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1、 减速器结构的三维设计 专业课程设计减速器结构的三维设计学 院： 诚 毅 学 院 班 级： 机械0892 班 姓 名： 学 号： 成 绩： 指导老师 2011年 12月 16日集美大学诚毅学院课程设计任务书一.课程设计题目： 专业课程设计（减速器结构的三维设计）二.毕业设计（论文）工作规定进行的日期：2011年11月28日起至2011年12月16日止三.毕业设计（论文）进行地点： 诚毅学院机房四.任务书的内容：1、课题研究的目的、意义该课程设计利用三维造型软件Pro/Engineer4.0对减速器进行三维设计，使学生对减速器结构设计步骤和设计方法有了更清晰和更深入的认识，况且使学生将目前流行的
2、工程软件Pro/Engineer4.0应用于工程实践中。在设计过程中，让学生熟悉Pro/Engineer4.0软件的零件设计流程和操作方法，并且对Pro/Engineer4.0软件中的基本零件造型、曲面造型、零部件的装配、机构仿真以及工程图的制作等有更深刻的认识。通过本次课程设计使学生将课堂上所讲的知识更好的应用于工程实践。2、课程设计的任务（1）分析减速器的结构和各零件的结构特点以及部分零件之间的运动关系。（2）利用Pro/Engineer4.0软件对减速器各零件进行三维造型设计。（3）利用Pro/Engineer4.0软件对减速器各零件进行组装，创建三维装配图。（4）利用Pro/Engin
3、eer4.0软件对减速器进行机构运动仿真。（5）利用Pro/Engineer4.0软件制作减速器的二维装配工程图以及重要零部件的零件图。（6）编写课程设计说明书。3、日程安排11.28 准备相关的减速器设计和Pro/Engineer4.0指导手册。11.2812.2 创建减速器中的各零件。12.512.7 创建减速器的装配体。12.812.9 减速器的机构运动仿真。12.1212.13 创建减速器的工程图。12.1412.15 编写设计说明书。12.16 提交课程设计和课程设计的答辩。4、成果要求 （1）电子图纸：减速器各零部件的零件图和三维装配图；工程图以及机构仿真的结构（2）说明书：概念清
4、楚，语句通顺简练，格式正确，文字达5000字以上。论文内容应包括：引言，目录，正文，总结，致谢，参考文献(5篇以上)。目录一引言 3二减速器部件 42.1 箱体 42.2 机盖 42.3 连接螺栓 52.4油标 82.5轴承 92.6轴 112.7键 132.8定位销 142.9轴承端盖 152.10斜齿轮 18三装配体设计 25四仿真设计 29五工程图 33六结论 35七参考文献 36一引言减速器是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置，用来降低转速和增大转矩，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。 选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能，经济性等因素，比较不
5、同类型、品种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载能力，质量，价格等，选择最适合的减速器。 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。 其主要类型：齿轮减速器，蜗杆减速器；齿轮蜗杆减速器；行星齿轮减速器。斜齿轮减速器，是最新颖减速传动装置。采用最优化，模块组合系先进的设计理念，具有体积小、重量轻、传递转矩大、起动平稳、传动比分级精细等性质，可根据用户要求进行任意连接和多种安装位置的选择，其中国内比较先进的斜齿轮减速器品牌有天津优姆金机械销售公司生产的UMA系列减速器、天津减速
