毕业设计（论文）-60KTYZ齿轮减速可逆永磁同步电动机CAD应用设计.doc

沙洲职业工学院毕业设计（论文）目 录第1章概论 (1)第1.1节60ktyz单相可逆永磁同步电动机简介 (1)第1.2节应用软件简介(2)第2章 60ktyz齿轮减速可逆永磁同步电动机实体造型 (5)第2.1节线圈轴prt 0007的实体造型 (5)第2.2节 壳体prt 0016的造型(8)第2.3节 米齿（公）prt 0008的实体造型 (9)第2.4节 米齿（母）prt 0017的实体造型(11)第2.5节 磁钢+塞头 prt 0015的实体造型(12)第2.6节 出轴 prt 0018的实体造型(12)第2.7节 五孔板 prt 0005的实体造型 (14)第2.8节 盖板 prt 0010的实体造型(14)第2.9节 四爪垫片 prt 0006的实体造型(15)第2.10节 铜帽 prt 0013的实体造型(17)第2.11节 卡环 prt 0012的实体造型(17)第3章 60ktyz齿轮减速可逆永磁同步电动机装配模拟 (18)第4章 设计总结 (24)参考文献 .(26)致谢 (27)第1章概论第1.1节60ktyz单相可逆永磁同步电动机简介 图1 图260ktyz单相永磁同步电动机是一种带有齿轮减速器的小型交流可逆同步电动机（如图1和图2所示）。它具有体积小、重量轻、噪声低、寿命长、运行平稳、可双向控制、输出力矩大、堵转能力强等优点。因此，广泛用于仪器仪表、自动化控制、过胶机、麻将台、舞台灯光、广告展览器材、监视器、云台、各种阀门、医用仪器、科研设施、体育器具、窗帘自动控制、柔巾机、自动调压，大楼水电控制系统等等场合。(1)齿轮电机命名方法介绍： 60ktyz1-220-100/30f ,60电机外径, ktyz单相可逆永磁同步电动机 ,1电机偏心出轴（2电机中心出轴）, 220电机额定电压（v） ,100电机出轴转速, 30齿轮箱齿数比 ,f方形齿轮箱（圆形齿轮箱不加注）(2)常用电机技术指示： 额定电压 (伏 )220 ;额定频率(赫兹 )50/60 ;输出功率 (瓦 )14; 绝缘等级 (级) e ;注：额定电压(24,100,110,120,220v),出轴转速,相应力矩和出轴长度和直径形状,可按用户要求定制(3)使用注意事项 a. 按正确的方法接线 b. 电机不宜长时间空载运行或超负荷低速运行及堵转，以免温升过高 c. 电机测速机引出线不可用力拖拉，以免拉断内部线圈 d. 已装配好的齿轮减速器不要随便拆装，以免灰尘进去或齿轮啮合不好产生噪音 e. 电机和齿轮减速器的出轴与负载连接时不能重力敲打、挤压，以免造成内部变形走 位，产生严重噪声或卡死现象.额定电压ratetvoltoge 型号type 出轴转速out put speedcy/min 357.5101521305060100220va1输出力矩out put torque(kg/cm)31262016107.5532.51.5b140372721141174.23.52512.58542.5220va45372721141174.23.52b40554131211510653c456048402619147.56.83.5额定频率rated frequen cy(hz)50/60输入功率in put pow er(w)14工作电流current (ma)45绝缘等级insu iation scale (grand)e旋转方向ratation dipection 双向可控dual directian contral工作电压可根据用户要求变动(12-220v)operation voltage with usevs demand (12-220v)（4）质量：腾飞生存之根本-唯有不断改善制造的质量及提高本身的能力才能保持企业鲜活的生命力。 客户：腾飞发展之动力-唯有不断的关心客户之需求及了解市场的动向，时时以客户满意为服务目的，才能创造企业永续的生机。（5）技术数据technical data 注：出轴的长度及直径可根据用户要求制作第1.2节应用软件简介本毕业设计将会用到三维几何造型软件是pro-e。pro-engineer是ptc公司（parametric technology corporation）的产品，它备有了统一的数据库，并有较强的参数化设计，组装管理，生成加工过程及刀具轨迹等功能，自1988年问世以来，10年间已成为全世界及中国地区最普及的3d cad/cam 系统。pro-e在今日俨然成为世界3d cad/cam系统的标准软件，广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽机车、航天、家电、玩具等行业。该软件是目前最普及的计算机辅助设计（computer-aided desingn；cad）/计算机辅助制造（computer-aided manufacturing； cam）系统。