帆船機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)與仿真畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1、目錄中文摘要英文摘要第一章 緒論3第二章 傳動(dòng)的形式及電機(jī)的選擇42.1 設(shè)備的選擇42.2 傳動(dòng)的形式42.3 電動(dòng)機(jī)的選擇5第三章 傳動(dòng)比及零件的設(shè)計(jì)63.1 傳動(dòng)比的分配63.2 傳動(dòng)裝置的參數(shù)63.3 帶輪的設(shè)計(jì)73.4 齒輪的設(shè)計(jì)83.5 高速軸的設(shè)計(jì)93.6 低速軸的設(shè)計(jì)12第四章 鍵和軸承的選用154.1 鍵的概述154.2 鍵的選擇及校核154.3 軸承的概述164.4 軸承的選擇16第五章 箱體的設(shè)計(jì)185.1 箱體的概述185.2箱體的設(shè)計(jì)18第六章 箱體的附件設(shè)計(jì)236.1大小螺栓的設(shè)計(jì)236.2軸承燜蓋的設(shè)計(jì)246.3軸承透蓋的設(shè)計(jì)256.4其它零件設(shè)計(jì)266.4.1

2、密封圈的設(shè)計(jì)266.4.2 卷筒的設(shè)計(jì)27第七章 裝配與仿真287.1 零件的裝配287.2創(chuàng)建減速器分解視圖347.3裝配體的仿真357.4制作裝配動(dòng)畫(huà)37第八章 總結(jié)39致謝40參考資料41第一章 緒論 隨著社會(huì)的高速發(fā)展，科技的進(jìn)步，人們的娛樂(lè)活動(dòng)也多種多樣。帆船作為一種娛樂(lè)方式，已在世界范圍內(nèi)普及，現(xiàn)已成為一種比賽項(xiàng)目，供人們消遣娛樂(lè)，放松心情，迎接新的挑戰(zhàn)。目前對(duì)于帆船的研究，有多個(gè)研究方向，但還沒(méi)有對(duì)于其牽引裝置機(jī)械部分進(jìn)行設(shè)計(jì)與仿真的方向，還是一片空白，而本文就從此開(kāi)始研究，填補(bǔ)了這方面的空白，這也是本課題的來(lái)源。 本課題研究的題目是在設(shè)計(jì)帆船機(jī)械傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)與仿真，其意義就是

3、緊密聯(lián)系生活實(shí)際，又不偏離理論，恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)出機(jī)械零件，并借助三維軟件proe，運(yùn)用動(dòng)畫(huà)的形式表示出來(lái)。而proe三維軟件，是由美國(guó)ptc公司成功開(kāi)發(fā)的一款計(jì)算機(jī)三維輔助設(shè)計(jì)軟件，它在業(yè)內(nèi)聲譽(yù)很高，已成為當(dāng)今主流的全方位cad/cam/cae軟件之一，具有眾多模塊，在各個(gè)行業(yè)應(yīng)用廣泛。 本課題研究的主要內(nèi)容：第一章主要是介紹電機(jī)的選擇和傳動(dòng)比的確定及分配。第二章主要介紹零件的設(shè)計(jì)，第三章介紹鍵和軸承的選用方法。第四章介紹箱體的設(shè)計(jì)，第五章是箱體附件的設(shè)計(jì)，第六章是裝配與仿真，最后一章是總結(jié)。這樣安排的主要是按照設(shè)計(jì)的先后順序進(jìn)行的，最主要的是熟練使用三維繪圖軟件proe,對(duì)零件的設(shè)計(jì)有初步的認(rèn)識(shí)

4、，可以使理論緊密與實(shí)際相結(jié)合，為以后的發(fā)展打下基礎(chǔ)。 第二章 傳動(dòng)的形式及電機(jī)的選擇2.1 設(shè)備的選擇 本此設(shè)計(jì)的意圖就是在于研究牽引機(jī)構(gòu)相關(guān)資料及實(shí)際情況，初步選擇拖拉機(jī)型號(hào)為m250-e拖拉機(jī)-匹配萊動(dòng)385發(fā)動(dòng)，該發(fā)動(dòng)機(jī)具有扭矩儲(chǔ)存大及動(dòng)力強(qiáng)勁的特點(diǎn)。也可以選擇江動(dòng)2100發(fā)動(dòng)機(jī)增加配套動(dòng)力多樣性，以滿足不同用戶的需要。 查閱相關(guān)資料，可以選擇帆船的大小尺寸為：船長(zhǎng)4.1米，船寬1.7米，桅桿高度5.9米，主帆面積7.84,船重116，前帆面積 2.16，標(biāo)準(zhǔn)成員2-4人。標(biāo)準(zhǔn)配置有：玻璃鋼船體呂、穩(wěn)向板/龍骨、 舵、 主帆 、前帆、 桅桿、 滑輪、繩索等。拖拉機(jī)掛斗的尺寸大小可根據(jù)帆船

