基于ProE的运输机械用减速器的设计及动画仿真-蜗轮蜗杆减速器【三维PROE】.zip

摘 要I摘 要减速器被广泛地应用于各类机械产品和装备中，因此，研究提高其承载能力，延长其使用寿命，减小其体积和质量等问题，具有重要的经济意义。 本次设计首先，通过对减速器结构及原理进行分析，在此分析基础上提出了其设计方案；接着，对主要技术参数进行了计算选择；然后，对各主要零部件进行了设计与校核；最后，通过 AutoCAD 制图软件绘制了减速器装配图及主要零部件图。通过本次设计，巩固了大学所学专业知识，如 ： 机械原理、机械设计、材料力学、公差与互换性理论、机械制图等；掌握了普通机械产品的设计方法并能够熟练使用AutoCAD 制图软件，对今后的工作于生活具有极大意义。关键词：关键词：减速器，齿轮，蜗杆，轴，设计 毕业设计（论文）IIAbstractReducer is widely used in all kinds of mechanical products and equipment. Therefore, it is of great economic significance to study how to improve its bearing capacity, prolong its service life and reduce its volume and quality.Firstly, through the analysis of the structure and principle of the reducer, the design scheme is put forward on the basis of this analysis; then, the main technical parameters are calculated and selected; then, the main parts are designed and checked; finally, the assembly drawings and main parts drawings of the reducer are drawn by AutoCAD drawing software.Through this design, we have consolidated our professional knowledge, such as mechanical principle, mechanical design, material mechanics, tolerance and interchangeability theory, mechanical drawing, etc. We have mastered the design method of common mechanical products and can skillfully use AutoCAD drawing software, which is of great significance to our future work and life.Keywords: Reducer, Gear, Worm, Shaft, Design目 录III目 录摘 要 .IAbstract.II第 1 章 绪论.1第 2 章 传动装置的总体设计.22.1 设计要求.22.2 参数及方案选择.22.3 选择电动机.22.3.1 电动机类型的选择.32.3.2 电动机功率的选择.32.3.3 电动机转速的选择.32.4 传动比的计算.42.5 计算传动装置的运动和动力参数.42.5.1 各轴的转速.42.5.2 各轴的输入功率.42.5.3 各轴的输入转矩.5第 3 章 涡轮蜗杆传动机构设计.63.1 涡轮蜗杆设计.63.1.1 选择蜗轮蜗杆的传动类型.63.1.2 选择材料.63.1.3 按计齿面接触疲劳强度计算进行设.73.1.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸.83.1.5 校核齿根弯曲疲劳强度.83.1.6 验算效率.93.1.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定.93.1.8 蜗杆传动的热平衡计算.93.2 轴的设计与校核.103.2.1 蜗杆轴.103.2.2 涡轮轴.133.3 轴承的校核.163.3.1 蜗杆轴上的轴承寿命校核.163.3.2 涡轮轴上的轴承校核.163.4 键的校核.173.4.1 蜗杆轴上键的强度校核.173.4.2 蜗轮轴上键的强度校核.17第 4 章 齿轮传动机构设计.194.1 齿轮传动.19毕业设计（论文）IV4.1.1 选精度等级、材料和齿数.194.1.2 按齿面接触疲劳强度设计.194.1.3 按齿根弯曲强度设计.214.1.4 几何尺寸计算.224.1.5 验算.224.2 轴及轴上零件的设计与校核.234.2.1 输出轴.234.2.2 轴承.254.2.3 键.26第 5 章 减速器箱体及附件设计.275.1 箱体设计.275.1.1 箱体结构设计.275.1.2 油面位置及箱座高度的确定.275.1.3 箱体结构的工艺性.275.1.4 箱体尺寸设计.285.2 联轴器的选用.29蜗杆轴上联轴器的选用.295.3 减速器润滑与密封.295.3.1 轴承润滑.295.3.2 涡轮蜗杆润滑.305.3.3 密封方法的选取.30第 6 章 基于 Pro/E 的三维设计.316.1 Pro/E 三维设计软件概述.316.2 三维设计.316.2.1 蜗杆轴.316.2.2 齿轮.326.2.3 轴.326.2.4 箱体、箱盖.326.2.5 三维装配.336.3 仿真分析.336.3.1 Pro/E 仿真介绍.336.3.2 仿真.34总 结.37参考文献.38致 谢.39基于 ProE 的运输机械用减速器的设计及动画仿真1第 1 章 绪论随着我国科学技术水平的快速提高，减速器传动装置的技术得到了很大的进步，各企业的经济意识越加强烈，对工程的要求也就越来越高。