ProE齒輪箱減速器模型制作

1、鄭州大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目： Pro/E齒輪箱減速器模型制作 指導(dǎo)教師： 劉彤 職稱： 講師 學(xué)生姓名： 馮錦珂 學(xué)號(hào)： 20097720216 專 業(yè)： 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)） 院（系）： 軟件學(xué)院 完成時(shí)間： 2013-5-16 2013年05月16日目錄摘要IABSTRACTII1 緒論11.1 減速器的工作原理及其運(yùn)用11.2 減速器的發(fā)展概況和趨勢(shì)11.3 本課題的研究目的與設(shè)計(jì)22齒輪箱減速器的三維實(shí)體建模32.1 關(guān)于Pro/E軟件32.2 具體零件的建模42.3 本節(jié)小結(jié)143減速器的裝配153.1 減速器的模型分析153.2 減速器模型創(chuàng)建步驟153.3 減速

2、器的分解視圖173.3 本節(jié)小結(jié)184減速器的運(yùn)動(dòng)仿真194.1 運(yùn)動(dòng)仿真概述194.2 元件連接194.3 機(jī)構(gòu)仿真204.3 本節(jié)小結(jié)20總結(jié)語(yǔ)21致謝22參考文獻(xiàn)23摘要減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，主要用來(lái)降低轉(zhuǎn)速，傳遞動(dòng)力，增大轉(zhuǎn)距，是一個(gè)比較獨(dú)立性的部件。在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。二十世紀(jì)七八十年代，世界上減速器有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。其按用途可分為通用減速器和專用減速器兩類，本文所建立的齒輪箱減速器就屬于通用類。齒輪箱減速器是一種利用各級(jí)齒輪傳動(dòng)來(lái)達(dá)到降速的目的的裝置，一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動(dòng)。所運(yùn)用的建模軟件是Pro/E5.0,運(yùn)用其強(qiáng)

3、大的三維建模能力來(lái)完成對(duì)一個(gè)簡(jiǎn)單齒輪箱減速器各部件的建模，組裝和簡(jiǎn)單運(yùn)動(dòng)仿真的過(guò)程。關(guān)鍵詞：齒輪；減速器；Pro/E；三維；運(yùn)動(dòng)仿真 ABSTRACTReducer is a closed independent transmission devices between the original motivation and work machine, mainly used to reduce speed, transmission power, increase the torque, is a relatively independent components. In modern ma

4、chinery is widely applied in the. In twentieth Century seventy or eighty, the speed reducer has the very big development, combination and the development of new technology revolution. According to the use can be divided into general and special reducer reducer gear box two, the establishment of the

5、reducer belongs to the general class.Gear box reducer is a device which utilizes each gear to achieve the purpose of reducing speed, generally used for the transmission of low speed and high torque. Modeling software is the use of Pro/E5.0, using its powerful modeling ability to finish each part of

6、the model is a simple gear box reducer, process simple assembly and motion simulation. Keywords：Gear；Reducer；Pro/E；Three-dimensional；Motion simulation1 緒論1.1 減速器的工作原理及其運(yùn)用減速器是一種動(dòng)力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將電機(jī)（馬達(dá)）的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所需要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。在目前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。幾乎在各式機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中可以見(jiàn)到它的蹤跡。從交通的船舶，汽車，機(jī)車，建筑用的重型機(jī)具

7、，機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具及自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見(jiàn)的家電，鐘表等等。其應(yīng)用從大動(dòng)力的傳輸工作，到小負(fù)荷，精確的角度傳輸都可以見(jiàn)到減速器的應(yīng)用，且在工業(yè)應(yīng)用上，減速器具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。在目前用于傳遞動(dòng)力和運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，減速器的應(yīng)用范圍非常廣泛。減速器的作用主要有：(1) 降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出成減速比，但要注意不能超出減速器的額定扭矩。(2) 減速同時(shí)降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。減速器一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動(dòng)設(shè)備，把電動(dòng)機(jī)，內(nèi)燃機(jī)或其他高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過(guò)減速器的輸入軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來(lái)達(dá)