5、的尺寸及實(shí)際情況制造。圖2-1帆船2.2 傳動(dòng)的形式 本文是研究牽引機(jī)構(gòu)機(jī)械部分的傳動(dòng)與仿真，可以選擇電動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)帶、齒輪、繩索、掛鉤等作為牽引系統(tǒng)的傳動(dòng)形式?？蓞⒖忌蠈W(xué)期課程設(shè)計(jì)的二級(jí)齒輪減速器的課程設(shè)計(jì)內(nèi)容作為本文的設(shè)計(jì)思路?？紤]實(shí)際情況，可以采用卷?yè)P(yáng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)本文的設(shè)計(jì)意圖。 在實(shí)際生活中，帆船所用的力較小，在水中不受阻力的影響，可以選擇慢速卷?yè)P(yáng)機(jī)。該卷筒上的鋼絲繩額定速度約712m/min，考慮到以前所學(xué)習(xí)到的課程設(shè)計(jì)，初步工作原理圖如圖所示：圖2-2工作原理圖2.3 電動(dòng)機(jī)的選擇 選擇電動(dòng)機(jī)所涉及的內(nèi)容有：電動(dòng)機(jī)的類型、結(jié)構(gòu)形式、容量和轉(zhuǎn)速，要確定電動(dòng)機(jī)具體型號(hào)。 1）電動(dòng)機(jī)

6、類型和結(jié)構(gòu)形式要根據(jù)電源、工作情況和載荷特點(diǎn)來(lái)選擇。帆船在海上航行是一個(gè)較為復(fù)雜的過(guò)程,其要受到洋流、海浪及風(fēng)等自然環(huán)境條件變化的影響.帆船重116，在水中除了自身的重力，還有風(fēng)力，浮力的影響,假設(shè)風(fēng)速為10m/s,推力的大小可以為78.4n,再加上前帆的推力，總共100n.考慮到實(shí)際情況，可忽略風(fēng)力的影響，無(wú)任何阻力影響，因在淺海附近靠岸，故只考慮重力，其摩擦力大小等于拉力的大小，可以選擇初拉力1200n，作為鋼絲繩的工作拉力。該鋼絲繩的工作速度可以設(shè)計(jì)為10m/min.2）電動(dòng)機(jī)的容量可有額定功率表示。所選用的電動(dòng)機(jī)的額定功率應(yīng)大于或稍大于工作要求的功率。電動(dòng)機(jī)的功率為：pd=pw/a k

7、w （2-1）其中pd為實(shí)際的電動(dòng)機(jī)輸出功率，pw為工作機(jī)所輸入的功率,a為電動(dòng)機(jī)到工作機(jī)構(gòu)的總效率： （2-2）f為工作機(jī)的阻力,v為工作機(jī)的線速度.總效率a的計(jì)算公式為：. （2-3） 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，可以得出v帶傳動(dòng)的效率為0.96，齒輪傳動(dòng)的效率為0.97，滾動(dòng)軸承的效率為0.95.工作機(jī)的效率為0.95，則該裝置的總效率為： （2-4） 工作機(jī)所需的功率pw為：故所需電動(dòng)機(jī)的功率為：. 3）確定電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)可以得到v帶的傳動(dòng)比為5，圓柱齒輪傳動(dòng)為4，工作機(jī)的可以為4，故電動(dòng)機(jī)的最高轉(zhuǎn)速可為：r/min. (2-5)最低轉(zhuǎn)速為. 對(duì)于y系列電動(dòng)機(jī)，可以選擇9

8、10的電動(dòng)機(jī).查閱機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)得到：y90l-6，額定功率為1.1kw，滿載轉(zhuǎn)速為750，質(zhì)量為25。該電動(dòng)機(jī)的各個(gè)符號(hào)所表示的意義如下所示。 y90l-6型電動(dòng)機(jī)，y代表序列號(hào)，90l代表基座號(hào)，6為級(jí)數(shù)。 第三章 傳動(dòng)比及零件的設(shè)計(jì)3.1 傳動(dòng)比的分配 在選擇各級(jí)傳動(dòng)比時(shí)，要考慮的問(wèn)題： 1）各級(jí)傳動(dòng)比應(yīng)在推薦范圍內(nèi)選取。 2)應(yīng)使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸較小，重量小。 3)應(yīng)使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱，避免干涉碰撞。 4)傳動(dòng)裝置的實(shí)際傳動(dòng)比要有選定的齒數(shù)或標(biāo)準(zhǔn)帶輪直徑計(jì)算，因而會(huì)有誤差，一般誤差允許工作機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速與要求轉(zhuǎn)速的相對(duì)誤差為（3-5）%。查閱機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)可以選擇v帶的傳

