变速箱的绘制与装配毕业设计.docx

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变速箱的绘制与装配毕业设计

绪论····································································2

模具在加工工业中的地位···············································2

变速箱

（一）----阶梯轴·····················································3

变速箱

（二）---齿轮基体···················································5

变速箱（三）---齿轮轮廓···················································6变速箱（四）----齿轮齿形曲线··············································8

变速箱（五）——齿轮齿槽·················································11

变速箱（六）——齿轮外齿与孔·····················································14

变速箱（七）——齿轮内齿参数设置················································17

变速箱（八）——齿轮内齿渐开线················································19

变速箱（九）——齿轮内齿齿槽形状················································23

变速箱（十）——齿轮完成造型·····················································24

变速箱（十一）——通盖··················································26

变速箱（十二）——箱盖主体·······················································27

变速箱（十三）——箱盖筋与孔·····················································29

变速箱（十四）——箱盖完成造型·················································31

变速箱（十五）——箱体基体······················································33

变速箱（十六）——箱体轴孔·······················································36

变速箱（十七）——箱体轴孔复制·················································39

变速箱（十八）——底板与加强筋·················································41

变速箱（十九）——箱体完成造型··················································44

变速箱（二十）——低速轴轴承装配················································46

变速箱（二十一）——高速轴轴承与低速轴装配.......................................48

变速箱（二十二）——高速轴与下箱体装配............................................52

变速箱（二十三）——上箱体与下箱体的装配.........................................54

变速箱（二十四）——装配完成.......................................................55

设计小结·································································58

参考文献·······························································59

绪论

Pro/ENGINEER（简称Pro/E）软件是由美国PTC公司推出的三维CAD／CAM参数化软件。

其内容概涵了产品从概念设计、工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟和仿真、工程图输出到生产加工完成的全过程，其中还包涵了大量的电缆及管道布线、模具设计与分析等实用模块，应用范围遍布汽车、机械、电子、数控加工、模具等诸多领域。

Pro/ENGINEERWild-fire,作为3DCAD/CAM/CAE集成软件的重大更新及产品开发系统的关键组件，它进一步扩展了为产品开发团队锁提供的全面的参数解决方案，提供了大量针对产品开发关键问题的增强功能，包括创新性AutoRound新技术、改善的大型组装性能、强化的3D绘图功能、强化的曲面编辑功能以及全新的特征识别工具等，从而进一步提高整个产品开发过程中个人及流程效率。

（1）Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。

另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。

Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。

它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。

Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。

（2）菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。

（3）目前，随着Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。

所谓单一数据库，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。

例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。

这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。

这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。

（4）相对于产品而言，可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。

模具设计制造日益受到人们的广泛关注，将高新技术应用于模具设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证：

CAD/CAM的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。

在CAD的应用方面，已经超越了图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计如PRO/E、UG等软件的应用很普遍。

随着CAD/CAM技术的飞速发展和普及，越来越多的工程技术人员开始利用CAD/CAM软件进行产品的设计、开发和制造，Pre/ENGINEER作为一种当前最流行的三维CAD/CAM参数化软件，越来越受到工程技术人员的青睐。

变速箱

（一）——阶梯轴

绘制步骤

1.创建新文件

单击工具栏中的"新建"按钮，打开【新建】对话框，选择文件类型为【零件】输入文件名称为“zhou1”，撤销选中复选框【使用缺省模板】，在弹出的下一级菜单中选择模板类型为“mmns_part_solid”,单击【确定】按钮，完成新文件的创建。

