减速器的设计Word格式.docx

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考虑到箱座、箱盖是一个壳体结构，而且它们沿装配接触面的轮廓结构、尺寸相同，所以可以将它们放在一起作为整体来设计，完成后沿装配面用平面切割后即得到上、下箱体，这样设计既简单、方便，又能保证后续的装配顺利进行。

根据以上分析，箱体零件造型设计的顺序为：

构造箱体主体；

产生凸缘、底座特征；

构建轴承座特征；

构建加强助、窥视方孔、油尺孔特征；

建立螺纹孔、倒角特征；

分割箱体为箱座、箱盖。

1、箱体主体

由于将箱座、箱盖视为一体，故箱体为一封闭的有一定壁厚的中空壳体，使用Pro/E系统的曲面特征来形成箱体主体的表面，然后用“曲面”方式形成实体特征。

（1）特征建立的初始化。

进入Pro/E系统后，建立“Xiangti”的零件（Part）文件；

构造一个系统默认的基准面体系。

（2）建立箱体主体曲面。

采用双向拉伸方式建立包含上下面的曲面特征。

依次选择菜单单项Feature（特征）→Create（创建）→Surface（曲面）|Extrude（拉伸）|Done（完成）→Bothsides（双侧都）|cappedEndsDone（封闭），选择FRONT基准面为绘图平面，绘制如图1-1所示的图形；

确认拉伸总长度为102mm。

最终将形成如图1-2所示的曲面特征。

（3）形成箱体主体实体特征。

采用曲面方式形成实体特征。

即依次点选：

Feature（特征）→Create（创建）→Solid（实体）|Protrusion（加材料）→UseQuilt（使用面组）|Thin（薄壳）|Done（完成）；

选取箱体主体曲面特征，向曲面外部填充厚度为8mm的材料，形成了箱体主体实体特征，如图1-3所示。

图1-1箱体主体曲面平面图图1-2箱体主体曲面特征

2、凸缘、底座特征

（1）产生凸缘特征。

中部的凸缘特征用来形成箱盖、箱座的配合面与联接，可用拉伸实体方式形成。

依次点选：

Feature（特征）→Create（创建）→Solid（实体）|protrusion（加材料）→Extrude（拉伸）|Solid（实体）|Done（完成）→BothSides（两侧都）|Done（完成）；

选择基准面TOP绘图面，用箱体实体边界形成拉伸图形，过程是在草绘模块中依次点选Sketch（绘制）→GeomTools（几何工具）→OffsetEdge（使用偏距边）以及实体边和Fixed（填充）|Untrimmed|Done/Return（完成返回），用实体边向外偏移47mm形成图形的外边界；

依次点选GeomTools（几何工具）→UseEdge（使用边）→SelLoop（环路）,点选箱体主体外表面的矩形轮廓形成凸缘图形的内边界；

点选Done（完成）→Blind（盲孔）→Done（完成），并在信息区输入深度值24，回车后在伸出项对话框中点击OK，至此生成凸缘特征。

（2）产生底座特征。

底座用来支撑、定位箱体，是一个长方形的板形，也可以能够拉伸实体方式形成。

依次点选Feature（特征）→Solid（实体）|twosides（双侧）|Done（完成）;

选基准面RIGHT作绘图面，绘制如图1-4所示的图形，选择拉伸方式为Blind（盲孔）。

确认拉伸总长度为384mm。

最终将形成如图1-5所示的底座特征。

（3）

图1-3箱体主体实体特征

图1-4底座特征的平面图

3、构建轴承座特征

箱体上两侧共有四个轴承座特征，首先产生一侧的轴承座特征，然后再镜像该特征。

（1）产生凸台。

依序点选（Feature特征）→（Create创建）→Solid（实体）|Protrusion（加材料）→Extrude（拉伸）|Solid（实体）|Done（完成）。

1）择箱体的一个侧面为绘图平面。

绘制如图1-6所示的图形；

选择拉伸方式Blind（盲孔），确认拉伸长度为51mm。

最终将形成如图1-5所示的凸台特征。

2）产生轴承座加强助板。

用双向拉伸方式建立加强助板实体特征，绘图面为TOP面，图形如图1-6所示，拉伸总长为90mm。

3）产生轴承座孔。

依次点选Feature（特征）→Solid（实体）→Cut（剪切）→Extrude（拉伸）|Solid（实体）|Done（完成）→OneSide（单侧）|Done（完成）；

