ProE专业课程设计之减速器.doc

基于Pro/E课程设计
齿轮减速器

机械工程学院
机械设计
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实施机构之间，起到降低转速、增加转矩作用。
减速器是一个相对精密机械，关键由传动零件(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
小齿轮和轴制成一体,称齿轮轴,这种结构用于齿轮直径和轴直径相关不大情况下，假如轴直径为d，齿轮齿根圆直径为df，则当df-d≤6～7mn时，应采取这种结构。而当df-d＞6～7mn时，采取齿轮和轴分开为两个零件结构，如低速轴和大齿轮。此时齿轮和轴周向固定平键联接，轴上零件利用轴肩、轴套和轴承盖作轴向固定。两轴均采取了深沟球轴承。这种组合，用于承受径向载荷和不大轴向载荷情况。当轴向载荷较大时，应采取角接触球轴承、圆锥滚子轴承或深沟球轴承和推力轴承组合结构。轴承是利用齿轮旋转时溅起稀油，进行润滑。箱座中油池润滑油，被旋转齿轮溅起飞溅到箱盖内壁上，沿内壁流到分箱面坡口后，经过导油槽流入轴承。当浸油齿轮圆周速度υ≤2m/s时，应采取润滑脂润滑轴承，为避免可能溅起稀油冲掉润滑脂，可采取挡油环将其分开。为预防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
箱体是减速器关键组成部件。它是传动零件基座，应含有足够强度和刚度。
　　箱体通常见灰铸铁制造，对于重载或有冲击载荷减速器也能够采取铸钢箱体。单体生产减速器，为了简化工艺、降低成本，可采取钢板焊接箱体。
灰铸铁含有很好铸造性能和减振性能。为了便于轴系部件安装和拆卸，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。轴承座联接螺栓应尽可能靠近轴承座孔，而轴承座旁凸台，应含有足够承托面，方便放置联接螺栓，并确保旋紧螺栓时需要扳手空间。为确保箱体含有足够刚度，在轴承孔周围加支撑肋。为确保减速器安置在基础上稳定性并尽可能降低箱体底座平面机械加工面积，箱体底座通常不采取完整平面。
3、减速器附件
为了确保减速器正常工作，除了对齿轮、轴、轴承组合和箱体结构设计给足够重视外，还应考虑到为减速器润滑油池注油、排油、检验油面高度、加工及拆装检修时箱盖和箱座正确定位、吊装等辅助零件和部件合理选择和设计。
1）检验孔为检验传动零件啮合情况，并向箱内注入润滑油，应在箱体合适位置设置检验孔。检验孔设在上箱盖顶部能直接观察到齿轮啮合部位处。平时，检验孔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它缝隙渗漏，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，外伸轴处轴承盖是通孔，其中装有密封装置。凸缘式轴承盖优点是拆装、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)定位销为确保每次拆装箱盖时，仍保持轴承座孔制造加工时精度，应在精加工轴承孔前，在箱盖和箱座联接凸缘上配装定位销。安置在箱体纵向两侧联接凸缘上，对称箱体应呈对称部署，以免错装。
5)油面指示器检验减速器内油池油面高度，常常保持油池内有适量油，通常在箱体便于观察、油面较稳定部位，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，所以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合适位置，加工出1～2个螺孔，旋入启箱用圆柱端或平端启箱螺钉。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，启箱螺钉大小可同于凸缘联接螺栓。
减速器通常有斜齿轮减速器(包含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。部署形式：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场所。
3、蜗杆减速器
关键用于传动比i>10场所，传动比较大时结构紧凑。其缺点是效率低。现在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。
常见减速器种类
1、蜗轮蜗杆减速器关键特点是含有反向自锁功效，能够有较大减速比，输入轴和输出轴不在同一轴线上，也不在同一平面上。不过通常体积较大，传动效率不高，精度不高。
2、谐波减速器谐波传动是利用柔性元件可控弹性变形来传输运动和动力，体积不大、精度很高，但缺点是柔轮寿命有限、不耐冲击，刚性和金属件相比较差。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，额定输出扭矩能够做很大。但价格略贵。 减速器: 简言之，通常机器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发展，且和新技术革命发展紧密结合。

