主减速器设计要点范文

主减速器设计要点范文第1篇

图1传动系统的总轮廓图

一、轴的材料选择及最小直径估算

根据工作条件，小齿轮的直径较小(选用45钢，正火，硬度HB=

。

)，采用齿轮轴结构，按扭转强度法进行最小直径估算，即

直径轴段开有键槽，还要考虑键槽对轴的强度影响。

值由表263确定：

1、高速轴最小直径的确定

=112

初算轴径，若最小由轴器，设有一个键槽。则

，因高速轴最小直径处安装联

，由于减速器输入轴通过联轴器与电动机轴相联结，则外伸段轴径与电动机轴径不得相差太大，否则难以选择合适的联轴器，取

，

为电动机轴直径，由前以选电动机查表6-166：

，综合考虑各因素，取

2、中间轴最小直径的确定

。

，

，因中间轴最小直径处安装滚动轴承，取为标准值

3、低速轴最小直径的确定

。

，因低速轴最小直径处安装联轴器，设有一键槽，则见联轴器的选择，查表6-96，就近取联轴器孔径的标准值

，参

。

二、轴的结构设计

1、高速轴的结构设计

图2 (1)、各轴段的直径的确定

：最小直径，安装联轴器

：密封处轴段，根据联轴器轴向定位要求，以及密封圈的标准查表6-85(采用毡圈密封)，：滚动轴承处轴段，：过渡轴段，取 ：滚动轴承处轴段

，滚动轴承选取30208。 (2)、各轴段长度的确定

：由联轴器长度查表6-96得，

，取

：由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定 ：由滚动轴承确定

：由装配关系及箱体结构等确定 ：由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定 ：由小齿轮宽度

2、中间轴的结构设计

确定 ，取

图3 (1)、各轴段的直径的确定 ：最小直径，滚动轴承处轴段，：低速级小齿轮轴段

，滚动轴承选30206 ：轴环，根据齿轮的轴向定位要求 ：高速级大齿轮轴段 ：滚动轴承处轴段 (2)、各轴段长度的确定 ：由滚动轴承、装配关系确定 ：由低速级小齿轮的毂孔宽度：轴环宽度

确定

确定

：由高速级大齿轮的毂孔宽度 ：由滚动轴承、挡油盘及装配关系等确定

3、低速轴的结构设计

图4 (1)、各轴段的直径的确定 ：滚动轴承处轴段 ：低速级大齿轮轴段

，滚动轴承选取30210

：轴环，根据齿轮的轴向定位要求 ：过渡轴段，考虑挡油盘的轴向定位 ：滚动轴承处轴段

：密封处轴段，根据联轴器的轴向定位要求，以及密封圈的标准(采用毡圈密封)

：最小直径，安装联轴器的外伸轴段 (2)、各轴段长度的确定

：由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定 ：由低速级大齿轮的毂孔宽：轴环宽度

确定

：由装配关系、箱体结构确定 ：由滚动轴承、挡油盘及装配关系确定

：由箱体结构、轴承端盖、装配关系确定 ：由联轴器的毂孔宽

确定

轴的校核

一、校核高速轴

1、轴上力的作用点位置和支点跨距的确定

齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽度的中点，轴上安装的30208轴承，从表6-67可知它的负荷作用中心到轴承外端面的距离为

，支点跨距速级小齿轮作用点到右支点

，

距B

，高

的距离为A

为

图5

2、计算轴上的作用力

如图41，求

：

;

3、计算支反力并绘制转矩、弯矩图 (1)、垂直面

图6

;

图7 (2)、水平面

图8

; ;

;

图9 (3)、求支反力，作轴的合成弯矩图、转矩图

图10

1轴的弯矩图

图11

1轴的转矩图

(4)、按弯扭合成应力校核轴的强度

进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面(即危险截面C)的强度，因为是单向回转轴，所以扭转应力视为脉动循环应力，折算系数

。

已选定轴的材料为45钢正火处理，由表26-4查得因此

，严重富裕。

，

二、校核中间轴

1、轴上力的作用点位置和支点跨距的确定

轴上安装30206轴承，它的负荷作用中心到轴承外端面距离为

，跨距

，高速级大齿轮的力作用点C到左支点A的距离

，低速级小齿轮的力作用点D到右支点B的距离用点之间的距离轴的受力简图为：

。

。两齿轮力作

图12

2、计算轴上作用力

齿轮2：

;

齿轮3：;

