基于proe的16型行星齿轮减速扳手的设计.doc

张乐成 基于PRO/E的16型行星齿轮减速扳手的设计毕业设计(论文)基于PRO/E的16型行星齿轮减速扳手的设计系 别 ：机械与电子工程系专业（班级）：机械制造设计及其自动化08级3班作者（学号）：张乐成（50801013007）指导教师：陈兴强（高级工程师）完成日期： 2012年5月20日蚌埠学院教务处制目 录中文摘要- 1 -ABSTRACT- 2 -1 引言- 2 -1.1 行星减速扳手的发展情况及趋势- 3 -1.2 选题依据、背景情况和意义- 4 -1.3 研究过程与方法- 5 -1.3.1本课题的主要内容有- 5 -1.2.2本课题拟解决的关键问题有- 5 -2 行星齿轮减速扳手的设计- 7 -2.1 行星轮系增力原理- 7 -2.2 行星齿轮减速扳手的设计- 8 -2.2.1传动类型的选取- 8 -2.2.2行星轮系的配齿计算- 9 -2.2.3初步计算齿轮的主要参数- 9 -2.2.4啮合参数计算- 9 -2.2.5各齿轮的几何尺寸的计算- 10 -2.2.6装配条件的验算- 12 -2.2.7传动效率的计算- 12 -2.2.8齿轮强度计算- 13 -3 PRO/E三维制图及结构设计- 17 -3.1.1PRO/E 建模在“设计思维”之“形象创造”中的作用- 18 -3.1.2PRO/E 建模在“设计思维”之“形象表达”中的作用- 18 -3.1.3PRO/E建模的一般过程如下:- 19 -3.2 结构设计- 19 -3.2.1 输入齿轮轴- 19 -3.2.1中间传动轴- 20 -3.2.2行星轮与行星架- 21 -3.2.3输出端- 23 -3.2.4内齿轮的设计- 23 -32.5支杆的设计- 24 -3.2.6螺帽的设计- 25 -3.2.7手柄的设计- 26 -3.2.8扳手的三维模型- 26 -4 结论- 27 -致谢- 28 -参考文献- 29 -中文摘要摘 要：行星齿轮减速扳手是一种便携式扭矩放大螺栓紧固工具，其核心是一个2K-H行星轮系减速増力结构。其具有很广阔的市场应用前景。论文讨论了行星轮系増力的原理，并提供了行星轮系机构的设计过程以及它们的强度校核计算。它采用变位齿轮设计，并省掉了轴承支承。行星轮系作为增力结构具有的体积小、效率高的优点得到了体现。最后利用PRO/E仿真软件绘制零件图与组成装配图。关键词：减速扳手，扭矩放大，行星轮系，PRO/E仿真ABSTRACTAbstract：The Planet Reduction Gear Wrench is a kind of portable bolt tighter and excellent market foreground. The core is a 2K-H type planet gear reducing mechanism. This paper attempt to discuss those problems will appear during mechanical design process and calculation of their strength checking. We adapted profile modified gear and spared bearing supports, and it is proved that planetary gear train has so such advantages such as small volume and high efficiency. Finally, Drawing parts drawing and installing assembly body use the drawing software of pro/e.Key words： Gear Wrench, Torque amplification，Planetary gear train, PRO/E simulation1 引 言1.1 行星减速扳手的发展情况及趋势行星齿轮减速扳手第一次出现是在二十世纪七十年代。1975年，日本在北京举办的工业展览会上首次展出了“特尼扳手”，即一种大扭矩的变扭扳手。70年代末日本，美国，德国等工业发达国家已有定型的大扭矩变扭扳手产品供应市场。其中能力最大的20-1800P型特尼扳手，最大输出扭矩达到1800N.m。西德是生产大扭矩扳手最多的国家，形成了产品系列,其畅销全世界。仅西德一家公司，就有全世界7000多家厂购买该产品，其产品的最大输出扭矩高达5000N.m。 