基于ProE的單級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)與仿真設(shè)計(jì)

1、石油化工學(xué)院課程設(shè)計(jì)說明書題 目:基于Pro/E的單級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)與仿真班 級(jí)：姓 名：學(xué) 號(hào)：指導(dǎo)老師：石油化工學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書摘 要 本次課程設(shè)計(jì)要求基于Pro/E的單級(jí)圓柱齒輪減速器的設(shè)計(jì)與仿真主要用于機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)過程中，使學(xué)生能夠直觀的看到減速器的外觀和部結(jié)構(gòu)，并能觀察傳動(dòng)過程。對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的教學(xué)資源庫(kù)提供更好的資料，能夠更好的實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目化教學(xué)改革。要求學(xué)生根據(jù)所給定的參數(shù)，完成所有零件的尺寸設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。用Pro/e完成三維建模，然后裝配成減速器整體，并生成裝配爆炸圖，最后還要完成運(yùn)動(dòng)仿真。 本次課程設(shè)計(jì)具體按排，第一周指導(dǎo)教師講解設(shè)計(jì)題目、設(shè)計(jì)思路和說明

2、書格式；學(xué)生查閱資料，根據(jù)條件計(jì)算單級(jí)圓柱齒輪減速器的各技術(shù)參數(shù)和主要零件尺寸；用Pro/E對(duì)減速器零件進(jìn)行三維建模；第二周運(yùn)動(dòng)仿真，輸出工程圖；整理設(shè)計(jì)說明書，再進(jìn)行答辯。關(guān)鍵詞：?jiǎn)渭?jí)圓柱齒輪減速器 PRO/E 三維建模運(yùn)動(dòng)仿真 - 22 - / 26目 錄摘要 .I第1章 引言（ 緒論） .1第2章 主要零件工程圖與設(shè)計(jì) 2.1 單級(jí)圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)分析 .3 2.2 固定箱體底座的設(shè)計(jì) .3 2.3 上箱體零件的造型設(shè)計(jì) .5 2.4 減速器部軸的設(shè)計(jì) .6 2.5 齒輪的設(shè)計(jì) .8 2.6 其他零件的設(shè)計(jì) .11第3章 裝配減速器 3.1分析減速器的模型 .143.2減速器模型創(chuàng)建步

3、驟 .14 3.3減速器分解視圖 .17第四章 減速器運(yùn)動(dòng)仿真 4.1運(yùn)動(dòng)仿真概述 .18 4.2元件連接 .19 4.3機(jī)構(gòu)仿真 .19第五章 設(shè)計(jì)總結(jié) .22第1章 前言緒論緒論設(shè)計(jì)要求：?jiǎn)渭?jí)圓柱齒輪減速器：輸入功率2.169kw，輸入轉(zhuǎn)速480r/min，總傳動(dòng)比4，效率0.95，其他技術(shù)參數(shù)計(jì)算或者按照給定圖紙； 按計(jì)算結(jié)果和給定圖紙進(jìn)行減速器零件的三維建模，并裝配，進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真檢查零件間是否存在運(yùn)動(dòng)干涉；將主要零件（傳動(dòng)軸和齒輪）和裝配體（標(biāo)注關(guān)鍵尺寸）輸出為工程圖。要求螺栓、螺母等用簡(jiǎn)化畫法，不用畫出實(shí)際的螺紋。設(shè)計(jì)說明書的主體為Pro/E的操作（70%以上），參數(shù)計(jì)算占小部分（小

4、于30%）減速器的工作原理與其運(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，機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具與自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，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到減速器的應(yīng)用，且在工業(yè)應(yīng)用上，減速器具有減速與增加轉(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)用圍非常廣泛。減速器的作用主要

5、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)，燃機(jī)或其他高速運(yùn)轉(zhuǎn)的動(dòng)力通過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)到減速的目的，普通的減速器也會(huì)有幾對(duì)一樣原理齒輪達(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)

6、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式，分流式和同軸式減速器PRO/E在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用：經(jīng)過漫長(zhǎng)的發(fā)展歲月，產(chǎn)品設(shè)計(jì)手段在不斷地提高，不斷進(jìn)步，不斷成熟。從最早的手工繪圖，到現(xiàn)在的廣泛的使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，并且以后還會(huì)有更先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段出現(xiàn)。為了提高計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的效果和節(jié)約設(shè)計(jì)成本和加工時(shí)間，我們做了這個(gè)關(guān)于PRO/E技術(shù)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用的畢業(yè)設(shè)計(jì)，主要從PRO/E的參數(shù)化設(shè)計(jì)，有限元分析，動(dòng)態(tài)仿真，逆向工程等方面闡述了PRO/E在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用價(jià)值與應(yīng)用前景。本文介紹與應(yīng)用了PRO

7、/E造型設(shè)計(jì)中的參數(shù)化設(shè)計(jì)方式，涉與到了孔特征、倒圓角、螺旋掃描、陣列特征等的設(shè)計(jì)方法。然后通過PRO/E的組件的應(yīng)用程序里的機(jī)構(gòu)功能實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)仿真，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的設(shè)計(jì)，模擬裝配，模擬運(yùn)行等過程，充分體現(xiàn)了PRO/E在機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中的應(yīng)用價(jià)值與應(yīng)用前景，并且結(jié)合了相關(guān)的資料討論了一下三維設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。單級(jí)圓柱齒輪減速器三維模型的設(shè)計(jì)概的優(yōu)勢(shì)：1. 參數(shù)化設(shè)計(jì)和特征功能:PRO/E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/E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/E是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的，基于特征的實(shí)