6、机总厂生产的SEW系列减速器等。齿轮采用优质高强度合金钢，表面渗碳硬化处理，承载能力强，经久耐用。与减速器联接的工作机载荷状态比较复杂，对减速器的影响很大，是减速器选用及计算的重要因素，减速器的载荷状态即工作机（从动机）的载荷状态，通常分为三类： 均匀载荷; 中等冲击载荷; 强冲击载荷。 二减速器部件（1）箱体的设计步骤：1. 拉伸草绘a*b*h329*168*20的长方体底座。2. 拉伸草绘a*b*h329*100*138的长方形机体。3. 对称拉伸的D114，d85的2个半圆柱体。4. 拉伸去除D75，d55的2个圆柱体。5. 拉伸厚为12的机体连接面。6. 拉伸去除4*d18的地脚螺栓孔
7、。7. 拉伸去除6*d14的连接螺栓孔。8. 打2个销孔。9. 拉伸去除2*d10的起盖螺栓孔。10. 打漏油孔M16。11. 打M12的油标孔。12. 打4*M6轴承盖孔。13. 打4*M8轴承盖孔。完成如图21： 图21（2）机盖的设计步骤：1. 拉伸宽为100的上机盖。2. 对称拉伸的D114，d85的2个半圆柱体。3. 拉伸去除D75，d55的2个圆柱体。4. 拉伸厚为12的机体连接面。5. 打2个销孔。6. 拉伸去除2*d10的起盖螺栓孔。7. 打4*M6轴承盖孔。8. 打4*M8轴承盖孔。9. 拉伸去除a*b60*42的窥视盖。10. 打4*M8的窥视盖螺栓孔。完成如图22： 图2
8、2（3）连接螺栓设计步骤：1. 新建零件-螺栓1 取消缺省模块-mmns_part_solid，进入绘图界面。点击草图-放置定义选择 FRONT 面，画出几何中心线，画出轴承内外圈的截面，点击图23，由调色板快速的点击六角形两下完成如图24。图23图242. 拉伸草绘面，厚度为8.83. 点击草绘面，完成如图25.图254.点击旋转以top面为草绘面建立如图26。点击完成草绘制选择如下数值 图264. 以六角形的底面为草绘面绘制半径为14的圆，拉伸的长度为86.如图27图275. 点击菜单插入-修饰-螺纹选择如图所示：选择圆柱面为“螺纹曲面”选择螺栓底面为“起始曲面”方向“正向”输入盲孔深度为
9、34输入主直径为12确定。如图28：图28完成零件图29： 图29(4)油标设计步骤：1.新建零件-yousai， 取消缺省模块-mmns_part_solid，进入绘图界面。点击草图-放置定义选择 FRONT 面，完成如图210：图2102.点击旋转命令，选择草绘面，完成如图211：图2113.选择零件底面为草绘面，绘制d5的圆，进行拉伸，完成如图212： 图212点击确定，完成即可。（5）轴承设计步骤：1.新建零件-zhoucheng 取消缺省模块-mmns_part_solid，进入绘图界面。点击草图-放置定义选择 FRONT 面，画出几何中心线，画出轴承内外圈的截面，如图213所示：图
10、2132. 选择旋转特征操作，选择角度为 360 度，点击确定，得到轴承内外 圈的旋转体，如图214：图2143. 点击草绘，使用先前，画出中心线，画出轴承内的滚珠的截面，如图215：图2154. 选择旋转特征操作，选择角度为 360 度，点击确定，滚珠。5. 按住 ctrl 在模型树中选择干创建的滚珠特征，建立两个特征的组特征。单击编 辑特征在工具栏中选择阵列，选择如图216所示： 图2166. 圆周阵列后的完成的轴承，如图217。图217（6）轴的设计步骤：1.新建零件-zhou，取消缺省模块-mmns_part_solid，进入绘图界面。点击草图-放置定义选择 FRONT 面，画出几何中
11、心线，画出圆，如图218所示：图2182. 选择拉伸命令，点击草绘面，拉伸的长度为60。重复以上命令改变圆的大小及拉伸所需要的长度完成轴。如图219：图2193. 键1，建立基准平面DTM1通过平移TOP面24得到DTM1在绘制如图220所示图2204.拉伸切除，点击草绘面完成如图221：图2215.点击完成。重复3，4，5，改变尺寸得键2。6. 倒角，选择45*D=45*2进行倒角。7. 完成如图222： 图222（7）键的设计步骤：1. 新建草绘零件jian，取消缺省模式-mmns_part_solid，进入绘图界面。点击拉伸放置定义，选 择 TOP 面为绘制草图基面，画出几何中心线，根据