70年代末国内也有些单位开始研制和生产力矩放大扳手。广州文冲造船厂，北京重型电机厂等一些单位首先开始了研制，并取得了初步成果。1979年装甲兵战时技术保障经验交流会上，有四个单位送展了七种大扭矩变扭扳手，其中88352部队研制的一，二，三级力矩放大扳手结构较先进，体积较小，工作也较可靠。1980年装甲兵正式批准该种扳手的设计定型。1982年底再7450工厂投产500kg力矩放大扳手400个，配备刀拆装工程车上。上海人民工具三厂于1979年开始仿制，生产Z-300力矩放大扳手，其最大输出扭矩为300N.m，重7.6kg，效率855%，减速比i=12.45。 现在市场上能买到上网力矩放大扳手产品，国内的主要是扬子工具XVR系列扳手，扬子工具EDS系列电动定扭矩扳手，EDS系列电动弯头定扭矩扳手，宜昌市赛洋机械制造有限公司SYZB系列扳手等。国外的有：意大利“BETA”公司系列力矩放大扳手，德国艾马集团K牌扳手，美国CentralTools等。美国加利福尼亚州圣何塞市Mountz公司生产的电动力矩放大扳手有预置扭矩功能，既可精确控制所需扭矩大小，也可同时控制旋转角度。另外，美国海泰斯公司也在螺栓紧固及相关设备方面有相当强的研发能力，提供的力矩倍增器，液压力矩扳手等产品已占有很大的市场。目前，国外的力矩放大扳手产品已向自动化，轻型化方向发展，而智能化已是其发展趋势。国内在仿制的基础上，也已开始向自动化方向发展。而国内已有的研究都集中于将行星轮系作为减速器和变速器使用，以及运动的合成与分解。虽说在飞行器及采矿机械上用作大功率传动也已使用，但对用做力矩放大机构的行星轮系研究的很少。王庆源撰文介绍了力矩放大扳手在国外出现和起步的情况，并简要介绍了国内早期仿制的情况。王培俊，卜庆国提出了一种增比可变的行星增力工具，并提出将活吃齿增力机构用于大扭矩输出。湖北汽车工业学院曾国华同志研制成功一种可控扭矩电动扳手，采用步进电机和行星齿轮机构传动，克服了传统的风动扳手旋转速度高，冲击力大，扭矩不稳定等缺点，较好的实现了对螺栓拧紧力矩的准确监控。此外未见其它相关文献。通过网上搜索（使用的关键词有：行星齿轮减速扳手，行星轮系扳手，力矩放大扳手，力矩扳手等），都只找到了生产行星轮系扳手的国内外公司的产品广告资料，而相关的研究文献全额没有找到。1.2 选题依据、背景情况和意义随着社会的进步与发展，轿车的普及率越来越高，很多女性也经常驾驶汽车，而更换轮胎对她们来说是一件费力和困难的事情。在行驶中一旦车胎爆了需要换胎而又找不到汽修店时，她们将无法用一般的扳手完成换胎。针对此，设计制造一种家庭轿车专用的省力扳手，也可叫力矩放大扳手；通过行星齿轮传动减速放大力矩，使得输入较小的力矩，就可以输出较大的力矩，从而“轻松”地松开和紧固螺栓。对于司机朋友，特别是女性朋友来说是很有帮助的。一般市场上销售的便携带式扳手，其工作原理是通过通过增大力臂和作用力，来增大扭矩的。这种扳手的输入力矩也就是输出力矩。而人所产生的作用力是有限的，只能通过增大力臂来增大输出力矩，既增长扳手手柄的长度，这样就会使扳手不变携带；与其便于携带这一特点产生矛盾；且即使这样增大的输出的扭矩也有限。本课题所设计的行星齿轮减速扳手，其也是一种便携式大扭矩螺栓紧固工具；其核心是两个串接起来的2K-H行星轮系减速增力机构，使输出力矩不在等于输入力矩，而是输入力矩的倍数；其倍数是其行星轮系的传动比的倒数。所以行星齿轮减速扳手并不需要很长的扳手手柄，就能获得很大的输出力矩；其具有体积小，重量轻，便于携带，效率高，成本低等优点。目前市场上也有使用2K-H行星轮系减速增力机构的力矩放大扳手，但其都是针对于固定场合使用所设计的大体积扳手；如化工行业压力容器，压力管道的链接紧固所使用的扳手等；它都存在着体积较大，较笨重，设计存在诸多不适合于携带等缺点，使其不便于携带。鉴于车辆修理和船舶维修等行业的需要，对于便携带式行星齿轮减速扳手的开发设计将会有很大的市场前景。且它的出现也将会给工业生产和人们生活带来方便和效率。促进社会生产和社会进步。因此对于便携带式行星齿轮减速扳手的设计，其意义重大。且本课题所采用的Pro/E三维建模工具的设计方式，可通过扳手各部分零件虚拟装配图进行仿真，来检查各零部件的空间运动干涉问题，然后在通过改变零件的参数进行修正；避免了在传统设计模式下；设计者为了解决零部件设计过程中的运动机构的空间干涉问题，而反复修改零部件参数、制造零部件实物和进行实体实验，这个过程中消耗了设计者大量的时间和精力，降低了设计效率，增加了成本。而有些错误又往往具有很强的隐蔽性，给生产造成不应有的损失。