二级圆柱斜齿轮减速器设计学习心得（推荐五篇）

第一篇：二级圆柱斜齿轮减速器设计学习心得

学习心得

这学期CAD/CAM二级圆柱斜齿轮减速器设计实习，从零件的基本尺寸的设计计算，使用Pro/e建立三维模型。我们熟悉了机械设计的基本步骤，机械设计要考虑许多工程设计问题。零件的设计要考虑零件的基本强度、刚度要求。轴承的设计计算要计算轴承的寿命。除此之外，齿轮减速箱的设计要考虑润滑和间隙的问题。轴承端盖的设计要考虑润密封、滑油问题。斜齿轮的设计要考虑齿轮的齿根的强度和刚度问题，轴的设计要考虑轴的强度和刚度问题。电动机的选择需要考减速器的外部要求，传动比的分配也要合适，要考虑减速箱盖的外形，齿轮之间的间距问题。在设计的过程中各种变量之间相互制约，关键是掌握各种变量之间的平衡，要恰到好处。总之机械设计过程需要考虑许多的工程问题。因此需要制定相关的机械设计标准予以规范。我们温习了上学期的设计过程，温故而知新。通过这样的学习过程，我们更好的学习了机械设计，对机械制图的能力也得到了提高。在使用pro/e进行三维建模的过程中，我们熟悉了基本的拉伸和旋转命令、草图的建立，文件的保存操作。软件也有很多不完善的地方，比如需要不断的删除旧的版本。机械设计的过程需要不断的积累经验，增长自己对机械设计的理解和相关的知识，需要在不断的实践中熟练设计的过程，需要查阅许多的相关的资料，熟悉各种标准的查询也非常的重要。这次实习只是简单的设计，我们未来在工作中将会面对许多原创性的设计工作。这时，我们需要将概念变成实际的工程设计，在设计之前需要做许多的工作，比如说确定和定义问题，进行头脑激荡发挥创意，确定工程设计的各种变量。然后建立机械的三维数字模型，进行数学的模拟。在正式生产前还要制造出原型样机进行试验，查询相关的背景资料和背景研究。

现代机械设计越来越向着智能化、系统化方向发展，将大量的使用计算机进行辅助设计。但是我们也不要放弃手工绘图的学习和训练。设计过程中也需要大量的查询各种数据和图表以及各种国家标准。建立减速器的三位数字模型后，我们可以进行运动模拟，通过运动模拟我们可以非常直观的了解到零件的强度和刚度是否符合要求，运动是否正确。计算机对于机械设计将会越来越重要，机械设计的过程将变得更加的智能化，大量的计算和设计过程将由计算机完成，人们将更多的精力用于机械的原型和概念的设计工作。在今后的工作中，要根据企业的需要学习相关的机械设计软件。其他设计软件还有Inventor、solidworks、ug等，但是他们的基本操作大同小异，软件的概念也非常相似，因此我们要熟悉一个机械设计软件，然后其他软件就能够很快的熟悉了。学习的过程也非常的简单。通过这次CAD/CAM二级圆柱斜齿轮减速器设计，为我们未来的工作打好了基础，我们还有许多的东西需要学习，任重道远。

第二篇：二级圆锥-圆柱斜齿减速器：圆柱斜齿轮设计

圆柱斜齿轮设计

已知输入功率P33.16kw，小齿轮转速310r/min，齿数比u=4，由电动机驱动，工作寿命10年（设每年工作300天），一班制，带式输送机工作经常满载，空载起动，工作有轻震，不反转。

1、选定齿轮精度等级、材料及齿数

1）圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)2）材料选择 由《机械设计（第八版）》表10-1选择大小齿轮材料均为45钢（调质），小齿轮齿面硬度为250HBS，大齿轮齿面硬度为220HBS。3）选小齿轮齿数z123，大齿轮齿数z242392 4）选取螺旋角。初选螺旋角14

按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即

2KtT3u1ZHZEd1t3()^2duH(1)确定公式内的各计算数值 1）试选载荷系数Kt1.6 2）计算小齿轮的转矩

T395.510^5P395.510^53.1697348Nmmn3310

3）选齿宽系数d1

4）由《机械设计（第八版）》图10-30选取区域系数ZH2.433 5）由《机械设计（第八版）》图10-26查得10.765，0.8662，则1.631 126）由《机械设计（第八版）》表10-6查得材料的弹性影响系数ZE189.8MPa^0.5 7）计算应力循环次数

N160n3jLh603101(1830010)4.46410^84.46410^8N21.11610^84

8）由《机械设计（第八版）》图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限Hlim1600MPa，大齿轮的接触疲劳强度极限Hlim2570MPa

9）由《机械设计（第八版）》图10-19取接触疲劳寿命系数KHN10.95,KHN20.98 10）计算接触疲劳许用应力

取失效概率为1%，安全系数S=1，得

KHN1Hlim10.95600570MPaSKHN2Hlim20.98570558.6MPaH2S H1H（2）计算

HH122570558.6564.3MPa2

1）试算小齿轮分度圆直径d1t，由计算公式得

d1t332KtT3u1ZHZE()^2duH21.69734852.433189.8()^254.23mm11.6314564.3

2）计算圆周速度v vd1tn360100054.233106010000.88m/s

3）计算齿宽b及模数mnt bdd1t154.2354.23mmd1tcos54.23cos14mnt2.29mmZ123h2.25mnt2.252.295.15mmb54.2310.54h5.15