2.创建旋转特征

单击工具栏中的【旋转】按钮，进入旋转特征创建环境。

在绘图区下方的操控板中选择【位置】—【定义】项，进入草绘环境。

选择TOP平面作为草绘平面，接受系统提供的默认参照系，绘制如图的58-2所示的截面草图，尺寸如图所示。

完成截面的绘制后，退出草绘环境，选择旋转角度为360度，单击【确定】按钮，完成旋转特征的创建。

3.创建基准平面

单击工具栏中的【新建】按钮，打开基准平面创建对话框。

选择参考平面为FRONT平面，参照类型为【偏移】，偏移量修改值为34.5，单击【确定】按钮完成创建。

基准平面对话框如图58-3所示。

4.创建键槽特征

单击工具栏中的【拉伸】按钮，选择【放置】——【定义】项，选择草绘平面为刚才创建的TDM1基准面，接受系统提供的缺省参照系。

绘制如图58-4所示的的草图，尺寸如该图所示。

完成草绘后，修改拉伸长度为10，选择操控板上的【切除】按钮，单击【确定】按钮，完成键槽的创建。

58-2

58-3

58-4

5.创建拉伸特征

单击工具栏中的【拉伸】按钮，选择如图58-5所示的平面作为草绘平面，接受系统提供的默认参照系。

以参照系中心为圆心，绘制直径为40的圆，退出草绘。

修改拉伸深度为70，单击【确定】按钮完成拉伸创建。

完成的实体图如图58-6所示。

58-5

58-6

6.创建键槽特征

创建方法与上面的方法相同，草绘平面仍然选择DTMI平面，截图如图58-7所示，拉伸深度修改为19.5，选择【去除材料】按钮，单击【确定】按钮，完成第二个键槽的创建。

58-7

阶梯轴的创建全部完成，实体图如58-8所示。

58-8

变速箱

（二）——齿轮基体

绘制步骤

1.新建文件

（1）选择菜单栏中的【文件】——【设置工作目录】项，打开【设置工作目录】对话框，在范围栏搜寻正确的目录，点击【确定】按钮，系统将文件保存在当前工作目录。

（2）选择系统菜单栏中的【文件】——【新建】项，打开【新建】对话框，定义文件名为gear--zhong，接受系统默认的模板和子类型，如图59-2所示，单击【确定】按钮，系统进入绘图对话框，并在绘图区自动创建三个基准平面（RIGHT/TOP、FRONT）和一个坐标系（PRT_CSYS_DEF）

2.创建齿轮基体

（5）选择系统菜单栏中的【插入】——【拉伸】项，或直接单击绘图区右侧图形工具栏中的【拉伸】按钮，系统打开【拉伸】对话框，在文本框输入拉伸深度40，在【深度】下拉列表框中选择【双向拉伸】按钮，设置拉伸深度为两侧对称，打开【选项】上滑面板，在【第一侧】下拉列表框中选择【对称】项，即特征将在草绘面两侧对称拉伸，如图59-2所示。

（6）完成以上设置后，单击智能提示区中的【设置】——【定义】项，打开【草绘】对话框。

选用基准面TOP作为草绘平面，选基准平面RIGHT作为参照面，方向向右，如图59-3所示。

（7）单击【草绘】对话框中的【草绘】按钮，接受系统默认的参照设置，即以RIGHT和FRONT作为尺寸标注和约束的参照，如图59-4所示，单击【关闭】按钮，开始草绘截面图。

（8）绘制直径为264.45的圆，圆心与基准面RIGHT和FRONGT交线投影重合，如图59-5所示，单击草绘图右侧图形工具栏中的【确定】，结束草绘，再单击鼠标中键，或者单击“拉伸”对话框右侧的【确定】按钮，创建特征：

组拉伸--1.完成效果图如图59-6所示。

59-2

59-3

59-559-6

（9）选择系统菜单栏中【插入】——【拉伸】项，或直接单击绘图区右侧的图形工具栏中的【拉伸】按钮，打开“拉伸”对话框，在文本框中输入拉伸深度5，如图59-7所示，然后单击智能提示区的“放置”——“定义”项。

59-7

（10）完成以上设置后，进入草绘对话框。

选用如图59-6所示的圆柱顶面作为草绘平面，如箭头所指，选基准面RIGHT作为参照面，方向向右，如图59-7.