3、计算支反力

(1)、垂直面支反力

图13 由

，得

由，得

由轴上合力校核：

，计算无误

(2)、水平面支反力

图14 由

，得

由，得

由轴上合力校核： ，计算无误

(3)、总支反力为

(4)、绘制转矩、弯矩图

a、垂直面内弯矩图 C处弯矩

D处弯矩

图15

b、水平面内弯矩图 C处弯矩

D处弯矩

图16 c、合成弯矩图

图17 d、转矩图

图18 (5)、弯扭合成校核

进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和转矩的截面(即截面D)的强度。去折算系数为

已选定轴的材料为45钢正火处理，由表26-4查得。

，因此

三、校核低速轴

1、轴上力的作用点位置和支点跨距的确定

齿轮对轴的力作用点按简化原则应在齿轮宽度的中点，轴上安装的30210轴承，从表126可知它的负荷作用中心到轴承外端面的距离为

，支点跨距

，低速级大齿轮作用点到右支点B的距离为A为

，距

图19

2、计算轴上的作用力

如图415，求

： ;

3、计算支反力并绘制转矩、弯矩图 (1)、垂直面

图20

;

图21 (2)、水平面

图22

; ;

;

图23 (3)、求支反力，作轴的合成弯矩图、转矩图

图24

图25 (4)、按弯扭合成应力校核轴的强度

校核危险截面C的强度，因为是单向回转轴，所以扭转应力视为脉动循环应力，折算系数

。

已选定轴的材料为45钢正火处理，由表26-4查得因此

，强度足够。

，

则传动系统轮廓图为

主减速器设计要点范文第2篇

设计内容( 二级齿轮减速器

专 业 ：机械设计制造及其自动化

班 级 ： 1201 班

姓 名 ： 闫佳荣

学 号 ： 20121804141 指导老师 ： 马利云

吕梁学院学院 矿业工程系

完成时间 ： 2015 年

月

5 日

)

目 录

第一章 前言 .............................................................(3)

第二章 减速器零部件三维造型设计 .........................................(3)

2.1 箱座建模主要参数及主要过程.....................................(3)

2.2 大端盖建模主要参数及主要过程...................................(7)

2.3轴及轴上零件建模主要参数及主要过程.............................(8)

第三章 虚拟装配..........................................................(11)

3.1制作装配图 .....................................................(11)

第四章 心得体会.......................................................... (13) 第五章 参考文献.......................................................... (14)

机械设计课程设计

第一章 前言

计算机辅助设计(CAD)技术是现代信息技术领域中设计技术之一，也是使用最广泛的技术。UG作为中高端三维CAD软件，具有功能强大、应用范围广等优点，应此被认为是具有统一力的中高端设计解决方案。

UG由许多功能模块组成，每一个模块都有自己独立的功能，可以根据需要调用其中的一个或几个模块进行设计。还可以调用系统的附加模块或者使用软件进行二次开发工作。下面介绍UG集成环境中的四个主要CAD模块。

1.基础环境 基础环境是UG启动后自动运行的第一个模块，是其他应用模块运行的公共平台。

2.建模模块 建模模块用于创建三维模型，是UG中的核心模块。UG软件所擅长的曲线功能和曲面功能在该模块中得到了充分体现，可以自由地表达设计思想和进行创造性的改进设计，从而获得良好的造型效果和造型速度。 3.装配模块 使用UG的装配模块可以很轻松地完成所有零件的装配工作。在组装过程中，可以采用自顶而下和自下而上的装配方法，可以快速跨越装配层来直接访问任何组件或子装配图的设计模型。

4.制图模块 使用UG三维模型生成工程图简单方便，只需对自动生成的视图进行简单的修改或标注就可以完成工程图的绘制。同时，如果在实体模型或工程图二者之一做任何修改，其修改结果就会立即反应到另一个中，使得工程图的绘制更加轻松快捷。

这次二级减速器造型设计能够使我们学习机械产品UG设计基本方法，巩固课程知识，提高动手实践能力，进一步提高运用计算机进行三维造型及装配设计、工程图绘制方面的能力，了解软件间的数据传递交换等运用。