4）计算纵向重合度

0.318dZ1tan0.318123tan141.824

5）计算载荷系数根据v0.88m/s，7级精度，由《机械设计（第八版）》图10-8查得动载系数Kv1.02

由《机械设计（第八版）》表10-3查得KHKF1.4 由《机械设计（第八版）》表10-2查得使用系数KA1.25 由《机械设计（第八版）》表10-4查得KH1.42 由《机械设计（第八版）》表10-13查得 KF1.34

接触强度载荷系数KKAKvKHKH1.251.021.41.422.53 6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得

d1d1t37）计算模数mn

K2.5354.23363.18mmKt1.6

mn取mn3mm 8）几何尺寸计算（1）计算中心距

d1cos63.18cos142.67mmZ123

a(z1z2)mn(2392)3177.78mm2cos2cos14（2）按圆整后的中心距修正螺旋角

arccos(z1z2)mn(2392)3arccos1359'56''2a2177.78

因值改变不多，故参数、ZH等不必修正（3）计算大小齿轮的分度圆直径

z1mn233d171.1mmcoscos1359'56''z2mn923d2284.4mmcoscos1359'56''

（4）计算齿轮宽度

bdd1171.171.1mm

圆整后取B271mm

B176mm

3、校核齿根弯曲疲劳强度 1）确定弯曲强度载荷系数

KKAKvKFKF1.251.021.41.342.39

2）根据重合度1.824，由《机械设计（第八版）》图10-28查得螺旋角影响系数Y0.88 3）计算当量齿数

2325.17(cos)^3(cos1359'56'')^3z292zv2100.69(cos)^3(cos1359'56'')^3 zv14）由《机械设计（第八版）》表10-5查得齿形系数

z1YFa12.62 YFa22.18

应力校正系数

Ysa11.59 Ysa21.79 5）由《机械设计（第八版）》图20-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限FE1440MPa，大齿轮的弯曲疲劳强度极限FE2425MPa

6）由《机械设计（第八版）》图10-18取弯曲疲劳寿命系数KFN10.88 KFN20.92 7）计算弯曲疲劳许用应力 取弯曲疲劳安全系数S1.4，得

KFN1FE10.88440276.57MPaS1.4KFN2FE20.92425F2279.29MPaS1.4 F18）校核弯曲强度

F根据弯曲强度条件公式

2KTY(cos)^2YFaYSaFdz^2mn^3进行校核

2KTY(cos)^2YFa1YSa1F1dz1^2mn^322.39973480.88(cos1359'56'')^22.621.5968.94MPaF1123^21.6313^3

2KTY(cos)^2YFa2YSa2F1dZ2^2mn^322.39973480.88(cos1359'56'')^22.181.7964.58MPaF2192^21.6313^3

满足弯曲强度，所选参数合适。

第三篇：proe二级斜齿轮减速器完整装配图

黄山学院

基于Pro/E的课程设计 二级斜齿轮减速器

课题名称：二级斜圆柱齿轮减速器的三维造型

学生学号：21206072043

专业班级：12机械卓越班

学生姓名：谢坤林

学生成绩：

指导教师：刘胜荣

课题工作时间：2012.12.23

至 2013.01.14

目录

1.引言-----------1 2.上箱体的绘制------------------------------4 3.下箱体的绘制------------------------------12 4.齿轮、齿轮轴的绘制--------------------17 5.轴的绘制-----29 6.其他零部件的绘制------------------------31 7.总体装配-----39 8.设计小结-----48

1引言：

减速器是应用于原动机和工作机之间的独立传动装置，具有结构紧凑、传动效率较高、传递运动准确可靠、使用维护方便和可成批生产等特点。传统的减速器手工设计通常采用二维工程图表示三维实体的做法，这种做法不仅不能以三维实体模型直观逼真地显现出减速器的结构特征，而且对于一个视图上某一尺寸的修改，不能自动反应在其他对应视图上。

1985年美国PTC公司开始建模软件的研究，1988年V1.0的Pro/ENGINEER诞生，随后美国通用汽车公司将该技术应用于各种类型的减速器设计与制造中。目前在基于Pro/E的减速器的模型设计、数据分析与生产制造方面美国、德国和日本处于领先地位，美国Alan-Newton公司研制的X-Y式精密减速器和日本住友重工研制的FA型减速器都是目前先进的高精密型齿轮减速器。

Pro/ENGINEER技术可以方便快捷的实现建立基于零件或子装配体的三维模型设计和装配，并且提供了丰富的约束条件完成可以满足的工程实践要求。建立三维模型在装配体环境下可以很好的对零件进行编辑和修改，在生产实际中便捷的把立体图转换为工程图，在生产应用中充分利用Pro/E软件进行几何造型设计，进一步利用数控加工设备进行技术加工，可以显著提高减速器的设计制造精密、设计制造质量、设计制造效率，从而缩短产品更新换代生产的整个周期。而我国在Pro/E的减速器三维模型设计方面还相对比较薄弱，因此，随着经济全球化的发展，在此技术上我国需要不断的突破创新，逐步提高“中国创造” 在国际市场的竞争力。