因此，利用Pro/E三维建模工具的设计方法在提高产品设计效率和减低产品成本方面具有重要作用。1.3 研究过程与方法本课题主要采用了理论分析计算和借助Pro/E三维建模的研究方法，应用了机械原理中的行星轮系等基础理论。完成行星轮系增力机构原理的分析与计算，用Pro/E参数化设计出力矩倍增器。以力矩倍增器为核心，计算并用Pro/E设计出扳手的其他零部件。再将已建立三维实体的各零件进行虚拟装配，得到所需的模型配置，检验结构的合理性。最后进行主要零件的强度校核。1.3.1 本课题的主要内容有 探讨行星轮系作为增力机构的理论问题，并在力矩放大扳手力矩倍增器的设计中深化。 设计行星齿轮力矩倍增机构。 本阶段结合上一阶段的理论分析结果，应用机械设计理论的相关知识并借助Pro/E，设计行星齿轮力矩倍增机构。它包括行星齿轮及行星架、中心轮及支承架的计算与设计、内齿轮的计算与设计、插齿刀的计算与设计等。 设计扳手手柄、反力臂支爪，套筒扳头等附件。 根据所设计的力矩载荷，再依据行星齿轮力矩倍增机构装配草图，确定相应的结构和尺寸。借助Pro/E设计出来。 对扳手的部分结构进行强度校核。 扳手手柄、反力臂支爪，套筒扳头校核其切拉应力等。1.2.2 本课题拟解决的关键问题有 行星齿轮、中心轮、内齿轮的设计。 由于行星轮系的内啮合齿轮间极易产生各种干涉，所以在选择计算各齿轮的参数时，比较麻烦；往往要多次选择参数才能使行星轮系啮合时不产生干涉。 扳手手柄、反力臂支爪，套筒扳头等附件的设计。 在进行强度校核时，这些所设计出来的附件可能会满足不了强度要求。因而要重新设计，重新校核；直到达到要求。 对于Pro/E软件的掌握程度。由于在行星齿轮减速扳手各零件特征较复杂，且要应用虚拟模拟装配，修改参数，来去建模后的零件再次修正；所以对Pro/E软件的掌握程度要求较高。2 行星齿轮减速扳手的设计2.1 行星轮系增力原理行星齿轮减速扳手的核心是两个串联起来的2K-H行星轮系减速增力机构它能使较小的输入转矩转换成较大的转矩；这对于施力者而言是省力的。现在了解下它的“增力”原理。由机械原理知，机械的功率 所以，在功率一定的情况下，转速越低，机械输出的转矩就越大。而应用行星轮系减速增力机构就能将原动机输出的高转速、小转矩变换为低转速、大转矩。其转变原理为：如下图.1：动行星齿轮传动 图2-1 行星齿轮传动及其基本结构简图A、B、C为三个基本构件。若摩擦损失忽略不计；在行星齿轮传动平衡时，作用在A、B、C上的外力矩代数和为零，且它们所传递的功率代数和也等于零，即 (2.1-1) (2.1-2)式中、分别为基本构件A、B、C上的外转矩；、分别为基本构件A、B、C上的角速度。取相对于C的角速度，则=0,式（2.1-2）得 （2.1-3）可推得，- (2.1-4)同理 （2.1-5） （2.1-6）由此，可推动出2K-H型行星齿轮传动中的转矩关系式： （2.1-7） （2.1-8）式中、为中心轮的扭矩，为行星架的扭矩， 为行星齿轮传动的特性参数。同理可推到出两串联2K-H型行星齿轮传动中的转矩关系式： （2.1-9）式中为两串联2K-H型行星齿轮传动中第一个2K-H型行星齿轮中的中心轮的力矩，即等于输入力矩；为第二个2K-H型行星齿轮中的行星架的力矩；即为输出力矩。由此可知，使用行星齿轮减速扳手确实“增力”。2.2 行星齿轮减速扳手的设计2.2.1 传动类型的选取根据设计要求，查有关传动系统资料，由各传动类型的工作特点可知，基本构件选用2K-H型行星传动较合理，其具有体积小，重量轻，效率高，成本低等优点。并广泛应用于减速，增速和差速装置中，适合于大小功率的传动，其结构简图如图2-2所示。图2-2 行星齿轮传动简图2.2.2 行星轮系的配齿计算根据设计的传动比 比较大，如果采用一级行星齿轮传动的话，行星轮与内外齿间齿数相差较大，从而导致尺寸相差较大，结构不紧凑与合理，故采用二级行星齿轮传动，均匀分布传动比，即每一级的传动比为。选择中心轮的齿数和行星轮数目。由，得 （2.2-1）据同心条件可得行星轮的齿数为 （2.2-2）故齿数与传动比分配确定合理，无传动误差2.2.3 初步计算齿轮的主要参数根据工作条件，齿轮材料的选择为：中心轮采用（淬火），硬度为，行星轮采用（调质），硬度为；据图6-12和图6-28，取=1150和=320,加工精度为6级；内齿轮也采用，齿面硬度为，据图6-12和图6-28，取=900和=280,加工精度为7级。 按弯曲强度的初算公式计算齿轮的模数为 （2.2-3）现已知，小齿轮名义转矩；取算式系数；按表10-2取使用系数=1.35；按表6-4取综合系数=1.8；取接触强度计算的行星轮间载荷分布不均匀系数=1.2，由公式得=1+1.5（1.2 -1）=1.3；由图6-22查得齿形系数=2.53,；由表6-5查得齿宽系数=0.7。