基于PRO-E的二级圆柱齿轮减速器设计
摘要：减速器是一种将由电动机输出的高转速降至要求的转速比较典型的机械装置。文中以二级圆柱齿轮减速器的设计为例，论述了从电动机的选择到齿轮传动、带传动的计算与设计，然后是轴（包括中间轴，高速轴及低速轴）与轴上零件（包括高速级直齿圆柱齿轮及低速级直齿圆柱齿轮）的选择、计算及设计，并且完成了强度校验。最后调用了Pro-E建模功能，使人能清晰地了解它的结构。
关键词：带传动、齿轮传动、轴、PRO-E建模
目 录
第一章 绪论 ………………………………………………………………………1
1.1二级展开式圆柱齿轮减速器简介………………………………………………1
1.1.1圆柱齿轮减速器……………………………………………………………1
1.1.2圆柱齿轮减速器的特点……………………………………………………1
1.2二级展开式圆柱齿轮减速器的发展……………………………………………1
1.3课题的提出………………………………………………………………………2
1.4本课题设计时要考虑的因素……………………………………………………2
第二章 电动机的选择………………………………………………………………4
2.1 电动机类型的选择………………………………………………………………4
2.2 电动机转速的选择………………………………………………………………4
2.3 传动比的确定……………………………………………………………………4
2.3.1 总传动比……………………………………………………………………4
2.3.2 分配传动比…………………………………………………………………4
2.4 各轴转速…………………………………………………………………………4
2.5 各轴功率…………………………………………………………………………5
2.6 各轴转矩…………………………………………………………………………5
第三章 带传动的设计计算…………………………………………………………6
3.1带型号的选择 ……………………………………………………………………6
3.2 计算带的参数……………………………………………………………………6
3.3 带轮的结构设计…………………………………………………………………7
3.3.1 带轮结构 …………………………………………………………………7
3.3.2 大带轮结构 ………………………………………………………………7
第四章 高速级直齿圆柱齿轮的设计计算…………………………………………8
4.1 选择材料、热处理方式和公差等级……………………………………………8
4.2 按齿面接触疲劳强度设计………………………………………………………8
4.3 主要尺寸计算……………………………………………………………………9
4.4 校核齿根弯曲疲劳强度…………………………………………………………9
4.5 齿轮的圆周速度…………………………………………………………………9
4.6 计算齿轮传动其他尺寸…………………………………………………………9
第五章 低速级直齿圆柱齿轮的设计计算………………………………………11
5.1 选择材料、热处理方式和公差等级…………………………………………11
5.2 按齿面接触疲劳强度设计……………………………………………………11
5.3 主要尺寸计算…………………………………………………………………12
5.4 校核齿根弯曲疲劳强度………………………………………………………12
5.5 齿轮的圆周速度………………………………………………………………12
5.6 计算齿轮传动其他尺寸………………………………………………………13
第六章 中间轴的设计与计算……………………………………………………14
6.1 已知条件………………………………………………………………………14
6.2 选择轴的材料…………………………………………………………………14
6.3 初选直径………………………………………………………………………14
6.4 结构设计………………………………………………………………………14
6.4.1 轴承部件的结构设计……………………………………………………14
6.4.2 轴上的力作用点的间距…………………………………………………15
6.5 键连接…………………………………………………………………………16
6.6 轴的受力分析…………………………………………………………………16
6.6.1计算支承支力……………………………………………………………16
6.6.2 弯矩图……………………………………………………………………16
6.7 校核强度及寿命………………………………………………………………17
6.7.1校核轴的强度 ……………………………………………………………17
6.7.2 校核键的强度……………………………………………………………17
6.7.3 校核轴承的寿命…………………………………………………………18
第七章 高速轴的设计与计算……………………………………………………19
7.1 已知条件………………………………………………………………………19
7.2 选择轴的材料…………………………………………………………………19
7.3 初选最小直径…………………………………………………………………19
7.4 结构设计………………………………………………………………………19
7.4.1 轴承部件的结构设计……………………………………………………19
7.4.2 轴上的力作用点的间距…………………………………………………21
7.5 键连接…………………………………………………………………………21
7.6 轴的受力分析…………………………………………………………………21
7.6.1计算支承支力……………………………………………………………21
7.6.2 弯矩图……………………………………………………………………22
7.7 校核强度及寿命………………………………………………………………22
7.7.1校核轴的强度……………………………………………………………22
7.7.2 校核键的强度……………………………………………………………23
7.7.3 校核轴承的寿命…………………………………………………………23
第八章 低速轴的设计与计算……………………………………………………24
8.1 已知条件………………………………………………………………………24
8.2 选择轴的材料…………………………………………………………………24
8.3 初选最小直径…………………………………………………………………24
8.4 结构设计………………………………………………………………………24
8.4.1 轴承部件的结构设计……………………………………………………24
8.4.2 轴上的力作用点的间距…………………………………………………26
8.5 键连接…………………………………………………………………………26
8.6 轴的受力分析…………………………………………………………………26
8.6.1计算支承支力……………………………………………………………26
8.6.2 弯矩图……………………………………………………………………27
8.7 校核强度及寿命………………………………………………………………27
8.7.1校核轴的强度 ……………………………………………………………27
8.7.2 校核键的强度……………………………………………………………28
8.7.3 校核轴承的寿命…………………………………………………………28
第九章 减速器箱体………………………………………………………………29
9.1 箱体的要求 ……………………………………………………………………29
9.2 箱体主要结构尺寸 ……………………………………………………………29
第十章 PRO-E建模 ………………………………………………………………32
10.1齿轮的设计 …………………………………………………………………32
10.2轴承的设计……………………………………………………………………32
10.3上箱体的设计…………………………………………………………………33
10.4齿轮轴的装配…………………………………………………………………34
10.5下箱体的设计…………………………………………………………………35
10.6减速器的装配…………………………………………………………………35
致谢 …………………………………………………………………………………36
参考文献 ……………………………………………………………………………37
附录 …………………………………………………………………………………38
参考文献
1.《减速器设计实例精解》,张春宜,北京：机械工业出版社 2009.7
2.《简明机械零件设计实用手册》,胡家秀,北京：机械工业出版社1999.10
3.《机械设计课程设计》,王旭,王积森,北京：机械工业出版社2008.2
4.《机械课程设计》,金清肃,武汉：华中科技大学出版社2007.10
5.《机械设计基础》,李正峰,上海：上海交通大学出版社2005
6.《PRO/Engineer Wildfire 3.0机械设计实例精解》,曹岩,北京：机械工业出版社2007.1
7. 《PRO/Engineer Wildfire机械设计与应用》,张学军,北京：国防工业出版社2006.27.
