点击，导入零件，插入主视图，分别投影得到左试图、俯视图；分别对主视图、左视图和俯视图做剖视图，并进行相关的尺寸标注，编排零部件次序，插入注释文字；图 5 -10图 5-117.8.点击，导入蜗杆零件，插入主视图；进行相关的尺寸标注，编排零部件次序，插入注释文字；5. 新建绘图 - 文件名 wogan.drw,取消缺省模式