8、到減速的目的，普通的減速器也會(huì)有幾對(duì)相同原理齒輪達(dá)到理想的減速效果，大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動(dòng)比減速器是一種相對(duì)精密的機(jī)械，使用它的目的是降低轉(zhuǎn)速，增加轉(zhuǎn)矩。它的種類繁多，型號(hào)各異，不同種類用不同的用途。減速器的種類繁多，按照傳動(dòng)類型可以分為齒輪減速器，蝸桿減速器和行星齒輪減速器；按照傳動(dòng)級(jí)數(shù)不同可以分為單級(jí)和多級(jí)減速器；按照齒輪形狀可以分為圓柱齒輪減速器，圓錐齒輪減速器和圓錐一圓柱齒輪減速器；按照傳動(dòng)的布置又可以分為展開(kāi)式，分流式和同軸式減速器1.2 減速器的發(fā)展概況和趨勢(shì)二十世紀(jì)七八十年代，世界上減速器技術(shù)有了很大的發(fā)展，且與新技術(shù)革命的發(fā)展緊密結(jié)合。通用減速器的發(fā)展趨勢(shì)如下：(1) 高

9、水平，高性能。(2) 積木式組合設(shè)計(jì)?；緟?shù)采用優(yōu)先數(shù)，尺寸規(guī)格整齊，零件通用性和互換性強(qiáng)，系列容易擴(kuò)充和花樣翻新，利于組織批量生產(chǎn)和降低成本。(3) 形式多樣化，變型設(shè)計(jì)多。擺脫了傳統(tǒng)的單一的底座安裝方式，增添了空心軸懸掛式，浮動(dòng)支撐底座，電動(dòng)機(jī)與減速器一體式聯(lián)接，多方位安裝面等不同形式，擴(kuò)大使用范圍。促使減速器水平提高的主要因素有：(1) 理論知識(shí)的日趨完善，更接近實(shí)際（如齒輪強(qiáng)度計(jì)算方法，修形技術(shù)，變形技術(shù)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，新結(jié)構(gòu)等）。(2) 采用好的材料。(3) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更合理。(4) 加工精度不斷的提高。自從二十世紀(jì)六十年代以來(lái)，我國(guó)先后制定了一系列的通用減速器的標(biāo)準(zhǔn)，自動(dòng)改革開(kāi)放，

10、先后引進(jìn)一批先進(jìn)的加工裝備，通過(guò)引進(jìn)，消化，吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和科研攻關(guān)，逐步掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設(shè)計(jì)制造技術(shù)。1.3 本課題的研究目的與設(shè)計(jì)以前，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)多采用制作外形模型，要通過(guò)多次的修改，既費(fèi)時(shí)又費(fèi)工。機(jī)械產(chǎn)品的配合性和可裝配性是設(shè)計(jì)人員容易出現(xiàn)錯(cuò)誤的地方。以往要到產(chǎn)品最后裝配時(shí)才能發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致零件的報(bào)廢和工期的延誤，從而造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，采用虛擬樣機(jī)技術(shù)，可以在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就進(jìn)行驗(yàn)證，確保設(shè)計(jì)的正確性，避免損失。本文的目的是在研究齒輪傳動(dòng)原理的基礎(chǔ)上，運(yùn)用三維建模軟件Pro/E對(duì)基本類型的一級(jí)齒輪箱減速器進(jìn)行建模，并對(duì)齒輪做出運(yùn)動(dòng)仿真。并在建模的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)Pro/E軟件

11、中三維建模功能的熟練應(yīng)用。2齒輪箱減速器的三維實(shí)體建模2.1 關(guān)于Pro/E軟件Pro-Engineer是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation PTC）開(kāi)發(fā)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件。是一款集CAD/CAM/CAE功能一體化的綜合性三維軟件，在目前的三維軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。在1988年發(fā)布了Pro-Engineer1.0，這是市場(chǎng)第一個(gè)參數(shù)化，全相關(guān)，基于特征的實(shí)體建模軟件，從此三維設(shè)計(jì)軟件進(jìn)入?yún)?shù)化時(shí)代。Pro-Engineer憑借其

12、領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)在后來(lái)的幾十年內(nèi)迅速發(fā)展成為流行的產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)領(lǐng)域高端軟件，其Pro-Engineer在產(chǎn)品設(shè)計(jì)軟件銷售市場(chǎng)上一直處于前列。經(jīng)過(guò)二十多年不斷的創(chuàng)新和完善，proe現(xiàn)在已經(jīng)是三維建模軟件領(lǐng)域的領(lǐng)頭羊之一。Pro-Engineer具有一下特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：(1) 參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征功能Pro-Engineer是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的，基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型。(2) 單一數(shù)據(jù)庫(kù)Pro-Engineer是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)上，不像一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)上。所謂的單一數(shù)據(jù)庫(kù)，就是工程中的資料全部來(lái)自一個(gè)庫(kù)，使得每一個(gè)獨(dú)立