则得齿轮模数为取齿轮模数。2.2.4 啮合参数计算由于每一级均采用相同的参数，这里只计算第一级。在第一级两个啮合齿轮副和中，其标准中心距为 （2.2-4） （2.2-5）由此可见，有，因此该行星齿轮传动满足非变位的同心条件, 但由于标准齿轮传动容易产生根切现象，且对安装条件要求过高，故本文在行星齿轮传动中采用高度变位齿轮传动，它不仅可以避免根切，减小机构的尺寸和质量；还可以改善齿轮副的磨损情况以及提高其载荷能力。由于啮合齿轮副中的小齿轮采用正变位，大齿轮采用负变位。内齿轮的变位系数和其啮合的外齿轮相等，即。按公式计算变位系数，即 （2.2-6），这里取0.5可分别求得 2.2.5各齿轮的几何尺寸的计算对于二级2K-H型行星齿轮传动按公式进行其几何尺寸的计算，第一级各齿轮副的几何尺寸的计算结果如表2-1： 表2-1 行星传动几何尺寸的计算 项目计算公式a-c齿轮副b-c齿轮副变位系数 = =分度圆直径=17=17=17=51基圆直径=15.9748=15.9748=15.9748=47.9243重合度1.35631.7637 齿顶圆直径外啮合=19.38=21.42内啮合（插齿法）=21.42=48.62=59.1696（插齿法）齿根圆直径外啮合=11.73=13.77内啮合用插齿刀加工：=13.77=57.69注：1.表内公式中，为插齿刀的齿顶圆直径，为插齿刀与被加工齿轮之间的中心距。 2.表内有符号“”，外啮合用上面的符号，内啮合用下面的符号。 3.表内公式中的为齿顶压力角，且有。关于用插齿刀加工内齿轮，其齿根圆直径的计算已知模数，插刀选25，1.25，按中等磨损程度考虑，=46.75。插内齿时的啮合角为=0.05858 （2.2-7）查得=加工中心距为=5.470 （2.2-8）则内齿轮齿根圆直径为=57.69 （2.2-9）2.2.6装配条件的验算对于所设计的上述行星齿轮传动应满足以下装配条件。（1）邻接条件按公式验算其邻接条件即 （2.2-10）已知，和，代入上式则得，满足邻接条件。（2）同心条件对于高度变位，按公式验算即 （2.2-11）已知，代入上式得 满足同心条件。（3）安装条件按公式验算即 （2.2-12）所以满足安装条件。2.2.7 传动效率的计算二级2K-H型的基本行星齿轮传动串联而成，故传动效率为 （2.2-13）而 （2.2-14）其中 （2.2-15）在转化机构中，其损失系数等于啮合损失系数和轴承损失系数之和，即 （2.2-15）对于2K-H（A）型行星传动，其啮合损失系数之和为 （2.2-16）式中转化机构中太阳轮与行星轮之间的啮合损失。转化机构中太阳轮与行星轮之间的啮合损失。而可按公式计算即 （2.2-17）取轮齿的啮合摩擦因数，和，则=0.04261=0.01847即 =0.06108由于本设计中各个齿轮的支承均不采用轴承，因此没有轴承损失。但存在摩擦，且较轴承支承大，因此参考轴承损失的情况，确定一个支承摩擦系数，也记为。如果不考虑支承摩擦损失，即，则该行星轮系的传动效率为=0.95419考虑支承摩擦损失，取=0.9，则=0.90.91048=0.819432.2.8 齿轮强度计算针对工作特点，只需按其齿根弯曲应力的强度条件公式进行校核运算，即 （2.2-18）首先计算齿轮的齿根应力，即 （2.2-19）其中，齿根应力的基本值可按公式计算，即 （2.2-20）许用齿根应力 （2.2-21）将2K-H（A）型行星传动按照两个齿轮副和分别验算。（1）齿轮副计算齿根弯曲应力。已知，和，则中心轮的切向力 （2.2-22） 查表选取动载系数 ，使用系数 。齿向载荷分布系数由公式计算，即 （2.2-23）取 ， 。由图6-8得，代入（2.2-23）式，得齿间载荷分配系数由表查得行星轮间载荷分配系数按公式计算，取=1.2，即=1+1.5（1.2 -1）=1.3 （2.2-24）由图有=2.53，=1.64重合度系数 （2.2-25）取螺旋角系数。由于行星轮不仅与中心轮啮合，也和内齿轮啮合，选齿宽b=10。齿根弯曲应力为=计算许用齿根应力。按公式计算许用齿根应力，即 （2.2-26）已知齿根弯曲疲劳极限 =320。由表查得最小安全系数。式中各系数、和取值如下。应力系数，按给定的区域图取时，取=2.0。寿命系数按公式计算，即 （2.2-27）上式中，假设按每年工作300天，每天工作10h，工作8年，则应力循环次数=则由（2.2-23）式得 齿根圆角敏感系数按图查得=1。