9、動(dòng)比為5，低速級(jí)的傳動(dòng)比為3。3.2 傳動(dòng)裝置的參數(shù) 1）由公式 (3-1)n0為電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，i為傳動(dòng)比?？梢缘贸龈鬏S的轉(zhuǎn)速。第一個(gè)軸:n1=150，第二個(gè)軸:n2=50 2)求出各軸的功率，由公式可以得出p1=1.o56,p2=1.024, 其中p1、p2分別代表第一個(gè)軸、第二個(gè)軸的輸入功率。3）求出各軸的轉(zhuǎn)矩，然后整理如圖3-1所示。表3-1各個(gè)軸的參數(shù)值 項(xiàng)目軸號(hào)功率轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)矩傳動(dòng)比 0軸1.175021 軸1.05615014.23 軸1.02450 82.663.3 帶輪的設(shè)計(jì) v帶的設(shè)計(jì)常選用ht150的材料，較高速時(shí)，常采用鋼板或者鋼板沖壓后焊接而成。查閱表可知工作情況系數(shù)ka=

10、1.1,故 （3-2） 根據(jù)pca及n可選用z型帶，然后查閱有關(guān)的表可以選擇小帶輪的基準(zhǔn)直徑. 然后得出大帶輪的基準(zhǔn)直徑。1） 初步選擇中心距500，再根據(jù)公式（3-5）計(jì)算帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度l0即可， （3-3）其中a0為初選中心距，d2為大帶輪的基準(zhǔn)直徑，d1為小帶輪的直徑，查閱表進(jìn)行修正得帶的基準(zhǔn)長(zhǎng)度為ld=1800又根據(jù)公式 （3-4）得出471至525之間。2） 小帶輪的包角可根據(jù)公式 （3-5）得出為143.20 ，又查閱機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)得出帶的計(jì)算功率為0.408 kw，可以計(jì)算根數(shù)z為3根。 3）查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得出z型帶的單位質(zhì)量q為0.06/m.帶的初拉力為 （3-6）可以得出58.4

11、7n。經(jīng)計(jì)算可以得出壓軸力f的最小值為332.88n。4）v帶的結(jié)構(gòu)形式和基準(zhǔn)直徑有關(guān)系。在電動(dòng)機(jī)的一段，將v帶設(shè)計(jì)成實(shí)心式的。圖3-1 帶輪3.4 齒輪的設(shè)計(jì)齒輪機(jī)構(gòu)是歷史上應(yīng)用最早的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)之一，被廣泛地應(yīng)用于傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。該牽引裝置的工作機(jī)，速度不高，故選用7級(jí)精度。材料選擇為小齒輪40cr(調(diào)質(zhì))，硬度為280hbs，大齒輪為45鋼(調(diào)質(zhì))，硬度為240hbs，倆者相差40hbs. 1）選擇小齒輪的齒數(shù)為20，大齒輪為60.然后根據(jù)齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)即可。圓周速度可以為v=0.66m/s?？梢該?jù)圓周速度，7級(jí)精度，可以查的動(dòng)載荷系數(shù)kv=1.查閱機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，可

12、以計(jì)算模數(shù)m為2.2。 2）按齒根彎曲強(qiáng)度的設(shè)計(jì)公式（3-7）進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （3-7）查閱機(jī)械設(shè)計(jì)書(shū)，可以知道小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限為500mpa，大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限為380.由公式得 (3-8) mpa, mpa.然后計(jì)算大小齒輪的比值，即可以得出大齒輪的值大。 3）將以上數(shù)值代入以上公式可以得出m1.59。由于齒輪的模數(shù)大小主要取決于彎曲強(qiáng)度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強(qiáng)度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑有關(guān)。各個(gè)數(shù)據(jù)如表所示。的結(jié)構(gòu)圖表3-2齒輪數(shù)據(jù)名稱小齒輪的數(shù)值（）大齒輪的數(shù)值（）分度圓40120齒頂圓44124齒根圓37.5117.5齒厚6.286.28齒槽寬6.286.28齒

13、頂高2.02.0齒根高1.251.25齒距6.286.28孔的尺寸2042齒輪厚度3230倒角1x4501x450壓力角200200圖3-2 齒輪3.5 高速軸的設(shè)計(jì) 軸是組成機(jī)器的重要零件之一，主要功用是支撐回轉(zhuǎn)零件及傳遞運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。軸的失效多為疲勞損壞，因此軸的材料應(yīng)具有足夠的疲勞強(qiáng)度、較小的應(yīng)力集中敏感性和良好的加工性能等。1）碳鋼：對(duì)應(yīng)力集中較低，可以利用熱處理提高其性能。2）合金鋼：對(duì)于要求較高、尺寸較小的軸，可采用合金鋼。3）對(duì)于形狀復(fù)雜的軸，可以運(yùn)用鑄造加工，易于得到所需形狀， 對(duì)于軸上零件的周向定位的方法主要有鍵（平鍵、半圓鍵、楔鍵等）、花鍵、型面、過(guò)盈等等。 選擇軸的材料為4