选择凸台端面为绘图平面；

分别作为与两凸台同心的、直径为Φ100mm、Φ80mm两圆；

选择剪切形式为UptoSurface（到曲面），并选择箱体的内表面；

将生成轴承座孔，如图1-6所示。

图1-5凸缘、底座特征图1-6凸台特征平面图

（2）镜像另一侧轴承座。

依次点选Feature（特征）→Copy（复制）→Mirror（镜像）|Select（选择）|Independent（独立）|Done（完成）；

选择凸台、加强助板、轴承座孔特征，并点击Done（完成）；

选择基准FRONT为镜像面，系统将镜像复制形成另一侧的轴承座特征。

（3）拔模特征。

两侧的拔模特征要分别形成，一侧的建立过程为：

依次点选Feature（特征）→Tweak（扭曲）→Draft（拔模）→NeutralPln（中平面）→Done（完成）→NoSplit（不分割）|Constant（常数）|Done（完成）→Include（独立）|IndivSurfs，点选此侧全部的轴承座外圆柱面为拔摸面，点击Done（完成）；

选这轴承座端面为拔模中性面；

选择轴承座端面为拔模角度的参考面；

系统显示拔模角方向，再信息区输入拔模角度为5并确认；

点按对话框中的OK完成拔模特征，以同样的方法可生成另一侧的拔模面。

图1-7轴承座加强肋板特征的平面图

4、构建加强助、窥视方孔、油尺孔等附属特征

（1）构建加强助特征。

它为四个板状的实体特征。

其作用是加强强度，步骤如下：

1）建立一侧的加强助主体特征首先建立大凸台的加强助。

依次点选Feature（特征）→Create（创建）→Solid（实体）|Rib（筋）→SetupNew（建立新的）|MakeDatum（创建基准），建立一个临时基准面为绘图面，它平行于RIGHT、通过大凸台素线边和底座面为终点的开放直线，点选Done（完成）；

选择特征填实方向，并在信息区输入助的厚度值为10；

可产生加强助实体特征。

以同样的方法可作同侧小凸台的加强助。

2）利用Copy（复制）→Mirror（镜像）方法，以FRONT为镜像面，镜像复制加强助，形成另一侧加强筋主体特征。

过程同前述的镜像轴承座。

3）建立助起模斜面特征过程同前述的轴承座起模特征相似。

（2）构建窥视方孔特征。

该特征用来窥视减速器的工作情况，它包含凸台和方孔。

方法如下所述，过程与前面的相似，这里不再赘述。

1）建立窥视方孔的凸台。

在箱体主体的斜面上用拉伸方式建立窥视方孔凸台。

2）建立窥视方孔。

在窥视方孔凸台的表面上用去除材料方式建立窥视方孔。

图1-8箱体轴承座特征图1-9加强肋、窥视孔、油尺孔特征

（3）构建油尺孔特征。

该油尺孔用于观察润滑油容量，分三步进行。

1）采用扫描特征方式生成凸台依次点选Feature（特征）→Create（创建）→Solid（实体）|Protrusion（加材料）→Sweep（扫描）|Solid（实体）|Done（完成）→SketchTrag（绘制轨迹），在基准面FRONT上绘制扫掠轨迹线并点按Done（完成），在点选MergeEnd（合并终点s）→Done（完成），绘制扫掠剖面图形并点选Done（完成）；

点按扫描对话框中的Ok，即可完成建构凸台实体。

2）采用放置孔特征方式形成油尺孔特征依次点选Feature（特征）→Create（创建）→Solid（实体）|Hole（孔）→Sketch（草绘）|（Done完成）→Linear（线性）|Done（完成），绘制孔特征的轴向图形，结束后点按Done（完成）；