相对齿根表面状况系数按对应公式计算，即 （2.2-28）取齿根表面微观不平度，代入（2.2-28）式得尺寸系数按公式计算，即 （2.2-29）代入（2.2-26）式可得许用齿根应力为因齿根应力小于许用齿根应力，即。所以齿轮副满足齿根弯曲强度条件。（2）齿轮副在内啮合齿轮副中只需要校核内齿轮的齿根弯曲强度，即仍按上面相应公式进行计算。已知和=280。仿上，通过查表或采用相应的公式计算，可得到不同的系数为动载系数 ，使用系数 ，=2.28，=1.77重合度系数，螺旋角系数，最小安全系数则齿根弯曲应力 （2.2-30）= 许用齿根应力为因齿根应力小于许用齿根应力，即。所以满足齿根弯曲强度条件。3 PRO/E三维制图及结构设计3.1 PRO/E简介与其在设计方面的作用Pro/E（Pro/Engineer操作软件）是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation简称PTC）的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAM软件之一。Pro/Engineer作为高端的三维设计软件，将线框、曲面和实体三者有机地结合起来,形成一个整体,整个建模过程是基于特征为基本单位的参数化设计过程。其中参数包括几何参数和尺寸参数。几何参数确定了实体特征基本位置的固定关系,尺寸参数决定了产品外观尺寸和相对距离。利用参数可以准确控制和修改所建立的三维模型,这样可以建立有效的产品数字化模型，尤其是在设计变更、系列化产品或者数据借用时，使用它非常的方便和快捷。Pro/E软件会通过自动生成相关的机械模具设计、装配指令和机床代码也能在大程度提高生产效率，Pro/E软件能够仿真和分析虚拟样机及优化设计，无需制造昂贵的实物样机，即可以虚拟方式模拟实际的作用力和运动情况，并分析机械产品在这些情况下的可能出现的问题。在设计阶段中及早洞察产品性能，从而改进产品性能，设计更好的产品。同时节省时间和成本。另外Pro/E软件支持与多种CAD工具（包括相关数据交换）和业界标准数据格式兼容利用，与PTC的其他产品一起能形成团队成员之间有效地共享数字化产品数据环境，基于产品研发体系，优化数字化产品价值链，改善企业业务流程。 Pro/E 已引发一场产品设计的革命, 完全突破了传统的设计工作模式。使用Pro/E 便于造型设计、修改, 便于计算相关参数, 便于出工程图, 更有许多独特的曲面、实体的建立方法, 让设计师因此产生更多的设计思维创意。11Pro/E 建模在“设计思维”中建立“形象脑库”方面的作用Pro/E 建模的不同方式, 是不同形体、曲面的塑造。每种建模功能有其自身的特点, 可形成有个性特点的形体系列。Pro/E 建模的各类方法所形成的形象系列, 记忆在学习者大脑中就形成“Pro/E形象素材库”, 成为设计师“形象脑库”的一部分。如拉伸实体建模, 可形成方柱、圆柱以及任何断面的柱型, 拉伸方向可任意选定; 扫描实体建模, 可形成任何轨迹的柱或管, 端面形状可为任何形状。如曲面建模中拉伸、旋转, 扫描、混成等与进一步的曲面局部偏移, 可完成大部分的形态建模。Pro/E 中实体或曲面的建模, 每一种方法都可融入设计思维中, 成为一个系列形态的构思之源, 正是设计思维的“形象脑库”。而这类设计构思, 设计师自己可很快用Pro/E 去实现。大大缩短了一般情况下构思与设计实际的距离。3.1.1 Pro/E 建模在“设计思维”之“形象创造”中的作用在产品设计的主创阶段, 须从较粗略的草图设计精确的的电脑图, 是设计思维的重要部分。使用Pro/E 软件进行产品外观形象语义设计, 用其强大的造型功能, 可设计许多一般情况下难以实现的形体与曲面, 学到许多我们难以想象的造型方法, 同时开阔了形象思维空间, 是设计师“形象创造思维与技法”的探索和积累。(1) 在设计的前段, 用Pro/E 创建产品的总体形象, 并进行推敲与修改。先用“实体的加减法”成型、推敲、修改大的形体关系。然后用“面切割实体”的方法进一加工, 方法是根据设计作出系列穿过实体的曲面, 切割实体后, 得出需要的曲面形体部分。在高级曲面的建立中, 可建立复杂的曲面。如音响的面板设计, 在整体布局确定后, 进一步进行面板的曲面设计,用FeatureCreatSurfaceAdancedV ar Sec Swp (高级变截面扫描曲面) , 创建非对称的变截面曲面, 可实现面板的丰富变化; 面板每一处的截面的曲线都不同, 处处有变化。甚至一般工程图已无法进行表达。(2) 在设计的中后阶段, 须进行细部设计。