基于UG的减速器的建模及运动仿真毕业论文.doc

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1、目 录摘 要- 3 -Abstract- 4 -引 言- 5 -第一章 绪论- 6 -1.1减速器简介- 6 -1.2、Unigraphics软件简介- 6 -1.3、减速器设计与UG的结合- 6 -1.4、本次设计工作内容- 6 -1.5、本章小结- 7 -第二章 减速器的理论设计- 7 -2.1 减速器传动装置总体设计- 7 -2.2 V带设计- 8 -2.3各齿轮的设计- 9 -2.4 轴的设计- 11 -2.5 选定轴承- 13 -2.6 键的选定- 14 -2.7 联轴器的选定- 14 -2.8 各轴的输入功率和转矩- 14 -2.9 箱体的尺寸设计- 15 -2.10 减速器的润滑

2、- 15 -2.11 本章小结- 16 -第三章 UG建模及装配- 17 -3.1 轴的建模- 17 -3.2齿轮建模- 20 -3.3 箱体建模- 22 -3.4 其它零件的建模- 24 -3.5 轴与齿轮的装配- 30 -3.6 减速器装配- 31 -3.7 本章小结- 33 -第四章 减速器的运动仿真- 34 -4.1 UG中插件“机构”- 34 -4.2 UG的运动分析模块- 35 -4.3 UG的运动仿真- 36 -4.4 减速器的运动仿真- 37 -4.5 分析验证- 40 -4.6 本章小结- 41 -结论和展望- 42 -参 考 文 献- 43 -感谢信- 44 -插 图 清

3、单表 格 清 单基于UG的减速器的建模及仿真运动摘 要齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的工作条件是：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为10年，小批量生产，单班制工作（8小时/天）。运输速度允许误差为5%。设计方案为：外传动机构为V带传动，减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。它的主要优点是： 工作平稳、结构简单、尺寸紧凑、成本低且传动效率高； 工作可靠、使用寿命长； 适用的功率和速度范围广 ； 传动装置的总效率，=0.85。 外轮廓尺寸小、结构紧凑。关键字：UG 减速器 建模 装配 运动仿真UG-based modeling and simulation of sports

4、gearAbstract.Key word: Reduction gear、 Bearing 、gear 、mechanical drive引 言机械设计在机械工程中十分重要，它是理论联系实际的重要纽带。本次课程设计不仅加深了我们对与课本理论知识的理解，更是将机械的理论与实际中的运用有机的结合并进行深层次的实践训练，使学生对于理论联系实际认识更加清晰，为以后社会的经验埋下重要的伏笔，即锻炼了我们的设计创新能力，又增强了机械设计构思。本次的设计任务是二级展开式圆柱齿轮减速器，减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器按用途可分为通用减速器和专

5、用减速器两大类，两者的设计、制造和使用特点各不相同。20世纪7080年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。本次毕业设计综合运用了机械设计及其他机械课程的知识，使已学的知识得以巩固、加深和拓展。提高了自己的计算、画图和运用手册的能力。同时也给了我们电脑画图的机会。最后借此机会向对本次课程设计提供过帮助的老师和同学表示由衷的感谢。第一章 绪论1.1减速器简介减速器：用于降低转速、传递动力、增大转矩的独立传动部件。减速器在原动机和工作机或执行机构之间起匹配转速和传递转矩的作用，在现代机械中应用极为广泛。减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，两者的设计、制造和使

6、用特点各不相同。20世纪7080年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。1.2、Unigraphics软件简介UG是Unigraphics的缩写，这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。 UG具有三个设计层次，即结构设计(architecturaldesign)、子系统设计(subsystemdesign)和组件设计(componentdesig

7、n)。1.3、减速器设计与UG的结合针对减速器设计的繁琐与重复性，结合UG技术设计减速器，并进行减速器的仿真运动，目的市减少减速器的设计周期。1.4、本次设计工作内容A、减速器的理论设计：B、减速器传动装置总体设计C、V带设计D、各齿轮的设计E、轴的设计F、箱体的设计G、UG建模与装配H、运动仿真1.5、本章小结本章主要介绍了减速器的定义及需要设计的内容，UG的定义；总体概括了本次设计的主要内容，为下章设计埋下伏笔。第二章 减速器的理论设计2.1 减速器传动装置总体设计 本次设计的减速器为带式运输机的传动装置。其工作条件为：连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限为10年，小批量生产，单班制工