然后指定放置面及放置定位基准与尺寸。

即可完成构建油尺孔特征。

3）产生油尺凸台起模斜面，原理方法同前。

（4）构建箱盖上的吊耳及箱座上的吊钩特征采用拉伸实体方式分别形成这两个特征，再产生起模面。

拉伸的绘图面再基准面FRONT，吊耳厚度为20mm，吊钩厚度为40mm。

（5）构建箱座上的螺纹孔。

在箱体的侧面构造螺塞孔，方法同前述。

加强筋、窥视方孔、油尺孔等特征的示意图1-9所示。

5、建立螺纹

孔、倒角特征

箱体上的光孔分布为：

凸缘、底板上各有6个，轴承座加强助板上有6个；

螺纹孔分布为：

轴承座上有24个，窥视方孔座上4个，螺塞孔上一个。

箱体上的锐角全部圆角过度。

下面介绍这些特征的形成。

（1）构建光孔。

用去除料方式形成一侧光孔特征，然后再用镜像复制方式复制形成全部特征。

凸缘、底版的瞳孔直径为Φ14mm，沉孔为Φ30mm×

mm；

轴承座加强助板的通孔直径为Φ14mm，沉孔为Φ30mm×

0mm。

（2）

构建螺纹孔。

其过程为先构建螺纹底孔，然后再构建螺纹孔，这里介绍轴承座端面的螺纹孔建立过程，其它螺纹孔与此相同。

1）产生螺纹底孔首先创建通过轴承座中心的且与RIGHT相距45mm的垂直基准平面，过程为，在工具栏中单击增加基准平面图标，Plane（平面）→（Offset）偏距|Plane（平面）|CordSys（坐标系），点选基准面FRONT，并点按（EnterValue输入值）,在信息区输入-45，点击Done（完成）。

创建轴承座端面上的螺纹底孔，过程为，依次点选Feature（特征）→Create（创建）→Solid（实体）|Hole（孔）→Sketch（草绘）|Done（完成）→Line（线性）→Done（完成）；

绘制如图1-10所示的螺纹底孔截面图形并点选Done（完成）；

结束绘制；

选择大端轴承座端面为底孔特征的放置面，并与RIGHT面距离为0，与TOP面距离为60mm，形成了底孔特征。

2）建立螺纹用去除螺旋面的方式形成螺纹特征。

绘制螺纹孔的中心线及扫掠外形线，中心线与底孔中心线重合，扫掠外形，内角为60度，高为0.54mm；

点按（Done完成），并确认除料方向，即可得到螺纹扫掠特征。

3）复制移动产生轴承座一侧端面上的所有螺纹孔依次点选Feature（特征）→Copy（复制）→（Mirror镜像）→Select（选取）→Independent（独立）→Done（完成），选择轴承座孔的中心线，点击Okay（正向），在信息区输入旋转角度60回车；

点击DoneMove（完成移动）→Done（完成）→OK（确定），即可产生一个螺纹孔，以同样的方法可产生轴承座一侧端面上的所有螺纹孔。

4）倒角特征对所有的锐角边进行圆角处理，它们的过程基本相同。

依次点选Feature（特征）→Create（创建）→Solid（实体）|Round（倒圆角）→Simple（简单）|Done（完成）→Constant（常数）|EdgeChain（边链）|Done（完成），点选欲倒圆角的边，点Done（完成）在信息区内输入圆角半径值；

在圆角对话框中点选OK，此时系统将产生圆角特征。

保存箱体。

6、分割箱体主体

以平面沿着箱座与箱盖的装配结合面剖切，可得到箱座和箱盖。

（1）首先建立用于剖切箱体的平面。

依次点选Feature（特征）→Create（创建）→Surface（曲面）→Flat（平面）→Done（完成）；

选择FRONT为草绘平面，并作以使箱体在其范围之内的矩形轮廓，点按Done（完成），在对话框中点击OK，至此平面建成。

（2）剖切箱体主体形成箱座。

依次点选图Feature（特征）→Create（创建）→Solid（实体）

1-10箱体的光孔、螺纹孔、倒角特征|Cut（切剪）→UseQuilt（使用面组）|Solid（实体）|Done（完成），选取矩形轮廓平面；

在切剪对话框中选择方向，则可得到箱座模型，并且另存为一个名为xiangzuo.prt文件。

（3）剖切箱体主体形成箱盖。

删除刚才形成的箱座特征，并且重复上一步工作，但在选择切剪方向，使选取与上一步相反的方向，可得到箱盖模型，并且另存一个名为xianggai.prt文件。

将箱座盖模型经过切除多余部分，生成的油尺凸台箱体内凸出部分，并生成油槽后即可完成造型。

（4）打开第三步所形成的箱座零件模型文件，在凸缘面上用切除方式生成油槽特征，就可完成了箱座零件模型的造型，如图1-11、1-12所示。

1-11箱座零件模型特征图1-12箱盖零件模型特征图

7、创建油槽特征

在箱座上用创建油沟槽。

依次点选Feature（特征）→Create（创建）→Solid（实体）|Cut（切剪）→Extrude（拉伸）|Solid（实体）|Done（完成），选取箱座上平面→在切剪对话框中选择方向→okay（正向）→Done（完成）→绘制如图示→Blind（盲孔）→8→单击【确定】按钮。