14、5鋼，熱處理方式為調(diào)制處理。1）初步確定軸的最小直徑。 （3-9） 取a0為112，p1為1.056 kw，n1為50r/min于是得出軸的最小直徑為d=15，考率到各種因素影響，可以設(shè)軸的這段直徑為15.2）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，考慮到牽引裝置的實(shí)際工作情況，初步擬定軸的裝配方案。從左到右為大體依次為：帶輪-端蓋-軸承-齒輪-軸承-端蓋。對(duì)于軸承，因?yàn)檩S承同時(shí)受徑向力和較小的軸向力的作用，故選用6204深溝球軸承，取安裝軸承處的直徑為20，長(zhǎng)度為25，左端用端蓋定位，右端用套筒定位。根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)及查閱可以取套筒的寬度為10。 查閱機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)，可以得出安裝齒輪處的直徑為25，寬度32。右側(cè)采

15、用軸間定位，可以取軸間的寬度為7，直徑為36。經(jīng)整理可以得出高速軸的初步尺寸為：表3-3高速軸的數(shù)據(jù)名稱數(shù)值單位名稱數(shù)值單位帶輪處的直徑151處的長(zhǎng)度64軸承處的直徑202處的長(zhǎng)度25齒輪處的直徑253處的長(zhǎng)度32軸肩處的直徑364處的長(zhǎng)度6另一端安裝軸承的直徑205處的長(zhǎng)度14 根據(jù)以上尺寸可以用proe軟件進(jìn)行繪制，可以得出其初步圖。 由以上數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行軸的校核。圖3-3 軸 根據(jù)軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，可以求出齒輪處的力，單位為n. （3-10） （3-11） （3-12）因?yàn)榇她X輪為直齒輪，無(wú)軸向力。所以在徑向力作用下，求其支反力。如圖所示， 圖3-4受力分析 f1+f2=551.8

16、24n，f1x(31+54)=551.824x31，由此得出f1=201.25,f2=350.574.求其彎矩即可知，m1=m2=10867.5n。 在圓周力的作用力下，求其彎矩值14019.981n,故總彎矩為： n (3-13) 根據(jù)以上數(shù)據(jù)，按扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力，取a=0.6，帶入數(shù)據(jù)即可得出軸的計(jì)算應(yīng)力為11.357mpa.根據(jù)選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表即可查出軸的需用應(yīng)力為60mpa.因此該軸安全。3.6 低速軸的設(shè)計(jì) 低速軸的材料應(yīng)具有足夠的疲勞強(qiáng)度、較小的應(yīng)力集中敏感性和良好的加工性能等。 選擇軸的材料為45鋼，熱處理方式為調(diào)制處理。初步確定軸的最小直徑。 （3

17、-14）取a0為100，p 2=1.024 kw，于是得出軸的最小直徑為20，考慮到軸的實(shí)際工作情況，可以設(shè)軸的最小直徑為25.大體依次為：端蓋-軸承-齒輪-軸承-端蓋。對(duì)于軸承，因?yàn)檩S承受徑向力作用，故選用6206深溝球軸承，按照工作要求取安裝左端的長(zhǎng)度為18.軸肩的寬度為9，直徑為48.其余尺寸的確定方法與高速軸類似，該軸的尺寸為：名稱直徑（）長(zhǎng)度（）軸承3017軸肩489安裝齒輪處4230套筒3626軸承30114底座處2545表3-4軸的數(shù)據(jù)圖3-3軸 由以上數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行軸的校核。根據(jù)軸上的功率、轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，可以求出齒輪處的力，單位為n。 （3-15） （3-16 ） （3-17）

18、因?yàn)榇她X輪為直齒輪，無(wú)軸向力，其計(jì)算方法與高速軸相同，所以經(jīng)計(jì)算得出f1=833.36n,f1=544.24n.求其彎矩即可知 m1=m2=3088.2n.故總彎矩由公式（3-13）可以得出總彎矩為 3381.53 n.按彎矩扭合應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度，得計(jì)算應(yīng)力為19.17mpa. 根據(jù)選定軸的材料為45鋼，調(diào)質(zhì)處理，由表即可查出軸的需用應(yīng)力為60mpa.因此該軸安全。第四章 鍵和軸承的選用4.1 鍵的概述 鍵是標(biāo)準(zhǔn)件，其用途是實(shí)現(xiàn)周向固定以傳遞轉(zhuǎn)矩，有的還能實(shí)現(xiàn)軸向零件的軸向固定或軸向滑動(dòng)。 平鍵聯(lián)接的特點(diǎn)：平鍵的兩側(cè)面是工作面，鍵的上、下表面為非工作面。工作時(shí)靠鍵與鍵槽側(cè)面的擠壓來(lái)傳遞扭矩，