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“新文件选项”对话框中选择“mmns_part_solid”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参数符号，在“值”列输入需要指定参数值。
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，其它如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，对齿轮参数建立参数关系式。

在“关系”栏中输入以下关系式，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，显示同心圆尺寸符号。实施“编辑”—“再生”，图形中经过关系式赋值4 个同心圆直径确定，即d、db、da、df 值，再次打开参数栏能够看到这4 个参数已经被赋值。
5）绘制齿轮渐开线
点击窗口“创建基准曲线”按钮，选择“从方程”，确定，选择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以下：
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”—“保留”后关闭记事本，在“曲线：从方程”右下角点击“预览”或直接确定，渐开线绘制成功。
6）创建渐开线和分度圆交点为基准点。
实施“基准点创建”工具，选择渐开线后，按下“ctrl”选择分度圆，“确定”，基准点PNT0 创建成功。
7）创建基准轴A-1
实施“基准轴”创建工具，选择TOP 平面后按“ctrl”选择RIGHT 平面，取两个平面交线为基准轴。
8）创建基准平面DTM1
实施“基准平面”工具，选择基准轴后按“ctrl”选择基准点PNT0，“确定”基准平面创建成功。
9）创建基准平面DTM2
实施“基准平面”工具，选择基准平面DTM1 后按“ctrl”选择基准轴A-1，在偏距中输入旋转角度值“360/4/Z”， 选择“是”添加“360/4/Z”作为特征关系，“确定”。
10）经过基准平面DTM2 镜像渐开线
11)修剪齿形

选择FRONT 平面进入草绘模式，点击“经过边创建图元”按钮，选择齿根圆和两条渐开线，创建渐开线和齿根圆之间圆角，圆角半径为“0.7”，修剪去除多出曲线，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，“经过边创建图元”选择齿形曲线和齿顶圆封闭曲线，利用去除材料拉伸出第一个齿槽。
13)阵列齿形
选择整列方法为“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，使建立特征为实体，单击操控面板中“放置”—“定义”，选择齿轮任意平面作为草绘平面，其它接收系统默认设置，单击该对话框“草绘”按钮，进入草绘模式进行草绘，完成剖面绘制，单击“√”完成拉伸实体特征建立。

一样方法拉伸出其它部分，其中经过旋转扫描画出锥形部分。

4、画螺纹、键槽，倒角，
经过螺旋扫描画出螺纹。最终倒角，完成齿轮轴设计。
二、低速轴和大齿轮
用画齿轮轴方法画出低速轴和大齿轮

三、轴承
深沟球滚动轴承是经过组装而成，分别画出轴承三个部分：

然后新建“组件”，取消“使用缺省模板”选项，在出现“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、轴和齿轮组合
用组装深沟球滚动轴承方法组装减速轴和大齿轮。

五、轴和轴承组合
最终效果以下：

箱体
一、上箱盖
画箱盖完全能够经过拉伸来完成，整个过程注意定位尺寸。最终效果以下：

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，所以整体尺寸和上箱盖相同
减速器附件
一、通气器

经过简单拉伸、螺旋扫描、打孔和倒角即可完成通气器绘画。

二、检验孔盖板

经过简单拉伸可完成检验孔盖板绘画。

三、轴承盖
1）凸缘式

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

该轴承盖直接经过拉伸或扫描即可得到，且有两个，分别画出即可。
四、其它附件
包含螺栓、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
前面已包含到组装，具体步骤以下：
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“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）首先装配下箱体上细小零件

2）然后装配轴及轴承

3）将轴和轴承装配到下箱体上

4）装配上箱盖上细小零件

5）装配上箱盖和下箱体

装配完成
分解视图

总结
经过此次课程设计，深入了解PRO/E设计思想，提升利用PRO/E基础模块进行机械零件三维建模、装配。深入巩固机械绘图和制图、读图及识图能力。以对减速器零件建模、装配、促进了对机械结构了解，加强自主设计能力。
回顾这充实设计和学习过程，着实让人欣慰，因为我看到了自己所学知识，同时也看到了自己不足，经过向老师和同学请教处理了一个个难点、疑点，对此我表以感谢

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