基于Pro/Engineer的二级减速器设计

机械电子工程专业学生 XXX

指导教师 XX

摘要：Pro/Engineer一个参数化、基于特征的实体造型系统，具有单一数据库功能。本文在减速器零部件几何尺寸数值计算的基础上，利用Pro／E软件实现了齿轮系和轴系等零件特征的三维模型设计；利用Pro／E软件实现了齿轮系和轴系的虚拟装配，具有较好的通用性和灵活性。此系统的实现可以使设计人员在人机交互环境下编辑修改，快速高效地设计出圆柱齿轮减速器产品，同时通过PRO/E 对二级减速器进行建模设计，规划零件的装配过程，对实现预期的运动仿真，建立机构运动分析，提高效率和精度奠定了基础。关键字：二级减速器 轴承

齿轮

机械传动 Pro/E

The design of two-grade cylindrical gear reducer based on

Pro/Engineer

Student majoring in Mechanical and Electronic Engineering

XXX

Tutor

XXX Abstract:Pro/Engineer is a parametric solid modeling system based on body feature, which has a single database.The realization of this system can make designers devise the product of cylinder gear reducer fast and efficiently Under human-computer interaction environment.Meanwhile,the paper describes the parametric design of two stage reducer and the assembly process of parts based on Pro/E, analyzes the mechanism movement and gets expectant movement simulation In doing so, design efficiency and precision can be increased greatly.Key words:Two stage gear reducer model、Bearing、Gear、Mechanical drive、Pro/E 4 2.上箱体的绘制

<一>、新建零件文件

在菜单栏选择“文件”下拉菜单，选取“新建”选项，系统将弹出如左下图所示的新建对话框，选中其中的零件单选按钮，在“名称”栏中输入“xiangti”，不勾选“实用缺省模板”，单击，在弹出的“新文件选项”对话框中选择mmns_part_solid，将英制单位改

进入三维实体建模环境。为公制单位（右下图）单击

<二>、创建基础实体特征 1创建基座

使用拉伸命令创建基座。<1>设置草绘平面并完成剖面草绘

（1）在右工具箱中单击“拉伸工具”按钮（2）在操控板中单击，在主视区下方出现拉伸特征操控板。

按钮，在弹出的“草绘”对话框中单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框，在该对话框中要求选择草绘平面，在主视区内选择FRONT基准平面作为草绘平面（也可以在模型树窗口中选择），在“草绘方向”栏中自动出现默认的草绘视图方向，接受默认设置，单击

按钮，弹出“参照”对 5 话框，系统要求提供尺寸标注参照，接受系统默认的参照，单击入草绘器，在注视区中绘制如图的拉伸截面图，在右工具箱中单击

按钮进退出草绘

。2.以底面为基准草绘长方形，然后用拉伸命令拉伸成高的长方体详见图2-1。

图2-1

3.以FRONT面为基准草绘两个半圆，直径分别与图纸相符

图2-2

4.创建螺栓座以侧面为草绘平面，草绘长方形，拉伸，并镜像详见图2-2。

5创建轴承孔，以侧面为草绘平面，详见图2-3:

图2-3

6草绘的截面，拉伸切除多余部位，详见图2-4：

图2-4

7.创建安装孔和定位销孔，以螺栓座顶面为草绘平面，草绘各个安装孔，定位销 孔，详见图2-5：

8.创建检

修

孔，先

创

建

一

个

基

准

轴 9

图2-6

9.在检修平面上创建孔，M5*.5,选择【穿透】，选择【沉头】，最后在镜像，详见图2-7：

图2-7

10.在轴承孔转孔，详见图2-8：

图2-8 下箱体的绘制 步骤如下：

1.以FRONT面为基准草绘一个长方体。2.以TOP面为基准草绘一个方体，详见图2-9：

图2-9

3.以FROMT为草绘平面草绘长方形并双向拉伸切除厚度，详见图2-10：

图2-10

4.创建螺栓座，以侧面为草绘平面草绘长方形，拉伸并镜像，详见图2-11：

图2-11

5.创建底板，以底面为草绘平面草绘长方形，拉伸，详见图2-12：

图2-12

6.创建油位测量孔，游标，出油孔，详见图2-13：

7.1 用孔命令，在上步拉伸面上，切除地脚螺栓孔；7.2创建吊耳详见图2-14：

图2-14

8.创建轴承孔，以螺栓座侧面为草绘侧面，草绘120和80的圆，拉伸并镜像，详见图2-15：

图2-15

9.草绘8的截面，拉伸切除多余部位，详见图2-16：

图2-16

10.创建安装孔和定位销孔，以顶部为草绘平面，草绘各个安装孔，定位销孔，详见图2-17：

图2-17

11.创建筋板：以侧面为草绘平面，草绘截面，拉伸并镜像，详见图2-18：

图2-18

12.创建出油孔以侧面为草绘平面，草绘截面拉伸，插入孔，详见图2-19：

4.减速斜齿轮、斜齿轮轴的绘制

4.1齿轮的绘制

步骤如下： 打开菜单栏：工具-参数 输入基本参数和关系式

图3-1-1 齿轮绘制定义参数

打开菜单栏：工具-关系

输入以下公式 ha=(hax+x)*mn hf=(hax+cx-x)*mn d=mn*z/cos(beta)da=d+2*ha db=d*cos(a)df=d-2*hf d0=da d1=db d2=df d3=d 18 完成后的关系对话框如图所示：

