减速器三维实体设计与仿真、加工课程设计.doc

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1、毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名： 日期： 毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解红河学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。有权将论文（设计）用于非赢利目的的少量复制并允许论文（设计）进入学校图书馆被查阅。学校可以公布论文（设计）的全部或部分内容。保密

2、的论文（设计）在解密后适用本规定。 作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期： 目录引言21.零件体的设计31.1轴的零件体设计31.2键的零件体设计41.3轴承的零件体设计51.4轴承端盖的零件体设计71.5挡油盘零件体的设计81.6斜齿圆柱齿轮零件体的设计92装配体的设计132.1轴的导入132.2键的导入132.3斜齿轮的导入132.4档油盘的导入142.5轴承的导入142.6轴承端盖的导入153.工程图的设计163.1创建工程图163.2布局视图163.3作出两个键槽的截面163.4标注164.减速器的实体运动仿真174.1创建组件174.2创建平面174.3插入装配好的中间轴174.

3、4插入装配好的输出轴174.5插入装配好的高速轴184.6进行仿真184.7捕获动画195.减速器内腔的加工205.1导入工作台205.2导入下箱体205.3刀具参数设置205.4播放路径215.5生成NC代码216参考文献227附录23引言本课程设计在机械设计课程设计基础之上运用PRO/E软件对所设计的二级圆柱齿轮减速器进行三维建模，并通过文件的导出功能将三维模型转化为工程图。并根据国家标准要求对工程图进行尺寸的标注以及制定出个零件相应的制造以及装配要求。满足工作装置的需要是拟定传动方案的基本要求，同一种运动可以有几种不同的传动方案来实现，这就是需要把几种传动方案的优缺点加以分析比较，从而选

4、择出最符合实际情况的 一种方案。合理的传动方案除了满足工作装置的功能外，还要求结构简单、制造方便、成本低廉、传动效率高和使用维护方便。 所以拟定一个合理的传动方案，除了应综合考虑工作装置的载荷、运动及机器的其他要求外，还应熟悉各种传动机构的特点，以便选择一个合适的传动机构。因带传动承载能力低，在传递相同扭矩时，结构尺寸较其他形式大，但传动平稳，能缓冲吸振，宜布置在传动系统的高速级，以降低传递的转矩，减小链传动的结构尺寸。故本文在选取传动方案时，采用带传动。带式输送机的传动装置由电动机、链、减速器、联轴器、滚筒五部分组成，而减速器又由轴、轴承、齿轮、箱体四部分组成。Pro/E进行三维造型时，具有

5、参数化设计的思想，大概画出实体的轮廓，然后标出所需要的尺寸，把尺寸参数化，进行一一修改，最终会指出的轮廓就是我们所需要的轮廓，这样可以大大提高制图的效率。以下所绘制的轮廓都是采用这种设计的思想进行设计的。在绘制实体轮廓时尽量选取视图平面为轮廓的边界，为创建实体图会带来很多方便。1.零件体的设计1.1轴的零件体设计1.1.1新建零件 -缺省模式-mmns_part_solid，进入绘图接口。点击旋转，放置定义，选择FRONT面，画出几何中心线，根据轴的截面尺寸绘制草图，如图1.1.1所示：图1.1.1草绘轴1.1.2点击确定指令，旋转出轴，如图1.1.2所示。图1.1.2旋转1.1.3创建平面D

6、TM1（参照FRONT面偏移8）1.1.4在平面DTM1上绘制键槽尺寸并拉伸去除材料如图1.1.3。 图1.1.3拉伸键槽11.1.5创建平面DTM2（参照FRONT面偏移11）1.1.6在平面DTM2上绘制键槽尺寸并拉伸去除材料如图1.1.6。 图1.1.6拉伸键槽21.1.7对轴进行倒角和倒圆角处理，便得到低速轴的实体图如图1.1.7：图1.1.7倒角中间轴和输出轴的实体绘制过程同高速轴的绘制过程相同，参数稍有不同。1.2键的零件体设计以键1为例1.2.1草绘新建零件-jian1-缺省模式-mmns_part_solid，进入绘图接口。点击拉伸指令，放置定义，选择TOP面，画出几何中心线，

7、根据键的截面尺寸绘制草图，如图1.2.1所示：图1.2.1草绘键1.2.2拉伸点击确定，设置键深为7，完成键的设计，如图1.2.2所示： 图1.2.2拉伸键1.3轴承的零件体设计在减速器的设计过程中共享到两种型号的交界处球轴承。以7208C角接触球轴承的绘制方法为例。1.3.1草绘新建零件-zhoucheng1-缺省模式-mmns_part_solid，进入绘图接口。点击旋转-放置-定义指令选择FRONT面，画出几何中心线，画出轴承内外圈的截面，如图1.3.1所示： 图1.3.1草绘内外圈1.3.2旋转点击确定，得到轴承内外圈的旋转体，如图1.3.2所示：图1.3.2旋转1.3.3绘制轴承内部