pro-e可谓是个全方位的3d产品开发软件，集合了零件设计、产品组合、模具开发、nc加工、钣金件设计、铸造件设计、造型设计、逆向工程、自动量测、机构仿真、应力分析、产品数据库管理等功能于一体。pro-e共有21个模块，本次设计主要涉及参数化功能设计定义实体零件。pro-e是一种参数式设计软件，它是将零件尺寸的设计用参数来描述，并在设计修改时通过修改参数的数值来更改零件的外型。其设计特征是：（一）3d实体模型（solid model）-其补足传统面机构、线结构的不足，用户在产品设计过程中可随时进行参数设计。（二）单一数据库（single database）-它可随时由3d实体模型产生2d工程图，而且自动标注工程尺寸。不论3d还是在2d工程图上作尺寸修正，其相关的2d，3d及组合、制造等相关设计也会自动修改，确保了数据的正确性。（三）以特征作为设计单位（feature_base design）-pro-e以孔（hole）、开槽（slot）、圆角（round）等零件基本特征为设计单位，并可进行合理的顺序调整（reorder）、插入（insert）等动作。（四）参数式设计（parametric design）-用户可运用强大的数学运算方式，建立各尺寸参数间的关系式（relation），使模型自动计算出应有的外形。 利用pro-e三维实体造型的过程其实与制造过程相似，首先得建立立体雏形（即要有粗胚材料），然后才能建立其他特征。对于粗胚建立方式主要有extrude、revolve、sweep及blend等工具。（1） 拉伸：完成剖面后沿着垂直方向长出体积。（2） 旋转：将剖面绕着一中心线旋转，转出一实体；注：用旋转成形时，需有旋转轴及剖面相对于此轴的参数；若剖面有两条以上中心线，则以第一条中心线为旋转轴，且剖面所在元素在旋转轴一侧。（3） 扫描：将剖面沿一轨道扫出一实体，此轨迹可看作特征外形线；（4） 混成：则是将多个剖面连成一实体。注：各剖面的起点应一致；剖面的线段数应相等，对于数量较少者用i截断。 在建立完雏形特征后，即可进行设计特征的建立。对于形状规则特征（如直空，round，chamfer，shell），只需选择其放置部位、位置，指定相关数值；而不规则特征（sketch feature）需绘制出其二维剖面（如异形孔，shaft，slot，cut，rib等），此外p也有复制特征功能，如pattern，copy等。ptc 产品开发系统的关键组件 与 windchill 和 arbortext 紧密集成 ，与各种 cad 工具兼容，包含相关数据的交换和业界标准的数据格式。可靠的 cam 和 cae 功能完整的模具和制造、结构、热学、疲劳和动力学仿真是一整套设计功能。覆盖概念和工业设计、自由形状曲面设计、生产细化、框架设计、示意图和 3d 布线系统 3d 绘图 pro/engineer wildfire 野火版 2.0 允许通过按照 asme/iso 标准获取 2d 注释来创建 3d 绘图。 这减少了对完全文档化的绘图的需求，同时改善了与生产/检查人员的沟通. 命令 熟悉的命令和按键组合（如复制、粘贴和撤消），以及可简化建模任务的引导性用户界面直接增强了 pro/engineer wildfire 野火版 2.0 的实用性。 支持的 cad 格式 pro/engineer wildfire 野火版 2.0 现在支持所有主要的 cad 格式（包括 i-deas 导入），提供了无与伦比的互操作性。 而且，ptc 获得专利的 associative topology bus 提供了与 ug 和 catia 交换相关数据的能力. 模型质量 由于模型质量与产品质量之间有着无法分割的联系，因此，pro/engineer wildfire 野火版 2.0 包含了多种易于管理的工具，用于遵守标准、进行设计质量检查和进行诊断，以引导用户解决有问题的几何图形。 设计会议 利用 pro/engineer wildfire 野火版 2.0 的设计会议功能，任何团队成员（即使是非 pro/engineer 用户）无论在哪里都能参加实时、安全和对等的设计会议。第2章 60ktyz齿轮减速可逆永磁同步电动机实体造型第2.1节 线圈轴prt 0007的实体造型线圈轴的prt 0007实体造型如图所示，其制作过程如下1.创建零件 打开pro-e窗口，点击主菜单新建，在打开的窗口中选择零件，如图：2.将使用缺省模板前方框内打勾去掉，点击确定，显示如图所示，将模板一栏选择mmns_part_solid3.点击确定，显示如图所示的初始页面4.点击右下端旋转按扭，选择位置草绘，进入草绘对话框，旋转360度，得到一实体5.对造型的内部边缘进行倒圆角操作，选择d*d，d=1 如图所示：6.新建一平面dtm1，以front为参照向实体外平移1的距离7.选择右下脚的拉伸按扭，以dtm1作为草绘平面进行草绘8.向实体里面进行拉伸张材料操作，选择拉伸至下一截面9.