第二章

减速器零部件三维造型设计

2.1 箱座建模主要参数及主要过程

1、绘制箱座底座，如图2.1-1所示

利用草图和拉伸操作完成箱座大至尺寸的建模

3

机械设计课程设计

图2.1-1

2、箱体的壁厚取12，如图2.1-2所示

图2.1-2

3、利用腔体操作完成箱座内腔、布尔操作将箱座的组成单元求和、求差如图2.1-3 2.1-4 2.1-5

图2.1-3

4

机械设计课程设计

图2.1-4

图2.1-5

4、箱体通过拉伸打孔等特征操作最后箱体如图2.1-6

图2.1-6

5、利用孔、螺纹特征工具制作油塞孔、视孔、通气器孔及吊环孔，如图2.1-7所示

5

机械设计课程设计

图2.1-7

8、油塞螺纹孔的创建参数如图2.1-8所示

图2.1-8

9、倒圆角、倒斜角操作完善箱座建模

图2.1-9

9、用到的其他特征和操作：插入垫块，建立平面和基准

6

机械设计课程设计

图2.1-10 2.2 大端盖建模主要过程

1、建立草图、拉伸完成箱盖大至外形建模2.2-1

图2.2-1

4、运用拉伸、利用孔完成凸台上螺栓沉头孔的建模如图2.2-2

图2.2-2

5、运用镜像操作，完成箱盖主体建模即完成大端盖建模如图2.2-3

7

机械设计课程设计

图2.2-3

6、建立草图、拉伸、布尔操作，完成箱座顶部透气盖板处的建模;孔操作和矩形阵列完成透气盖板安装螺栓孔如图2.2-4

图 2.2-4

7、利用倒斜角、倒圆角完善箱盖建模，完成效果图如图2.2-5

图 2.2-5

2.3轴及轴上零件建模主要参数及主要过程

1、轴的建模：建立草图、回转(台阶轴)草图，拉伸、布尔操作(键槽)

8

机械设计课程设计

倒斜角如图2.3-1

图2.3-1

2、利用UG斜齿轮建模插件，输入参数，自动生成斜齿轮

图2.3-2

3、运用键特征生成键如图2.3-3

图2.3-3

4、运用拉伸和倒角特征完成最后零件如图2.3-4

9

机械设计课程设计

图2.3-4

5、轴承端盖：草图回转孔倒斜角、倒圆角如图2.3-5

图 2.3-5

6、通气盖板 草图拉伸孔矩形阵列倒圆角

图 2.3-6

7、通气塞

图 2.3-7

10

机械设计课程设计

8、螺栓和起盖螺钉

图 2.3-8

9、轴承的建模

轴承是标准件，利用UG软件插件获得轴承模型

图 2.3-9

10、轴套按照实际尺寸，建立草图回转获得

图 2.3-10 第三章虚拟装配

3.1制作装配图

1)新建文件设置如图并打开，开始-装配如图3.1-

1、3.1-2所示

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机械设计课程设计

图3.1-1 图3.1-2 2)以轴为基础，将轴承、斜齿轮、健、套筒装配成三个部件以箱座为基础，装配已装配完成的三个部件、箱盖、通气盖板、通气塞、轴承端盖、螺栓等

3)点击“添加组件”以绝对原点的方式添加零件如图3.1-3

图3.1-3 4)点击“添加组件”以通过约束的方式添加其它组件，如图3.1-4所示

12

机械设计课程设计

图3.1-4 5)分别添加零部件最后装配图渲染效果如下图3.1-5

图3.1-5

第四章 心得体会

虽然课程设计要求的内容都有完成，不过因为水平有限并且在所难免的无法顾及到方方面面，因此该项课程设计还存在很多不完善甚至是错误的地方。我们希望能利用课程设计之后的时间慢慢将它完善，做到做好。再次感谢同学和老师的帮助，我会更加努力的

通过这次设计，使我认识到上课时的内容虽然已经很很丰富，但如果没有实践的话，学习再多的理论也只是纸上谈兵，就像用到的各种符号，往往就同其它

13

机械设计课程设计

的一些符号相混，结果往往是张冠李戴。但如果书上的知识没有掌握，在设计的过程中会遇到很多麻烦，就像有许多公式记不起来，结果是弄得自己手忙脚乱，只好再从书上查找;通过这次设计，我查找资料的能力和软件操作能力也得到了很大的提高。

经过这次课程设计，我的三维造型能力得到很大的提高。在这个二级减速器造型设计过程中，我的UG制图知识得到了进一步的巩固，同时还知道了许多的技巧。例如，箱体上螺纹孔的创建。我还有一个收获就是学会了查资料来解决问题，我本来不知道圆柱直齿轮是怎么建模的，于是我到图书馆找了几本书回来看，最后，我才懂得用扫掠的方法来画斜齿轮。所以，我应该感谢这次课程设计使我获得了进一步的提高。