19、半圓鍵聯(lián)接的特點(diǎn)：鍵呈半圓形，其側(cè)面為工作面，鍵能在軸上的鍵槽中繞其圓心擺動(dòng)， 以適應(yīng)輪轂上鍵槽的斜度，安裝方便。 4.2 鍵的選擇及校核鍵的選擇包括類型選擇和尺寸選擇兩個(gè)方面。鍵的類型選擇應(yīng)根據(jù)鍵的鏈接特點(diǎn)來(lái)選擇;鍵的尺寸按符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格和強(qiáng)度要求來(lái)取。鍵的尺寸主要是鍵的截面尺寸bh及鍵長(zhǎng)l。bh根據(jù)軸徑d由標(biāo)準(zhǔn)中查得，鍵的長(zhǎng)度參考輪轂的長(zhǎng)度確定。 高速軸鍵的選擇；由高速軸的位置尺寸，可以知道安裝鍵的長(zhǎng)度尺寸為32，直徑為25，傳遞的轉(zhuǎn)矩為14.2n.m，載荷有輕微沖擊。故一般選擇平鍵聯(lián)接，查閱表可以得出鍵的截面尺寸：寬度為10，高度為8，由輪轂的寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)l=25.由于材

20、料都為鋼，可以查閱機(jī)械設(shè)計(jì)得出擠壓應(yīng)力100-120mpa，取其平均值， mpa，鍵的工作長(zhǎng)度.鍵與輪轂鍵槽的接觸高度有公式(4-1)可以得出， （4-1）可以得知鍵的聯(lián)接強(qiáng)度足夠。鍵的標(biāo)記為：鍵10x25 gbt/t 1096-2003. 在安裝帶輪的一側(cè)，由直徑及長(zhǎng)度?？梢赃x擇鍵的長(zhǎng)度為20，其截面尺寸為4x4x20.由公式（4-1)可以知， mpa，故強(qiáng)度足夠。 圖4-1 鍵 低速軸鍵的選擇： 根據(jù)軸的長(zhǎng)度，可以知道鍵的長(zhǎng)度尺寸為32，直徑為42，傳遞的轉(zhuǎn)矩為82.66n.m。一般選擇平鍵連接，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)得出鍵的截面尺寸。寬度為10，高度為8，由輪轂的寬度并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)l=

21、28. 由于材料都為鋼，可以得出擠壓應(yīng)力100-120mpa，取其平均值110 mpa，鍵的工作長(zhǎng)度l=28-10=18.鍵與輪轂鍵槽的接觸高度. 有公式（4-1）可以得出mpa,可以得知鍵的聯(lián)接強(qiáng)度足夠。鍵的標(biāo)記為：鍵 10x28 gbt/t 1096-2003. 在安裝卷筒的一側(cè)，鍵的長(zhǎng)度為40，其截面尺寸為8x7，由以上公式（4-1），可以得出250-500時(shí)取n=4n=4軸承旁聯(lián)接螺栓直徑d118蓋與座聯(lián)接螺栓直徑d215聯(lián)接螺栓d2的間距l(xiāng)150-200取200軸承端蓋螺釘直徑d3取12視孔蓋螺釘直徑d4取8定位銷直徑d取12d1、d2、df至外箱壁距離c1c1查表得取20d2、df

22、至凸緣邊緣距離c2查表得取18軸承旁凸臺(tái)半徑r1r1取c218凸臺(tái)高度h要根據(jù)低速級(jí)的扳手活動(dòng)空間定取350外箱壁至軸承端面距離l145大齒輪頂圓與內(nèi)箱壁距離1.225齒輪端面與內(nèi)箱壁距離24箱蓋、箱昨筋厚、0.8510.85=8.5=17軸承端蓋外徑d為軸承的外徑120軸承旁聯(lián)接螺栓距離一般取120根據(jù)以上設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)并結(jié)合軸的的設(shè)計(jì)資料可以得到箱體的基本尺寸為:1)箱體的底座，其尺寸為：寬度為200.長(zhǎng)度為300，高度為20，上凹處的寬度為100，深度為4，小凹處的寬度為75.深度為4，角度為110度，然后倒圓角r15.其圖如5-1所示，最后拉伸孔，孔的大小為10。.圖5-1底座 2）建立箱體

23、的主體特征。通過(guò)建立基準(zhǔn)平面偏移，然后使用草繪中的參照命令，進(jìn)行繪制，然后通過(guò)零件模塊繼續(xù)繪制另一凸平面，最后鏡像就可。其圖為5-2所示： 5-2 箱體主體圖5-3 箱體凸臺(tái) 3）分別繪制直徑為72,60的圓，并通過(guò)拉伸切除，完成軸孔的設(shè)計(jì)。圖5-5 切除孔 4）繪制箱體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過(guò)使邊的命令，偏移3，然后通過(guò)拉伸切除材料實(shí)現(xiàn)。 5）繪制箱體的筋結(jié)構(gòu)，厚度為10，與圓的外緣成400夾角，距離箱體凸臺(tái)20，其位置的確定，通過(guò)建立基準(zhǔn)平面偏移實(shí)現(xiàn)，最后鏡像來(lái)實(shí)現(xiàn)筋的設(shè)計(jì)。對(duì)于中間筋的設(shè)計(jì)，其高度為45，距離平臺(tái)邊2，與外圓相切，水平夾角800,，倆條線的夾角為1100，厚度為10，然后拉伸切除