8、作（8小时/天）。运输速度允许误差为5%。原始数据：运输机工作轴转矩T为690N.m；运输机带速V为0.8m/s；卷筒直径D为320mm。设计方案为：外传动机构为V带传动，减速器为二级展开式圆柱齿轮减速器。传动装置简图如下： 图2-1 传动装置简图经研究，该传动装置满足工作机的性能要求，适应工作条件，且工作可靠，此外，该装置结构简单、尺寸紧凑、成本低且传动效率高。原动机选择为Y系列三相交流异步电动机。电动机的输出功率： Pd （式2-1）在减速器的设计中，涉及到许多数据的计算，其中的计算公式就不一一写出，分别参考机械设计、机械设计课程设计、机械设计手册等文献中。取Pd=5.5KW选择电动机为Y

9、132M1-6型。其额定功率为4KW，满载转速为960r/min；其额定转矩为2.0Nm，最大转矩为2.0Nm。查机械设计课程设计表19-3，其外型尺寸为（mm）： A：216 B：178 C：89 D：38 E：80 F：10 G：33 H：132K：12 AB：280 AC：270 AD：210 HD：315 BB：238 L：235传动装置总效率： （式2-2） =0.85 总传动比为：i= i 1 i2 i3=20 （式2-3）各级传动比分别为：i 1=2.5 i2=2.62 i3=3.07 2.2 V带设计外传动带选为A型V带。参考机械设计图5-12a及表5-3，选取：主动带轮直径D

10、1=112mm 从动带轮直径D2=iD1=280mm带速V=5.63m/s 传动比为 i1=2.5 从动轮转速为n2=960/2.5=380R/min中心距为=720mm 中心距调整范围为min=690mm max=780mm 小带轮包角为a1=1660 经计算确定V带根数为5根其中小带轮采用实心式结构，大带轮采用孔板式结构。2.3各齿轮的设计设计中齿轮都采用直齿圆柱齿轮,材料都选用45号钢,锻选项毛坯,大齿轮正火处理,小齿轮调质,均采用软齿面。齿轮精度用8级，轮齿表面粗糙度为Ra1.6，软齿面闭式传动，失效形式为占蚀。齿轮的结构形式为：两小齿轮采用实心结构，两大齿轮采用复板式结构。设计准则：

11、按齿面接触疲劳强度计算，再按齿根弯曲疲劳强度校核。以高速级齿轮设计为例。考虑传动平稳性，齿数宜取多些，取Z1=34，则Z2=Z1i2=342.62=89,按齿面接触疲劳强度设计， （式2-4） T1=9.55106P/n=9.551065.42/384=134794Nmm由机械设计图（7-6）选取材料的接触疲劳，极限应力为：HILim=580 HILin=560由图（7-7）选取材料弯曲疲劳极限应力为： HILim=230 HILin=210应力循环次数N计算 N1=6.64109 N2=N1/u=6.64109/2.62=2.53109由图7-8查得接触疲劳寿命系数为： ZN1=1.1 ZN

12、2=1.04由图7-9查得弯曲疲劳寿命系数为： YN1=1 YN2=1由图7-2查得接触疲劳安全系数为： SFmin=1.4 又YST=2.0 试选 Kt=1.3求许用接触应力和许用弯曲应力： （式2-5） （式2-6）将有关值代入下式得 （式2-7） 则 V1=(d1tn1/601000)=1.3m/s ( Z1 V1/100)=1.3(34/100)m/s=0.44m/s查图7-10得Kv=1.05,由表7-3查得KA=1.25，由表7-4查得K=1.08,取K=1.05，则KH=KAKVKK=1.42,修正 （式2-8）M=d1/z1=1.96mm取标准模数： m=2计算几何尺寸 d1=

13、mZ1=234=68 d2=mZ2=289=178齿轮Z1和Z2之间中心距为a=m(Z1+Z2)/2=123 b=ddt=168=68 取b2=65 b1=b2+10=75校核齿根弯曲疲劳强度：可查得，YFS1=4.1, YFS2=4.0, 取Y=0.7由下式校核大小齿轮的弯曲强度: （式2-9） （式2-10）同理设计出另两个齿轮,最终设计出的各个齿轮的相关数据如下：高速轴上小齿轮Z1： 齿数Z=34 分度圆d1=68 模数m=2 安装轴处直径d=44 齿宽b=75齿顶高ha=2mm 齿根高hf=2.5mm 齿高h=4.5mm齿顶圆da=72mm 齿根圆df=63mm齿距p=6.28mm 齿