1-13箱座油槽特征图

这里要说明的是，对于箱体的零件造型，本书采用的整体造型再分割的方式，也可采用箱座，箱盖分别造型的方式进行。

这两种方式各有优缺点，整体造型方式造型方便，但形成箱座、箱盖的模型数据较大，其中保含有不是本体的数据（即箱座含有箱盖的数据，反之亦然）；

分体造型方式造型相对较为繁琐。

但数据量合适。

它们可在不同的场合应用。

第二节轴的造型设计

轴的造型设计较为简单，直接可用实体的旋转方式形成，这里仅介绍一个轴的造型设计过程。

如果考虑轴的加工，可用拉伸的方式创建阶梯轴。

首先进入建立实体文件的环境，建立默认的基准面体系，建立旋转实体，可依次点选下拉菜单Feature（特征）→Create（创建）→Solid（实体）|Protrusion（加材料）→Revolve（旋转）|Solid（实体）|Done（完成），进入草图状态，绘制如图1-14所示的图形，点选Done（完成）结束草图绘制；

点选360及Done（完成），点选旋转特征对话框种的，生成轴实体特征。

再切除实体产生键槽特征及小端的螺纹孔及尖孔，此时即完成如图1-16所示的轴。

图1-14轴的截面图

在轴上加入键槽特征Feature（特征）→Create（创建）→Solid（实体）|Cut（减材料）→Protrution（拉伸）|Solid（实体）|Done（完成）。

在【设置平面】菜单中选择MakeDatum（产生基准）→Tangle（相切）→选择圆柱面作为参照→选择Pallar（平行）→选择FRONT平面作为参照→Done（完成）→接受系统缺省的放置参照和尺寸参照进入草绘模式→绘制如图1-15所示的草绘截面。

完成后输入深度植是“8”。

另一键槽特征同上，深度值是“5”。

图1-15键槽1的截面图图1-16轴的特征图

图1-17键槽2截面图

第三节齿轮的造型设计

轮类零件分为两种，一种是齿轮，另一种是带轮，如果系统含有标准件、通用件库，则直接调用此库即可；

如果没有，则要进行造型设计，对于带轮的造型设计较为简单而齿轮比较复杂，下面以渐开线齿轮为例，介绍造型设计过程步骤如下：

步骤1:

新建零件模型文件

（1）在工具栏中单击新建文件图标。

（2）在【新建】对话框中的【文件类型】选项组选择【零件】单击按钮,在【子类型】选项组选择【实体】单选按钮,输入要建立模板文件名称”cllinder_gear”,选中【使用缺省模板】复选框,单击【确定】按钮。

步骤2:

创建基准特征

（1）创建基准轴线特征。

在工具栏中单击增加基准轴线图标

在【基准轴】菜单中选择Twoplanes（2平面）命令,分别选取基准平面TOP和RIGHT作为基准轴线的参考,基准轴线创建完成,如图3-1所示。

（2）更改基准轴线的名称。

在Part（零件）菜单中选择Modify（修改）命令,按顺序选择Modify（修改）|Datum/Axis（基准/轴）命令,选取基准轴线A_1,单击鼠标中键,系统显示基准轴线对话框,在对话框的名字栏将A_1更改为:

”gear_axis”,单击【确定】按钮,如图1-15所示。

（3）创建基准坐标系。

在工具栏中单击增加基准轴线坐标系图标,在【坐标系选项】菜单中选择Offset（偏距）|Done（完成）命令,单击基准坐标系CYS作为参考,在Move（移动）菜单中选择Rotate（旋转）命令,再选择ROTATEDIR（旋转方向）菜单中选择（Z轴）命令,输入”30”作为旋转角度,在MOVE（移动）菜单中选择Done（完成/返回）命令,完成基准坐标系的创建,如图1-15所示。

（4）更改基准坐标系的名称。

按顺序选择PART（零件）|Setup（设置）|Name（名称）|Feature（特征）命令,选取基准坐标系CSO,输入”gear_cys”作为齿轮的基准坐标系,如图1-15所示。

图1-15创建基准特征图1-16创建基准曲线特征

创建基准曲线特征在工具栏中单击增加基准曲线图标,在【曲线选取】菜单中选择Sektch（草绘）|Done（完成）命令,选取基准平面FRONT作为草绘平面,在【方向】菜单中选择okay（正向）命令,选取基准平面TOP作为参考顶面,接受系统提供的缺省草绘参照,关闭草绘参照对话框:

草绘4个直径不同的同心圆,以后分别作为齿轮零件模型的齿根圆（df），基圆（db），分度圆（d）和齿顶圆（da），在工具栏中单击【确认】图标,完成截面草绘,如图1-16所示。

