摘 要

本文主要讲述的是25吨电动葫芦起升机构点线啮合齿轮减速机系列的设计，我们刚开始运用VB编程筛选出所需的传动比系列，随后用Solidworks三维建模软件建立齿轮的模型，然后运用了ANSYS有限元分析软件的workbentch模块对齿轮进行了应力仿真，并将此理论结果与手算的实际结果相对比，最后运用CAD软件绘出相应的零件图与装配图。论文主要研究并设计了各个传动比下点线啮合齿轮减速机的尺寸，最终的设计结果表明我们的实际计算与理论的结果是相符合的，减速机符合实际生产过程中的运作。

本文较大的特色在于对三个传动比的减速机采用一个箱体，仅改变三级中的一 级，大大简化了设计。且其系列化的设计可以加速新产品的设计，发展新品种、提 高产品质量，方便使用和维修，减少备品配件的储备量。

关键词：点线啮合齿轮；三维建模；强度校核

Abstract

This paper is mainly about the design of the 25 ton electric hoist lifting mechanism point line meshing gear reducer series，We have just started to use the VB programming to filter out the required transmission ratio series,Then the gear model is built with Solidworks 3D modeling software, and the workbentch module of the ANSYS finite element analysis software is used to simulate the stress of the gear,And the theoretical results are compared with the actual results of hand, and finally use the CAD software to draw the corresponding parts and assembly drawings.The main research and design the various transmission than the size of the point line meshing gear reducer, the final design results show that our actual calculation and theoretical results are consistent with the reducer with the operation in the actual production process.

The larger feature of this paper is that the three transmission ratio of the reducer using a box, only to change the level of three, greatly simplified the design. And the design of the can accelerate new product design and development of new varieties, improve product quality, convenient use and maintenance, reduce the reserves of spare parts.

Key Words: point line meshing gear; 3D modeling; Strength check

目录

第1章 绪论 1

1.1研究目的及意义 1

1.2国内外研究现状 1

第2章 方案的选用 3

2.1总体方案设计 3

2.2三合一减速器结构分析 3

2.3系列化设计 4

第3章 齿轮系列参数设计及选择 6

3.1功率16kw，传动比为110.7系列计算 6

3.1.1高速级齿轮对 6

3.1.2中速级齿轮对 8

3.1.3低速级齿轮对 11

3.2功率16kw，传动比为138.5系列计算 14

3.3功率16kw，传动比为174.9系列计算 17

3.4功率16kw，传动比为216.6系列计算 20

第4章 齿轮系列强度计算及三维建模与仿真结果对比 24

4.1传动比为110.7系列齿轮计算 24

4.1.1高速级齿轮对的计算 24

4.1.2中速级齿轮对的计算 26

4.1.3低速级齿轮对的计算 29

4.2传动比为138.5系列的计算 32

4.3传动比为174.9系列的计算 34

4.4传动比为216.6系列的计算 37

4.5第三级大齿轮的三维建模 40

4.6小结 41

第5章 轴系零件设计 43

5.1 传动比为110.7系列轴系零件的设计 43

5.1.1 选择轴的材料 43

5.1.2 粗估轴径 43

5.1.3 轴的结构设计 44

5.1.4 轴的受力分析及强度校核 47

5.1.5 键的选型 54

5.1.6 轴承的设计计算与校核 55

5.2 传动比为138.5系列轴系零件的设计 58

5.2.1 选择轴的材料 58

5.2.2 粗估轴径 58

5.2.3 轴的结构设计 58

5.2.4 轴的受力分析及强度校核 61

5.2.5 键的选型 68

5.2.6 轴承的设计计算与校核 69

5.3 传动比为174.9系列轴系零件的设计 72

5.3.1 选择轴的材料 72

5.3.2 粗估轴径 72

5.3.3 轴的结构设计 72

5.3.4 轴的受力分析及强度校核 75

5.3.5 键的选型 82

5.3.6 轴承的设计计算与校核 83

5.4 传动比为216.6系列轴系零件的设计 85

5.4.1 选择轴的材料 85

5.4.2 粗估轴径 86

5.4.3 轴的结构设计 86

5.4.4 轴的受力分析及强度校核 89

5.4.5 键的选型 97

5.4.6 轴承的设计计算与校核 98

5.5小结 101

参考文献 102

致谢 104

第1章 绪论

1.1研究目的及意义

起重机械遍及各种物料的起重和运输、装卸等工作中，它能够让人工得到休息，能提高生产率，例如在工厂、矿山、车站等生产部门中得到应用。作为起重设施中的电动葫芦具备自重较轻、结构紧凑、体积较小、维修便利、使用时限长等特点。如今，伴随着我国制造业的崛起，不同起吊速度的起重设备的实际运用也愈来愈广。目前的起重设施较多，如单、双梁桥式起重机、门式起重机等，但由于它们的体积巨大，一次性投资与运转的成本高，所以不能良好的满足生产现场的需求，因此急需经济、技术和价格方面优越的起重机设备，而电动葫芦在此方面具备很大优势。目前电动葫芦多以单速、双速为主，多速电动葫芦很少见，尤其是四速电动葫芦。在起重机械研究的领域，研究和开发四速电动葫芦，是很有前途的。所以，新型电动葫芦的开发和钻研对于我国制造业的发展具有相当大的促成作用，在起重业研究领域具有很重要的实际意义。

完成此次毕业设计，可以全面了解新型电动葫芦的结构及特点，掌握点线啮合齿轮基本设计和计算以及新型“三合一”减速机系列设计，并能初步掌握减速机基本的模块化和系列化设计方法。

1.2国内外研究现状

齿轮的相关研究从17世纪就已经开始了，渐开线齿轮的发展可以追溯到18世纪初期。由于其独一无二的优点，如传动比较平稳、制造简单、互换性很好、对制造与装配误差不是很敏感等，是目前使用最普遍的齿轮。但它也有一些缺点，像强度较低、最小齿数大使齿轮体积较大等，因此不能满足高速重载加上小型化等方面的需要，所以长久以来人们希望能够设计制造出性能更好的齿轮，如1950年左右发明了圆弧齿轮等，但因为自身的局限性，只能部分代替渐开线齿轮，并未达到人们的期望。