12、键的截面尺寸绘制草图，如图223所示：图2232. 拉伸，点击所做草绘面， 设置键的拉伸厚度为 7， 点击确定， 完成键的设计， 如图224所示图224完成如图224： 图224（8）定位销：1. 新建零件-xiao-取消缺省模式-mmns_part_solid，进入绘图界面。点击草图，放置定 义，选择 TOP 面，画出几何中心线，根据轴承端盖的截面尺寸绘制草图定位销的截面草图，如图225：图2251. 旋转。点击“旋转”，选择草绘面，完成如图226所示：2.图226点击“完成”，完成定位销零件，如图227。 图227（9）轴承端盖：3. 新建零件-zhouchengduangai-取消缺省模
13、式-mmns_part_solid，进入绘图界面。点击草图，放置定 义，选择 TOP 面，画出几何中心线，根据轴承端盖的截面尺寸绘制草图轴承端盖的截面草图，如图228。图2284. 选择旋转特征操作，选择先前的草绘面，选择角度为 360 度，点击确定。如图229：图2303.倒角，圆角在工具栏中选择倒角和圆角工具， 设置倒角距离为 45*D=45*2， 选择要倒角的边，然后确定。 4.点击草图，放置定义，选择FRONT面，画出几何中心线，根据孔的位置和大小化圆如图231所示：图2316. 拉伸切除。选择草绘面，点击切除，如图232：图232完成零件如图233： 图233（10）斜齿轮设计步骤：
14、1. 新建dachilun-取消缺省模式-mmns_part_solid，进入绘图界面，使用front 平面草绘4 个任意半径的同心圆，确定，按“”退出草绘。如图234：图2342.拉伸圆柱。选择草绘面，点击拉伸，完成如图235：图235点击确定。3.拉伸圆柱面。选择草绘面，点击拉伸，完成如图236： 图236点击确定。4.点击“工具参数”弹出参数设置框，点击“+”增加参数行，在“名称”列输入斜齿圆柱齿轮的参数符号，在“值”列输入需要指定的参数值，如图237。 图237其中：m（模数）、z（齿数）、Prsangle（齿形角）ha（齿高）、c（齿隙系数）、width（齿宽）的参数值需要指定其值，
15、其余如d（分度圆直径）、db（基圆直径）、da（齿顶圆直径）、df（齿根圆直径）使用关系式进行尺寸赋值。参数设置完成后，点击“确定”关闭。5.点击“工具关系”弹出“关系”框，对齿轮的参数建立参数关系式。（1）将鼠标移到至同心圆上，4 个同心圆同时加亮，点击，显示同心圆的尺寸符号。（2）在工具“关系”栏中输入如图238关系式，点击“确定”关闭窗口。图2386.执行“编辑再生”，图形中通过关系式赋值的4 个同心圆的直径确定，即d、db、da、df 的值，再次打开参数栏可以看到这4 个参数已经被赋值。7.绘制齿轮的渐开线8.点击窗口按钮，选取“从方程”，确定，选取坐标类型为圆柱坐标系后弹出程序运行框
16、和记事本，在记事本中输入渐开线方程如下： x=t*sqrt(da/db)2-1) y=180/pir=0.5*db*sqrt(1+x2) theta=x*y-atan(x) z=0点击记事本“文件保存”后关闭记事本，在“曲线：从方程”的右下角点击“预览”或直接确定，渐开线绘制成功。9.创建渐开线与分度圆的交点为基准点。执行“基准点创建”工具，选取渐开线后，按下“ctrl”选取分度圆，“确定”，基准点PNT0 创建成功。10.创建基准轴A-1执行“基准轴”创建工具，选取TOP 平面后按“ctrl”选取RIGHT 平面，取两个平面11.创建基准平面DTM1执行“基准平面”工具，选取基准轴后按“ct
17、rl”选取基准点PNT0，“确定”基准平面创建成功。12.创建基准平面DTM2执行“基准平面”工具，选取基准平面DTM1 后按“ctrl”选取基准轴A-1，在偏距中输入旋转角度值“360/4/Z”， 选取“是”添加“360/4/Z”作为特征关系， “确定”。的交线为基准轴。如图239：图23913通过基准平面DTM2 镜像渐开线14.投影倾斜线。新建dachilun-取消缺省模式-mmns_part_solid，进入绘图界面，使用right平面草绘。如图240：图24015.平移齿形。点击工具栏“编辑”，选择“特征操作复制移动完成选取（草绘面）完成平移（选择另一面）完成方向正向输入平移距离完成
