锥齿轮减速器维实体设计与运动仿真.docx

锥齿轮减速器维实体设计与运动仿真.docx

《锥齿轮减速器维实体设计与运动仿真.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《锥齿轮减速器维实体设计与运动仿真.docx（34页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

锥齿轮减速器维实体设计与运动仿真

XX机械电子工程系

课程设计报告

专业班级

课程机械CAD/CAM课程设计

题目二级锥齿轮减速器的三维实体设计与运动仿真

学号

学生姓名

指导教师

2011年9月

XX机械电子工程系

课程设计任务书

学生姓名专业班级学号

指导教师职称教研室

课程机械CAD/CAM课程设计

题目二级锥齿轮减速器的三维实体设计与运动仿真

任务与要求

1.以每生机械专业的“课程设计一”——减速器设计的设计参数为依据，利用目前的主流实体设计软件，独立完成本课程设计。

2.首先进行减速器传动部分的所有零件体的三维实体模型设计。

3.在三维零件实体的基础上，完成传动部分装配体的设计，健全装配关系。

4.进一步利用软件的功能实现零件体和装配体的工程图设计。

5.最后通过软件完成该传动系统的运动学仿真，并进行相应的干涉检查。

6.设计参数：

完成一级减速器蜗轮蜗杆的设计，参数如下：

钢丝绳拉力F=16kN,钢丝绳速度,卷筒直径D=390mm.

工作条件：

连续单向运动，工作时有轻微振动，小批量生产，

单班制工作，使用期限8年，运输带速度允许误差为

7.设计完成后，提交纸质设计报告，并提交电子文档的全部设计资料（以班级、学号加姓名命名的文件夹，其中文件夹中含各个零件实体图、装配体图、工程图、运动仿真动画、设计报告等）。

8.积极跟指导老师沟通，完成答辩。

开始日期完成日期

年月日

西安文理学院本科课程设计评分表

学生姓名

学号

专业

机电

班级

课程设计题目

二级锥齿轮减速器的三维实体设计与运动仿真

设计起止时间

2011年月日至年9月16日

评阅教师评语：

建议成绩：

评阅教师签名：

年月日

目录

1轴的设计6

1.1高速轴6

1.1.1草图拉伸6

1.1.2拉伸轴实体6

1.1.3进行圆角和倒角特征6

1.1.4拉伸切除特征创建键槽6

1.2中间轴和低速轴7

2轴承绘制8

2.1内外圈绘制8

2.1.1内外圈轮廓绘制8

2.1.2旋转特征8

2.2切滚动槽8

2.2.1滚动槽轮廓绘制8

2.2.2旋转切除特征8

2.3保持架绘制9

2.3.1支撑架轮廓9

2.3.2旋转特征生成保持架实体9

2.3.3旋转切割保持架9

2.3.4绘制滚动体9

2.3.5阵列滚动体9

3挡油环绘制10

3.1草图绘制10

3.2旋转生成实体10

3.3进行圆角命令10

4套筒、键绘制11

4.1套筒绘制11

4.2旋转生成实体11

4.3键的绘制11

4.3.1草图绘制11

4.3.2实体生成11

5锥齿轮的画法12

5.1设置参数12

5.2绘制基本图元12

5.2.1添加关系12

5.2.2校验关系式13

5.2.3创建基准平面13

5.2.4选择DTM1为草绘平面13

5.3绘制锥齿轮大端的渐开线13

5.3.1输入渐开线方程13

5.3.2镜像渐开线13

5.3.3绘制大端的齿形13

5.3.4绘制齿形13

5.3.5混合齿形截面14

5.3.6阵列齿14

6直齿轮的零件体设计15

6.1设置参数15

6.2草绘15

6.3列出关系式15

6.4镜像16

6.5拉伸16

6.6阵列16

6.7草绘并拉伸16

6.8草绘并旋转切除17

6.9拉伸切除17

7.装配图18

7.1高速轴的装配18

7.1.1插入高速轴18

7.1.2插入键18

7.1.3插入挡油环和套筒18

7.1.4插入轴承19

7.1.5插入锥齿轮19

7.1.6插入透盖19

7.2其它轴的装配图20

7.2.1中间轴的装配20

7.2.2低速轴的装配20

8仿真运动21

9工程图的设计22

9.1导入垫片22

9.2截面的绘制22

9.3标注尺寸22

10生成G代码23

11课程设计心得26

12参考文献28

1轴的设计

1.1高速轴

Pro/E进行三维造型时，具有参数化设计的思想，大概画出实体的轮廓，然后标出所需要的尺寸，把尺寸参数化，进行一一修改，最终会指出的轮廓就是我们所需要的轮廓，这样可以大大提高制图的效率。