14、厚s=3.14mm 齿槽宽e=3.14mm 顶隙c=0.5mm中间轴上大齿轮Z2：Z=89 d2=178 m=2 d=49 b=65ha=2 hf=2.5 h=4.5da=182 df=173p=6.28 s=e=3.14 c=0.5D1=78.4 D2=162 D0=120 D3=20R=5 C=13中间轴上小齿轮Z3：Z=34 d3=85 m=2.5 d=49 b=95ha=2.5 hf=3.125 h=5.625da=90 df=78.75 p=7.85 s=e=3.925 c=0.625低速轴上大齿轮Z4：Z=104 d4=260 m=2.5 d=64 b=85ha=2.5 hf=3.

15、125 h=5.625da=265 df=253.75p=7.85 s=e=3.925 c=0.625D1=102.4 D2=235 D0=168.7 D3=33.15R=5 C=172.4 轴的设计以高速轴的设计为例:(1)、选择轴的材料及热处理由于减速器传递的功率不大,对其重量和尺寸也无特殊要求,故选择常用材料45钢,调质处理。(2)、初估轴径按扭矩初估轴的直径，查机械设计手册表10-2，得C=106117，考虑到安装联轴器的轴段仅受扭矩作用。取C=110，则：D1min= （式2-11） D2min=D3min=(3)、初选轴承高速轴1选轴承为6008中间轴2选轴承为6009低速轴3选轴

16、承为6012(4)、轴各段直径的确定初估轴径后，可按轴上零件的安装顺序，从左端开始确定直径。该轴轴段1安装轴承，该段直径选为40mm。2段装齿轮，为了便于安装，取2段为44mm。齿轮右端用轴肩固定，计算得轴肩的高度为4.5mm,故取3段为53mm。4段不装任何零件，但考虑到轴承的轴向定位，及轴承的安装，取4段为42mm。5段装轴承，直径和一段一样为40mm。6段应与密封毛毡圈的尺寸同时确定，查机械设计手册，选用JB/ZQ4606-1986中d=36mm的毛毡圈，故取6段为36mm。7段装大带轮，取为32mmdmin。(5)、轴各段长度的确定轴段1的长度为轴承6008的宽度和轴承到箱体内壁的距离

17、再加上箱体内壁到齿轮端面的距离，取L1=32mm。2段应比齿轮宽略小2mm，故L2=73mm。3段的长度按轴肩宽度公式计算，L3=6mm。4段：L4=109mm。L5和轴承6008同宽取L5=15mm。L6=55mm，7段同大带轮同宽取L7=90mm。其中L4和L6是在确定其它段长度和箱体内壁宽后确定的。(6)、轴上零件的周向固定为了保证良好的对中性，齿轮与轴选用过盈配合H7/r6。与轴承内圈配合轴劲选用k6，齿轮与大带轮均采用A型普通平键联接，分别为1263 GB1096-1979及键1080GB1096-1979。(7)、轴上倒角与圆角为保证6008轴承内圈端面紧靠定位轴肩的端面，根据轴承

18、手册的推荐，取轴肩圆角半径1mm，其它轴肩圆角半径均为2mm。根据标准GB6403.4-1986，轴的左右端倒角均为145。经轴的弯扭合成强度校核和轴的安全系数校核，均符合要求。各轴的设计如下简图所示： 图2-2 高速轴 图2-3 中间轴 图2-4 低速轴2.5 选定轴承 通过轴的设定，确定轴承。高速轴上轴承选为6008中间轴上轴承选为6009低速轴上轴承选为6012经校核各轴承寿命符合要求。2.6 键的选定高速轴上的键选为：键1 1263 键2 1080中间轴上的键选为：键3 1456 键4 1480低速轴上的键选为：键5 1870 键6 14100经校核各键的强度都符合要求。2.7 联轴器

