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1、. . .单级蜗轮蜗杆齿轮减速器的CAE技术毕业论文目 录摘要IAbstractII前言II1.传动系统方案的确定及电动机的选择11.1传动方案的确定11.2 电动机的选择12. 减速器的设计32.1 蜗轮蜗杆运动参数的计算32.2 蜗轮蜗杆尺寸参数计算42.2.1选择蜗杆类型和材料42.2.2 按齿面接触强度进行计算42.4 蜗轮轴的结构设计72.4.1 确定轴的各段的直径和长度72.4.2 蜗轮轴轴承端盖的选择102.4.3 蜗轮轴及其轴上零件的校核112.5 蜗杆的结构设计142.5.1 确定蜗杆各段的长度和直径152.5.2 蜗杆轴承端盖的确定162.5.3 蜗杆的校核172.6 箱体
2、的设计182.7 减速器主要附件的设计193. 蜗轮蜗杆的建模223.1蜗轮的建模223.1.1 蜗轮的建模分析223.1.2 蜗轮的建模过程233.2 蜗杆的创建423.2.1 蜗杆的建模分析423.2.2 蜗杆的建模过程434. 减速器的装配47总 结52致 谢54参考文献56.参考资料. . .单级蜗轮蜗杆齿轮减速器的CAE技术摘 要随着科学技术不断前进，蜗轮蜗杆齿轮传动减速器的需求量不断增大，不同种类不同类别的机械传动中都能看到蜗轮蜗杆减速器在其中的应用。从交通工具的汽船、轿车、客机到平时生活中的电器、钟表、到儿童玩物等都可以看到它的使用，质量要求也越来越高，早期的设计理念不能满足现在
3、生产生活的要求，所以加强它的设计和研究工作很有必要也很重要。这次设计就是从方方面面对单级蜗轮蜗杆减速器进行阐述探究，增加人们对它的了解，最终实现在这方面的超越。CAD/CAM技术可以提高各种减速器产品使用性能和整体质量、缩减产品开发时间、降低产品的研发成本。本次毕业设计的主要任务就是运用Proe软件，对减速器建模，并生产装配动画仿真运动。整体来说本次毕业的减速器设计包含齿轮运动设计、轴及轴承的校核与选用、减速器的三维设计、减速器的零部件组装与装配仿真等容。关键词： 蜗轮；蜗杆；CAE；PROE；仿真Single-stage worm gear reducer CAE technologyAbs
4、tractWith the development of science and technology, involute gear reducergrowing demand , a variety of mechanical transmission can see traces of the worm reducer . From planes into daily life appliances, watches, toys and so you can see its application , the quality are improving traditional design
5、 methods reducer can not meet user needs . So strengthen its design and research work is necessary also very important. This design is from the aspects of the single-stage worm reducer elaborate inquiry, increase people s understanding of it , and ultimately surpass in this regard . CAD / CAM techno
6、logy to improve product performance and quality, reduce costs. The main topic in Pro / E software tools for the worm gear reducer virtual design and motion simulation. The main content of the design is based on the Proe single-stage worm gear reducer design. Including gear design , shaft and bearing
7、 designand selection , 3Dmodeling reducer , reducer assembly and movement simulation .Keywords ：worm gear；CAE ；PROE ；simulation前 言经历多年多年的努力我国的蜗轮蜗杆行业已经形成了几十亿的生产规模，进入高速前进的阶段，又次成为国民经济的新动力和新的制高点。预计今后十年产业规模要翻番。就市场需求和规模而言现在中国已经进入前五。随着产业总体规模大小进入世界前几名，中国在这方面已经成为真正的有影响力的国家，但整体水平与发达国家相比仍有很大差距。比如说生产厂家很多，质量好的没有