以下所绘制的轮廓都是采用这种设计的思想进行设计的。

在绘制实体轮廓时尽量选取视图平面为轮廓的边界，为创建实体图会带来很多方便。

1.1.1草图拉伸

高速轴草图的绘制，如图1-1所示。

图1-1轴段

1.1.2拉伸轴实体

生成实体生成如图1-2。

图1-2

1.1.3进行圆角和倒角特征

在创建好的实体上利用圆角和倒角特征进行圆角和倒角，轴的两个端面用倒角命令参数为1X1，阶梯面上选取圆角命令参数为0.5，倒角如图1-3，圆角如图1-4。

图1-3倒角特征1-4圆角特征

1.1.4拉伸切除特征创建键槽

键轮廓如图1-5所示。

图1-5键轮廓

最后应用拉伸切除命令，切除生成键槽实体如图1-6所示，到此高速轴的实体特征就此完成。

图1-6高速轴的实体图

1.2中间轴和低速轴

中间轴和低速轴的画法和高速轴类似，也是在轮廓的基础上应用旋转特征、边倒角和圆角特征，生成实体，然后建立平面，在基准平面上画出键槽轮廓，应用拉伸切除命令形成键槽。

中间轴如图1-7所示，低速轴图1-8所示。

图1-7中间轴

图1-8低速轴

2轴承绘制

2.1内外圈绘制

2.1.1内外圈轮廓绘制

如图2-1所示，首先选择front面作为绘制平面，画一条中心线作为旋转实体的中心线，再绘制如图示的轴承内外圈轮廓，并标注相应的尺寸，如图2-1所示

2.1.2旋转特征

利用旋转特征创建轴承的内圈和外圈实体，如图2-2所示

图2-1内外圈轮廓图2-2旋转特征创建内外圈所得实体

2.2切滚动槽

2.2.1滚动槽轮廓绘制

选取front面为草绘平面，绘制几何中心线以确定其具体位置，再绘制出以滚动体为直径绘制圆，轮廓如图2-3所示。

图2-3滚动槽轮廓图2-4创建滚动槽

2.2.2旋转切除特征

利用旋转切除特征创建滚动槽，如图2-4所示。

2.3保持架绘制

2.3.1支撑架轮廓

支撑架的目的就是控制滚珠的游动范围，不至于两个滚动体的游动而相碰，支撑架轮廓如图2-5所示。

图2-5保持架轮廓图2-6保持架实体

2.3.2旋转特征生成保持架实体

利用旋转特征生成支撑架的实体，如图2-6所示。

2.3.3旋转切割保持架

在front面绘制旋转切除的半圆，再利用旋转切除特征创建保持架上的孔，如图2-7所示，最后再利用镜像特征创建轴承上滚珠的空隙。

图2-7保持架孔轮廓及旋转切除特征图2-8球轴承实体

2.3.4绘制滚动体

应用旋转实体命令。

2.3.5阵列滚动体

将滚动体于保持架的孔生成组之后，应用阵列命令，阵列滚动体。

如图2-8所示

3挡油环绘制

3.1草图绘制

根据CAD图，在草绘界面下绘制其大致外形，然后利用PRO/E的参数化命令将其尺寸调整如图3-1.