变速箱（三）——齿轮轮廓

绘制步骤

1.创建内孔台阶

（1）选择系统菜单栏中的“插入”——“拉伸”项，或者直接单击绘图区右侧图形工具栏中的【拉伸】按钮，打开“拉伸”对话框，在文本框中输入拉伸深度为5，如图60-2所示，然后单击智能提示区中的“放置”——“定义”项。

60-2

60-3

（2）完成以上设置后，进入草绘对话框，选用如图59-3所示圆柱顶面作为草绘平面，如箭头所指，选基准面RIGHT作为参照面，方向向右。

（3）单击“草绘”对话框上的【草绘】按钮，打开“参照”对话框，接受系统默认的参照设置，即以RIGHT和FRONT作为尺寸标注和约束的参照单击【关闭】按钮，来时草绘。

（4）绘制直径为96的圆，圆心与基准面RIGHT和FRONT交线投影重合，如图60-4所示，单击草绘图区右侧图形工具栏中的【确认】按钮，结束草绘，再单击鼠标中键，或者单击“拉伸”对话框右侧的【确定】按钮创建特征：

组拉伸--2.完成效果如图60-5所示。

（5）选择系统菜单栏中的“插入”——“拉伸”项，或者直接单击绘图区右侧图形工具栏中的【拉伸】按钮，打开“拉伸”对话框，在文本框中输入拉伸深度为13，再单击【去除】按钮，如图60-6所示，然后单击绘图区右侧工具栏中的【草绘工具】按钮。

60-560-6

60-7

2.创建轮边

（1）完成以上设置后，进入草绘对话框，单击【使用先前】按钮，选用上一次的草绘面和草绘方向作为本次的草绘面和草绘方向，如图60-8所示。

（2）单击对话框上的【草绘】按钮，打开的“参照”对话框，接受系统默认的参照设置，即以RIGHT和FRONT作为尺寸标注和约束的参照，如图60-9所示，单击【关闭】按钮，开始草绘截面。

（3）绘制直径为210的圆，圆心与基准面RIGHT和FRONT交线投影重合，再单击草绘图区右侧图形工具栏中的

按钮，选取如图60-10中所示的箭头所指的两个半圆，即通过转换已经存在的图元创建曲线，如图60-10所示，单击草绘区右侧图形工具栏中的【确定】按钮，结束草绘，再单击鼠标中键，或者单击“拉伸”对话框右侧的【确定】按钮创建特征：

组拉伸--3，完成效果图如图60-11所示。

60-8

60-1060-11

（4）选择系统菜单栏中的“编辑”——“特征”项，打开“特征”菜单，从“特征”菜单中选取“复制”命令，如图60-12a所示，然后在“复制特征”菜单中选择“镜像”——“选取”——“从属”项，单击“复制特征”菜单栏中的“完成”命令，如图60-12b所示。

（5）系统打开“选取特征”菜单，选择其中的“选取”项，根据系统提示，按住键，在模型树中选取后两项：

组拉伸-2和组拉伸-3，作为复制的原始特征，单击“选取特征”菜单中的“完成”命令，如图60-12c所示。

（6）系统打开“设置平面”菜单，选取其中的“平面”命令，如图60-12d所示。

系统提示选择镜像平面，选取基准面TOP，再单击“特征”菜单中的“完成”命令，如图60-12e所示。

系统创建特征：

组COPIED-GROUP。

最后完成毛胚创建效果如图60-13所示。

Abcde60-12

60-13

变速箱（四）——齿轮齿形曲线

绘制步骤

1.绘制定位曲线

（1）依次系统菜单栏中的“插入”——“模型基准”——“草绘曲线”项，或者单击绘图区右侧图形工具栏中的【绘图工具】按钮，打开“草绘基准曲线”对话框，单击【使用先前】按钮，系统选用上一次的草绘面和草绘方向作为基准曲线的草绘面和草绘方向。

如图61-2所示。

（2）单击对话框上的【草绘】按钮，打开“参照”对话框，接受系统默认的参照设置，即以RIGHT和FRONT作为尺寸标注和约束的参照，如图61-3所示，单击【关闭（C）】按钮，关闭“参照”对话框，开始草绘截面图。

61-2

（3）单击草绘区右侧图形工具栏中的【圆形】按钮，绘制两个同心圆，圆心与RIGHT和FRONT两平面交线投影重合，两元的直径分别为250和241.95，如图61-4所示，单击草绘区右侧图形工具栏中的【确定】按钮，结束草绘并创建曲线特征：