18、。完成如图241：图24116扫描混合。点击工具“插入”，选择“扫描混合”。按如图242及243完成。图242 图24317.阵列特征。点击“阵列”，选择如图244所示： 图244完成如图245所示：图24518.拉伸去除轮毂。19.绘制倒角为45*D=45*1。完成齿轮如图246： 图1010三装配体设计1.新建组件-文件名zong-取消缺省模式-mmns_asm _design，配合的界面点击-xiangti- 2. 点击-gai_zhou1_1- ,点击中心轴“对齐”，轴承盖内面与箱体外面匹配偏移距离2。如图41：图415. 点击-xiaochilunzhou- ,选择“销钉”配合方式，
19、点击中心轴“对齐”，底面与轴承端盖“匹配”。完成如图42：图426. 点击-xiaozhoucheng- ,选择“刚性”配合方式，点击中心轴“对齐”，底面与轴承端盖“匹配”。完成如图43：图436.重复2，3，4步骤完成如图所示44：图447. 点击-jitigai- ,选择“刚性”配合方式，侧面与箱体侧面“对齐”，前面与箱体前面“对齐”，底面与箱体端面“匹配”，完成如图45：图458. 点击-kuishigai- ,选择“刚性”配合方式，底面与机盖“匹配”，窥视盖上任意孔中心轴与机盖对应孔中心轴“对齐”，完成如图46：图469. 点击-kuishikongluoshuan- ,选择“刚性”配
20、合方式，点击螺栓中心轴与窥视盖窥视孔中心轴“对齐”，螺栓底面与窥视盖顶面“匹配”，完成如图47：图4710. 重复步骤8的命令，装配所有螺栓，完成如图48: 图4811. 点击-xiao- ,选择“刚性”配合方式，点击销中心轴“对齐”箱体销孔中心轴，销Front面“匹配”箱体端面，完成如图49： 图49四仿真设计1.在装配图的基础上，点击工具栏“应用程序”，选择“机构”。2.（1）点击伺服电机，选择齿轮轴旋转副，定义伺服电机，完成如51所示：图51（2）选择齿轮轴运动副，完成。如图52：图523.点击齿轮，选择“齿轮1”为齿轮轴，完成如图53：图53点击“齿轮2”选择大齿轮轴旋转副，完成如图5
21、4：图54点击“应用”，确定。4.完成如图55：图555.点击机构分析，完成如图56：图56点击“运行”，“确定”。6.点击回放，进入回放程序，完成如图57所示：图57点击即可看仿真，如图58： 图58五工程图 六结论 本次的PROE减速器设计，是我们在学校的第一次应用软件针对具体机械设备进行设计，在原有的二维视图中，我们对各个零件尺寸都有所改动，弥补我们对上学期的二维图纸的不足，让我们对减速器的认识更进一步。 通过本次的课程设计，我对PROE软件的应用更加了解。现在我能够灵活运用一些常用的常见的按键命令，如拉伸、旋转、阵列、镜像、螺旋扫描等等。每天我都该软件是应用都在不断的强化，例如当时我在
22、做减速器中的油标来说，按照原来的思路是一步步，一节节的拉伸圆柱，最后生成模型，制作倒角以完成零件建模，现在我知道了，我完全可以通过绘制合理草图，以旋转方式一次生成零件建模，这样可以大大的减少工作时间，提高工作效率。 最后我要谢我的指导老师以及我的同学，有指导老师的耐心帮助和同学的宝贵意见我才能顺利的完成本次课程设计。八参考文献1 吴宗泽，罗圣国，机械设计课程设计手册M.2版.北京：高等教育出版社，1990.2 龚溎义主编，机械零件课程设计挂图M.2，高等教育出版社，1981.3 龚溎义主编，机械零件课程设计图册M.高等教育出版社，1986.4 林清安，完成精通Pro/E综合教程M，电子工业出版社.5 马秋生主编，机械设计基础.北京，机械工业出版社，2005.12.6 郑甲红等主编，机械原理，北京，机械工业出版社，2006.6.- 38 -