图3-1挡油环的草绘图3-2旋转所得挡油环

3.2旋转生成实体

所绘制的草图以几何中心为旋转轴，形成旋转实体，如图3-2所示

3.3进行圆角命令

所得挡油环实体图，如图3-3所示

图3-3挡油环实体图

4套筒、键绘制

4.1套筒绘制

套筒的画法和套杯类似，先是草图轮廓绘制如图4-1所示

图4-1套筒草图图4-2旋转套筒草绘所得实体

4.2旋转生成实体

应用旋转实体命令生成实体。

如图4-2

进行倒角命令，所得套筒实体，如图4-3所示

图4-3套筒实体

4.3键的绘制

4.3.1草图绘制

先是画一个矩形，再参数化尺寸，最后用三面相切圆命令，画出键的端面轮廓，如图4-4

图4-4键轮廓图4-5键的实体图

4.3.2实体生成

应用拉伸实体命令，形成实体。

如图4-5

5锥齿轮的画法

5.1设置参数

其中M=3.75为锥齿轮模数

Z=23为小锥齿轮的齿数

Z_D=56啮合齿轮的齿数

B=37齿的宽度

HAX=1齿顶高系数

CX=0.25顶隙系数

X=0变位系数

ALPHA=20压力角

输入关系式如图5-1

图5-1关系式的输入

5.2绘制基本图元

选择front面为草绘平面，绘制下图所示

图5-2绘制图元

画出大致形状，并且标出必要的尺寸，齿根园半径DB/2，基圆半径DB/2，分度圆半径D/2，齿顶圆半径DA/2，齿宽B，锥角DELTA

5.2.1添加关系

添加分度圆，齿顶圆，基圆，齿根圆直径关系式，并进行校验

5.2.2校验关系式

5.2.3创建基准平面

以front面为法向，穿过草绘中的最左端的线创建基准平面DTM1

5.2.4选择DTM1为草绘平面

坐标系为参照，绘制四个同心圆和一条垂直于中心线的直线，同样再添加关系，确定出同心圆的尺寸如图5-3

图5-3四个同心圆的绘制及其尺寸的添加

5.3绘制锥齿轮大端的渐开线

5.3.1输入渐开线方程

r=DB/COS（DELTA）/2

THETA=t*60

x=r*cos（THETA）+r*sin（THETA）*THETA*pi/180-r*COS（4.815）+DB/COS（DELTA）/2

y=r*sin（THETA）-r*cos（THETA）*THETA*pi/180-r*sin（4.815）

z=0

当渐开线方程输入后，渐开线就生成了，如图5-4

图5-4形成渐开线

5.3.2镜像渐开线

5.3.3绘制大端的齿形

在绘制齿形时，需要使用之前所绘制的圆为参照，选取使用命令，再进行修剪绘制出大端齿形轮廓，如图5-5所示。

5.3.4绘制齿形

以同样的方法绘制出小端的齿形

图5-5大端齿形轮廓图5-6小端齿形轮廓

5.3.5混合齿形截面

同时选择草绘的两个齿形，单击插入，混合，伸出项，选取两个齿形为截面为混合的两个环。

5.3.6阵列齿

选择阵列伸出项，如图5-7所示

图5-13形成锥齿轮的实体

6直齿轮的零件体设计

6.1设置参数

新建零件-进入绘图界面。

点击工具-参数，输入参数，如下所示：

M=2.5为齿轮模数

Z=30为小齿轮的齿数

B=80齿的宽度

HAX=1齿顶高系数

CX=0.25顶隙系数

X=0变位系数

α=20压力角

β=0螺旋角

点击确定，再点击工具-关系，输入计算公式，如图6-1所示：

图6-1

6.2草绘

画出四个同心圆，分别标记

d0=DF（齿根圆直径）,

d1=DB（基圆直径）,

d2=D（分度圆直径）,

d3=DA（齿顶圆直径），如图6-2所示

图6-2齿根圆基圆分度圆齿顶圆草图的绘制

6.3列出关系式

输入关系式

HA=（HAX+X）*M（齿顶高关系式），

HF=（HAX+CX-X）*M（齿根高关系式），

D=M*Z（分度圆直径关系式），

DA=D+2*HA（齿顶圆直径关系式），

DB=D*cos（α）（基园直径关系式），

DF=D-2*HF（齿根圆直径关系式）

创建渐开线曲线，选择笛卡尔坐标系，输入方程式：

r=DB/2，