如屏幕的凸起与凹进, 按钮部分的凸起与凹进, 用Pro/E 的Tw eak 特征中O ffset 功能, 即实体区域偏移, 非常方便。设计师要综合运用Pro/E 建模方法, 如: Pro/E 的特征建立、实体的自由成型、自由加减、凸起、凹进处理、曲面的成型与对实体的自如切割、局部的凸凹、局部曲面的成型。在运用这些建模方法时, 要注意“形体创造思维与技法”的探索和积累。综合运用Pro/E 建模, 本身就是形象创造过程。3.1.2 Pro/E 建模在“设计思维”之“形象表达”中的作用学习Pro/E 是形象表达的较理想手段。用Pro/E进行产品的外形设计, 可实现较完美、有效的表达。(1) 需要输入精确的数据, 得到精确的3D 实体模型效果图, 可做任意修改。形象设计表达直观、准确、快速。可在电脑上直观看到产品的立体外观。因数据与工程实际结构设计完全一致,Pro/E 表达的是最终产品的实际形象, 所见即所得。(2) Pro/E 设计时, 可随时由3D 实体模型产生2D 工程图, 并自动标注工程图尺寸。不论在3D 实体模型或2D 工程图上修改尺寸, 二者同步改变, 非常便于工业设计师与工程师的交流。Pro/E 文件交给工程师可直接进行内部结构设计。(3) 可精确表达任何细节部分。（4) Pro/E 文件转换后( IGES 文件) , 导入3DSMAX 软件可任意加材质、色彩和灯光, 渲染出完美的效果图。(5) Pro/E 文件转换后(STL 文件) , 导入“快速成型系统”可形成实体, 或用数控机床进行实体加工。经过表面处理后,可做样机。Pro/E是最有效、快速的设计手段之一。利用Pro/E建模首先从整体研究将要建模的零件,分析其特征组成,明确不同特征之间的关系和内在联系,确定零件特征的创建顺序,在此基础上进行建模、添加工程特征等设计。通过二维平面草绘图的旋转、拉伸、扫描和混合等工具来实现三维实体模型的构建。Pro/E三维模型将线框、曲面和实体三者有机地结合起来,形成一个整体,整个建模过程是基于特征为基本单位的参数化设计过程。其中参数包括几何参数和尺寸参数。几何参数确定了实体特征基本位置的固定关系,尺寸参数决定了产品外观尺寸和相对距离。利用参数可以准确控制和修改所建立的三维模型。3.1.3 Pro/E建模的一般过程如下:(1) 建立或选取基准特征作为模型空间定位的基准:如基准面、基准轴和基准坐标系等。建立每个实体特征时,都要利用基准特征作为参照;(2) 建立基础实体特征:拉伸、旋转、扫描、混合等;(3) 建立工程特征:孔、倒角、肋、拔模等(4) 特征的修改:特征阵列、特征复制等编辑操作;(5) 添加材质和渲染处理。在这里，我们利用三维设计软件Pro/E创建减速器三维实体模型，先将参数化技术引入减速器零件三维建模设计中，再将已建立三维实体的各零件进行虚拟装配，得到所需的模型配置，检测零件间的装配干涉，检验结构的合理性。3.2 结构设计3.2.1 输入齿轮轴 为了使结构紧凑和简单，由于中心轮的齿数为10，尺寸较小，因此将齿轮和输入轴做成一个整体，即采用齿轮轴的结构，齿轮在轴的一端，另一端轴加工出方孔，用于手柄的插入。这个齿轮轴同时也是扳手的扭矩输入轴。其结构尺寸图与三维模型如图3-1:（1） 工程图（2）三维图图3-1 输入齿轮轴3.2.1中间传动轴中间轴中的中心轮也采用齿轮轴的结构，一端与轴直接做成一个整体，另一端与行星架做成一个整体；在行星轮数2的行星齿轮传动中，由于各齿轮副的啮合力呈轴线对称作用，且无径向载荷，因此不会引起沿齿宽方向的载荷集中现象。其三维模型如图3-2：图3-2 中间传动轴三维图3.2.2行星轮与行星架从结构紧凑简单的角度出发：设计出的中间传动结构，其三维模型如图3-3：图3-3 中间传动结构(1)行星轮行星轮加工出内孔，以便与心轴配合。这种带有内孔的行星轮结构，可以保证在一个支承和支承组件的安装方便和定位准确。其具体结构尺寸和三维模型如图3-4： （1） （2） 图3-4 行星齿轮（2）行星架行星架是行星齿轮传动中一个很重要的构件，二个行星轮的心轴均布安装在行星架上。行星架通过二个行星齿轮与内齿圈的啮合浮动支承，省掉了轴承的支撑。其具体结构与尺寸如图3-5：图3-5 行星架3.2.3输出端通过第二级的行星架与输出轴焊接在一起，轴的另一端加工成方轴，这样以便于螺母套套在轴上，更好地松紧和紧固螺栓。从而达到结构紧凑的效果。其具体结构尺寸和三维模型如图3-6：（1）（2）图3-6 输出端3.2.4内齿轮的设计为了减小总体结构的径向尺寸，以使结构紧凑和避免采用紧固件，将中心轮与外壳做成一体。