（5）更改基准曲线的尺寸符号。

按顺序选择PART（零件）|Modify（修改）|Size（尺寸）命令,选取基准曲线特征,4个圆的直径尺寸显示在模型中,单击尺寸按下鼠标中键确认,在【尺寸属性】对话框中单击【尺寸文本】按钮,在【名字】将”d1”更改为”da”,同样的方法将”d2”更改为”d”“d3”更改为”db”“d4”更改为”df”。

步骤3:

编辑设计程序

（1）编辑设计程序。

按顺序选择PART（零件）|Program（程序）|Edit（编辑设计特征）命令,系统打开设计程序编辑器,在有关区域输入下列内容:

INPUT

MNUMBER“请输入齿轮的模数==”

ZNUMBER“请输入齿轮的齿数==”

alphaNUMBER“请输入齿轮的压力角==”

haxNUMBER“请输入齿轮的齿等高系数==”

cxNUMBER“请输入齿轮的齿顶隙系数==”

xNUMBER“请输入齿轮的变位系数==”

bNUMBER“请输入齿轮的宽度==”

ENDINPUT

RELATIONS

ha=（hax+x）*m/*计算齿顶的高度

hf=（hax+cx-x）*m/*计算齿根的高度

d=m*z/*计算分度圆直径

da=d+2*ha/*计算齿顶圆直径

db=d*cos（alpha）/*计算基圆直径

df=d-2*hf/*计算齿根圆直径

ENDRELATION

（2）再生模型。

计算程序编辑完成后,保存文件并关闭设计程序编辑器,在【获得输入】菜单中选择ENTERVALUE（输入值）命令,再在【输入选取】菜单中选择Selectall（选取全部）命令,按照系统提示分别输入:

m的值为”1.5”,z的值为”17”,alpha的值为”20”,hax值为”1.0”,cx的值为”0.25”,x的值为”0.0”,b的值”10.0”,可以发现基准曲线已经发生变化。

步骤4:

创建齿形基准曲线

（1）创建渐开线曲线。

在工具栏中单击增加基准曲线图标,在【曲线选项】菜单中选择【从方程】|【完成】命令:

选取基准坐标系GEAR_CYS作为参考坐标系,在【设置坐标类型】菜单中选择【笛卡尔】命令,系统显示【方程式】文件编辑器,按所示的内容输入渐开线的方程式。

R=db/2

Theta=t*45

X=r*cos（theta）+r*sin（theta）*theta*pi/180

Y=r*sin（theta）+r*cos（theta）*theta*pi/180

Z=0

（2）完成渐开线。

渐开线的方程式输入完成后,保存文件并关闭文件编辑器,在特征对话框中单击【确定】按钮,完成渐开线的创建,如图1-17所示。

（3）创建基准点。

在工具栏中单击【增加基准点】图标,在【基准点】菜单中选择crvxcrv（曲线相交）命令,分别选取分度圆和渐开线作为基准点的参考,完成基准点的创建,如图1-17所示。

（4）创建基准平面。

在工具栏中单击【增加基准平面】图标,在【基准平面】菜单中选择Through（穿过）命令,选轴为第一参考，选取基准点作为第二参考,在【基准平面】菜单中选择Done（完成）命令,完成基准平面的创建,如图1-18所示。

（5）创建基准平面。

在工具栏中单击增加基准平面图标,在【基准平面】菜单中选择Through（穿过）命令,选取齿轮轴线作为第一参考:

在【基准平面】菜单中选择Angle（角）命令,选取基准平面DTM1作为第二参考,在【基准平面】菜单中选择Done（完成）命令,在Offset（偏距）菜单中选择InputVal（输入值）命令,输入”45.0”作为基准平面与DTM1的夹角,完成基准平面的创建,此基准平面将来作为齿形的对称平面,如图1-18所示。

（6）更改基准平面的名称。

在PART（零件）菜单中选择,MODIFY（修改）命令,按顺序选择Modify（修改）|datumaxis（基准轴）命令,选择基准平面DTM2,单击鼠标中键,系统显示基准平面【属性】对话框,在对话框的名字栏将DTM2更改为”hf_dtm”,单击【确定】按钮,如图1-18所示。

（6）增加关系式定位基准平面。

在PART【零件】菜单中选择Relations（关系）命令,选取基准平面HF_DTM特征,注意基准平面HF_DTM1夹角尺寸符合,在relation（关系）菜单中选择add（增加）命令,输入”d5=360/（4*z）”,按Enter键,再次按Enter键完成参数关系式的输入,在PART【零件】菜单中选择Regenerate【再生】命令,再在【得到输入】菜单中选择【当前值】命令,重新生成模型,可发现基准平面H

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