24、10的孔，最后進(jìn)行倒角。圖5-6 筋 6）進(jìn)行箱體的分離。通過(guò)新建立的基準(zhǔn)面，然后選擇編輯菜單下的實(shí)體化，來(lái)選擇保留的部分，去掉，然后選擇菜單欄文件菜單下的，保存文件副本選項(xiàng)，并修改名稱，名以下箱體,然后刪除實(shí)體化，再次選擇編輯菜單下的實(shí)體化，更改箭頭方向，便可以保留上箱體，同樣選擇文件菜單下的，保存文件副本選項(xiàng)，并修改名稱，名義上箱體即可。最后在刪除實(shí)體化，保存箱體就可，這樣就把箱體進(jìn)行了保存。圖5-7 上箱體第六章 箱體的附件設(shè)計(jì)6.1大小螺栓的設(shè)計(jì) 根據(jù)箱體的設(shè)計(jì)尺寸，可以設(shè)計(jì)其尺寸為7，長(zhǎng)度為30.螺距為1.0.首先建立基本模型，通過(guò)拉伸命令實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)，然后插入菜單下的螺旋掃描的切口來(lái)完

25、成。圖6-1 螺栓的繪制圖6-2 螺栓的繪制 螺母的設(shè)計(jì)，運(yùn)用同樣的方法，螺旋掃描切口的命令實(shí)現(xiàn)，進(jìn)行拉伸10，螺距為1.0，孔為7，在進(jìn)行倒角即可。圖6-3 螺母6.2軸承燜蓋的設(shè)計(jì) 根據(jù)箱體空間的大小及軸的定位要求可以設(shè)計(jì)小軸的端蓋。圖6-4 小燜蓋6-5 大燜蓋6.3軸承透蓋的設(shè)計(jì)軸承透蓋的大小可以根據(jù)軸承的大小進(jìn)行設(shè)計(jì)，查閱機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)，可以得出尺寸。大軸承透蓋的尺寸為：外端直徑為72，內(nèi)徑為62，長(zhǎng)度為17，凹處直徑為41，切除深度為1， 安裝軸處的倒角為2.0，然后通過(guò)選裝即可。與軸接觸的槽的尺寸為長(zhǎng)為6，寬為4，通過(guò)編輯下的陣列即可完成。圖6-6 大透蓋 小軸承套筒的尺寸

26、與大軸套筒的尺寸相似，可以從機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得出，其模型大小可以為：圖6-7燜蓋6.4其它零件設(shè)計(jì)6.4.1 密封圈的設(shè)計(jì)根據(jù)軸承蓋的尺寸可以設(shè)計(jì)密封圈的截面尺寸。輸出軸為20，其圖6-8 密封圈截面尺寸為2.5.輸入軸與之相似。其大小可以根據(jù)軸承蓋及安裝軸的的大小進(jìn)行設(shè)計(jì)。其它的部件可以查閱標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，從中調(diào)出即可。6.4.2 卷筒的設(shè)計(jì)根據(jù)軸的尺寸及底座的寬度，可以設(shè)置卷筒的內(nèi)直徑為70，外徑為170，寬度為60，其安裝鋼絲繩的寬度為50。圖6-9卷筒第七章 裝配與仿真7.1 零件的裝配 啟動(dòng)proe軟件，在菜單欄選擇文件，設(shè)置工作目錄，系統(tǒng)默認(rèn)是其安裝目錄下，可以更改為箱體所在的文件夾下，即為

27、一級(jí)齒輪減速器目錄下。圖7-1 選取工作目錄對(duì)話框1）在菜單欄中選擇文件下的新建選項(xiàng)，系統(tǒng)會(huì)彈出新建對(duì)話框，在新建的話框下選擇組件選鈕，然后取消使用缺省模塊的勾選，新建的選項(xiàng)里，選擇mmns_asm_design,然后確認(rèn)即可。在菜單欄選擇插入下的裝配選項(xiàng)，來(lái)插入元件，或者直接單擊窗口右側(cè)的裝配圖標(biāo)來(lái)插入元件。系統(tǒng)默認(rèn)無(wú)任何約束，可以設(shè)置為缺省狀態(tài)，使其固定最后單擊即可。圖7-2 導(dǎo)入下箱體 2）導(dǎo)入軸承。單擊裝配按鈕，把軸承調(diào)入組件裝配環(huán)境下，在選擇用戶類型下， 圖7-3 導(dǎo)入軸承選擇銷釘類型，來(lái)完成此約束，點(diǎn)擊基準(zhǔn)軸顯示，選擇軸承外圈接合面，選擇箱體孔的接合面，最后選擇箱體內(nèi)表面與軸承小徑