由于外壳由反力臂支爪周向固定而不会旋转，因此可以省去中心轮的支承结构。其具体结构尺寸与三维模型如图3-7：（1）（2）图3-7 内齿轮32.5 支杆的设计支杆承受了全部扭矩，为了使支杆各部分载荷分布均匀，支杆做成回转体型，其具体结构尺寸三维模型如图3-8：（1）（2）图3-8 支杆3.2.6螺帽的设计螺帽主要承受切应力，采用ZG40Cr1材料，选取M8的螺纹直径！其具体结构尺寸与三维模型如图3-9：（1）（2）图3-9 螺帽3.2.7手柄的设计由于手柄是人输入扭矩的渠道，而输入的扭矩有很小，因此对它的要求比较低。另外由于选的材料是硬度强度很大的ZG40Cr1，其中间杆选用直径为10，长度为150。完全满足要求。其三维模型如图3-10：图3-103.2.8 扳手的三维模型所设计的扳手的三维模型图和分解图分别如图3-11和图3-12图3-11图3-124 结 论通过这次行星齿轮的设计，不仅让我把四年大学学的知识系统的复习了一下，还加强了各知识点间的联系与应用；明白了设计流程，深刻体会到在做设计时，要具有严谨的思维和不畏难的意识；本文主要是两串联2K-H型行星轮系的设计与校核，计算两级中主要参数，确定主要零件的各部位的尺寸。通过对每个零件的建模再进行组装。对比传统的减速器的设计有很大的不同， 计算方式不一样、安装方式不一样、要求精度不一样等。行星行星齿轮的安装复杂与严格，特别是中心距的安装要求，本文采用的事变位行星轮系有利于降低安装要求。在设计中，同时由于本人能力和经验有限，在设计过程中难免会犯很多错误，也可能有许多不切实际的地方，我觉得设计行星轮系传动系统的工艺要求很高，特别是齿轮的加工与装配。致 谢通过近一个学期的忙碌，我的毕业设计已经接近尾声，由于是第一次真正意义上的做设计，我遇到了很多困难；很多方面由于知识跨度较大，我的设计方面的基础显得很欠缺，有时候竟不知道如何下手。而这时导师给了我很大的帮助和指导，同时在细节上都为我考虑得很周到，论文能够完成，首先要感谢的是我的指导老师陈兴强老师。陈老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，都给予了我悉心的指导。我的设计分析较为复杂烦琐，而陈老师的指导让我少走了很多弯道。在此我表示非常感谢！非常敬佩陈老师的专业水平和对学生的亲切热情！将积极影响我今后的学习和工作同时，我还要感谢的是在大学期间给我授过课的老师，正是他们出色的工作使我掌握了较为扎实的基础知识，在本课题的设计中我多次得益于大学阶段的学习。本文所引用文献的作者也给我了很大的帮助，正是他们做在前面的工作使我在做这个课题的时候有很多资料可以借鉴，有很多前人的方法可以参考，他们的工作大大的丰富了我的思路，给我了很多有益的启示。最后感谢我的母校蚌埠学院四年来对我的栽培与教育。 谢谢！ 致谢参 考 文 献1 孙桓，陈作模，葛文杰. 机械原理第七版.北京:高等教育出版社,2007.12.2 濮良贵，纪名刚. 机械设计第八版.北京:高等教育出版社,2008.4.3 钱可强 机械制图第二版.北京: 高等教育出版社,2007.5.4 张春林，曲继芳.机械创新设计M.北京:高等教育出版社,2008.4.5 机械设计手册编委会.机械设计手册新版第三卷.北京:机械工业出版社,2004.9.6 齿轮手册编委会.齿轮手册(上,下册)第2版.北京:机械工业出版社,2002.5.7 Pro/E模具设计实例M. 北京:电子工业出版社,2008.8 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 使用教程. 北京:清华大学出版社,2008.9 先进制造技术. 北京:机械工业出版社,2007.10 行星齿轮传动设计. 化学工业出版社,2003. 附件：大学本科生毕业论文(设计)规范一、毕业论文（设计）格式规范一份完整的毕业论文（设计）材料一般应包括下列内容：（一）题目；（二）目录；（三）论文主体（包括中英文摘要及关键词；正文；致谢；参考文献等）；（四）附录。具体分述如下： （一）题目题目应力求简短、精确、有概括性，直接反映毕业论文（设计）的中心内容和学科特点。题目一般不超过20个汉字，如确有必要，可用副标题作补充。（二）目录毕业论文（设计）必须按其结构顺序编写目录，要求层次分明，体现文章展开的步骤和作者思路。目录格式是论文的结构层次，反映作者的逻辑思维能力，所用格式应全文统一，每一层次下的正文必须另起一行。目录独立成页，以章、节、小节来编排。(三) 论文主体1、中英文摘要及关键词摘要一般不分段，不用图表，以精炼的文字对毕业论文（设计）的内容、观点、方法、成果和结论进行高度概括，具有独立性和自含性，自成一篇短文，具有报导作用。