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1、内蒙古科技大学毕业设计开题报告题 目展开式二级直齿圆柱齿轮减速器设计学生姓名 Xxxx学 号 1274306xxx、院 ( 系 ) 矿业与煤炭学院专 业 机电一体化指导教师 Xxxx报告日期 2015年 3 月 21 日毕业设计（论文）题目 基于 Pro/E 的二级圆柱齿轮减速器设计造型设计 论文 其它题目类别（请在有关项目下作记号） 题目需要在实验、实习、工程实践和社会调查等社会实践中完成 是 否毕业设计（论文）起止时间 2012 年 2 月 27 日2012 年 5 月 25 日（共 13 周）一、选题的依据及意义：随着社会的发展和人民生活水平的提高，人们对产品的需求是多样化的，这就决定了
2、未来的生产方式趋向多品种、小批量。在各行各业中十分广泛地使用着齿轮减速器，它是一种不可缺少的机械传动装置. 它是机械设备的重要组成部分和核心部件。目前，国内各类通用减速器的标准系列已达数百个，基本可满足各行业对通用减速器的需求。国内减速器行业重点骨干企业的产品品种、规格及参数覆盖范围近几年都在不断扩展，产品质量已达到国外先进工业国家同类产品水平，承担起为国民经济各行业提供传动装置配套的重任，部分产品还出口至欧美及东南亚地区，推动了中国装配制造业发展。圆柱齿轮减速器是一种使用非常广泛的机械传动装置。减速器是用于原动机与工作机之间的独立的传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要。在现代机械
3、中应用极为广泛，具有品种多、批量小、更新换代快的特点。目前生产的各种类型的减速器还存在着体积大、重量重、承载能力低、成本高和使用寿命短等问题，与国外先进产品相比还有较大的差距。对减速器进行优化设计，选择最佳参数是提高承载能力、减轻重量和降低成本等各项指标的一种重要途径。 目的： 通过设计熟悉机器的具体操作，增强感性认识和社会适应能力，进一步巩固、 深化已学过的理论知识，提高综合运用所学知识发现问题、解决问题的能力。学习机械设计的一般方法，掌握通用机械零件、机械传动装置或简单机械的设计原理和过程。对所学技能的训练，例如：计算、绘图、查阅设计资料和手册，运用标准和规范等。学会利用多种手段(工具)解
4、决问题，如：在本设计中可选择 CAD 等制图工具。了解减速器内部齿轮间的传动关系。意义： 通过设计，培养学生理论联系实际的工作作风，提高分析问题、解决问题的独立工作能力；通过实习，加深学生对专业的理解和认识，为进一步开拓专业知识创造条件，锻炼动手动脑能力，通过实践运用巩固了所学知识，加深了解其基本原理二、国内外发展现状。1、国外减速器技术发展简况齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着，是一种不可缺少的机械传动装置。当前减速器普遍存在着体积大、重量大，或者传动比大而机械效率过低的问题。国外的减速器，以德国、丹麦和日本处于领先地位，特别在材料和制造工艺方面占据优势，减速器工作可靠性好，使用寿命长。
5、但其传动形式仍以定轴齿轮传动为主，体积和重量问题，也未解决好。最近报导，日本住友重工研制的 FA 型高精度减速器，美国 Alan-Newton 公司研制的 X-Y 式减速器，在传动原理和结构上与本项目类似或相近，都为目前先进的齿轮减速器。当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命长的方向发展。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理和传动结构上深入探讨和创新，平动齿轮传动原理的出现就是一例。减速器与电动机的连体结构，也是大力开拓的形式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的产品。目前，超小型的减速器的研究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型
6、发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范围，如能辅以纳米级的减速器，则应用前景远大。2、国内减速器技术发展简况国内的减速器多以齿轮传动、蜗杆传动为主，但普遍存在着功率与重量比小，或者传动比大而机械效率过低的问题。另外，材料品质和工艺水平上还有许多弱点，特别是大型的减速器问题更突出，使用寿命不长。国内使用的大型减速器(500kw 以上)，多从国外(如丹麦、德国等)进口，花去不少的外汇。60年代开始生产的少齿差传动、摆线针轮传动、谐波传动等减速器具有传动比大，体积小、机械效率高等优点?。但受其传动的理论的限制，不能传递过大的功率，功率一般都要小于 40kw。由于在传动的