图3-1-2 定义齿轮计算公式 创建齿轮基本圆

画出四个同心圆，分别标记为：

d0=da（分度圆直径）, d1=db（齿顶圆直径）d2=df（齿根圆直径），d3=d（基园直径）。工具栏内单击

按钮，完成草图的绘制。如图所示：

图3-1-3 草绘齿轮节圆

3 创建渐开线

（1）方程创建齿轮中齿的轮廓——渐开线。输入关系式，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（2）单击“文件”→“保存”，再单击“文件”→“退出”，在“曲线：从方程”对话框中选择确定，完成第一段渐开线的创建，如图：

图3-1-4 渐开线的创建

4 镜像渐开线

（1）创建一个基准点。在工具栏内单击

按钮，或者依次在主菜单上单击 “插入”→ “模型基准”→ “点”→ “点”，系统弹出“基准点”对话框，如图所示；击选择分度圆曲线作为参考，按住Ctrl键，单击第一段渐开线作为参考，放大视图，检查所创建的点是否位于两条曲线的交点处，单击“基准点”对话框中的确定按钮，完成基准点“PNT0”的创建。

（2）创建一根基准轴。单击工具栏上的“创建轴”按钮，系统弹出“基准轴”对话框，在绘图区单击选取“TOP”面，按住Ctrl键，选取“RIGHT”面，在“基准轴”对话框中点击确定按钮，完成“A-1” 轴的创建，如图：

图3-1-5 轴“A-1”的创建

（3）过“A-1”轴和点“PNT0”创建平面。单击“确定”按钮，完成“DTM1”的创建，如图所示：

图3-1-6 “DTM1”的创建

（4）创建平面“DTM2”。创建初始步骤同“DTM1”。（5）镜像渐开线。完成后的曲线如图所示：

图3-1-7 完成后镜像渐开线 拉伸齿根圆形成圆柱体。

如图所示：

图3-1-8 拉伸后的齿根圆 创建齿形,绘制齿形图

1）创建投影线，点击右边工具栏“草绘”工具按钮，选取righ 面，绘制线段，再选择“编辑-投影”将线段投影。如图： 23

2）创建草绘界面及复制。如图 3）拉伸齿形

7阵列齿形

8 创建腹板式齿轮结构

绘制另一个齿轮如图

4.2齿轮轴的绘制

小齿轮与轴制成一体，被称为齿轮轴，这种结构用于齿轮直径与轴的直径相 差不大的情况，如果轴直径为d，齿轮齿根圆直径为df，则当df-d<6~7mm时，应采用齿轮轴结构，反之，则采用齿轮与轴分开的两个零件的结构，如低速轴与大齿轮，此时齿轮与轴的周向固定平键连接，轴上零件利用轴肩，轴套和轴承端盖作轴向固定。

1.以FRONT为基准平面草绘，草绘分度圆、齿根圆、齿顶圆直径分别与图纸

相

符

图2-30 选择基准曲线工具。选择从方程的命令，选择系统坐标系，设置坐标系类型为笛卡儿，绘

制

如

图

齿

轮

。27

再通过拉伸、旋转、倒角、切材等绘制齿轮轴。如图

绘制另一个齿轮轴如图

5轴的的绘制

步骤如下：

1.以FRONT面为基准草绘平面，进行旋转创建实体，详见图2-45，46：

图2-45

图2-46

2.对实体进行倒角。

3.以FRONT为参照偏移17新建个DTM1面。

4.以DTM1面为基准草绘平面。进行拉伸切除实体，详见图2-47：

图2-47

5.以FRONT为参照偏移22新建个DTM2面.6.以DTM2面为基准草绘平面。进行拉伸切除实体。进行必要的倒角

6其他零部件的绘制

1轴承的绘制

根据设计需要，轴承应该为深沟球轴承。按规定应有外圈，内圈及滚子。拉伸，旋转得到球体，再阵列，得到

旋转阵列

扫描轨迹，阵列

拉伸，切材等

绘制另两个轴承 螺钉的绘制：根据设计尺寸，螺钉的轴向截面旋转出螺杆和螺钉头，然后用拉伸切除的方法做出螺钉头的六角形最后倒角修饰。螺钉的绘制还可以用创建族表的方法将各种型号的螺钉一起创建出来而不用反复去绘制螺杆螺钉头，减少了工作量，创建螺旋扫描切材，挑尖等