8、球体草图如图1.3.7所示;图1.3.3草绘滚珠1.3.4旋转实体得到球体并对球体进行数组得到如图1.3.4所示图1.3.4阵列滚珠 1.3.5对轴承进行倒角处理如图1.3.5所示：图1.3.5倒角其它轴承的绘制同上。1.4轴承端盖的零件体设计以轴承端盖1为例1.4.1草绘新建零件-duangai1-缺省模式-mmns_part_solid，进入绘图接口。点击旋转指令，放置定义，选择TOP面，画出几何中心线，根据键的截面尺寸绘制草图，如图1.4.1所示：图1.4.1草绘端盖1.4.2旋转点击确定，得到端盖的旋转体，如图1.4.2所示：图1.4.2旋转1.4.3挖孔选择TOP面，以和轴线为45d

9、度确定孔的位置，草绘孔，如图1.4.3所示：图1.4.3草绘孔1.4.4阵列 选取轴为基准进行阵列，如图1.4.4所示：图1.4.4阵列孔1.4.5倒角如图1-4-5所示完成端盖的设计。图1.4.5倒角1.5挡油盘零件体的设计1.5.1使用旋转定义指令绘制挡油盘断面草图如图1.5.1所示：图1.5.1草绘挡油盘1.5.2旋转得到实体如图1.5.2所示：图1.5.2旋转1.5.3进行倒角处理如图1.5.3所示 图1.5.3倒角1.6斜齿圆柱齿轮零件体的设计1.6.1创建齿轮的基本圆这一步用草绘曲线的方法，创建齿轮的基本圆，包括齿顶圆、基圆、分度圆、齿根圆。并且用事先设置好的参数来控制圆的大小。如

10、图1.6.1所示：图1.6.1输入参数创建关系如图：图1.6.2创建关系1.6.2创建渐开线首先，在TOP面草绘三个圆并将它们的尺寸分别修改为da、d、df。用从方程和笛卡尔坐标来生成渐开线的方法，创建渐开线，渐开线方程的相关知识如下：afa=60*tr=db/2x=r*cos(afa)+pi*r*afa/180*sin(afa)y=r*sin(afa)-pi*r*afa/180*cos(afa)z=01.6.3镜像渐开线首先以TOP和RIGHT面创建一个轴A1、点POINT0建立面DTM1和用于镜像的平面DTM2，然后通过该平面，镜像第2步创建的渐开线，并且用关系式来控制镜像平面的角度。如图

11、1.6.3所示：图1.6.3镜像渐开线1.6.4混合扫描 通过两渐开线草绘一个齿的截面，然后平移、旋转截面、草绘齿轮的宽度。以A1轴混合扫描截面形成齿轮的一个齿形实体。这一步是创建齿轮的关键步骤。如图1.6.4所示图1.6.4混合扫描1.6.5阵列齿轮齿将上一步创建的轮齿进行数组，完成齿轮的基本外形。这一步同样需要加入关系式来控制齿轮的生成。如图1.6.5所示图1.6.5阵列齿轮齿1.6.6拉伸 通过拉伸形成实体齿轮如图1.6.6所示图1.6.5拉伸1.6.7创建其它特征创建齿轮的中间孔、键槽、小孔等特征，并且用参数和关系式来控制相关的尺寸。如图1.6.5所示：图1.6.6创建其它特征其它轴承

12、的绘制同上；相互啮合的齿轮通过向另一个方向镜像齿轮的截面，其余其余步骤相同。1.7螺栓零件的设计1.7.1绘制螺帽通过调色板选取六边形并拉伸如图1.8.1所示： 图1.7.1拉伸将拉伸后的图形保存副本以便形成螺母。1.7.2螺旋扫描螺纹通过螺旋扫描中的切口创建螺纹如图1.7.2所示：图1.7.2螺旋扫描螺纹1.7.3创建其它特征 用旋转、倒角创建其它特征如图1.7.3所示：图1.7.3创建其它特征螺母创建方法与螺栓的方法基本相同。2装配体的设计以低速轴的装配体设计为例2.1轴的导入点击新建组件zhongjianzhou取消缺省确定-mmns_asm_design，点击装配，导入轴1，点击缺省，