7、理论上、工艺水平和材料品质方面没有突破，因此，没能从根本上解决传递功率大、传动比大、体积小、重量轻、机械效率高等这些基本要求。90 年代初期，国内出现的三环(齿轮)减速器，是一种外平动齿轮传动的减速器，它可实现较大的传动比，传递载荷的能力也大。它的体积和重量都比定轴齿轮减速器轻，结构简单，效率亦高。由于该减速器的三轴平行结构，故使功率/体积(或重量)比值仍小。且其输入轴与输出轴不在同一轴线上，这在使用上有许多不便。北京理工大学研制成功的内平动齿轮减速器不仅具有三环减速器的优点外，还有着大的功率/重量(或体积)比值，以及输入轴和输出轴在同一轴线上的优点，处于国内领先地位。国内有少数高等学校和厂矿
8、企业对平动齿轮传动中的某些原理做些研究工作，发表过一些研究论文，在利用摆线齿轮作平动减速器开展了一些工作。二、平动齿轮减速器工作原理简介,平动齿轮减速器是指一对齿轮传动中，一个齿轮在平动发生器的驱动下作平面平行运动，通过齿廓间的啮合，驱动另一个齿轮作定轴减速转动，实现减速传动的作用。平动发生器可采用平行四边形机构，或正弦机构或十字滑块机构。本成果采用平行四边形机构作为平动发生器。平动发生器可以是虚拟的采用平行四边形机构，也可以是实体的采用平行四边形机构。有实用价值的平动齿轮机构为内啮合齿轮机构，因此又可以分为内齿轮作平动运动和外齿轮作平动运动两种情况。外平动齿轮减速机构，其内齿轮作平动运动，驱
9、动外齿轮并作减速转动输出。该机构亦称三环(齿轮)减速器。由于内齿轮作平动，两曲柄中心设置在内齿轮的齿圈外部，故其尺寸不紧凑，不能解决体积较大的问题。?内平动齿轮减速，其外齿轮作平动运动，驱动内齿轮作减速转动输出。由于外齿轮作平动，两曲柄中心能设置在外齿轮的齿圈内部，大大减少了机构整体尺寸。由于内平动齿轮机构传动效率高、体积小、输入输出同轴线，故由广泛的应用前景。? 三、本项目的技术特点与关键技术? 1.本项目的技术特点,本新型的内平动齿轮减速器与国内外已有的齿轮减速器相比较，有如下特点：(1)传动比范围大，自 I=10 起，最大可达几千。若制作成大传动比的减速器，则更显示出本减速器的优点。(2
10、)传递功率范围大：并可与电动机联成一体制造。(3)结构简单、体积小、重量轻。比现有的齿轮减速器减少 1/3 左右。(4)机械效率高。啮合效率大于 95%，整机效率在 85%以上，且减速器的效率将不随传动比的增大而降低，这是别的许多减速器所不及的。 (5)本减速器的输入轴和输出轴是在同一轴线上三、研究内容与方案步骤1、研究内容1.采用复合形法，以体积最小为目标进行减速器优化设计；2.与常规设计结果进行比较分析，3.制减速器装配图及主要零图。 2.方案步骤1. 收集有关资料写开题报告 2. 以减速器体积最小为目标函数建立优化设计的数学模型 3采用复合型法编写优化设计程序、计算 4. 计算减速器各项
11、尺寸，并进行结果分析 5. 运用 UG 绘制减速器装配图及主要零件图 6. 翻译外文资料7.撰写毕业设计论文 四、指导方式和工作进度要求指导方式：每周与指导老师见面二至三次，汇报进展情况、提出问题，指导老师检查进度、解答问题，布置下一步任务。工作进度：1. 第一、二、三、四周：查阅资料，现场调研，相关知识准备。2.第五、六、七、八周：减速器设计计算。3第九、十、十一、十二周：绘制减速器装配图、箱体工作图、零件图。4. 第十三周：编制箱体机械加工工艺文件。5.第十四周、十五周：撰写设计说明书、准备答辩。五、完成方案及进度计划，存在问题以及解决措施1、完成方案及进度计划（1）选题，并下达毕业设计任
12、务书 1 周(第 22 周)（2）开题准备及开题报告审核 1 周(第 33 周)（3）毕业设计阶段 8 周(第 4-11 周)（4）完成毕业设计、图纸初稿 1 周(第 1212 周)（5）毕业设计、图纸修改，定稿，打印 1 周(第 13 周)（6）答 辩 1 周(第 14 周) 2、存在问题及解决措施（1）对二级圆柱齿轮减速器的具体设计计算了解不够深入，尤其是对其中各个零部件（如螺纹、轴、开孔等）的设计校核存在一些疑问。我认为自己要在接下来的一周内多学习一些机械制造及力学等相关书籍，以尽快掌握各个零部件的设计计算方法，为以后的设计造型做好准备。（2）该课题是基于 Pro/E 软件的造型设计，但
13、自己在运用软件方面还是不甚熟练，特别是 Pro/E 里的边界混合、可变剖面扫面等操作还有待提高。在以后的设计过程中还要更加认真的学习实践其中的各个操作，通过该设计进一步加强自己运用 Pro/E 软件制图的能力。六、参考文献1 张德珍基于特征造型的三位圆柱齿轮减速器参数设计系统D青岛：山东科技大学，2006：3-7.2 张强基于 Pro/E 的圆柱齿轮减速器参数化 CAD 系统的研究与开发D 西安：西安电子科技大学，2009：1-9.3 吕张来，张东生 基于 Pro/E 的少齿数齿轮减速器的建模和装配J煤矿机械，2011，32(3)：238-2394 韩燕，王宏莲圆柱齿轮减速器的三维造型设计J机电产品开发与创新，2011，24(4)：111-1125 谭欣珍，熊飞龙Pro/ E 软件在机械设计中的应用J科技信息，2011，13：225.6 张展齿轮减速器现状及发展趋势J 水利电力机械， 2001，23（1）：58-59.7 王春升，胡彦军减速器零件建模及装配运动仿真J化工机械，2010，37（4）：425-427.指导教师意见同意开题！指导教师（签名）： 2012 年 3 月 9 日院 系意 见同意开题！院系负责人（签名）： 2012 年 3 月 9 日备 注