3螺母的绘制

拉伸，切材，倒角，螺旋扫描等

4创建盖类零件

在右工具箱中单击“旋转工具”按钮在操控板中单击，在主视区下方出现旋转特征操控板。按钮，在弹出的草绘上滑面板中单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框，在该对话框中要求选择草绘平面，在主视区内选择TOP基准平面作为草绘平面，在“草绘方向”栏中自动出现默认的草绘视图方向，接受默认设置，单击对话框，接受系统的默认设置，单击转草绘图，在右工具箱中单击

按钮。弹出“参照”

按钮进入草绘器，在注视区中绘制如下图的旋

退出草绘。

按钮，完成旋转特在实体上创 在操控面板中接受系统的默认值，单击右侧的建放置实体特征

a、倒角特征。在有工具箱中单击“倒角工具”按钮，在主视区中选择外侧，的两条和内侧的一条曲线（如图所示的三条边），单击下工具箱左侧下拉列表框右侧的将倒角方式改为“45×D”，在右侧的下拉列表框中将D值改为1，单击下工具箱右侧的完成倒角特征的创建。效果如下图所示

b、创建槽特征。在右工具箱中单击“拉伸工具”击按钮将拉伸方式改为剪材料，在操控板中单击，在主视区下方操控板中单

按钮，在弹出的草绘上滑面板中单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框，在主视区内选择RIGHT基准平面作为草绘平面，在“草绘方向”栏中自动出现默认的草绘视图方向，接受默认设置，单击

按钮。弹出“参照”对话框，系统要求提供尺寸标注参照，在主视区中选择盖的小圆边线作为绘图参照，单

击按钮进入草绘器，在注视区中绘制如下图的拉伸截面图，在右工具箱中单击退出草绘。

在下工具箱的拉伸方式选项中选择“在各方向上以指定深度值得一半拉伸草绘平面的两侧”选项按钮，在右侧的拉伸深度值输入框中输入特征的拉伸深度“50”，单击下工具箱右侧的完成槽特征的创建。

阵列槽特征。选择上一步创建的槽特征，单击右工具箱中的“阵列工具”按钮，在操控板中的阵列方式框中选择“轴”方式，系统提示“选取创建阵列的轴”，在主视区中选择旋转轴线作为参照，在“输入第一方向的阵列成员数”输入框中输入阵列数目“2，单击右侧的完成孔特征的阵列特征的创建，效果如图。

c、创建紧固孔特征。在右工具箱中单击“拉伸工具”控板中单击按钮将拉伸方式改为剪材料，在操控板中单击，在主视区下方操，按钮，在弹出的草绘上滑面板中单击“定义”按钮，弹出“草绘”对话框，在主视区内选择盖得外侧面作为草绘平面，在“草绘方向”栏中自动出现默认的草绘视图方向，接受默认设置，单击系统默认的绘图参照，单击在右工具箱中单击退出草绘。

按钮。接受

按钮进入草绘器，在注视区中绘制如下图的拉伸截面图，下工具箱的拉伸方式选项中选择“从草绘平面以指定的深度值拉伸”按钮，在拉伸深度值输入框中输入

完成实体的拉伸。拉伸值“10”，单击下工具箱右侧的征的创建。

阵列孔特征。选择上一步创建孔槽特征，单击右工具箱中的“阵列工具”按钮，在操控板中的阵列方式框中选择“轴”方式，系统提示“选取创建阵列的轴”，在主视区中选择旋转轴线作为参照，在“输入第一方向的阵列成员数”输入框中输入阵列数目“4”，单击右侧的，完成孔特征的阵列特征的创建

5固定件绘制

拉伸，镜像，切菜，倒角的

6键、销、垫片的创建 略。

7．总体装配

<一>、新建组件文件

在菜单栏选择“文件”下拉菜单，选取“新建”选项，在系统弹出的新建对话框中选择“组件”栏中输入“jiansuqi”，单击

按钮，在后面的“子类型”中勾选，进入减速器的装配界面。

按钮，在“名称”<二>、装配减速器

1、导入下箱体。单击有工具箱中的“将元件添加到组件”按钮，在弹出的“打开”对话框中找到下箱体的prt文件（可以点击对话框下面右侧的“预览”按钮查看文件效果图），单击“确定”按钮，将零件导入到组件。在下面的“放置操控板”中的约束方式中选择“缺省”，单击右侧的完成下箱体的放置。

2装配大齿轮轴承。仿照箱体的导入方法。在约束方式中选择“对齐”，在主视区中选择轴承的旋转轴和箱体的大齿轮支撑套的的轴线作为参照；选择“匹配”方式，在主视区中选择盖的内侧面和盖的内侧面作为参照单击右侧的

完成大轴承的装配。

3、装配大轴承。仿照箱体的导入方法。在约束方式中选择“对齐”，在主视区中选择轴承的旋转轴和箱体的大齿轮支撑套的的轴线作为参照；选择“匹配”方式，在主视区中选择盖的