这两条曲线将作为后面轮廓线绘制的参照，效果如图61-5所示。

61-4

61-5

（4）依次选择菜单栏中的“插入”——“模型基准”——“坐标系”项，或者单击绘图区右侧图形工具栏中的【坐标系】按钮，打开坐标系对话框。

在模型树种选择零件坐标系PRT-CSYS-DEF为参考坐标系，“原始”和“定向”两项选卡设置如图61-6所示，表示新坐标系是绕参照坐标系X轴旋转270度得到的（X轴正向为旋转方向）单击【确定】按钮，创建坐标系特征：

CSO。

（60-6）

2.通过方程创建曲线

（1）依次系统菜单栏中的“插入”——“模型基准”——“曲线”项，或者单击绘图区右侧图形工具栏中的【曲线】按钮，打开“菜单管理器”的“曲线选项”菜单，如图61-7a所示，选择“从方程”项，在单击“完成”项，打开“曲线：

从方程”对话框，如图61-7b所示。

同时打开“菜单管理器”的“得到坐标系”菜单，如图61-7c所示。

在绘图区火模型树选择上一步创建的CSO坐标系，打开“菜单管理器”的“设置坐标类型”菜单，设置坐标系类型为“笛卡尔”，如图61-7d所示。

（2）完成以上设置后，系统会打开记事本，在记事本中输入以下关系式：

ABCD

（61-7）

a=180/pi

tg=sqrt（264.45^2/241.95^2-1）

tgx=t*tg

r=241.95/（2*sqrt（1/（1+tgx^2）））

theta=tgx*a-atan（tgx）

z=20

如图61-8所示，关闭记事本，在“记事本”对话框中单击【是（Y）】按钮保存，如图61-9所示，再在如图61-7b所示的对话框中单击【确定】按钮或者鼠标中键，系统自动完成创建曲线特征：

曲线（标识253）。

完成效果如图61-10所示。

61-8

61-961-10

变速箱（五）——齿轮齿槽

绘制步骤

1.复制外齿渐开线

（1）依次选择系统菜单栏中的“插入”——“模型基准”——“点”——“点”项，或者直接单击绘图区右侧图形工具栏中的【基准点】按钮，打开“基准点”对话框。

（2）下面通过两曲线的交点来创建基准点：

在模型树种选择上一步通过方程创建的曲线（标识253），接着按住《ctrl》键，用鼠标在绘图区选取曲线，（标识174）中直径为250的圆，即如图61-10中建投所指的曲线，设置如图62-2所示，单击【确定】按钮。

两条曲线的交点即为要创建的基准点特征：

PNT0。

（3）再通过一点和轴线来创建基准面：

依次选择系统菜单栏的“插入”——“模型基准”——“平面”项，或者直接单击绘图区右侧图形工具栏中的【基准平面】按钮，系统打开“基准平面”对话框，设置参照如下：

在模型树中选取基准点PNT0，按住《ctrl》键，选取圆柱的外表面，最后设置如图62-3所示，单击【确定】按钮，完成创建基准平面的特征：

DTM1.

（4）接下来通过一轴线和对面的转角来创建基准面：

依次选择系统菜单栏中的“插入”——“模型基准”——“平面”项，或者直接单击绘图区右侧图形工具栏中的【基准平面】按钮，打开“基准平面”对话框，设置参照如下：

选择上一步创建的基准面DTM1，按住crtl键，选择圆柱的轴线A-2，输入旋转角度-1.4228，最后设置如图62-4所示，单击【确定】按钮，完成创建基准平面DTM2。

完成效果如图62-5所示。

62-2

62-3

62-4

62-5

（5）选取系统菜单栏中的“编辑”——“特征操作”项，打开“特征”菜单，从特征菜单中选取“复制项”如图62-6a所示。

系统打开“复制菜单”，然后在“复制特征”菜单选取“镜像”——“选择”——“从属”项，单击“复制特征”菜单中的“完成”项，如图62-6b所示。

（6）打开“选取特征”菜单，单击“选取”项，根据系统的提示在模型树种选取上一节创建的曲线（标识253）作为复制的原始特征，选取后单击“选取特征”菜单中的“完成”命令。

