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ProE课程设计之减速器

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2

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黄山学院
基于Pro/E的课程设计
齿轮减速器

信息工程学院
**机械*班
**＊
学号：*＊*＊＊*＊＊
指导老师:＊**

目录

绪论——-—-—--—-----——--—-—-——---—---—-—-—---—-—--——---—--—-- 3

齿轮、轴及轴承组合--——————--—---—--—------——--—----—-——— 7

箱体-—--——-———-———-—————-——-—--———-—----—-——--——-——--—————— 18

减速器附件--—-——--—————-——--—---—-----—-————-—-—-—-——--— 20

组装---———-—-——--—-——---—-————-—-—————-—-—----————----——-—- 26

分解视图——--—-———-—--—--——————----———--———-——----—--——-—--- 30

总结——--——-——-—---—-—————-—-——---—----———-—-———-———---————- 31

绪论
减速器在现代机械中应用极为广泛，其组装在原动机和工作机或执行机构之间,起到降低转速、增加转矩的作用。
减速器是一种相对精密的机械，主要由传动零件(齿轮或蜗杆）、轴、轴承、箱体及其附件所组成。
　　1、齿轮、轴及轴承组合
小齿轮与轴制成一体,称齿轮轴,这种结构用于齿轮直径与轴的直径相关不大的情况下，如果轴的直径为d,齿轮齿根圆的直径为df，则当df—d≤6~7mn时,应采用这种结构。而当df-d＞6～7mn时，采用齿轮与轴分开为两个零件的结构，如低速轴与大齿轮.此时齿轮与轴的周向固定平键联接，轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖作轴向固定。两轴均采用了深沟球轴承。这种组合，用于承受径向载荷和不大的轴向载荷的情况。当轴向载荷较大时，应采用角接触球轴承、圆锥滚子轴承或深沟球轴承与推力轴承的组合结构。轴承是利用齿轮旋转时溅起的稀油,进行润滑.箱座中油池的润滑油,被旋转的齿轮溅起飞溅到箱盖的内壁上，沿内壁流到分箱面坡口后，通过导油槽流入轴承。当浸油齿轮圆周速度υ≤2m/s时，应采用润滑脂润滑轴承,为避免可能溅起的稀油冲掉润滑脂，可采用挡油环将其分开。为防止润滑油流失和外界灰尘进入箱内，在轴承端盖和外伸轴之间装有密封元件。
2、箱体
箱体是减速器的重要组成部件。它是传动零件的基座，应具有足够的强度和刚度.
　　箱体通常用灰铸铁制造,对于重载或有冲击载荷的减速器也可以采用铸钢箱体.单体生产的减速器,为了简化工艺、降低成本，可采用钢板焊接的箱体。
灰铸铁具有很好的铸造性能和减振性能。为了便于轴系部件的安装和拆卸,箱体制成沿轴心线水平剖分式.上箱盖和下箱体用螺栓联接成一体。轴承座的联接螺栓应尽量靠近轴承座孔，而轴承座旁的凸台,应具有足够的承托面，以便放置联接螺栓，并保证旋紧螺栓时需要的扳手空间.为保证箱体具有足够的刚度，在轴承孔附近加支撑肋。为保证减速器安置在基础上的稳定性并尽可能减少箱体底座平面的机械加工面积，箱体底座一般不采用完整的平面。
3、减速器附件
为了保证减速器的正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体的结构设计给予足够的重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检查油面高度、加工及拆装检修时箱盖与箱座的精确定位、吊装等辅助零件和部件的合理选择和设计。
1）检查孔为检查传动零件的啮合情况,并向箱内注入润滑油，应在箱体的适当位置设置检查孔。检查孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位处.平时，检查孔的盖板用螺钉固定在箱盖上。
2)通气器减速器工作时，箱体内温度升高，气体膨胀，压力增大,为使箱内热胀空气能自由排出,以保持箱内外压力平衡,不致使润滑油沿分箱面或轴伸密封件等其他缝隙渗漏，通常在箱体顶部装设通气器。
3）轴承盖为固定轴系部件的轴向位置并承受轴向载荷，轴承座孔两端用轴承盖封闭.轴承盖有凸缘式和嵌入式两种。利用六角螺栓固定在箱体上，外伸轴处的轴承盖是通孔，其中装有密封装置。凸缘式轴承盖的优点是拆装、调整轴承方便，但和嵌入式轴承盖相比，零件数目较多，尺寸较大，外观不平整。
4）定位销为保证每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时的精度，应在精加工轴承孔前,在箱盖与箱座的联接凸缘上配装定位销.安置在箱体纵向两侧联接凸缘上，对称箱体应呈对称布置，以免错装。
5)油面指示器检查减速器内油池油面的高度，经常保持油池内有适量的油，一般在箱体便于观察、油面较稳定的部位，装设油面指示器.
6）放油螺塞换油时，排放污油和清洗剂,应在箱座底部，油池的最低位置处开设放油孔,平时用螺塞将放油孔堵住，放油螺塞和箱体接合面间应加防漏用的垫圈.
7)启箱螺钉为加强密封效果，通常在装配时于箱体剖分面上涂以水玻璃或密封胶，因而在拆卸时往往因胶结紧密难于开盖。为此常在箱盖联接凸缘的适当位置，加工出1~2个螺孔，旋入启箱用的圆柱端或平端的启箱螺钉.旋动启箱螺钉便可将上箱盖顶起.小型减速器也可不设启箱螺钉，启盖时用起子撬开箱盖，启箱螺钉的大小可同于凸缘联接螺栓。
减速器一般有斜齿轮减速器（包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等）、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机等等.
1、圆柱齿轮减速器
单级、二级、二级以上二级.布置形式:展开式、分流式、同轴式。
2、圆锥齿轮减速器
用于输入轴和输出轴位置成相交的场合。
3、蜗杆减速器
主要用于传动比i>10的场合，传动比较大时结构紧凑.其缺点是效率低。目前广泛应用阿基米德蜗杆减速器。
4、齿轮—蜗杆减速器
若齿轮传动在高速级，则结构紧凑； 若蜗杆传动在高速级，则效率较高。
5、行星齿轮减速器
传动效率高，传动比范围广，传动功率12W～50000KW，体积和重量小。
常见减速器的种类
1、蜗轮蜗杆减速器的主要特点是具有反向自锁功能，可以有较大的减速比,输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上.但是一般体积较大，传动效率不高，精度不高。
2、谐波减速器的谐波传动是利用柔性元件可控的弹性变形来传递运动和动力的，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击,刚性与金属件相比较差。输入转速不能太高。
3、行星减速器其优点是结构比较紧凑，回程间隙小、精度较高,使用寿命很长，额定输出扭矩可以做的很大。但价格略贵. 减速器： 简言之，一般机器的功率在设计并制造出来后,其额定功率就不在改变，这时，速度越大，则扭矩（或扭力)越小;速度越小，则扭力越大。
20世纪70－80年代,世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。