但是由于受到大型减速器关键核心技术、性能、卡考使用寿命低、控制系统差距大等问题的影响，目前仍然存在着一些问题。当今高速发展的信息技术时代下，我国的科技水平同样得到了质的提升。作为输送物料的主要设备，生产工艺的发展矗然要幸高端的技术进行配合，从而实现生产效率的提高、资源能量的节约，增加我国国际竞争能力，实现利益最大化。减速器被广泛地应用于各类机械产品和装备中，因此，研究提高其承载能力，延长其使用寿命，减小其体积和质量等问题，具有重要的经济意义。本课题对某二级减速器，以体积最小为目标函数，进行可靠性分析及优化设计的研究，使学生在机械设计、计算机应用技术等方面受到综合训练，培养学生解决实际工程问题的能力。目前减速器已广泛应用于国民经经济各个部门，近年来在露天矿和地下矿的联合运输系统中减速器又成为重要的组成部分.主要有:钢绳芯减速器、 钢绳牵引胶带输送机和排弃场的连续输送设施等。这些输送机的特点是输送能力大(可达 30000t/h)，适用范围广(可运送矿石，煤炭，岩石和各种粉状物料，特定条件下也可以运人)，安全可靠，自动化程度高，设备维护检修容易，爬坡能力大(可达 16)，经营费用低，由于缩短运输距离可节省基建投资。目前，减速器的发展趋势是：大运输能力、大带宽、大倾角、增加单机长度和水平转弯， 合理使用胶带张力， 降低物料输送能耗， 清理胶带的最佳方法等。 我国已于 1978年完成了钢绳芯减速器的定型设计。钢绳芯减速器的适用范围：（1）适用于环境温度一般为-40C45C；在寒冷地区驱动站应有采暖设施；（2）可做水平运输，倾斜向上(16)和向下运输，也可以转弯运输；运输距离长，单机输送可达 15km；（3）可露天铺设，运输线可设防护罩或设通廊；（4）输送带伸长率为普通带的 1/5；其使用寿命比普通胶带长；成槽性好；运输距离。毕业设计（论文）2第 2 章 传动装置的总体设计2.1 设计要求本课题属于自拟项目基于 PRO/E 的运输机械用减速器的设计，主要利用PRO/E 三维设计软件实现上述的要求。主要完成以下的一些任务和要求：（1）减速机传动机构总体方案的设计；（2）减速机涡轮蜗杆副的设计与校核；（3）齿轮传动机构的设计；（4）齿轮箱体的设计；（5）齿轮的设计与校核；（6）支撑轴的设计与校核；（7）轴承的选型设计与校核；（8）减速机的仿真演示。2.2 参数及方案选择运输带工作拉力：F =2400N输带工作速度：V =1.1m/s卷筒直径：D =400mm传动方案如下：基于 ProE 的运输机械用减速器的设计及动画仿真32.3 选择电动机2.3.1 电动机类型的选择按工作要求和工作条件选用 Y 系列三相异步电动机。2.3.2 电动机功率的选择标准电动机的容量由额定功率表示。所选电动机的额定功率应该等于或稍大于工作要求的功率。容量小于工作要求，则不能保证工作机的正常工作，或使电动机长期过载、发热大而过早损坏；容量过大，则增加成本，并且由于效率和功率因数低而造成电能浪费。1、运输带的功率P为：)(64. 210001 . 124001000kWvFP2、电动机的输出功率0P为)(0kWpP电动机至滚筒轴的传动装置总效率。联轴器传动效率99.01，蜗杆传动效率75. 02，滚子轴承传动效率98. 03，齿轮传动的效率96. 04，滚筒的效率96. 05则从电动机到工作机传送链的总效率为：657. 096. 096. 098. 075. 099. 025423213、电动机所需功率为：kWPPw02. 5657. 064. 225. 125. 10查机械设计实践与创新表 19-1 选取电动机额定功率为 5.5kw。2.3.3 电动机转速的选择滚筒转速：min/5 .5240014. 31 . 1100060100060rDvn涡轮蜗杆传动比为：408蜗i毕业设计（论文）4齿轮传动的传动比为：42链i所以电动机实际转速的推荐值为：min/8400840rinnw符合这一范围的同步转速为 1000、1500、3000r/min。综合考虑传动装置机构紧凑性和经济性，选用同步转速 3000r/min 的电机。型号为 Y132S1-2，满载转速min/2900 rnm，功率 5.5kw。2.4 传动比的计算（1）传动比为：min/24.555 .522900rinnwm（2）传动比取涡轮蜗杆传动比：5 .20wi则齿轮传动的传动比为：7 . 269. 25 .2024.55链链，取ii则总的传动比：%)5%,5(%2 . 024.557 . 25 .2024.55iiiw2.5 计算传动装置的运动和动力参数2.5.1 各轴的转速1 轴 min/29001rnnm2 轴 min/46.1415 .20290012rinnw；3 轴 min/4 .527 . 246.14123rinn链；2.5.2 各轴的输入功率1 轴 kwPPm97. 499. 002. 511；2 轴 kwPP65. 398. 075. 097. 43212；3 轴 kwPP44. 396. 098. 065. 34323；基于 ProE 的运输机械用减速器的设计及动画仿真52.5.3 各轴的输入转矩1 轴 mNnPT37.16290097.495509550111；2 轴 mNnPT38.23472.14865.395509550222；3 轴 mNnPT57.61811.5344.395509550333；将各轴动力参数整理如下表：轴名功率kwP/转矩 mNT/转速min)/( rn传动比电机轴5.0216.53 29001 轴4.9716.37 290012 轴3.65246.41 141.4620.53 轴3.44626.95 52.42.7毕业设计（论文）6第 3 章 涡轮蜗杆传动机构设计3.1 涡轮蜗杆设计3.1.1 选择蜗轮蜗杆的传动类型传动参数：kwP97. 4 5 .20i min/2900rn 根据设计要求选用阿基米德蜗杆即 ZA 式。3.1.2 选择材料设12.5滑动速