13、用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的任何一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。(3) 全相關(guān)性Pro-Engineer的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體，設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開(kāi)發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒(méi)有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開(kāi)發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。(4) 基于特征的參數(shù)化造型Pro-Engineer使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要求。(5) 數(shù)據(jù)管理加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)

14、更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開(kāi)發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了Pro-Engineer獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同階段，Pro-Engineer將產(chǎn)品分為工業(yè)設(shè)計(jì)，機(jī)械設(shè)計(jì)，功能模擬，生產(chǎn)制造等幾個(gè)大的方面，分別提供了完整的產(chǎn)品設(shè)計(jì)解決方案。在這里我們將利用Pro-Engineer的機(jī)械設(shè)計(jì)及模具設(shè)計(jì)的功能進(jìn)行三維的建模。2.2 具體零件的建模2.2.1 減速器總體結(jié)構(gòu)的分析減速器中的零件包括上，下箱體，齒輪，齒輪軸，鍵，滾動(dòng)軸承，端蓋等，其中上下箱體和齒輪及齒輪軸的三維

15、設(shè)計(jì)是比較復(fù)雜的，在用Pro/E進(jìn)行三維造型時(shí)應(yīng)用適當(dāng)?shù)拿?，盡量使其三維設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單化。2.2.2 固定箱體的設(shè)計(jì)(1) 減速器箱體底座的設(shè)計(jì)。箱體零件看起來(lái)較為復(fù)雜，但是實(shí)際上只需要用到幾個(gè)較為簡(jiǎn)單的特征創(chuàng)建命令，如拉伸去除，孔操作，倒圓角，鏡像，復(fù)制和移動(dòng)等。(2) 箱體底座的創(chuàng)建步驟： 新建零件打開(kāi)Pro/E軟件，再打開(kāi)新建工具欄中的創(chuàng)建文件圖標(biāo)，輸入零件名稱，確定顯示基本平面以及坐標(biāo)系。 創(chuàng)建下箱體底座毛胚單擊拉伸，在操控板中選定平面，進(jìn)入草繪，繪制其底座的草圖，完成后輸入所拉伸的距離，單擊確定。 內(nèi)腔和凸緣特征的創(chuàng)建這兩個(gè)特征仍是采用實(shí)體拉伸的方法進(jìn)行實(shí)體創(chuàng)建的。首先依然單擊拉伸命令，

16、進(jìn)入選定的平面，選定草繪界面，繪制內(nèi)腔的草圖，繪制完成后輸入拉伸深度，單擊完成，然后用同樣的方法做出凸緣特征，這里不再贅述。 軸承座的創(chuàng)建首先在軸承座的一邊利用拉伸，剪切功能進(jìn)行軸承座的基本特征創(chuàng)建，用上面類似的方法創(chuàng)建軸承座孔，與上面不同的是需要在拉伸的操作板中選定去除材料的選項(xiàng)，確定好去除材料的方向，單擊確定。 筋的創(chuàng)建創(chuàng)建筋的特征需要?jiǎng)?chuàng)建出一個(gè)新的基準(zhǔn)平面，在兩個(gè)軸座中心創(chuàng)建兩個(gè)新的基準(zhǔn)平面，完成后選取筋工具，在打開(kāi)的操作板中選取相應(yīng)的基準(zhǔn)平面進(jìn)行草繪，在草繪平面上繪制開(kāi)放的筋剖面，輸入厚度，單擊確定。然后運(yùn)用相同的方法繪制其他三個(gè)筋的特征。 孔的創(chuàng)建a) 創(chuàng)建凸緣上的孔單擊工作區(qū)特征欄

17、中的孔工具，接受默認(rèn)項(xiàng)創(chuàng)建直孔，根據(jù)系統(tǒng)提示放置平面，選定好參照，并在工作區(qū)中邊線距離，孔的直徑以及鉆孔深度選擇，參照平面選擇凸緣的下表面，單擊確定。特征創(chuàng)建完成。然后用相同的方法創(chuàng)建凸緣上其他的孔。b) 創(chuàng)建底座上的孔同樣單擊孔工具，接受默認(rèn)項(xiàng)創(chuàng)建直孔，選取底座作為孔的放置平面，在孔的操作板上選取直孔，用草繪定義所鉆孔的輪廓及剖面，注意在一些環(huán)節(jié)中要定義孔的中心軸，否則會(huì)出現(xiàn)草繪平面不成功，然后單擊完成，用同樣方法創(chuàng)作出其他的孔。c) 創(chuàng)建軸承座上的孔軸承座上孔的創(chuàng)作方法與其在凸緣上創(chuàng)建孔的方法基本相同，在此不作贅述。 底板去除材料特征的創(chuàng)建選取拉伸命令，選擇底座作為草繪平面，然后繪制其剖面