如图62-6c。

（7）打开设置平面菜单，单击“平面”命令，如图62-6d所示。

系统提示选择镜像平面，选取基准面DTM2，再单击“特征”菜单中的“完成”项，如图62-6e所示，系统创建特征：

组COPIED-GROUP-1。

完成效果如图62-7所示。

2.创建单个齿槽

（1）选择系统菜单栏中的“插入”——“拉伸”项，或直接单击绘图区右侧图形工具栏中的【拉伸】按钮，系统打开“拉伸”对话框，单击【去除材料】按钮，在“拉伸方式”下拉列表框中选择【双向拉伸】按钮，设置拉伸与所有曲面相交，打开“选项”上滑面板，在“第一侧”下拉列表框中选择“穿透”项，如图62-8所示。

ABCDE（62-6）

62-7

（2）设置完成后，单击绘图区右侧图形工具栏中的【平面工具】按钮，系统打开“草绘”对话框，单击按钮【使用先前】，系统选用上一次的草绘平面和草绘方向作为本次的草绘面和草绘方向，如图62-9所示。

62-862-9

（3）单击对话框上的【草绘】按钮，打开的“参照”对话框，接受系统默认的参照设置，即以RIGHT和FRONGT作为尺寸标注和约束的参照，开始草绘截面图。

（4）绘制如图62-10中所示的截面，单击草绘图右侧工具栏中的【确定】按钮，结束草绘，再单击鼠标中键，或者单击“拉伸”对话框右侧的【确定】按钮创建特征：

组拉伸--4，完成效果图如图62-11所示。

62-10

62-11

变速箱（六）——齿轮外齿与孔

绘制步骤

1.创建外圈所有齿槽

（1）选取系统菜单栏中的“编辑”——“特征操作”项，打开“特征”菜单，从特征菜单中选取“复制项”如图63-2a所示。

系统打开“复制菜单”，然后在“复制特征”菜单选取“移动”——“选择”——“从属”项，单击“复制特征”菜单中的“完成”项，如图63-2b所示。

（2）系统打开“选取特征”菜单，选取“选取”项，按系统提示选择上一步创建的拉伸-4作为复制的原始特征，完成后点击“完成”项，如图63-2c所示。

接下来打开“移动特征”菜单，选择“旋转”项，一旋转的方式定义复制特征的位置，如图63-1d所示，打开“选取方向”菜单，选择“曲线/边/轴”项，如图63-2e所示。

（3）选取轴线A-2作为旋转的参考轴，系统打开“方向”菜单，点击“正向”按钮，如图63-2f所示，在绘图区下侧的文本框输入旋转角度7.2，单击文本框右侧的【确定】按钮，如图62-2g所示。

（4）在“移动特征”菜单里单击“完成移动”项，如图63-3a所示，打开“组可选尺寸”菜单，直接单击完成，标志复制特征与原始特征的尺寸相同，如图63-3b所示。

打开“组元素”对话框，单击【确定】，如图63-3c所示，最后单击“特征”菜单中的“完成”项，如图63-3d所示，完成复制特征的创建：

组COPIED-GROUOP-2。

完成效果如图63-4所示。

（5）在模型树中选取上面创建的复制特征（组COPIED-GROUOP-2）后，按住右键，从打开的菜单中选择“阵列”项。

如图63-5所示，系统将自动在绘图区下侧打开“创建阵列特征”对话框。

（6）在“阵列”对话框中单击【尺寸】按钮，标识用改变现有尺寸来创建阵列，系统打开“尺寸”上滑面板，显示原始特征的所有尺寸，选取7.2度作为阵列参考尺寸的第一个方向，尺寸增量为7.2，输入阵列数量为49，设置如图63-6所示，

（7）完成以上设置后，单击“阵列”对话框右侧的【确定】按钮创建特征：

阵列一。

完成效果图如图63-7所示。

63-563-663