基于ProE的单级圆柱齿轮减速器的设计与仿真设计

广东石油化工学院

课程设计说明书题目:基于Pro/E的单级圆柱齿轮减速器的设计与仿真

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广东石油化工学院

课程设计任务书

摘要

本次课程设计要求基于Pro/E的单级圆柱齿轮减速器的设计与仿真主要用于《机械设计基础》课程的教学过程中，使学生能够直观的看到减速器的外观和内部结构，并能观察传动过程。对于《机械设计基础》课程的教学资源库提供更好的资料，能够更好的实现项目化教学改革。要求学生根据所给定的参数，完成所有零件的尺寸设计和结构设计。用Pro/e完成三维建模，然后装配成减速器整体，并生成装配爆炸图，最后还要完成运动仿真。

本次课程设计具体按排，第一周指导教师讲解设计题目、设计思路和说明书格式；学生查阅资料，根据条件计算单级圆柱齿轮减速器的各技术参数和主要零件尺寸；用Pro/E对减速器零件进行三维建模；第二周运动仿真，输出工程图；整理设计说明书，再进行答辩。

关键词：单级圆柱齿轮减速器PRO/E 三维建模运动仿真

目录

摘要 ............................................................IⅠ

第一章引言（绪论） (1)

第二章主要零件工程图与设计

2.1 单级圆柱齿轮减速器结构分析 (3)

2.2 固定箱体底座的设计 (3)

2.3 上箱体零件的造型设计 (5)

2.4 减速器内部轴的设计 (6)

2.5 齿轮的设计 (8)

2.6 其他零件的设计 (11)

第三章装配减速器

3.1分析减速器的模型 (14)

3.2减速器模型创建步骤 (14)

3.3减速器分解视图 (17)

第四章减速器运动仿真

4.1运动仿真概述 (18)

4.2元件连接 (19)

4.3机构仿真 (19)

第五章设计总结 (22)

第一章前言绪论

绪论

设计要求：单级圆柱齿轮减速器：输入功率2.169kw，输入转速480r/min，总传动比4，效率0.95，其他技术参数计算或者按照给定图纸；按计算结果和给定图纸进行减速器零件的三维建模，并装配，进行运动仿真检查零件间是否存在运动干涉；将主要零件（传动轴和齿轮）和装配体（标注关键尺寸）输出为工程图。要求螺栓、螺母等用简化画法，不用画出实际的螺纹。设计说明书的主体为Pro/E的操作（70%以上），参数计算占小部分（小于30%）

减速器的工作原理及其运用：减速器是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到所需要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中可以见到它的踪迹。从交通的船舶，汽车，机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等。其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速器的应用，且在工业应用上，减速器具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。在目前用于传递动力和运动的机构中，减速器的应用范围非常广泛。减速器的作用主要有：

（1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出成减速比，但要注意不能超出减速器的额定扭矩。

（2）减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。减速器一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机，内燃机或其他高速运转的动力通过减速器的输入轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速器也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。减速器是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。它的种类繁多，型号各异，不同种类用不同的用途。减速器的种类繁多，按照传动类型可以分为齿轮减速器，蜗杆减速器和行星齿轮减速器；按照传动级数不同可以分为单级和多级减速器；按照齿轮形状可以分为圆柱齿轮减速器，圆锥齿轮减速器和圆锥一圆柱齿轮减速器；按照传动的布置又可以分为展开式，分流式和同轴式减速器

PRO/E在机械设计中的应用：经过漫长的发展岁月，产品设计手段在不

断地提高，不断进步，不断成熟。从最早的手工绘图，到现在的广泛的使用计算机辅助设计来进行产品的设计，并且以后还会有更先进的设计手段出现。为了提高计算机辅助设计的效果和节约设计成本和加工时间，我们做了这个关于PRO/E技术在产品设计当中的应用的毕业设计，主要从PRO/E的参数化设计，有限元分析，动态仿真，逆向工程等方面阐述了PRO/E在机械产品设计当中的应用价值及应用前景。本文介绍与应用了PRO/E造型设计中的参数化设计方式，涉及到了孔特征、倒圆角、螺旋扫描、阵列特征等的设计方法。然后通过PRO/E的组件的应用程序里的机构功能实现动态仿真，实现了产品的设计，模拟装配，模拟运行等过程，充分体现了PRO/E在机械产品设计当中的应用价值及应用前景，并且结合了相关的资料讨论了一下三维设计的发展趋势。

单级圆柱齿轮减速器三维模型的设计概的优势：

1.参数化设计和特征功能:PRO/E是采用参数化设计的，基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型。

2.单一数据库:PRO/E具有一下特点和优势：

(1)参数化设计和特征功能

PRO/E是采用参数化设计的，基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型。

(2)单一数据库PRO/E是建立在统一基层上的数据上，不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓的单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。

(3)全相关性:PRO/E的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体，设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。

(4)基于特征的参数化造型PRO/E使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要求.

(5)数据管理加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了PRO/E独特的全相关性功能，因而使之成为可能。针对产品设计的不同阶段，Pro/E将产品分为工业设计，机械设计，功能模拟，