中文摘要一般以200-300个字为宜。关键词是反映毕业论文（设计）内容主题的词或词组，一般35个。其中英文摘要与中文摘要基本对应，英文关键词之间用分号分开，最后一个关键词后不加任何标点。2、正文包括引言、正文、结论等部分。（1）引言引言也称前言、导论、导言、绪言、绪论等。它的作用是向读者初步介绍文章的背景和内容，通常包括以下几个方面：为什么写这篇文章，要解决什么问题；论文的主要观点；与课题相关的历史回顾；写作资料的来源、性质及其运用情况，论文的规划和简要内容；研究中的新发现；课题的意义等。（2）正文正文是论文的核心部分，是作者学术理论水平和创造性工作的综合体现，是作者运用掌握的材料与方法进行论证、得出结论的部分，其任务是分析问题和解决问题。根据不同论文研究的课题性质、研究方法的不同，理论型、实验型和描述型论文的正文格式和写法不尽相同，但他们的要求是一致的。即：主题明确：全文围绕主题展开讨论，不离题；论证充分：有观点、有思路、有材料、有说服力；结论清楚：研究导出的结论不含糊、易理解；逻辑严密：文字精炼流畅、条理清晰。（3）结论结论是论文要点的回顾和提高，是整个研究过程的结晶，是全篇论文的精髓。结论中应对本篇论文解决了什么问题，得出了什么规律，存在什么问题给出明确的回答。撰写结论时，要注意精炼准确、总结提高、前后呼应。3、致谢（无必要时可省略）以精练的文字，对在毕业论文（设计）工作中直接给予指导、帮助的人员表示谢意，言辞恳切，实事求是。4、参考文献毕业论文（设计）须在论文的最后列出参考文献。参考文献应以公开发表过的、作者真正阅读过的、与论文密切相关的或直接引用的为限，未发表过的论文、试验报告、内部资料等不宜列入。参考文献的列写必须严格按照毕业论文（设计）中引用的先后顺序依次列写。参考文献的列写格式，详见“毕业论文（设计）的书写规范与打印要求”。(四)附录（无附录时可省略）凡不宜收入正文中的、又有价值的内容可编入毕业论文的附录中。如：大号的设计图纸；篇幅较大的计算机程序（但以研究软件程序为主的毕业论文题目，其程序可作为正文的一部分）；过长的公式推演过程。其它内容如译文及原文、专题调研报告、文献综述等可另行装订成册。二、毕业论文（设计）的书写规范与打印要求（一）书写规范1、 引用有关政策、方针性内容务必正确无误，不得泄漏国家和单位机密。2、使用普通语体文写作，体例统一，文句通顺，无语法错误，简化字符合规范，标点符号使用正确，符号的上下角标和数码要写清楚且位置准确。3、采用中华人民共和国国家标准（GB31003102-93）规定的计量单位和符号，单位用正体，符号用斜体。4、使用外文缩写代替一术语时，首次出现的，应用括号注明其含义，如CPU(Central Processing Unit,中央处理器)。5、国内工厂、机关、单位的名称等应使用全名，如不得把“大学”简写成“衡阳师院”或“衡师院”。6、公式应另起一行并居中书写，一行写不完的长公式，最好在等号处或在运算符号处转行。公式编号用圆括号括起，示于公式所在行的行末右端。公式编序可以全文统一，依前后次序编排，也可以分章节编排，但二者不能混用。文中公式、表格、图的编排应统一。7、文中引用某一公式时，应写成：“由式（5）可知”。8、文中表格可以全文统一编序，也可以逐章独立排序，表序必须连续。文中引用表格时，“表”在前，序号在后，如：“见表8”。 表格格式可采用三线表，表格的名称和编号应居中，并位于表格上方，表序在前，表名在后，其中空一格，表名末不加标点符号。如： 9、文中插图都应有名称和序号，可以全文统一编序，也可以逐章独立排序，图序必须连续。文中引用插图时，“图”在前，序号在后，如：“见图12”。图的名称和编号应居中并写于图的下方，图序在前，图名在后，其中空一格，末尾不加标点。如： 插图应用Word文档绘制，或用CAD绘制后插入，不得用铅笔、钢笔、圆珠笔等绘制（特殊情况除外）。10、“正文”中如对某一术语或情况需加解释而又不宜写入正文时，应在此“术语”或“情况”后引入注释符号，置于右上角，有多个注释时，应依次编号，如：、。11、参考文献的书写格式：参考文献采用宋体5号字。正文引用参考文献依次编序，其序号用方括号括起上标注出。如“效率可提高25%2”,表示此结果援引自文献2。各类参考文献的编排格式及示例如下：a. 专著、论文集、学位论文、报告序号作者.文献题名文献类型标识.出版地:出版者,出版年.起止页码.1刘国钧,陈绍业,王凤翥.图书馆目录M.北京:高等教育出版社,1957,15-18.2辛