19、的选定联轴器选择为TL8型弹性联轴器 GB4323842.8 各轴的输入功率和转矩各轴的输入功率电动机轴 Pd=5.5KW高速轴1 P1=Pd87=5.50.950.99=5.42中间轴2 P2=P165=5.420.970.99=5.20低速轴3 P3=P243=5.200.970.99=5.00工作机轴 P4=P321=5.000.990.99=4.90各轴的输入转矩T1=9550Pdi187=95505.52.50.950.99=128.65T2=T1i265=128.652.620.970.99=323.68T3=T2i343=323.683.070.970.99=954.25T4=T

20、321=954.230.990.99=935.26轴号功率p转矩T转速n传动比i效率电机轴 5.52.096011高速轴 5.42128.653842.50.94中间轴 5.20323.681482.620.96低速轴 5.00954.25483.070.96工作机轴 4.90935.264810.982.9 箱体的尺寸设计 经综合考虑，箱体的主要数据设计如下：箱体壁厚 10mm箱盖壁厚 10mm箱座凸缘厚度 15mm箱盖凸缘厚度 15mm箱座底凸缘厚度 25mm地脚螺栓直径 M12地脚螺栓数目 4轴承旁联结螺栓直径 M12轴承端盖螺钉直径 M8箱座，箱盖肋厚 7mm2.10 减速器的润滑1、

21、齿轮的润滑因齿轮的圆周速度12m/s，所以才用浸油润滑的润滑方式。高速齿轮浸入油里约0.7个齿高，但不小于10mm，低速级齿轮浸入油高度约为1个齿高（不小于10mm），1/6齿轮。2、滚动轴承的润滑因润滑油中的传动零件（齿轮）的圆周速度V1.52m/s,所以采用飞溅润滑。2.11 本章小结本章主要介绍了减速器的相关参数设计，以及结构设计。该章是本次设计的基础，它为后序工作提供了依据，在设计中占有一定分量。第三章 UG建模及装配 要进行减速器的运动学分析，必须首先建立减速器的三维参数化模型。通过第二章对减速器的结构和参数的设计，现在可以通过UG软件对减速器的各零部件进行三维造型并实现装配。 3.

22、1 轴的建模由第二章中轴设计的相关数据，在UG NX4.0中实现对轴的三维造型。图形分别如下所示： 图3-1 高速轴在对轴的建模中，操作步骤一般为：先进入草图，画出草图。将轴线约束到X轴上，对上图完成约束后，完成草图，选择所画草图为对象，绕X轴旋转即可。再在轴上拉伸两个键槽，最后对轴两端倒45o边角，对个轴肩倒半径为1的圆角。 图3-2 中间轴 图3-3 低速轴3.2齿轮建模在对齿轮造型过程中，主要步骤是先建立一个圆柱，直径与齿根圆直径相同，高度为齿轮宽度，再进入草图中画出齿廓形状，完成草图后拉伸，并求和，再对拉伸后的轮齿进行环行阵列，轮齿完成后再建立插键孔3。由于小齿轮是实心体结构，建模易完

23、成；而大齿轮为了节省材料和减轻重量，采用的是孔板式结构，再进行上述步骤后，还要进行打孔操作。各齿轮造型如下：图3-4 齿轮Z1图3-5 齿轮Z2图3-6 齿轮Z3 图3-7 齿轮Z43.3 箱体建模对箱体的建模包括上箱体和下箱体。箱体结构复杂，通过UG对其造型步骤繁多，造型结果如下：图3-8 上箱体 图3-9 下箱体 3.4 其它零件的建模(1)轴承设计中选用的轴承为深沟球轴承，它包括内外圈、滚动体（球）、保持架，故要在UG中先对其子零件进行三维造型，在通过装配功能实现对轴承的造型。分别如下：图3-10 内外圈图3-11 球体图3-12 保持架 图3-13 轴承装配该减速器中共有6个轴承，每个

24、轴上有一对同样的轴承，而三对轴承虽然大小有所区别，但是形状相同，故此，只取高速轴上其中的一个为例。（2）轴承端盖轴承端盖与轴承相对应，也有6个，每根轴上一对。虽然每对大小相同，但在高速轴和低速轴上两端的轴承端盖是有区别的，因为高速轴为输入轴，它的一端伸出箱体外面，与大带轮相连；故其中有个轴承端盖的盖中间要打通孔，且孔的直径应比对应该段轴的直径大些。低速轴为输出轴，它的一端也伸出箱体外，故情况和高速轴相同。虽然三对轴承端盖有所区别，但形状一样，只是尺寸不同，故以高速轴上的两个为例。造型如下： 图3-14 轴承端盖 图3-15 轴承端盖（3）螺钉、螺栓、螺母因为图中螺钉、螺栓、螺母较多，故分别选取