18、輪廓，然后在拉伸的操作板中選擇去除材料選項(xiàng)，定義尺寸，然后單擊完成。 倒圓角特征的創(chuàng)建在工程工具欄中選取倒圓角命令，選取模型中需要倒圓角的邊，在輸入對(duì)應(yīng)的值之后，單擊完成。 創(chuàng)建輔助特征下箱體的輔助特征包括放油尺凸臺(tái)，創(chuàng)建該特征僅用到幾個(gè)基本的特征命令，如拉伸，剪切，倒圓角等，創(chuàng)建過(guò)程不再詳細(xì)介紹，完成所有的特征創(chuàng)建后的實(shí)體如下圖所示：圖 1 固定箱體的設(shè)計(jì)2.2.3 上箱體零件的造型設(shè)計(jì)(1) 新建零件按照下箱體的創(chuàng)建命令創(chuàng)建一個(gè)新的零件文件，命名，建立基本的平面與坐標(biāo)系。(2) 創(chuàng)建上箱體的凸緣特征選取拉伸命令，進(jìn)入草繪平面，然后繪制其上箱體的剖截面，然后完成，在拉伸的操作板上選取所要拉伸

19、的長(zhǎng)度，然后單擊確定完成對(duì)凸緣特征的創(chuàng)建。(3) 建軸承座的基本特征選取拉伸命令，選取指定的平面進(jìn)行草繪，繪出軸承座的剖截面，然后完成，在拉伸的操作板上選取尺寸，然后單擊確定完成特征的創(chuàng)建。(4) 創(chuàng)建丄箱體的主體部分特征 創(chuàng)建主體部分的拉伸特征單擊拉伸命令，選擇正確的草繪平面，繪制其剖面圖，然后輸入所要拉伸的尺寸，單擊確定完成整體部分特征的創(chuàng)建。 創(chuàng)建主體部分特征的去除材料以及倒圓角特征單擊拉伸命令，使用先前的草繪平面和參照，進(jìn)入草繪編輯器繪制剖截面，完成繪制后，在拉伸的操作板中選擇去除材料特征和拉伸項(xiàng)，輸入所要拉伸的深度，單擊完成對(duì)去除材料特征的創(chuàng)建。(5) 創(chuàng)建軸承座 創(chuàng)建去除材料特征單

20、擊拉伸命令，選擇相應(yīng)的平面作為草繪平面，打開(kāi)草繪編輯器，繪制兩部分圓形剖截面，單擊確定完成草繪，在拉伸的操作板上選取去除材料特征和完全貫穿特征，在模型上選取正確的拉伸去除方向，單擊確定完成對(duì)模型去除材料特征的創(chuàng)建。 創(chuàng)建另一側(cè)的軸承座特征選擇菜單欄中的編輯/特征操作選項(xiàng)，彈出菜單管理器。單擊復(fù)制，鏡像，完成，根據(jù)提示在模型樹(shù)中選取上面所創(chuàng)建的有關(guān)軸承座的各個(gè)特征，單擊完成，選擇TOP平面作為鏡像平面，選取鏡像面的同時(shí)完成上箱體另一側(cè)軸承座特征的創(chuàng)建。(6) 筋和孔以及倒圓角特征的創(chuàng)建與下箱體一樣，上箱體也需要?jiǎng)?chuàng)建筋和孔以及倒圓角，方法與箱體底座的創(chuàng)建基本相同，在這里也不再作詳細(xì)的敘述。(7)

21、創(chuàng)建輔助特征上箱體的輔助特征包括窺視窗和啟重螺釘凸臺(tái)，這里也不再詳細(xì)敘述它們的特征創(chuàng)建過(guò)程，完成所有的特征創(chuàng)建后的實(shí)體如下圖所示：圖 2 上箱體零件的造型設(shè)計(jì)2.2.4 減速器內(nèi)部軸的設(shè)計(jì)(1) 新建零件按照上一節(jié)建零件的方法建立一個(gè)新的零件，命名。(2) 創(chuàng)建齒輪軸的特征單擊旋轉(zhuǎn)命令，在其操作板上選擇放置，選取TOP平面作為草繪平面，打開(kāi)草繪編輯器，繪制其剖截面，單擊確定完成對(duì)草圖的繪制，然后在旋轉(zhuǎn)的操作板上輸入要旋轉(zhuǎn)的角度為360度，然后單擊確定完成對(duì)軸的基本特征的創(chuàng)建如下圖所示：圖 3 減速器內(nèi)部軸的設(shè)計(jì)(3) 創(chuàng)建鍵槽單擊拉伸命令，選擇放置，選取系統(tǒng)默認(rèn)的草繪截面，進(jìn)入草繪平面畫(huà)出鍵的