28、的端面，方式為對(duì)齊，最后看到狀態(tài)為完全約束即可。用同樣的方法，即可完成其余軸承的裝配。裝配后的效果如下：圖7-4 軸承完成裝配3）新建一個(gè)組件，準(zhǔn)備裝配軸與齒輪，命名chilun7300,運(yùn)用同樣的方法進(jìn)行裝配。用戶定義下，選擇固定狀態(tài)。 調(diào)入鍵進(jìn)行裝配，選擇匹配及偏移下的重合選項(xiàng)，然后選擇模型上鍵的底面與階梯軸上的鍵槽的底面。再選擇鍵的圓弧面和階梯軸鍵槽的圓弧面進(jìn)行插入操作，即可完成階梯軸與鍵的裝配。圖7-5 軸 4）調(diào)入齒輪進(jìn)行裝配，選擇約束類型下的匹配選項(xiàng)，在偏移下拉菜單中選擇重合選項(xiàng)，然后再模型上選取圓柱齒輪側(cè)面與鍵的側(cè)面，然后右擊鼠標(biāo)，新建一個(gè)約束，在約束類型下選擇對(duì)其選項(xiàng)，在偏移下

29、拉菜單中選擇重合就可完成連接。也可直接選取類型采用用戶自動(dòng)定義也可以完成定義。圖7-6 軸與齒輪的連接 5）上一步的操作結(jié)果調(diào)入總裝配中，在預(yù)定義中采用剛性連接，選擇齒輪軸上的軸線與軸承上的軸心，然后再選擇約束類型為對(duì)齊，選擇軸承端面與齒輪軸安裝軸承端面即可完成連接。安裝套筒，在預(yù)約束下選擇剛性連接，選擇齒輪軸的軸線和套筒的軸線，再選擇齒輪的端面與套筒的端面，約束類型為對(duì)齊，即可完成連接。 6）運(yùn)用步驟3方法，進(jìn)行軸承連接，效果如圖所示。圖7-7 裝配效果圖 7）在新建一個(gè)組件，命名chilun7304,與步驟4相同，完成大齒輪的裝配。其裝配效果如圖所示。 圖7-8軸與齒輪的連接 8）在總的裝

30、配圖下，調(diào)入步驟8的操作結(jié)果，進(jìn)行連接定義。無(wú)需選擇類型，直接選擇齒輪軸的軸心線和軸承的軸線，然后選擇小齒輪的面和大齒輪的端面進(jìn)行對(duì)齊操作，其效果圖為：圖7-9 裝配效果圖 9）調(diào)入大端蓋進(jìn)行裝配，直接選擇端蓋的軸線和階梯軸的軸線，使之在一條直線上，然后選擇箱體外圓的端面，使之重合即可。然后調(diào)入小端蓋進(jìn)行裝配 10）調(diào)入上箱體進(jìn)行裝配。選擇上箱體的一端面和下箱體的一端面，約束方式為對(duì)齊，然后選擇箱體另一端面和下箱體的另一端面進(jìn)行端面對(duì)齊即可。圖7-10裝配上箱體 11）裝配螺栓，把m10螺栓及螺母調(diào)入，選擇匹配與對(duì)齊的方式，來(lái)進(jìn)行轉(zhuǎn)配。同時(shí)把墊片調(diào)入，然后把m15的螺栓調(diào)入，方法與上相同，其效

31、果圖為：圖7-11裝配箱體零件12）然后把帶輪及底座用類似的方法安裝上，其效果圖如下。圖7-12裝配效果圖其它零部件都可用類似的方法完成裝配，其完成后的效果如下圖所示。圖7-13裝配效果圖7.2創(chuàng)建減速器分解視圖 將箱體圖裝配圖調(diào)入proe中，在菜單欄上，找到視圖分解下級(jí)菜單下的分解視圖命令，其部分的分解效果如下圖所示。圖7-14分解視圖圖7-15總的分解視圖7.3裝配體的仿真 在proe菜單欄下，選擇文件，把裝配體調(diào)入裝配的環(huán)境下，然后隱藏部分零部件，進(jìn)行機(jī)械部分的傳動(dòng)仿真。首先在菜單欄下，選擇應(yīng)用程序下的機(jī)構(gòu)選項(xiàng)，此時(shí)進(jìn)入機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與分析的模塊。就可以出現(xiàn)齒輪副定義對(duì)話框，如圖所示7-16.

32、圖7-16齒輪副定義定義對(duì)話框 在名稱下，可以重新命名齒輪對(duì)的名稱，系統(tǒng)默認(rèn)情況下自動(dòng)設(shè)為gearpair1.然后選擇齒輪1的中心軸線作為小齒輪的運(yùn)動(dòng)軸，輸入小齒輪的直徑，再以同樣的方法選擇大齒輪的軸線作為大齒輪運(yùn)動(dòng)軸，最后輸入分度圓直徑即可。按對(duì)話框確定即可。圖7-17伺服電動(dòng)機(jī)定義對(duì)話框 第二步在伺服電機(jī)對(duì)話框下，選擇電動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)軸，點(diǎn)擊小齒輪軸的軸線，在輪廓子選項(xiàng)規(guī)范下，選擇速度，然后在模選項(xiàng)設(shè)定常數(shù)為100.點(diǎn)擊確定即可，同樣用此方法設(shè)定大齒輪的運(yùn)動(dòng)軸，在軸承處也同樣設(shè)置。最后點(diǎn)擊確定即可。 第三步打開(kāi)機(jī)構(gòu)分析選項(xiàng)，然后在名稱下，可以更改名稱，在類型下，選擇運(yùn)動(dòng)學(xué)，在優(yōu)先選項(xiàng)下，設(shè)置始