8、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/E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)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。(3) 全相關(guān)性:PRO/E的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(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，以與制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻

9、沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(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/E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)間開發(fā)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)行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(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/E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/E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/E的機(jī)械設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)的功

10、能進(jìn)行三維的建模。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)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。3.全相關(guān)性Pro/E的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(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，以與制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。4.基

11、于特征的參數(shù)化造型Pro/E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)間開發(fā)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)行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(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/E獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。6.針對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的不同階段，Pro/E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/E的機(jī)械設(shè)計(jì)與模具設(shè)計(jì)的功能進(jìn)行三維的建模。第2章 主要零件工程圖與設(shè)計(jì)2.1單級(jí)圓柱齒輪減速器結(jié)構(gòu)分析減速器中的

12、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與齒輪軸的三維設(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固定箱體底座的設(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。創(chuàng)建步驟：a.新建零件打開Pro/E軟件，再打開新建工具欄中的創(chuàng)建文件圖標(biāo)，輸入零件名稱，確定顯示基本平面以與坐標(biāo)系。b.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。c.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

13、方法進(jìn)行實(shí)體創(chuàng)建的。首先依然單擊拉伸命令，進(jìn)入選定的平面，選定草繪界面，繪制腔的草圖，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。d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。e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放的筋剖面，輸入厚度，單擊確定。然后運(yùn)用一樣的方法繪制其他三個(gè)筋的特征。f.孔

14、的創(chuàng)建1)創(chuàng)建凸緣上的孔單擊工作區(qū)特征欄中的孔工具，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，孔的直徑以與鉆孔深度選擇，參照平面選擇凸緣的下表面，單擊確定。特征創(chuàng)建完成。然后用一樣的方法創(chuàng)建凸緣上其他的孔。2)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與剖面，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。3)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)建孔的方法基本一樣，在此不作贅述。4)底板去除材料特征的創(chuàng)建選取拉伸命令

15、，選擇底座作為草繪平面，然后繪制其剖面輪廓，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減速器固定箱體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

16、伸的操作板上選取所要拉伸的長(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a.創(chuàng)建主體部分的拉伸特征b.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。c.創(chuàng)建主體部分特征的去除材料以與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。d.創(chuàng)建軸承座e

17、.創(chuàng)建去除材料特征f.單擊拉伸命令，選擇相應(yīng)的平面作為草繪平面，打開草繪編輯器，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。h.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。i.筋和孔以與倒圓角特征的創(chuàng)建與下箱體一樣，上箱體也需要?jiǎng)?chuàng)建筋和孔以與倒圓角，方法與箱體底座的創(chuàng)建基本一樣，在這里也不再

18、作詳細(xì)的敘述。l.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)建過程，完成所有的特征創(chuàng)建后的實(shí)體如下圖所示：圖 2減速器上箱體2.4 減速器部軸的設(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。a.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 減速器部軸的設(shè)計(jì)b.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)入草繪平面畫出鍵的剖截面圖，單

19、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。2.5 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)建過程分為以下三個(gè)步驟：a.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

20、基本圓曲線，單擊確定完成相應(yīng)的草繪。b.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)值以與指定的方式等，單擊確定，完成對(duì)齒輪參數(shù)的添加。c.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。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

21、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。3創(chuàng)建齒槽的基本輪廓曲線a.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)，打開記事本文件，將漸開線的坐標(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)漸開線的創(chuàng)建。b.創(chuàng)建基準(zhǔn)點(diǎn)，該點(diǎn)為漸開線曲線與齒輪分度圓的交點(diǎn)。c.創(chuàng)建基準(zhǔn)軸，該軸為基準(zhǔn)平面RIGHT/TOP的交線。d.創(chuàng)建基準(zhǔn)平面。e.創(chuàng)建齒槽另一側(cè)的漸開線曲線。圖 5

22、齒槽的基本輪廓曲線4. 創(chuàng)建齒輪的基本實(shí)體創(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 6 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 7 齒輪的輔助特征6. 小齒輪的設(shè)計(jì)方法類似，完成的小齒輪的創(chuàng)建如下圖所示：7.圖 8 小齒輪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，

23、其中端蓋與軸承的創(chuàng)建如下圖所示：圖 9 端蓋圖 10 軸承第3章 裝配減速器3.1分析減速器的模型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。在裝配過程中為簡(jiǎn)便起見，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。這樣可以方便零件在整體模型中的定位，簡(jiǎn)化操作過程。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.新建組件打開新建對(duì)話框，選擇組件，輸入文件名字，

24、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)模型樹中的子組件標(biāo)識(shí)顯示為激活狀態(tài)，可以進(jìn)行子組件的裝配。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

25、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，在文件打開中選中齒輪文件，將齒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

26、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 11 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 12 小齒輪的子組件1.添加元件底座和箱蓋兩個(gè)元件到組件右擊目錄樹的組件標(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 13 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

27、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 14 減速器的分解視圖第4章 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)元件或沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一組元件，作為主體的一組元件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

28、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

29、件連接1創(chuàng)建大齒輪軸組件的基準(zhǔn)平面打開文件齒輪的子組件，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)整好偏移的方向。創(chuàng)建完成單擊確定。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。2新建一個(gè)組件文件打開新建的組件文件，在插入中打開選擇底座文件，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，連接小齒輪軸組件打開組件，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。連接大齒輪軸組件打開組件，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Mechanism，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