22、剖截面圖，單擊確定推出草繪編輯器，在拉伸的操作板中輸入所要拉伸的數(shù)值，單擊確定完成對(duì)鍵槽的創(chuàng)建，如下圖所示：圖 4 鍵槽其中，另外一根軸的創(chuàng)建方法與其類似，在這里也不再做出詳細(xì)的建模步驟。2.2.5 齒輪的設(shè)計(jì)齒輪的創(chuàng)建需要用到拉伸，剪切，倒角，鏡像，陣列等，下面介紹一下齒輪的創(chuàng)建。(1) 新建零件按照第一節(jié)中的方法創(chuàng)建一個(gè)新的零件并命名。(2) 創(chuàng)建齒輪基本圓，即分度圓，基圓，齒頂圓，齒根圓曲線。齒輪的基本圓尺寸是由齒輪的基本參數(shù)確定的，其創(chuàng)建過(guò)程分為以下三個(gè)步驟： 創(chuàng)建任意尺寸的基本圓曲線。單擊基準(zhǔn)工具欄欄中的創(chuàng)建草繪基準(zhǔn)曲線對(duì)話框，在工作區(qū)中選擇基準(zhǔn)平面FRONT作為草繪平面，接受系統(tǒng)默

23、認(rèn)的其他放置參照，單擊確定進(jìn)入草繪編輯器，繪制四個(gè)任意尺寸的基本圓曲線，單擊確定完成相應(yīng)的草繪。 添加齒輪參數(shù)選擇菜單工具中的參數(shù)選項(xiàng)，在彈出的參數(shù)對(duì)話框中，單擊添加，將齒輪的各參數(shù)依次添加到參數(shù)列表中，并設(shè)置參數(shù)的類型數(shù)值以及指定的方式等，單擊確定，完成對(duì)齒輪參數(shù)的添加，如下圖所示：圖 5 齒輪參數(shù) 添加參數(shù)關(guān)系式以確定齒輪的基本圓尺寸選擇菜單欄中的工具里面的參數(shù)選項(xiàng)，在彈出的關(guān)系對(duì)話框中在彈出的文本輸入欄中輸入各參數(shù)和關(guān)系式。其中，各關(guān)系式由回車鍵分隔開(kāi)。添加四個(gè)關(guān)系式時(shí)，需要插入基本圓曲線的尺寸符號(hào)，系統(tǒng)會(huì)提示選擇一條曲線以顯示其尺寸符號(hào)，在工作區(qū)域中選取已經(jīng)創(chuàng)建的齒輪基本圓曲線，雙擊要

24、插入的尺寸符號(hào)，將其插入到關(guān)系對(duì)話框中，然后單擊確定，完成對(duì)齒輪參數(shù)關(guān)系式的添加。完成添加后，選取菜單中的編輯/再生選項(xiàng)，基準(zhǔn)曲線的尺寸值發(fā)生改變，再生成為由齒輪參數(shù)關(guān)系式確定的值，如下圖所示：圖 6 參數(shù)關(guān)系式(3) 創(chuàng)建齒槽的基本輪廓曲線 單擊基準(zhǔn)工具欄中的曲線選項(xiàng)，在彈出的菜單管理器中，選擇從方程選項(xiàng)，完成進(jìn)入下一級(jí)菜單，根據(jù)系統(tǒng)提示選取模型中系統(tǒng)自定義的坐標(biāo)系，設(shè)置坐標(biāo)類型為柱坐標(biāo)，打開(kāi)記事本文件，將漸開(kāi)線的坐標(biāo)方程添加到該文件中，選擇文件/保存，單擊退出完成對(duì)漸開(kāi)線坐標(biāo)方程的添加，單擊曲線，從方程中的確定，完成齒槽輪廓一側(cè)漸開(kāi)線的創(chuàng)建。 創(chuàng)建基準(zhǔn)點(diǎn)，該點(diǎn)為漸開(kāi)線曲線與齒輪分度圓的交點(diǎn)