内侧面和盖的内侧面作为参照单击右侧的完成大轴承的装配。

4、装配平键。约束方式为“匹配”和“插入”。

5、装配齿轮。约束方式为“对齐”和“匹配”。

6、装配厚轴套。约束方式为“对齐”和“匹配”。

7、装配小轴套。约束方式为“对齐”和“匹配”。

8、转配大轴承。约束方式为“对齐”和“匹配”。

9、装配大透盖。约束方式为“对齐”和“匹配”。

10、导入大闷盖。仿照箱体的导入方法。在约束方式中选择“对齐”，在主视区中选择盖得旋转轴和箱体的大齿轮支撑套的的轴线作为参照；选择“匹配”方式，在主视区中选择下箱体的一个侧面和盖的大圆的内侧面作为参照；选择“对齐”，在主视区中选择盖的紧固螺孔旋转轴线作为参照，单击右侧的

完成大闷盖的装配。

11、装配小闷盖。约束方式为“对齐”和“匹配”。

12、装配小轴承。约束方式为“对齐”和“匹配”。

13、装配小轴套。约束方式为“对齐”和“匹配”。

14、装配小齿轮轴。约束方式为“对齐”和“匹配”。

15、装配小轴套。约束方式为“对齐”和“匹配”。

16、装配小轴承。约束方式为“对齐”和“匹配”。

17、装配小透盖。约束方式为“对齐”和“匹配”。

18、装配固定件。约束方式为“对齐“和”匹配“ 如图

装配过程中需注意：

键与轴的装配。当 “约束状态”为“完全约束”时，单击与轴的装配，如图：，如此完成键

齿轮的装配

高速级大齿轮齿轮与中间轴的装配。选择约束条件，通过键与键槽的配合，完成约束状态为“完全约束”，单击如图：，完成齿轮与轴的装配，轴与轴承的装配

选择 “添加组件定义操控面板”中的“放置”，连接方式为“用户定义”。首先约束为同轴，单击选中轴的中心线“A-1”，再单击选中轴承的中心轴“A-3”，完成轴的约束，此时约束状态为“部分约束”。再单击“放置控制面板”中的“新建约束”，选择挡油环小圆的一个面，再选择轴承的一个平面，在“放置控制面板”中选择偏距为“0”，按“Enter”键，此时轴承会约束在轴上，仔细观察，如果轴承位于挡油环的内部，则单击“反向”，此时约束状态为“完全约束”，单击，完成一个轴承的装配，如图：

19、装配上箱体。导入上箱体，选择“对齐”和“匹配”的约束方式，完成上箱体的装配。20、装配观察窗。约束方式为“匹配”和“对齐”。

21、装配观察窗紧固螺栓。约束方式为“插入”和“匹配”。

22、装配观察窗大螺栓。约束方式为“匹配”和“插入”。

23、装配大闷盖的紧固螺栓。导入紧固螺栓，约束方式为“插入”和“匹配”。阵列紧固螺栓。

24、装配其他盖的紧固螺栓，仿照大闷盖的装配方法进行装配。

25、装配上下箱体的连接件。

（1）装配垫圈。约束方式为“对齐”和“匹配”。

（2）装配螺栓。约束方式为“插入”和“匹配”。

（3）装配螺母。约束方式为“对齐”和“匹配”。

26、装配漏油孔观察眼和螺栓。约束方式为“对齐”和“匹配”。

完成减速器的装配效果图如下所示

装配爆炸图

8、设计小结

此次pro/e课程设计是我在大学中一次宝贵的设计经历，它既涵盖了机械设计课程设计方面的知识，又包括Pro/E中高级功能的运用，让我在设计过程中既复习了机械设计方面的内容，又对Pro/E零部件的画法和装配方法以及分析等方面有了较为全面的认识和了解，同时也让自己能够熟练的运用Pro/E中的一些基本绘图功能，如拉伸、旋转、抽壳、倒角、镜像、阵列、孔工具、基准的创建等，同时对参数法绘图也有了一定的认识，获益匪浅。

此次设计中为提高自己在设计等方面的能力，我选择二级圆柱斜齿轮减速器作为设计课题。在设计过程中，我仔细回忆了以往机械设计课程设计中的步骤及尺寸等的确定方法，同时结合在“中国一拖集

团有限公司”参观的同轴式变速箱，初步确定了自己的设计思路和减速器的大致信息。同时为了培养自己严谨认真的设计作风，又积极翻阅《课程设计手册》，尽量使减速器上的每一个零件的尺寸都符合国家标准。如此不仅复习了机械设计方面的知识，对自己的意志力、耐力以及良好工作作风的培养都起到了很好的促进作用。

通过本课程设计，巩固了通过课程学习到的知识，提高了动手实践能力，让我在综合运用计算机进行设计尤其是进行较为复杂的装配图和零件图的绘制、一般的三维装配、图形仿真方面的能力得到提高，进一步提高二维图形绘制能力以及进行CAD二次开发的能力，了解软件的数据交换及与CAM系统的数据传递等。在此次课程设计中，对我的绘图能力有了很大的提高，使我理解了很多实际问题，更是对自己动手能力有了大幅度的提升，也让我明白了一个道理，要想在任何方面有好的发展，必须要发挥积极、主动、刻苦、肯钻的精神，只有永不满足自己所拥有的知识，才能在自己所学习的领域有所建树。