13、如图2.1.1所示：图2.1.1轴的导入2.2键的导入2.2.1配对点击装配选择要装配的键，再点击配对，选择键的侧面与轴2键槽的侧面。2.2.2配对点击放置添加约束-配对指令，选择键的底面和轴1键槽的底面。2.2.3对齐点击对齐，选择键的半圆面和轴键槽的半圆面，点击确定，完成键的导入，如图2.2.1所示：图2.2.1对齐2.3斜齿轮的导入2.3.1插入点击装配选择chilun1,点击插入，选择齿轮的内表面和轴的旋转面。2.3.2配对方法同2.2.1，选择键的上表面和齿轮的键槽面2.3.3配对方法同上，选择齿轮的侧面和轴肩面，点击确定，完成圆锥齿轮的导入，如如2.3.3所示：图2.3.3配对2.

14、4档油盘的导入2.4.1插入方法同2.3.1，选择套筒的内表面和轴的外表面。2.4.2配对选择挡油盘的大端面和齿轮的轮毂面，完成挡油盘的导入，如图2.4.1所示：图2.4.2配对2.5轴承的导入2.5.1插入方法同2.3.1，选择轴承的内表面和轴的外表面2.5.2配对方法同2.2.2，选择轴承的外圈端面和挡油盘的小端面，完成轴承的导入，如图2.5.2所示：图2.5.2配对2.6轴承端盖的导入2.6.1插入方法同2.3.1，选择端盖内表面和轴的外表面2.6.2配对选择端盖面和轴承外圈端面，点击确定完成轴承端盖的导入挡由盘3和轴承2，轴承端盖的导入同上。完成中间轴的装配，如图2.6.1所示：图2.

15、6.1配对3.工程图的设计3.1创建工程图新建绘图-命名-不选择缺省模式-指定模板：空，进入绘图接口。点击一般，正确摆放轴的位置。3.2布局视图在布局下，点击一般，然后在视图上选择front平面，确定完成，把视图调整为正向，同样方式作出2个TOP面上的视图，分别摆放在两个键槽下面3.3作出两个键槽的截面选中top面上的一个视图，右键点击，选中属性，在工具栏截面处选择2D剖视，选择完全剖视，并选择局部视图，就完成了剖视。3.4标注 在工具栏处，选择注释，然后选择显示模型注视，将所有尺寸选中，重新布局尺寸，然后标注对称度等，如图3.4所示：图3.4标注4.减速器的实体运动仿真4.1创建组件在插入命

16、令中选择组件创建骨架模型4.2创建平面以确定各轴和齿轮的具体位置并导入箱体如图4.1所示：图4.2导入箱体4.3插入装配好的中间轴在自定义中选取销钉，通过州和平面进行定位，并确定旋转轴如图4.3所示：图4.3导入中间轴4.4插入装配好的输出轴在自定义中选取销钉，通过州和平面进行定位，并确定旋转轴如图4.4所示：图4.4导入输出轴4.5插入装配好的高速轴在自定义中选取销钉，通过州和平面进行定位，并确定旋转轴如图4.4所示：图4.4导入高速轴4.6进行仿真仿真视频见fangzhen.avi4.6.1点击运用程序中的机构4.6.2选取齿轮设定主动轴从动轴，设定速度加载电机进行运行如图4.6.2所示：

17、图4.6.2进行运行4.7捕获动画在运行机构分析后，点击回放里的捕获，选择格式即可进行捕获动画如图4.7所示：图4.7捕获动画5.减速器内腔的加工5.1导入工作台在步骤中选取操作，通过设置机床和夹具导入工作台，并以坐标系进行定位和设置机床零点如图5.1所示： 图5.1导入工作台5.2导入下箱体 通过装配模型图标导入下箱体，利用对齐和配对进行定位将下箱体定位在工作台上如图5.2所示：图5.2导入下箱体5.3刀具参数设置 在步骤中选取相应的加工方式，通过刀具设定进行刀具参数设置如图5.3所示：图5.3设置参数5.4播放路径在完成以上操作后，通过屏幕显示，确定加工面如图5.4所示：图5.4播放路径

18、确定播放路径后即可完成加工。5.5生成NC代码单击编辑里的数据输出，选取轨迹里文件，输出类型下的MCD文件，单击完成后保存文件后即可生成NC代码。6参考文献1.濮良贵 纪明刚主编，机械设计，高等教育出版社，2008.12.陆玉 主编，机械设计课程设计，机械工业出版社，2008.63.林清安 主编，Pro/ENGINEER工程图制作，电子工业出版社，2008.94.肖黎明 主编，Pro/ENGINEER零件设计完全解析，中国铁道出版社2009.105.雪茗斋计算机教育研究室 编着，Pro/ENGINEER机械设计实例课堂，人民邮电出版社，2006.87附录附录一 工程图附录二 装配图附录三 NC