25、。 創(chuàng)建基準(zhǔn)軸，該軸為基準(zhǔn)平面RIGHT/TOP的交線。 創(chuàng)建基準(zhǔn)平面。 創(chuàng)建齒槽另一側(cè)的漸開(kāi)線曲線。完成如下圖所示：圖 7 齒槽的基本輪廓曲線(4) 創(chuàng)建齒輪的基本實(shí)體包括以下兩個(gè)方面，創(chuàng)建齒頂圓的圓柱形實(shí)體特征和創(chuàng)建基本實(shí)體上的倒角特征。(5) 創(chuàng)建齒輪的輪齒特征創(chuàng)建齒輪的輪齒特征是依據(jù)實(shí)際加工齒輪的工藝原理，即在齒輪的基本實(shí)體上切出所有齒槽特征，同時(shí)生成齒輪的輪齒特征。其中生成的第一個(gè)齒槽特征如下圖所示：圖 8 齒輪的輪齒特征(6) 創(chuàng)建齒輪的輔助特征齒輪的輔助特征包括輻板，齒輪軸孔等，齒輪孔的創(chuàng)建需要用到陣列，完成所有的齒輪的創(chuàng)建如下圖所示：圖 9 齒輪的輔助特征(7) 小齒輪的設(shè)計(jì)方

26、法類似，完成的小齒輪的創(chuàng)建如下圖所示：圖 10 小齒輪2.2.6 其他零件的設(shè)計(jì)其他零件包括端蓋，滾動(dòng)軸承螺釘，鍵等等，在這里不再作詳細(xì)的敘述它們的創(chuàng)建步驟，其中端蓋與軸承的創(chuàng)建如下圖所示：圖 11 端蓋圖 12 軸承2.3 本節(jié)小結(jié)本節(jié)對(duì)減速箱的主要零件進(jìn)行了三維實(shí)體造型的設(shè)計(jì)，介紹了實(shí)體造型中常用的拉伸，旋轉(zhuǎn)，陣列，倒圓角等基本操作方法和技巧。3減速器的裝配3.1 減速器的模型分析減速器中的零件包括上，下箱體，齒輪，齒輪軸，鍵，軸承，端蓋，頂蓋等主要零件和螺釘?shù)容o助零件。在裝配過(guò)程中為簡(jiǎn)便起見(jiàn)，可先將齒輪，齒輪軸，鍵，軸承裝配成一個(gè)子組件，再將子組件與其他零件裝配成整體模型。這樣可以方便零

27、件在整體模型中的定位，簡(jiǎn)化操作過(guò)程。而分解視圖的目的是為了在不改變?cè)g實(shí)際設(shè)計(jì)距離的前提下，清楚的表示出零件模型元件之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，生成組件后，還可以在組件中創(chuàng)建并修改多個(gè)分解狀態(tài)來(lái)定義所有元件的分解位置等等。3.2 減速器模型創(chuàng)建步驟(1) 新建組件打開(kāi)新建對(duì)話框，選擇組件，輸入文件名字，單擊使用默認(rèn)模板復(fù)選框取消選中標(biāo)志，單擊確定，打開(kāi)新文件選項(xiàng)對(duì)話框，選擇mmns_asm_design模板，建立單位為公制的新文件。(2) 新建子組件單擊工程特征工具欄中的創(chuàng)建選項(xiàng)，選擇元件類型為子組件，類型為標(biāo)準(zhǔn)，輸入名稱，單擊確定，進(jìn)入組件創(chuàng)建環(huán)境，這時(shí)模型樹(shù)中的子組件標(biāo)識(shí)顯示為激活狀態(tài)，可以進(jìn)行子組

28、件的裝配。(3) 添加大軸和鍵兩個(gè)元件到子組件單擊添加中的文件打開(kāi)對(duì)話框，添加軸零件到工作區(qū)域，系統(tǒng)將添加到子組件的每一個(gè)元件放置到默認(rèn)位置，即元件坐標(biāo)系與子組件坐標(biāo)系重合，不需要再對(duì)該元件進(jìn)行定位約束。再添加鍵，過(guò)程如上，在元件放置對(duì)話框中設(shè)置元件的每一個(gè)約束類型為插入，根據(jù)提示選取正確的曲面作為兩個(gè)放置參照，系統(tǒng)自動(dòng)添加第二個(gè)約束，設(shè)置類型為插入，選擇元件曲面作為參照，單擊添加第三個(gè)約束，設(shè)置類型為匹配，選擇正確的元件曲面作為放置參照，根據(jù)工作區(qū)域中顯示的偏移方向輸入偏移值為零，單擊確定，完成對(duì)鍵的添加。(4) 添加齒輪與滾動(dòng)軸承到子組件選擇插入選項(xiàng)中的元件，在文件打開(kāi)中選中齒輪文件，將齒