8、几家。离减速器传动部分进行模块化设计还差很多传动零部件质量赶不上国外的同类产品，行业标准产品质量要求还没和国外同行接轨，国的钢材质量要求达不到要求，企业生产制造装备落后，产业信息化水平不高，过量生产严重，不合理竞争强烈，对外国技术依靠严重等诸多问题。国家正意识到这些问题并采取了一系列举措。在“十二五”规划中对减速机这方面做出了全面的规划。其工作的重中之重是:加大对减速器设计的投入力度、综合开发和制造能力的整体管理、加强自我创新能力和各个环节的标准化设计；在重要的装备领域大力开发功能多样性的设备，在各种清洁能源和新兴方面，对能源利用率和产业结构进行合理筹划和调整，我们对自己的要求要比国际同行，甚
9、至世界最高国际标准要高一个层次，让这样的标准存在于生产和研发的各个环节领域，以适应国家在全球经济的竞争和国家工业整体规划对装备制造业的要求。减速机行业在我国各行业中占有很重要的地位，具有很大的发展前景。所以说在这方面，一方面临临挑战，另一方面迎来发展机遇。为了更好的迎接机遇，解决中国在这方面面临的挑战，早日赶上世界先进水平，作为机械行业的一份子，我们有责任有义务在这方面贡献自己的才智，同时在行业发展良好发展趋势的情况下，让自己在未来的各种激烈的竞争中有所作为，给自己一片立足之地，那就让我们的奋斗从这里开始。.参考资料.1.传动系统方案的确定及电动机的选择1.1传动方案的确定根据以往的设计经验，
10、单级蜗杆减速器传动路线可设计为：电动机连轴器蜗轮蜗杆减速器连轴器带式传输机。根据设计任务要求和实际经验知，该蜗杆减速器的线速度不大，所以采用蜗杆下置式的布置结构更合理，。从各方面比较考虑，蜗轮和其轴利之间在轴向上用平键固定。蜗轮轴和蜗杆都采用圆锥滚子轴承，这种轴承既可以承受轴向力又可以承受径向力，蜗轮蜗杆承可以承受径向和轴向载荷的双重作用。由于外界的灰尘和杂物可以进入箱体，必须在轴承盖上安装密封元件毡圈，这样可以防外界灰尘异物进入箱体部。减速器的构成部件包括蜗轮蜗杆、动力装置，箱座、箱盖、轴承等。系统具体传动方案如图1-1所示。图1-11.2 电动机的选择现在生产采用一般般用三相交流电源，所以
11、采用Y系列三相异步电动机。三相异步电动机具有工作性能稳定，整体价格不太贵，进行维护比较简单等优点。根据设计任务书，即将设计的减速器链轮分度圆直径是330mm。运输链的有效拉力F是1960N，链工作时速度V是0.9m/s，载荷平稳，常温下连续工作，工作环境多尘，电源为三相交流电，电压为380V。电动机类型选择根据设计任务要求， 选用Y系列电动机，正常运行电压380V。电动机各参数的确定传递链的输出功率 传动系统各传动件的传动效联轴器效率 滚动轴承(一对)效率 蜗杆传动效率 (4) 传动链效率 所以系统总效率 电动机所需功率 传动链轮的工作转速 先推算出电动机的转速围,进而确定电动机的转速，从参考
12、资料表2-1中可以查得蜗传动比可在10-80之间选取，确定电动机的转速围 n=530-4242r/min。据此查阅表20-1参考资料可知表1-1中均符合要求。 表1-1 电动机的可选方案表方案电动机型号 额定功率 Kw转速r/min质量Kg满载 同步 1Y100L2-431420 1500 382Y132S-639601000633Y132M-8371075079综合考虑考虑电动机额定功率、满载转速、重量、和生产制造成本等因素，综合考虑全面分析方案2相对来说更合适，因此选择Y132S-6型号电动机。2.减速器的设计2.1 蜗轮蜗杆运动参数的计算蜗杆的输入功率、转速、和转矩 蜗轮的输入功率、转速
13、、和转矩：传动系统的总传动比： 输送链轮的输入功率蜗轮蜗杆的运动运动参数如表2-1所示表2-1蜗轮蜗杆运动参数表类型 功率Pkw 转速n r/min 转矩T Nm传动比蜗杆 2.97 960 29.55 18.11 蜗轮轴2.18 53 392.8 链轮2.12 53 3822.2 蜗轮蜗杆尺寸参数计算2.2.1 选择蜗杆类型和材料根据国标的规定及实际生产的需要，选用渐开线类蜗杆即(ZI)。考虑到蜗杆实际工作中的状况，载荷小，速度不高，所以用45钢作为蜗杆的材料；为了达到高标准高质量，让客服满意的产品要求，蜗杆齿面要进行淬火处理，硬度达到45-55HRC。蜗轮的制作材料为铸锡磷青铜。2.2.2
14、 按齿面接触强度进行计算蜗杆传动的设计要求，首先按齿面接触疲劳强度设计算，由式(11-2)(机械设计)，传动中心距(1) 作用在蜗轮上的转矩T2的确定由已知 (2) 确定载荷系数K因工作载荷没有大的波动，故载荷分布不均匀系数可以选择；根据参考资料表11-5确定蜗轮蜗杆减速器使用系数，查得 ；由于转速低，冲击性很小，可选用动载系数。则 K=1.1(3) 确定弹性影响系数和接触系数 因选用的材料是45钢加工的蜗杆和铸锡磷青铜2CuSn10P1制成的蜗轮间的传动，故=160M。可以假设蜗轮蜗杆传动中心距和蜗杆分度圆直径的比值=0.35，根据 (机械设计) 图11-18，可以进行选择=2.9(4) 确定许用接触应力蜗轮是由材料锡磷青铜铸造而成，蜗杆齿面硬大于45HRC根据参考资料表11-7确定其许用的应力=268MP压力循环次数 =60531(183005) = 寿命系数 =0.9196=246.5MPa计算中心距 115 取=125mm根据i=18.11，根据机械设计