33、末時(shí)間，其它采取默認(rèn)即可。最后點(diǎn)擊運(yùn)行，查看結(jié)果。圖7-18分析定義對(duì)話框 第四步，制作機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果。在主窗口右側(cè)點(diǎn)擊分析結(jié)果圖標(biāo)，點(diǎn)擊主窗口右側(cè)的分析結(jié)果圖標(biāo)，此時(shí)會(huì)出現(xiàn)回放對(duì)話框，如圖7-21所示。圖7-19分析結(jié)果對(duì)話框 按對(duì)話框上方回放分析結(jié)果圖標(biāo)，即可顯示仿真的結(jié)果。第五步，保存文件，將仿真結(jié)果進(jìn)行保存即可，格式為.mpg。7.4制作裝配動(dòng)畫(huà) 打開(kāi)proe軟件，進(jìn)入裝配環(huán)境，然后把裝配好的零件調(diào)入。在視圖菜單下，選擇顯示設(shè)置子菜單下的系統(tǒng)顏色，進(jìn)行背景設(shè)置。1）在應(yīng)用程序下，選擇動(dòng)畫(huà)選項(xiàng)，進(jìn)入動(dòng)畫(huà)設(shè)置環(huán)境。點(diǎn)擊主窗口右側(cè)的第三個(gè)主體設(shè)置，然后選擇每個(gè)主體一個(gè)零件，進(jìn)行設(shè)置，最后

34、關(guān)閉即可。 2）在工具欄上找到拖動(dòng)圖標(biāo)，點(diǎn)擊打開(kāi)，進(jìn)入拖動(dòng)設(shè)置環(huán)境里。 3）點(diǎn)擊主體移動(dòng)按鈕，然后點(diǎn)擊要移動(dòng)的物體，然后點(diǎn)擊拖動(dòng)高級(jí)選項(xiàng)下的移動(dòng)方向，進(jìn)行配置，再點(diǎn)擊箭頭按鈕，進(jìn)行選擇物體的移動(dòng)方向，并進(jìn)行拍照即可。如圖7-20所示。圖7-20拖動(dòng)之后的效果 4）在動(dòng)畫(huà)菜單欄里點(diǎn)擊關(guān)鍵幀序列對(duì)話框，進(jìn)行視圖的排序，為動(dòng)畫(huà)做好順序安排。點(diǎn)擊再生即可。然后也可在工具菜單下選擇時(shí)間域進(jìn)行時(shí)間間隔的設(shè)置。在動(dòng)畫(huà)菜單欄里點(diǎn)擊動(dòng)畫(huà)回放即可，此時(shí)裝配動(dòng)畫(huà)就做好了。最后點(diǎn)擊捕獲按鈕，進(jìn)行保存即可，這樣就完成了裝配動(dòng)畫(huà)的設(shè)置。第八章 總結(jié) 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，綜合了三維繪圖軟件proe及大學(xué)這幾年所學(xué)習(xí)的課程，充

35、分顯示了理論與實(shí)踐結(jié)合的重要性。在設(shè)計(jì)過(guò)程初期，自己本以為課題很簡(jiǎn)單，無(wú)非就是力的分析，機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與校核，然后讓設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)能夠模擬出來(lái)就可以?？稍谠O(shè)計(jì)的開(kāi)始就遇到了力的確定，這是實(shí)際與理論的第一個(gè)結(jié)合點(diǎn)，帆船在海上不僅受重力，浮力，還受風(fēng)的影響，類似于流體力學(xué)，其受力情況復(fù)雜多變，感覺(jué)無(wú)處下手，可當(dāng)自己實(shí)際去觀察的時(shí)候，才發(fā)現(xiàn)帆船在近海岸，幾乎可以忽略其它力的影響，可以把風(fēng)速考慮在內(nèi)，從而可以確定力的大小，為電動(dòng)機(jī)的選擇，提供了條件。遇到的第二個(gè)問(wèn)題，就是三維繪圖軟件的使用，之所以選擇proe軟件，就是相對(duì)于其他軟件來(lái)說(shuō)，自己接觸過(guò)，對(duì)自己有信心，可在學(xué)習(xí)過(guò)程中，才發(fā)現(xiàn)學(xué)好proe軟件，并不能靠短短幾個(gè)月的時(shí)間，就能掌握的。在繪制零件時(shí)，遇到諸如齒輪參數(shù)化的設(shè)計(jì)，軸承的設(shè)計(jì)等，這些問(wèn)題，都讓我措手不及，特別是裝配仿真及動(dòng)畫(huà)的制作，讓我更加明白自己這種學(xué)習(xí)方法不可以取，應(yīng)該多與同學(xué)交流，聽(tīng)取他們的意見(jiàn)，