25、其中一个为例。图形如下 图3-16 螺钉图3-17 螺母 图3-18 螺栓（4）平键、定位销.图3-19 平键图3-20 销（5）窥视孔盖 图3-21 窥视孔盖3.5 轴与齿轮的装配在轴和齿轮建模都完成后，可将齿轮装配到轴上，通过键将齿轮在轴圆周方向上固定，在总装配中，轴向上通过套筒固定齿轮和轴承。在轴与齿轮的装配中，可先将键装配到轴上，通过三次面配对约束即可，在通过两次面配对约束即可将齿轮装配到轴上。图形分别如下： 图3-22 高速轴齿轮装配 图3-23 中间轴齿轮装配 图3-24 低速轴齿轮装配3.6 减速器装配虚拟装配是根据产品设计的形状特征和精度特性，真实地模拟产品三维装配过程，并允许

26、用户以交互方式控制产品的三维装配，在减速器的开发过程中应用这种方法可以大大缩短产品的开发周期，减少样机实验次数，迅速地对市场作出反映，并降低产品的成本，提高企业的竞争力4。减速器在UG中进行装配,主要是通过(面、线、点、边缘等)配对、对齐、角度、平行、中心、距离、相切约束实现的。为了便于观看，装配如下： 图3-25 减速器装配在完成上图装配后，再将上箱体和其它零件（包括螺栓、螺母、螺钉、定位销、窥视孔盖、油标、螺塞等）完全装配上去。结果如下图： 图3-26 减速器总装配对上图创建爆炸视图，所谓装配爆炸图是将各个部件按照一定的模式，偏离原来的装配位置的拆分图形。如下： 图3-27 减速器装配爆炸

27、图3.7 本章小结本章主要展示了通过UG NX4.0软件对减速器各零件进行建模，最后并实现装配。通过UG建模是本次设计的重要环节，只有正确的建模和装配才能为减速器运动仿真的实现提供可靠的保障。故本章内容在本次设计中起着重要的作用。第四章 减速器的运动仿真 运动仿真能让设计工程师建立、评估和优化部件在现实环境中的运动，以便最佳地满足工程和性能需求。当在产品开发的早期阶段应用运动仿真、并且作为设计过程的一个完整部分时，运动仿真可以对产品性能提供宝贵见解，这些见解可以帮助发现和解决设计问题。运动仿真有助于从一开始就获得产品模型，因此，它可以提高产品质量和发扬设计优点。通过第三章对减速器建模和装配的完

28、成，接下来便可以通过UG对减速器进行运动仿真。4.1 UG中插件“机构”在UG软件下进行运动仿真，必须添加“机构”插件，才能操作，可见“机构”插件在UG中发挥着重要的作用。“机构”插件的添加步骤如下：单击“程序”“控制面板” 进入控制面板界面如下图 图4-1 控制面板界面单击“添加/删除程序”进入界面，找到UGS NX4.0，选中后，选择“更改”，再点击“下一步”，选择“修改”单击“下一步”，出现如下界面： 图4-2 自定义安装界面选择“MECH”即“机构”插件，单击“下一步”便可以安装了。安装完后，将计算机重新启动后便可使用了。4.2 UG的运动分析模块UG NX4.0的运动分析模块是用于建

29、立运动机构模型，分析结构模型运动规律的CAE模块。每种运动分析方案归根结底都来自于运动机构的装配主模型，而独立于主模型和其它方案的模型。UG公司主模型是单一数据源的设计思想在这里得到体现。运动分析模块可以进行机构的干涉分析，跟踪零件在机构运动中的轨迹，分析机构中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等。分析结果可以指导零件结构设计和优化设计，使零件设计在运动分析中不断趋于合理5。UG NX4.0在运动分析模块中的几个概念如下：（1）连杆。指运动机构中所有的运动零件。因为所有的运动零件必须和连杆相连，所以必须有一个连杆不能有位移。（2）运动副。就是将机构中的连杆连接在一起，从而是连杆一起运动

