1、二级减速器三维实体设计及运动仿真摘要: 减速器作为一种重要的动力传递装置，在机械化生产中起着不可替代的作用。目前在减速器的设计领域，研究开发是以设计产品为目标，全过程应用各种软件辅助,如Pro/E等。这对减速器的三维综合设计及模拟仿真，对提高减速器的设计水平、快速响应市场的要求有着十分重要的意义。由于减速器内部结构十分的复杂，如果单独用二维则看上去不能一目了然，三维造型设计就解决了这一问题，它能将减速器的关键部件很清楚的展现出来。因此，通过减速器的三维造型设计来研究三维造型设计技术具有很强的代表性。仿真技术可以创建虚拟样机，在计算机中进行测试，从而降低开发成本 能够更快速和更早地将变更反映在产
2、品中，并从计算机测试中即时获得结果。利用具体的动画式生产指令进行装配，可以避免代价高昂的制造错误。关键词：减速器，仿真，Pro/E Secondary reducer 3d entity design and movemeng simulationAbstract Reducer as an important driving force transmission device,in the mechanized prodution plays an irreplaceable role.Reducer in the design,research and development to pro
3、duct design as the goal, the entire process of comprehensive application of the related integration technology has become an inevitable trend. This three-dimensional integrated reducer design and simulation, desined to improve the technological level of reducer, rapid response to market demand is ve
4、ry important. As reducer complex internal structure, if not separate two-dimensional look at a glance, three-dimensional design to solve such a problem, it can reducer the key components to present a clear, therefore, adopted the three-dimensional modeling reducer designed to study three-dimensional
5、 dedign technology are highly representative.Assembly using animation production instructions specific, can avoid making costly mistakes.Key word: reducer, simulation,Pro/E 目 录1 前言12 减速器结构选择及相关性能参数计算22.1 电动机22.1.1电动机类型选择22.1.2电动机功率的选择22.1.3确定电动机转速22.2 计算总传动比及分配各级的传动比32.2.1总传动比32.2.2分配各级传动比32.3 计算传动装
6、置的传动和动力参数42.3.1电动机轴的计算42.3.2轴的计算（减速器高速轴）42.3.3轴的计算（减速器中间轴）42.3.4轴的计算（减速器低速轴）52.3.5轴的计算（卷筒轴）52.4传动零件V带的设计计算62.4.1确定计算功率62.4.2选择V带的型号62.4.3确定带轮的基准直径dd1 dd262.4.4验算V带的速度62.4.5确定V带的基准长度Ld和实际中心距a62.4.6校验小带轮包角172.4.7确定V带根数Z72.4.8求初拉力F0及带轮轴的压力Fq72.4.9设计结果83减速器齿轮传动的设计计算93.1高速级圆柱齿轮传动的设计计算93.1.1选择齿轮材料及精度等级93.