29、輪元件放入到工作區(qū)域，在元件放置對(duì)話框中設(shè)置第一個(gè)約束類型為插入，選擇元件曲面與組件曲面作為兩個(gè)放置參照，設(shè)置第二個(gè)約束類型為匹配，選擇元件曲面和組件曲面為放置參照，輸入匹配值為零，添加第三個(gè)約束，設(shè)置類型為匹配，選擇元件曲面和組件曲面作為放置參照，根據(jù)提示輸入偏移值為零，單擊確定完成對(duì)齒輪元件的添加。滾動(dòng)軸承的添加同上面所述，在此也不作多贅述。完成的子組件如下圖所示：圖 13 子組件同樣的，小齒輪的子組件如上組建，組建成的子組件如下圖所示：圖 14 小齒輪的子組件(5) 添加元件底座和箱蓋兩個(gè)元件到組件右擊目錄樹(shù)的組件標(biāo)識(shí)，在彈出的下拉菜單中，單擊激活按鈕將組建切換到激活狀態(tài)，繼續(xù)添加的元件

30、將成為原組件中的元件，步驟如上面所述，添加輔助元件以后完整的裝配體如下圖所示：圖 15 完整的裝配體3.3 減速器的分解視圖(1) 新建分解視圖選擇菜單視圖/視圖管理器選項(xiàng)，彈出一個(gè)對(duì)話框，單擊分解/新建，接受系統(tǒng)默認(rèn)的新名稱或者輸入自定義的分解視圖名稱，創(chuàng)建一個(gè)新的分解視圖。(2) 編輯元件的分解位置在分解位置對(duì)話框中選擇運(yùn)動(dòng)參照類型為：平面法向，根據(jù)提示選擇途中FRONT平面作為運(yùn)動(dòng)參照。用鼠標(biāo)拖動(dòng)需要編輯的元件到合適位置，單擊確定分解位置，再用同樣的方法確定另一元件的分解位置等等，可以用鼠標(biāo)將元件按照運(yùn)動(dòng)參照平面拖到任意位置，其編輯元件的分解位置后的分解圖如下圖所示：圖 16 減速器的分

31、解視圖3.3 本節(jié)小結(jié)本節(jié)主要介紹了減速器的三維裝配及其分解，注重說(shuō)明了操作步驟，元件的放置方法，元件約束類型以及基于組件的零件設(shè)計(jì)技術(shù)。4減速器的運(yùn)動(dòng)仿真4.1 運(yùn)動(dòng)仿真概述利用Pro/E提供的機(jī)構(gòu)仿真功能，可以分析機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)軌跡，位移，干涉等，還可以將仿真結(jié)果輸出到其他文件中。機(jī)構(gòu)仿真中常用的術(shù)語(yǔ)有以下幾個(gè)：(1) 主體：就是指一個(gè)元件或沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一組元件，作為主體的一組元件內(nèi)部不存在任何自由度。(2) 連接：定義并約束相對(duì)運(yùn)動(dòng)的各主體之間的關(guān)系，連接限制了各主體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，減少了系統(tǒng)的總自由度，并定義了一個(gè)元件在機(jī)構(gòu)中可能具有的運(yùn)動(dòng)類型。(3) 驅(qū)動(dòng)器：驅(qū)動(dòng)器的作用如同電動(dòng)機(jī)，它

32、以一個(gè)自由度在兩個(gè)主體之間加上特殊運(yùn)動(dòng)，可以在連接軸或幾何圖元（如零件平面，基準(zhǔn)平面和點(diǎn)）上放置驅(qū)動(dòng)器，并指定構(gòu)件之間的位置，速度和加速度運(yùn)動(dòng)。(4) 接頭：主體間的連接形式，基類型有銷釘連接，軸承連接，移動(dòng)桿和焊接等。(5) 運(yùn)動(dòng)：取決于驅(qū)動(dòng)器或負(fù)荷的主體運(yùn)動(dòng)方式。(6) 基礎(chǔ)：一個(gè)固定的主體，其他主體相對(duì)于基礎(chǔ)運(yùn)動(dòng)。(7) 放置約束：向組件中放置元件并限制該元件運(yùn)動(dòng)組件中的圖元等等。機(jī)構(gòu)仿真的設(shè)計(jì)過(guò)程主要可分為兩個(gè)基本步驟：一是定義一個(gè)機(jī)構(gòu)，二是使其運(yùn)動(dòng)。4.2 元件連接(1) 創(chuàng)建大齒輪軸組件的基準(zhǔn)平面打開(kāi)文件中大齒輪的子組件，創(chuàng)建一個(gè)與FRONT平面偏移的新基準(zhǔn)平面，在工作區(qū)域、調(diào)整好