19、加工代码%(Date:09/12/12 Time:16:18:19)G98G80G90G49G17( / MFG0001)T1M6S1000M3G0X-171.65Y74.G43Z100.H1Z199.G1Z192.F300.X-230.Y-74.X-171.65G0X-100.35Z100.G1Z192.F300.X-35.65G0Y74.Z100.G1Z192.F300.X-100.35G0X35.65Y-74.Z100.G1Z192.F300.X112.23G0Y74.Z100.G1Z192.F300.X35.65G0X221.77Y-74.Z100.G1Z192.F300.X312.Y

20、74.X221.77G0X-170.582Z100.G1Z187.F300.X-230.Y-74.X-170.582G0X-101.418Z100.G1Z187.F300.X-34.582G0Y74.Z100.G1Z187.F300.X-101.418G0X34.582Y-74.Z100.G1Z187.F300.X112.917G0Y74.Z100.G1Z187.F300.X34.582G0X221.083Y-74.Z100.G1Z187.F300.X312.Y74.X221.083G0X-168.726Z100.G1Z182.F300.X-230.Y-74.X-168.726G0X-103.

21、274Z100.G1Z182.F300.X-32.726G0Y74.Z100.G1Z182.F300.X-103.274G0X32.726Y-74.Z100.G1Z182.F300.X114.087G0Y74.Z100.G1Z182.F300.X32.726G0X219.913Y-74.Z100.G1Z182.F300.X312.Y74.X219.913G0X-165.931Z100.G1Z177.F300.X-230.Y-74.X-165.931G0X-106.069Z100.G1Z177.F300.X-29.931G0Y74.Z100.G1Z177.F300.X-106.069G0X29.

22、931Y-74.Z100.G1Z177.F300.X115.766G0Y74.Z100.G1Z177.F300.X29.931G0X218.234Y-74.Z100.G1Z177.F300.X312.Y74.X218.234G0X-161.901Z100.G1Z172.F300.X-230.Y-74.X-161.901G0X-110.099Z100.G1Z172.F300.X-25.901G0Y74.Z100.G1Z172.F300.X-110.099G0X25.901Y-74.Z100.G1Z172.F300.X118.012G0Y74.Z100.G1Z172.F300.X25.901G0X

23、215.988Y-74.Z100.G1Z172.F300.X312.Y74.X215.988G0X-155.896Z100.G1Z167.F300.X-230.Y-74.X-155.896G0X-116.104Z100.G1Z167.F300.X-19.896G0Y74.Z100.G1Z167.F300.X-116.104G0X19.896Y-74.Z100.G1Z167.F300.X120.902G0Y74.Z100.G1Z167.F300.X19.896G0X213.098Y-74.Z100.G1Z167.F300.X312.Y74.X213.098G0X124.576Z100.G1Z16

24、2.F300.X8.426G2X0.Y78.614I0.J10.X-8.426Y74.I-8.426J5.386G1X-127.574G2X-136.Y78.614I0.J10.X-144.426Y74.I-8.426J5.386G1X-230.Y-74.X-144.426G2X-136.Y-78.614I0.J-10.X-127.574Y-74.I8.426J-5.386G1X-8.426G2X0.Y-78.614I0.J-10.X8.426Y-74.I8.426J-5.386G1X124.576G0X209.424Z100.G1Z162.F300.X312.Y74.X209.424G0X1

25、29.251Z100.G1Z157.F300.X-230.Y-74.X129.251G0X204.749Z100.G1Z157.F300.X312.Y74.X204.749G0X135.378Z100.G1Z152.F300.X-230.Y-74.X135.378G0X198.622Z100.G1Z152.F300.X312.Y74.X198.622G0X144.089Z100.G1Z147.F300.X-230.Y-74.X144.089G0X189.911Z100.G1Z147.F300.X312.Y74.X189.911G0Z100.G1Z142.F300.X-230.Y-74.X312

26、.Y74.X189.911G0Z100.G1Z137.F300.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911G0Z100.G1Z132.F300.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911G0Z100.G1Z127.F300.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911G0Z100.G1Z122.F300.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911G0Z100.G1Z117.F300.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911G0Z100.G1Z112.F300.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911G0Z10

27、0.G1Z107.F300.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911G0Z100.G1Z102.F300.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z100.F2540.Z97.F300.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z92.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z87.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z82.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z77.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z72.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z67

28、.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z62.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z57.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z52.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z47.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z42.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z37.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z32.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z27.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z24.X-230.Y-74.X312.Y74.X189.911Z100.M5T30M6M30%