30、。另外，运动副约束连杆在规定饿范围内运动。（3）运动驱动。使赋在运动副上控制运动的运动副参数。在UG NX4.0中有5种类型，分别是无、恒定的、谐波、一般和球铰。 无。指没有外加的运动驱动赋在运动副上。 恒定的。设置某一运动副为等常运动，需要输入的参数包括位移、速度和加速度。 谐波。产生一个光滑的向前或向后的正弦运动，需要输入的参数包括振幅、频率、相位角和位移。 一般。用数学函数描述复杂的运动驱动。 球铰。运动副以特定的步长和特定的步数运动，需要输入的参数为步长和步数。在UG NX4.0中文版的操作界面中，单击“标准”工具条中的“起始”“所有应用模块”“运动仿真”命令，便进入运动分析模块。单击

31、绘图工作区右侧资源条上的“运动导航器”按钮，显示如下所示界面 图4-3 “运动导航器”界面运动导航器用于管理运动分方案的部件文件。一个部件的装配文件可以有多个运动分析方案，也就是说在根节点下可以有多个运动分析方案节点。4.3 UG的运动仿真 （1）创建连杆在UG下进行运动仿真，首先得创建连杆。在“运动导航器”中的根节点上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中单击“新建仿真”命令，建立新的运动分析方案。界面上会显示“运动”工具条。单击“运动”工具条中的（连杆）工具，弹出“连杆”对话框，便可以创建连杆了。（2）创建运动副创建完连杆后，接下来便创建运动副。在运动副创建前，机构中的连杆是没有任何约束的，具有

32、6个自由度。分别是沿X方向的移动、沿Y方向的移动、沿Z方向的移动、绕X方向的转动、绕Y方向的转动和绕Z方向的转动。当创建运动副后，会约束一个或几个方向上的自由度。UG NX4.0运动分析模块提供13种运动副类型，共分为两大类，其中普通类型9种，特殊类型4种。普通类型的运动副只与自身有关，而特殊类型的运动副是在两个普通类型运动副基础上定义了两者之间特殊运动关系的运动副（如旋转副+滑动副=螺旋副）。在减速器的运动仿真中，主要是创建简单的旋转副。创建简单旋转副分为3步。选择运动副约束的连杆；选择运动副的原点；确定运动副的方向。在选择连杆时，选择待约束的连杆中任意属于连杆的对象。当选中对象后，属于连杆

33、的所有对象自动高度显示。（注意：UG运动分析模块用首先选中的对象推断要创建的运动副的原点和方向。）如果首先选中的对象是圆弧或圆，则运动副的原点设在圆弧或圆的圆心，运动副的Z轴方向垂直于圆的平面。如果首先选中的对象是直线，则运动副的原点设在直线最近的控制点上，且运动副的Z轴方向平行于直线。如果首先选中的对象不能明确确定运动副的原点和方向，则运动副的原点和方向必须在创建运动副过程的第2步和第3步定义。所以如果选择好初始的连杆则可以方便地定义好运动副的原点和方向，可以省略定义原点和方向。如果运动副的原点和方向都定义正确就可以选择第3步。（3）创建运动驱动运动驱动是赋予运动副上用于控制运动的运动副参数

34、。当创建或编辑一个运动副时，“运动副”对话框中会显示“运动驱动”选项框，其中包括5种驱动类型，分别是无、恒定的、谐波、一般和球铰。（4）运动仿真功能在设置好运动驱动后，即可进入运动分析。单击运动分析工具条中的“动画”工具，弹出“分析选项”对话框。运动分析按输入的时间和步数进行仿真分析，“时间”表示模型分析的时间，“步数”代表在此时间段内分几个顺态位置进行分析和显示。仿真分析结束后系统会创建后缀为“res”的结果文件，每次运动仿真会覆盖上一次结果文件，可以将每次结果文件重新命名以备日后查看6。4.4 减速器的运动仿真本次设计对减速器的运动仿真主要是能观测轴和齿轮的转动以及齿轮间的传动。为了便于操