这次的设计，使我也懂得所学的理论知识要做到真正的融会贯通，就必须是理论同实践相结合。在现实生活中要勤于用学过的知识分析遇到的问题。

第五章 参考文献

[1] 槐创锋等.UG NX7.0中文版机械设计从入门到精通.北京：机械工业出版社，2010. [2] 吴宗泽等.机械设计课程设计手册.北京：高等教育出版社，2006. [3] 吴明友.UG NX6.0中文版产品建模.北京：化学工业出版社，2010. [4] 濮良贵等.机械设计.北京：高等教育出版社.北京：高等教育出版社，2006.

主减速器设计要点范文第3篇

二级圆柱齿轮减速器是应用于原动机和工作机之间的独立传动装置, 具有结构紧凑、传动效率较高、传递运动准确可靠、使用维护方便和可成批生产等特点, 如图1。而传统的减速器课程设计环节教学手段, 通常是采用直接手工铅笔或者计算机二维软件绘制二维工程图来实现。这种做法不仅不能以模型直观逼真地显现出减速器的结构特征, 而且对于一个视图上某些尺寸的修改, 还不能自动反应在其它对应视图上;这种传统的教学手段对学生的制图能力还提出了较大的要求, 使相当大的一部分学生感觉完成任务吃力。所以现在改变传统的教学观念, 建立以三维软件INVENTOR为载体来实施满足教学, 体现参数化内涵修改一个尺寸参数所有的将会自动更新, 降低任务难度, 提升学生兴趣。建立减速器的三位数字模型后, 同学们还可以进行运动模拟仿真, 通过运动模拟仿真同学们还可以非常直观的认识零件的结构、干涉、强度、刚度、动力情况, 运动是否正确。

1 测绘零件, 实现参数化三维建模与生成零件图

教师讲解减速器的拆装过程, 讲清绘图尺寸是通过对实体减速箱的测绘得来。首先观察减速器各部分的结构, 判断传动方式、级数、输入、输出轴如图2;其次用扳手拆下观察孔的盖板, 观察观察孔的位置是否恰当, 大小是否合适。再拧下箱盖和箱座联接螺栓以及轴承端盖螺钉, 拔出定位销, 打开箱盖。

分析整个结构, 测量各零件尺寸;如先测量齿轮端面与箱体内壁的距离, 大齿轮的顶圆与箱体内壁之间的距离, 轴承内端面到箱体内壁之间的距离;再测量底座与上盖的各部分尺寸与结构、轴承的组合结构与尺寸、齿轮的尺寸与结构、键与键槽的尺寸与结构, 如图3。

得到零件参数的同时, 学生就可以利用Inventor开始参数化建模。箱体模型也是建模过程当中最复杂的部分, 在建模过程当中需要大量地使用系统提供的建模特征, 当然可以分析到上盖和底座有相同的基本结构比如螺栓孔、定位销和相互贴合面, 建模时画上盖和底座可以充分利用共同结构, 减少工作量, 降低画图难度如图4。Inventor有标准件模块, 在齿轮建模时, 可以直接调取使用, 当然也可以参数化建模, 通过草图、拉伸、扫略、阵列命令来实现。同样也是适用标件轴承、键、端盖、螺栓、螺母等, 这些标准件在绘制的时候要特别注意标准值的使用, 要能正确配合其他零件的装配尺寸, 这样才能保证齿轮的正常啮合, 如图5。建立了三维零件就可以通过Inventor工程图模块生成工程图, 结合制图模块能够充分利用三个基本视图、半剖、阶梯剖、断面图等表达形式正确合理的表达工程图, 进而充分培养学生机械制图的视图表达能力。并对工程图进行标注。

2 参数化装配的建立与生成装配图

在所有零件参数化建模完成以后, 就可以实现虚拟装配。利用软件满足装配要求, 可以让学生清楚的认识到该产品的性能与结构是否满足要求, 通过分析评估改进产品的设计和装配体的结构, 实现产品装配的高效性。而且虚拟的展现了减速器的整个装配过程, 并规划减速器的装配步骤和路线。打开Inventor, 进入装配环境, 调入下盖, 这样就以下盖为基准实现有效有序的自下而上、自里而外的装配。Inventor里面的装配功能有面对齐、同轴、距离等多种标准配合关系, 通过这些功能可以让同学们实现齿轮与轴、轴承等所有零件的装配。要注意的是齿轮与齿轮一定要正确的啮合关系, 装配体如图6。