第四篇：二级斜齿圆柱齿轮减速器优化设计

二级斜齿圆柱齿轮减速机

优化设计

1.题目

二级斜齿圆柱齿轮减速机。高速轴输入功率R=6.2kW，高速轴转速n1=1450r/min，总传动比iΣ=31.5，齿轮的齿宽系数Φa=0.4；齿轮材料和热处理；大齿轮45号钢正火硬度为187～207HBS，小齿轮45号钢调质硬度为228～255HBS。总工作时间不小于10年。要求按照总中心距最小确定总体方案中的主要参数。

2.已知条件

已知高速轴输入功率R=6.2kW，高速轴转速n1=1450r/min，总传动比iΣ=31.5，齿轮的齿宽系数Φa=0.4。

3.建立优化模型

3.1问题分析及设计变量的确定

由已知条件求在满足使用要求的情况下，使减速机的总中心距最小，二级减速机的总中心距为：

aa1a2其中mn1z11i1mn2z31i22cos

mn1、mn2zz分别为高速级和低速级齿轮副的模数，1、3分

ii别为高速级和低速级小齿轮齿数，1、2分别为高速级和低速级传动比，为齿轮副螺旋角。所以与总中心距a相关的独立参数为：mn1、mn2、z1、z3、i1（i231.5）、。则设计变量可取为：

i1x=[mn1 mn2 z1 z3 i1 ]T=[x1 x2 x3 x4 x5 x6]T 3.2目标函数为

fxx1x31x5x2x4131.5x52cosx6

为了减速机能平稳运转，所以必须满足以下条件：

2mn15、3.5mn26、14z12216z322、5.8i17、815

3.3约束条件的建立 3.3.1线性不等式约束条件

g1x2x10 g2xx150 g3x3.5x20 g4xx260 g5x14x30 g6xx3220 g7x16x40 g8xx4220 g9x5.8x50 g10xx570 g11x8x60 g12xx6150

3.3.2非线性不等式约束条件

1）齿轮的接触应力不得大于许用应力值，得

H1925i113K1T1925b1i1H1 H2 H2即 i213K2T2b2i2 2 H1mn31z13i189252K1T12cos30

H2m28925KT33n232222zicos302）齿轮的弯曲应力不得大于许用弯曲应力值，得

F11.5K1T1F1bd1mn1Y2Y1F2Y2

F2F1即

F1Y13K1T11i1mn31z12cos20 F2Y23K1T1和 1i1mn31z12cos201i2mn32z32cos20 F3Y33K2T2F4Y43K2T21i2mn32z32cos20其中齿形系数的计算如下：

Y10.1690.006666z10.0000854z122Y20.1690.006666z20.0000854z2Y30.1690.006666z30.0000854z23

2Y40.1690.006666z40.0000854z43）高速级齿轮和低速级齿轮不得发生干涉，得：

mn2z31i22cosEmn1mn1z1i10

E为低速轴轴线与高速级大齿轮齿顶圆之间的距离，单位为mm。

大齿轮45号钢正火硬度为187～207HBS，查表得计算可得小齿轮45号钢调质硬度为228～255HBS H1H2518.75N/mm2，F1F3153.5N/mm2 2F2F4141.6N/mm高速轴输入功率R=6.2kW，高速轴转速n1=1450r/min，计算可得

T141690N/mm、T240440i1N/mm、查表可得：

K10.248、K21.204、Y10.248、Y20.302、Y30.256、Y40.302、E=50mm整理可得：

3g13xcos3x63.079106x13x3x50233g14xx5cos3x61.701104x2x403g15xcos2x69.939105x13x31x50232g16xx5cos2x61.70610431.5x5x2x402g17xx52x50cosx6x1x2x51x2x4x531.502g18xcos2x61.116104x13x31x50232g19xx5cos2x61.17110431.5x5x2x40

4.优化方法的选择

由于该问题有6个设计变量，19个约束条件的优化设计问题，采用传统的优化设计方法比较繁琐，比较复杂，所以选用Matlab优化工具箱中的fmincon函数来求解此非线性优化问题，避免了较为繁重的计算过程。5.数学模型的求解

5.1.1将已知及数据代入上式，该优化设计的数学优化模型表示为：

minfxx1x31x5x2x4131.5x52cosx6

Subject to: 4 g1x2x10g2xx150g3x3.5x20g4xx260g5x14x30g6xx3220g7x16x40g8xx4220g9x5.8x50g10xx570g11x8x60g12xx61503g13xcos3x63.079106x13x3x50233g14xx5cos3x61.701104x2x403g15xcos2x69.939105x13x31x50232g16xx5cos2x61.70610431.5x5x2x402g17xx52x50cosx6x1x2x51x2x4x531.502g18xcos2x61.116104x13x31x50232g19xx5cos2x61.17110431.5x5x2x40