齿轮、轴及轴承组合
一、齿轮轴

1、建立新文件
单击“新建”，在“新建"对话框中设定文件类型为“零件”,子类型选择“实体”，取消“使用缺省模板”选项，单击“确定"按钮，在出现的“新文件选项"对话框中选择“mmns_part_solid"的公制实体零件模板，进入零件建立模式。
2、画齿轮
1 )使用FRONT平面草绘4 个任意半径的同心圆，确定,按“√”退出草绘。
2 ）点击“工具”—“参数”弹出参数设置框，点击“+"增加参数行,在“名称”列输入直齿圆柱齿轮的参数符号，在“值”列输入需要指定的参数值.
其中：参数M（模数）、Z（齿数）、ALPHA（压力角）、HAX（齿顶高系数)、CX（齿隙系数）、X（变位系数）指定其值,即M=2、Z=15、ALPHA=20、HAX=1、CX=0。25、X=0，其余如D(分度圆直径）、DB（基圆直径）、DA(齿顶圆直径）、DF（齿根圆直径）HA（齿顶高）、HF(齿根高）使用关系式进行尺寸赋值。参数设置完成后,点击“确定"关闭。

3 ）点击“工具”—“关系”弹出“关系”框，对齿轮的参数建立参数关系式。

在“关系”栏中输入如下关系式，点击“确定”关闭窗口。
ha=(hax+x）＊m
hf=（hax+cx—x）*m
d=m＊z
da=d+2*ha
db=d＊cos(alpha）
df=d-2＊hf
D0=d
D1=db
D2=da
D3=df
4)将鼠标移到至同心圆上,4 个同心圆同时加亮，点击,显示同心圆的尺寸符号。执行“编辑”—“再生”，图形中通过关系式赋值的4 个同心圆的直径确定，即d、db、da、df 的值,再次打开参数栏可以看到这4 个参数已经被赋值。
5）绘制齿轮的渐开线
点击窗口“创建基准曲线"按钮,选取“从方程”，确定，选取坐标类型为笛卡儿坐标系后弹出程序运行框和记事本，在记事本中输入渐开线方程如下：
ang=90*t
r=db/2
s=PI＊r*t/2
xc=r＊cos（ang）
yc=r＊sin（ang）
x=xc+s*sin(ang)
y=yc-s＊cos（ang)
z=0
点击记事本“文件”—“保存”后关闭记事本,在“曲线:从方程"的右下角点击“预览”或直接确定，渐开线绘制成功。
6）创建渐开线与分度圆的交点为基准点。
执行“基准点创建”工具，选取渐开线后，按下“ctrl”选取分度圆，“确定"，基准点PNT0 创建成功.
7）创建基准轴A-1
执行“基准轴”创建工具，选取TOP 平面后按“ctrl”选取RIGHT 平面，取两个平面的交线为基准轴。
8)创建基准平面DTM1
执行“基准平面”工具，选取基准轴后按“ctrl"选取基准点PNT0，“确定”基准平面创建成功.
9）创建基准平面DTM2
执行“基准平面”工具，选取基准平面DTM1 后按“ctrl”选取基准轴A—1,在偏距中输入旋转角度值“360/4/Z”, 选取“是”添加“360/4/Z”作为特征关系,“确定”。
10）通过基准平面DTM2 镜像渐开线
11）修剪齿形