35、作和观测，选择第三章中的减速器装配图3-25的装配文件来建立运动仿真的文件。在UG下打开装配图3-25的文件（cgjzp2），单击“标准”工具条中的“起始”“所有应用模块” “运动仿真”命令，进入运动分析模块，再单击绘图工作区右侧的资源条上的“运动导航器”按钮，在“运动导航器”中的根节点（cgjzp2）上单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中单击“新建仿真”命令，建立新的运动分析方案文件motion1、motion2,以motion2为例：按着UG运动仿真的一般步骤，对减速器运动仿真的实现，首先创建连杆。（1）选择高速轴及轴上的齿轮作为连杆L001；（2）选择中间轴及轴上的两个齿轮作为连杆L002；

36、（3）选择低速轴及轴上的齿轮作为连杆L003。再创建运动副。（4）选择高速轴其中一端的轴端圆，则轴端圆的圆心就是运动副的原点，轴线方向就是运动副的方向，作为运动副J001。（5）同理选择中间轴一端的轴端圆，作为运动副J002。（6）选择低速轴一端的轴端圆，作为运动副J003接下来创建齿轮传动（7）单击“运动”工具条中的“齿轮和齿条副”，出现如下界面 图4-4 “齿轮和齿条副”界面单击“齿轮”出现如下界面 图4-5 “齿轮”界面选择创建好的运动副J001和J002的原点Z1和Z2，就可以在上述“齿轮”对话框中的比率里输入齿轮Z1和Z2之间的传动比，传动比为2.62,点击应用。同理选择运动副J00

37、2和J003的原点Z2和Z3，输入传动比3.07，点击应用。再创建运动驱动（8）点击“运动导航器”下的motion2，右击J001（可选择运动副中的任何一个），点击编辑，出现对话框如图4-6在“运动驱动”行内选择恒定的，显示对话框如图4-7在“速度”栏内输入15，应用。 图4-6 “运动副”对话框 图4-7 “运动驱动”选项框最后进行运动仿真功能。（9）单击“运动分析”工具条中的“动画”工具，弹出“分析选项”对话框如下： 图4-8 “分析选项”对话框在“时间”栏内输入50，“步数”输入150，点击确定，出现“动画”对话框如下： 图4-9 “动画”对话框点击播放按钮，便可以观察减速器中轴、齿轮的

38、转动及三根轴间明显的转速快慢。这样，便完成了在UG下对减速器运动仿真的实现。4.5 分析验证在运动仿真功能中，通过速度、时间和步数输入的不同，得到的结果也不一样。当时间与步数分别定为50和150不变时。改变速度为5，可发现轴和齿轮的转速明显变慢。速度过慢，不便于观察减速器的运动。再改变速度为25，可发现轴和齿轮的转速明显变快，而且齿轮Z1和Z2的转向反了，速度过快，也不便于观察减速器的运动。当速度和步数分别定为15和150不变时。改变时间为30，可发现轴和齿轮转速变慢，运动过程时间过短，不便于观察减速器运动。再改变时间为80，可发现轴和齿轮转速变快，且齿轮Z1和Z2转向反了。当速度和时间分别定

39、为15和50不变时。改变步数为100，可发现轴和齿轮的转速变快，且齿轮Z1和Z2转向反了。再改变步数为200，可发现轴和齿轮的转速变慢，不便于观察减速器运动。经上述综合分析比较，速度、时间、步数分别为15、50、150比较合理。4.6 本章小结 本章主要介绍了UG NX4.0软件的运动仿真功能，及通过UG对减速器运动仿真的实现，是本次设计的主体部分。结论和展望传统的机械产品设计通常采用平面图形表示机械零件及其装配关系，设计结果是在某一个位置的静态图形。这重方法难以反映机器在运行过程中各零件的运动状态及其相对位置关系，无法直观地判断其运动是否合理，各零件之间是否存在干涉等问题。随着CAD技术的发展及计算机硬件性能的不断提高，三维建模、装配、及计算机运动仿真技术逐步得到应用，应用这些技术就可以进行机器的运动仿真分析。Unigraphics是集CAD/CAE/CAM于一体的软件集成系统，它的功能覆盖了整个产品的开发过程，即覆盖了从概念设计、功能工程、分析到制造的过程。本次设计通过UG NX4.0对减速器建模、装配及实现运动仿真，可以使减速器的设计更加直观，易于分析，而且提高了设计的效率和降低了生产成本，将UG应用到减速器的设计