7、1.2按齿面接触疲劳强度设计93.1.3计算主要尺寸103.1.4按齿根弯曲疲劳强度校核103.1.5检验齿轮圆周速度103.2低速级圆柱齿轮传动的设计计算113.2.1选择齿轮材料及精度等级113.2.2按齿面接触疲劳强度设计113.2.3计算主要尺寸123.2.4按齿根弯曲疲劳强度校核123.2.5检验齿轮圆周速度124减速器轴的设计134.1高速轴的设计134.1.1选择轴的材料及热处理134.1.2估算直径134.1.3设计轴的直径及绘制草图134.2中速轴的设计144.2.1选择轴的材料及热处理144.2.2估算直径154.2.3设计轴的直径及绘制草图154.3低速轴的设计164.3
8、.1选择轴的材料及热处理164.3.2估算直径164.3.3设计轴的直径及绘制草图174.3.4按弯扭合成强度校核轴径184.4选定轴承214.5键的选定214.6联轴器的选定224.7箱体的尺寸设计225减速器的润滑、密封方法的选取235.1齿轮的润滑235.2滚动轴承的润滑235.3润滑油的选择235.4密封方法的选取246 Pro/E建模、装配256.1轴的建模256.2齿轮建模266.3箱体建模296.4其它零件的建模316.5减速器装配33结 论37参考文献38致谢39II1 前言减速器是机器中常用的一种部件，它主要用于传递电机与电机之间的运动和动力，改变运动速度和改变转矩的大小。它
9、在各行各业中使用十分广泛，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。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。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，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、
10、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基本研制成功，美国和荷兰近期研制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，应用前景远大。Pro/E软件是美国参数化技术公司推出的一整套CAD/CAM/CAE集成解决方案，是目前上专业设计人员使用最广泛、先进、具有多功能的动态设计仿真系统,使用Pro/E进行运动仿真在实际的设计和生产中体现出越来越强的使用性和重要性。仿真运动是在满足伺服电动机轮廓和接头连接、凸轮从动机构、槽轮从动机构或齿轮副要求的情况下，模拟机构的运动，运动分析部考虑受力，它模拟除运动和力之外的运动的所有方面。2 减速器结构选择及相关性能参数计算2.1 电动机2.1.1电动机类型选
11、择 按确定的工作要求和条件，选用Y型三相异步电动机。2.1.2电动机功率的选择Pd=Fv/(1000w)由电动机的至工作机之间的总效率为：w =123324561=0.96、2=0.99、3=0.97、4=0.97、5=0.98、6=0.96分别为带的传动、齿轮传动的轴承、齿轮传动、齿轮传动联轴器、卷筒轴的轴承、卷筒的效率。则w=0.960.9930.9720.970.980.96 =0.82Pd=Fv/(1000w)=25001.8/10000.82 =5.49kw2.1.3确定电动机转速卷筒轴的工作转速为nW =601000VD =6010001.8300 =114.65rmin取V带传动
12、比i1=24,齿轮传动比i2=840。则总传动比为i总=16160是电动机转速的可选范围nd =i总nW =16160114.65rmin =183418344rmin符合这一范围的同步转速有3000 rmin，查得Y132s1-2符合条件型号额定功率同步转速满载转速Y132s1-25.5 kw3000rmin2900rmin2.2 计算总传动比及分配各级的传动比2.2.1总传动比 i总=n电动/nW=2900/114.65=25.32.2.2分配各级传动比i1为V带传动的传动比 i1的范围（24） i1=2.5i2为减速器高速级传动比i3为低速级传动比i4为联轴器连接的两轴间的传动比 i4
13、=1i总= i1 i2 i3 i4i2 i3=25.3/2.5=10.1i2=(1.3 i2 i3)1/2=3.6i3=2.82.3 计算传动装置的传动和动力参数2.3.1电动机轴的计算n0=nm=2900rminP0= Pd =5.49kwT0=9550P0n0 =95505.492900 =18.08N.m2.3.2轴的计算（减速器高速轴）n1 =n0i1 =29002.5 =1160rminP1=P01 =5.490.96 =5.27kwT1=9550P1n1带 =95505.271160 =43.39N.m2.3.3轴的计算（减速器中间轴）n2 =n1i2 =11603.6 =322.
14、22rminP2 =P123 =5.270.9920.97 =5.01kwT2 =9550P2n2 =95505.01322.22 =148.49 N.m2.3.4轴的计算（减速器低速轴）n3 =n2i3 =322.222.8 =115.07rminP3 =P2234 =5.010.990.970.97 =4.67kwT3 =9550P3n3 =95504.67115.07 =387.58 N.m2.3.5轴的计算（卷筒轴）n4=n3=115.07rminP4 =P356 =4.670.980.96 =4.39kwT4 =9550P4n4 =95504.39115.07 =364.34 N.m2.4传动零件V带的设计计算2.4.1确定计算功率 PC=KAP额=1.15.5=6.05 kw2.4.2选择V带的型号由PC的值和主动轮转速，再查手册选A型普通V带。2.4.3确定带轮的基准直径dd1 dd2由1表6-3选取dd1=80mm ，且dd1=80mmdmin=