选取FRONT 平面进入草绘模式，点击“通过边创建图元"按钮，选取齿根圆和两条渐开线,创建渐开线与齿根圆之间的圆角，圆角半径为“0。7",修剪去除多余的曲线，按“√”退出草绘.
12）拉伸齿根圆成特征实体,完成后在草绘模式下,“通过边创建图元"选取齿形曲线与齿顶圆的的封闭曲线，利用去除材料拉伸出第一个齿槽.
13)阵列齿形
选取整列方式为“轴”，数量为15,阵列角度为“24”， 按确定。

3、拉伸成轴
建立拉伸实体特征,打开拉伸工具操控面板，单击操控面板中“实体”图标，使建立的特征为实体,单击操控面板中的“放置”—“定义"，选择齿轮的任意平面作为草绘平面，其余接受系统默认的设置，单击该对话框的“草绘”按钮,进入草绘模式进行草绘，完成剖面绘制，单击“√”完成拉伸实体特征的建立。

同样的方法拉伸出其他部分，其中通过旋转扫描画出锥形部分.

4、画螺纹、键槽,倒角，
通过螺旋扫描画出螺纹。最终倒角,完成齿轮轴的设计。
二、低速轴与大齿轮
用画齿轮轴的方法画出低速轴和大齿轮

三、轴承
深沟球滚动轴承是通过组装而成的，分别画出轴承的三个部分：

然后新建“组件"，取消“使用缺省模板”选项，在出现的“新文件选项”对话框中选择“空”，进入组件模式。最终组装成轴承.

其中零件滚珠可只插入一次，然后选择阵列,形成12个滚珠。

四、轴与齿轮组合
用组装深沟球滚动轴承的方法组装减速轴和大齿轮。

五、轴与轴承组合
最终效果如下：

箱体
一、上箱盖
画箱盖完全可以通过拉伸来完成，整个过程注意定位尺寸。最终效果如下:

至于颜色随意挑，好看就行。

二、下箱体
具体画法同上箱盖

因为上下需要配合，所以整体尺寸与上箱盖相同
减速器附件
一、通气器

通过简单的拉伸、螺旋扫描、打孔以及倒角即可完成通气器的绘画。

二、检查孔的盖板

通过简单的拉伸可完成检查孔的盖板的绘画.

三、轴承盖
1）凸缘式

该轴承盖直接通过拉伸即可得到.凸缘式轴承盖有两个，分别画出即可。
2）嵌入式

该轴承盖直接通过拉伸或者扫描即可得到,且有两个，分别画出即可。
四、其他附件
包括螺栓、垫片、挡油环等，数量不等,按尺寸化即可。
挡油环

螺栓

零件画法大抵相同，就不一一列举。

组装
前面已涉及到组装,具体步骤如下：
1、建立新文件
单击“新建”，在“新建”对话框中设定文件类型为“组件”，子类型选择“实体”，取消“使用缺省模板"选项，单击“确定”按钮，在出现的“新文件选项”对话框中选择“空"，进入组件模式
2、组件
单击“装配”，将元件添加到组件。
1)首先装配下箱体上的细小零件

2）然后装配轴及轴承

3）将轴与轴承装配到下箱体上

4）装配上箱盖上的细小零件

5）装配上箱盖与下箱体

装配完成
分解视图

总结
通过本次的课程设计，进一步了解PRO/E设计思想，提高运用PRO/E基础模块进行机械零件的三维建模、装配。进一步巩固机械绘图与制图、读图及识图能力.以对减速器的零件建模、装配、增进了对机械结构的了解，加强自主设计能力.
回顾这充实的设计和学习过程,着实让人欣慰,因为我看到了自己所学的知识，同时也看到了自己的不足，通过向老师和同学请教解决了一个个的难点、疑点，对此我表以感谢。

参考文献
Pro/ENGINEER Wildfire 4.0基础教程
机械制图
AutoCAD机械绘图实例教程

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