5.1.2运用Matlab优化工具箱对数学模型进行程序求解

首先在Matlab优化工具箱中编写目标函数的M文件 myfun.m,返回x处的函数值f：

function f = myfun(x)f=(x(1)*x(3)*(1+x(5))+x(2)*x(4)*(1+31.5/x(5)))/(2*cos(x(6)))由于约束条件中有非线性约束，故需要编写一个描述非线性约束条件的M文件myobj.m：

function[c,ceq]=myobj(x)c=[2-x(1);x(1)-5;3.5-x(2);x(2)-6;14-x(3);x(3)-22;16-x(4);x(4)-22;5.8-x(5);x(5)-7;8-x(6);x(6)-15;(cos(x(6)))^3-3.079*10^(-6)*x(1)^3*x(3)^3*x(5);x(5)^2*(cos(x(6)))^3-1.701*10^(-4)*x(2)^3*x(4)^3;(cos(x(6)))^2-9.939*10^(-5)*x(1)^3*x(3)^3*(1+x(5));x(5)^2*(cos(x(6)))^2-1.706*10^(-4)*(31.5+x(5))*x(2)^3*x(4)^2;x(5)*(2*(x(1)+50)*(cos(x(6)))^2+x(1)*x(2)*x(5))-x(2)*x(4)*(x(5)+31.5);(cos(x(6)))^2-1.116*10^(-4)*x(1)^3*x(3)^2*(1+x(5));x(5)^2*(cos(x(6)))^2-1.171*10^(-4)*(31.5+x(5))*x(2)^3*x(4)^2];ceq=[];最后在command window里输入： x0=[3;4;20;20;6;10];%给定初始值

[x,fval,exitflag,output]=fmincon(@myfun,x0,[],[],[],[],[],[],@myobj)%调用优化过程

5.1.3最优解以及结果分析 运行结果如下图所示： 由图可知，优化后的结果为：

x=[2.0471 3.6059 18.5067 16 5.8 8] f(x)= 3.1742e+03 圆整得：

x=[2 3.5 19 16 5.8 8] f(x)= 3.1750e+03 6.结果对比分析

如按常规设计，即x=[3 5 19 17 6.3 11]，则中心距为470，相比中心距减少了32.5%。说明优化结果是成功的。7.总结体会

做优化难点在各个约束的确定，特别是非线性约束，需要对减速机的知识有较深的认识，另外Matlab软件的运用也相当重要，使用过程当中难免出现问题，要能够解决过程中出现的问题。

在将约束写进Matlab command window时要细心，不然会出现很多问题，得不到正确的结果。8.参考文献

[1]濮良贵,纪名刚.机械设计.8版.北京:高等教育出版社,2006.[2] 孙桓,陈作模,葛文杰.机械原理.7版.北京:高等教育出版社,2006.[3] 胡新华.单级圆柱齿轮减速器的优化设计【J】组合机床与自动化加工技术，2006（7）

第五篇：二级减速器设计

西南大学工程技术学院课程设计（论文）

目录 引言.....................................................................................................................错误！未定义书签。2 传动装置的总体设计............................................................................................................................3 2.1电动机的选择...........................................................................................错误！未定义书签。

2.1.1电动机类型的选择.......................................................................错误！未定义书签。2.1.2电动机功率的确定.......................................................................错误！未定义书签。2.1.3确定电动机转速.............................................................................错误！未定义书签。2.2总传动比的计算和分配各级传动比.......................................................错误！未定义书签。2.3传动装置的运动和动力参数计算...........................................................错误！未定义书签。3 传动零件的设计计算..........................................................................................错误！未定义书签。

3.1第一级齿轮传动的设计计算...................................................................错误！未定义书签。3.2第二级齿轮传动的设计计算...................................................................错误！未定义书签。4 箱体尺寸计算与说明..........................................................................................错误！未定义书签。5 装配草图的设计.................................................................................................错误！未定义书签。

5.1初估轴径..................................................................................................错误！未定义书签。5.2初选联轴器..............................................................................................错误！未定义书签。5.3初选轴承..................................................................................................错误！未定义书签。5.4润滑及密封..............................................................................................错误！未定义书签。6 轴的设计计算及校核..........................................................................................错误！未定义书签。

6.1中间轴的设计计算及校核.......................................................................错误！未定义书签。6.2低速轴的设计计算及校核.......................................................................错误！未定义书签。7 滚动轴承的选择和计算......................................................................................错误！未定义书签。

7.1高速轴轴承的计算...................................................................................错误！未定义书签。7.2中间轴轴承的计算...................................................................................错误！未定义书签。7.3低速轴轴承的计算...................................................................................错误！未定义书签。8 键连接的选择和计算..........................................................................................错误！未定义书签。

8.1 高速轴与联轴器键联接的选择和计算..................................................错误！未定义书签。8.2 中间轴与小齿轮键联接的选择和计算..................................................错误！未定义书签。8.3 中间轴与大齿轮键联接的选择和计算..................................................错误！未定义书签。8.4 低速轴与齿轮键联接的选择和计算......................................................错误！未定义书签。8.5 低速轴与联轴器键联接的选择和计算..................................................错误！未定义书签。9 减速器附件的选择及说明..................................................................................错误！未定义书签。

9.1减速器附件的选择...................................................................................错误！未定义书签。9.2减速器说明..............................................................................................错误！未定义书签。10 结论...................................................................................................................错误！未定义书签。参考文献.................................................................................................................错误！未定义书签。

西南大学工程技术学院课程设计（论文）

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