装配完成以后, 就让学生对整个装配体进行干涉检查, 主要是装配过程的碰撞检查, 以及装配完成之后的干涉检查。零件按装配路线移动, 若与其他零件发生碰撞, 则零件无法移动到正确的位置, 就会影响减速器的正常装配。利用碰撞检查, 可以检测装配过程中的碰撞问题, 碰撞部分会以高亮显示, 以此对装配体进行修改和规划合理的装配路线。对已建立好的静态模型, 可采用干涉检查装配完成的模型, 并不一定完全正确, 之间是否发生重叠现象, 需要反复地检查和修改在干涉检查中, 装配体会高亮地显示干涉区域, 通过在装配体中直接点击或单独打开零件, 即可快速地对零件进行调整修改, 达到正确合理状态。

3 运动仿真分析

Inventor自带的运动仿真模块, 可以让学生自己实现减速器的动态仿真, 该模块主要进行机械系统运动仿真, 可分析减速器各运动部件的速度、位移、受力、干涉等情况, 并可以输出相应的实验数据作为分析产品性能的保障和依据。注意指导在进行运动仿真之前要解除多余的约束关系, 不然将影响接下来的运动仿真参数设置。

点击环境下的运动仿真功能, 进入仿真模块。学生因为初次进入仿真模块, 系统会自动定义固定件, 所以应该取消“自动将约束转换为标准联接”和“当机械装置被过约束时发出警告”。隐藏上盖, 以便不会影响分析传动结构, 如图7。

把每一轴上的构件设置为一个部件整体, 其中包括构件有轴、齿轮、轴承、键, 这样构件将会作为一个整体转动起来, 设置主动轴。在减速器中涉及到的约束主要有固定副、旋转福、齿轮副。首先定义传动形式为外齿轮啮合运动, 并且保证为一个约束传动, 特别要注意的定义齿轮传动关系时, 一定要保证齿轮与齿轮之间的啮合关系, 一个很好的处理办法就是分别画出两齿轮的分度圆周, 设置齿轮外啮合就直接点取两分度圆。依次定义好两两传动关系, 形成传动结构。分析机构状态, 包括自由度、实体数和运动实体数, 保证整个机构有确定的运动方案。为齿轮添加运动动力, 选择高速级输入轴, 定义运动为恒定角速度为绕Z轴旋转。齿轮实际工作中会受到力的相互作用, 可以添加作用力矩, 分析受力, 也可以导出受力分析表, 至此就可以运动仿真了。点击“仿真播放器”, 运行播放, 观察整个系统运行情况, 分析运行状态, 查看有没有运动干涉情况。若有, 则修改装配关系和调整各零件基本尺寸, 无则可以录制动画视频。这样学生就掌握了齿轮的传动关系, 认识了二级减速器的运转情况。

4 总结

通过Inventor实现二级减速器零件和装配图的绘制, 首先, 为中职《机械制图》实践环节课程设计提供一个全新的学习手段和方法, 改变原有传统二维制图为三维制图的教学手段, 并在制图过程中体现引导作用, 使其更为直观、形象、生动。其次, 通过这种教学手段更好地理解、掌握零部件的结构及装配关系, 并且可以实现二级圆柱齿轮减速器的运动仿真, 使整个齿轮传动系统的分析具有良好的交互性。最后, 分析二级圆柱齿轮减速器各部件之间的尺寸约束关系, 并运用自底向上的思路建立二级圆柱齿轮减速器总装图, 并对整个系统进行动力分析。这让学生更有感觉学习, 更有兴趣学习, 收获更多知识。

摘要：中职《机械制图》实践环节—课程设计通过Inventor软件来实现, 不但完善了传统的教学手段, 而且通过Inventor的三维建模、虚拟装配、三维生成二维和运动仿真等技术功能, 还改变了传统手工二维绘制工程图的教学方法, 使中职学生的学习兴趣得到提高, 还使他们的制图能力和知识全面性得到大大提升。

关键词：二级圆柱齿轮减速器,装配,运动仿真,机械制图,Inventor

参考文献

[1] 倪莉.机械制图课程设计指导书.中国电力出版社, 2008.

[2] 柴鹏飞, 王晨光.机械设计课程设计指导书.机械工业出版社, 2011.

[3] 刘昌丽.Autodesk Inventor2013中文版标准培训教程.电子工业出版社, 2013.