33、偏移的方向。創(chuàng)建完成單擊確定。(2) 創(chuàng)建小齒輪軸組件的基準(zhǔn)平面方法步驟同上，方向相反。(3) 新建一個(gè)組件文件打開(kāi)新建的組件文件，在插入中打開(kāi)選擇底座文件，在彈出的元件放置對(duì)話框中，在顯示的連接中選擇底座的連接類型為剛性，單擊確定，(4) 連接小齒輪軸組件打開(kāi)組件，步驟如上，在彈出的元件放置對(duì)話框中，在顯示的連接對(duì)話框中選擇底座的連接類型為銷釘，選取齒輪的中心軸和減速箱的中心軸按對(duì)齊關(guān)系約束，然后選取相應(yīng)的面約束，關(guān)系也是對(duì)齊，單擊確定。(5) 連接大齒輪軸組件打開(kāi)組件，連接的步驟同小齒輪軸，注意連接類型同樣為銷釘，選取相應(yīng)的軸和平面，按對(duì)齊關(guān)系進(jìn)行約束。4.3 機(jī)構(gòu)仿真單擊應(yīng)用程序Mech

34、anism，進(jìn)入機(jī)械模式(1) 定義齒輪從動(dòng)連接結(jié)構(gòu)單擊工具欄中的齒輪選項(xiàng)，彈出齒輪副對(duì)話框，單擊新建按鈕，彈出齒輪副定義，對(duì)話框，接受系統(tǒng)默認(rèn)名稱和默認(rèn)的傳動(dòng)類型，選取大齒輪的連接軸，系統(tǒng)會(huì)自選取齒輪的主體和托架，在直徑輸入框中輸入值，單擊齒輪2選項(xiàng)卡，顯示有關(guān)齒輪2的對(duì)話框，選取齒輪2的連接為連接軸，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)選取齒輪的主體和托架，在直徑輸入欄中輸入數(shù)值，接受屬性中的齒輪比選項(xiàng)為節(jié)圓直徑。單擊確定在齒輪副對(duì)話框中顯示齒輪副的名稱，此時(shí)點(diǎn)擊關(guān)閉按鈕。此時(shí)在齒輪中就會(huì)顯示出齒輪副連接的標(biāo)識(shí)。(2) 添加驅(qū)動(dòng)器單擊工具欄中的伺服電動(dòng)機(jī)對(duì)話框，單擊新建，在顯示的對(duì)話框中接受系統(tǒng)默認(rèn)的從動(dòng)實(shí)體類型，

35、選取相應(yīng)的連接為連接軸，單擊輪廓選項(xiàng)卡，在位置旁邊選取速度規(guī)范，接受當(dāng)前軸的位置為零位置，接受系統(tǒng)默認(rèn)的模為常數(shù)，輸入A值，即確定傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速，單擊確定，此時(shí)在工作區(qū)域上就會(huì)顯示出驅(qū)動(dòng)器的標(biāo)識(shí)。(3) 運(yùn)動(dòng)分析在分析對(duì)話框中，單擊新建按鈕，顯示伺服電動(dòng)機(jī)定義對(duì)話框，接受系統(tǒng)默認(rèn)的分析類型和開(kāi)始時(shí)間。設(shè)置運(yùn)動(dòng)的結(jié)束時(shí)間與幀頻，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)計(jì)算幀數(shù)和最小間隔時(shí)間，接受系統(tǒng)默認(rèn)的電動(dòng)機(jī)driverl。單擊運(yùn)動(dòng)可以查看齒輪的運(yùn)行情況。在分析對(duì)話框中顯示分析結(jié)果的名稱，單擊運(yùn)行按鈕，把運(yùn)動(dòng)結(jié)果存入結(jié)果集，單擊關(guān)閉按鈕關(guān)閉對(duì)話框。(4) 結(jié)果回放單擊工具欄中的播放按鈕，彈出回放的對(duì)話框，單擊回放的播放鍵，從中可以將仿真結(jié)果制作成動(dòng)畫(huà)進(jìn)行播放。單擊捕獲按鈕，在彈出的對(duì)話框中可以對(duì)結(jié)果進(jìn)行一系列格式的動(dòng)畫(huà)制作，用保存副本可以將動(dòng)畫(huà)保存。4.3 本節(jié)小結(jié)本節(jié)主要是對(duì)減速器的運(yùn)動(dòng)仿真，首選是將各元件進(jìn)行連接，然后建立齒輪副，并添加驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，