选择拉伸的实体进行阵列操作，阵列参照选择中心轴线a-2，阵列个数为8，阵列角度360/8，点击确定，得到如图所示的阵列效果10.新建平面dtm2：以front面作为参照，向下平移6.75，在实体的中间建立一平面11.以dtm2为镜像平面，对阵列部分进行镜像操作12.将镜像过来的部分沿中心轴线旋转一定角度：点击编辑-特征操作，打开菜单管理器，选择复制移动完成，选取阵列对象完成。选择旋转曲线/边/轴，选取中心轴a-2正向输入旋转角度360/8/2，打勾，完成移动完成确定，再生完成，将镜像过来的 部分隐含13.操作完毕之后，以dtm2为草绘平面进行拉伸操作，去除材料，将一侧边缘打两个小孔，以便线头从小孔中穿出经过以上各步骤，线圈轴造型完成，效果图第2.2节 壳体prt 0016的造型如图所示为壳体的完整造型，下面我介绍其制作过程：1.创建零件：打开pro-e窗口，点击主菜单新建，在打开的窗口中选择零件2.将使用缺省模板前方框内打勾去掉，点击确定，将模板一栏选择mmns_part_solid模式，点击确定，显示pro/e的初始页面3.点击右下端旋转按扭，选择位置草绘，进入草绘对话框，进行草绘设置，旋转360度得到一实体4.以front面为参照，对其进行拉伸操作，得到上方矩形部分5.以中心平面right面为草绘平面，对其进行拉伸操作，去处材料，得到两个小孔及矩形框，此矩形框用来将线圈导线引出6.再次以right面为草绘平面，对其进行拉伸操作，草绘如下图所示去处材料，切出上端槽口，再以right面为镜像平面，对其镜像，使其两端都有切口以壳体内底端平面为草绘平面，进行拉伸操作，长材料得到中间轴7.对壳体的边缘进行必要的倒圆角操作，实体绘制完毕，如图所示：第2.3节 米齿（公）prt 0008的实体造型米齿（公）的造型，其制作过程如下：1.创建零件：打开pro-e窗口，点击主菜单新建，在打开的窗口中选择零件2.将使用缺省模板前方框内打勾去掉，点击确定，将模板一栏选择mmns_part_solid模式，点击确定，显示pro/e的初始页面3.点击右下角拉伸按扭，选择位置草绘，进入草绘对话框，进行草绘设置，拉伸一定距离得到一实体4.以其向上一面作为草绘平面，对其进行拉伸操作，向上拉伸一段距离，拉伸后如图所示5.经过中心线做一个与拉伸体平行的平面dtm1，以dtm1作为草绘平面进行草绘，将拉伸出的实体进行去处材料的操作， 6.将第4、5步的操作选中，点击右键，选择组命令，将其合并为一个组7.对组进行阵列操作，选择中心轴作为阵列参照，阵列角度45度，阵列个数为8个，8.选择边缘小孔对面进行操作，旋转出一圆形突出部分，再选择旋转去处材料，将其底部去处一圆形部分，以便装配时能够恰好配合，限制其水平的自由度9.对实体进行必要的倒圆角操作，实体绘制完毕，如图所示：第2.4节 米齿（母）prt 0017的实体造型米齿（母）的造型如图所示其制作过程如下其制作过程和米齿（公）prt0008相同，只要除去两边小孔和突出部分的操作即可，在此就不做详细的操作说明。第2.5节 磁钢+塞头 prt 0015的实体造型磁钢和塞头是两个不同的部件，磁钢的材料为磁性物质，而塞头是特殊塑料制品，为了能够便于组装的模拟，现将其作为一体来进行模拟，另塞头上部为齿轮，由于本人能力有限，在操作过程中虽能够造型，但装配过程中又出现差错，所以将其忽略，特此说明。磁钢+塞头的造型，其制作过程如下：1.创建零件：打开pro-e窗口，点击主菜单新建，在打开的窗口中选择零件2.将使用缺省模板前方框内打勾去掉，点击确定，将模板一栏选择mmns_part_solid模式，点击确定，显示pro/e的初始页面3.点击右下角旋转按扭，选择位置草绘，进入草绘对话框，进行草绘设置，旋转360度得到一实体的基本框架4.选择实体顶部进行拉伸操作，选择去处材料，切通，在实体的中心作出一条直径为3的孔实体制作完毕，效果如图所示：第2.6节 出轴 prt 0018的实体造型出轴中部突出部分为齿轮，由于本人能力有限，在操作过程中虽能够造型，但装配过程中又出现差错，所以将其忽略，特此说明。出轴的造型，其制作过程如下：1.创建零件：打开pro-e窗口，点击主菜单新建，在打开的窗口中选择零件2.将使用缺省模板前方框内打勾去掉，点击确定，将模板一栏选择mmns_part_solid模式，点击确定，显示pro/e的初始页面3.点击右下角旋转按扭，选择位置草绘，进入草绘对话框，进行草绘设置，旋转360度得到一实体基本框架4.以right面为参照，向外面平移5的距离，做一平面dtm1，以dtm1为草绘平面在实体上部打一直径为3的小孔5.以顶面为草绘平面，对实体进行拉伸操作，去处材料，切掉一块实体，这样做的目的是为了使出轴能够较好的固定在需要安装的部件上6.对实体进行必要的倒圆角操作，实体绘制完毕，如图所示：第2.7节 五孔板 prt 0005的实体造型五孔板的造型，其制作过程如下：1.创建零件：打开pro-e窗口，点击主菜单新建，在打开的窗口中选择零件2.将使用缺省模板前方框内打勾去掉，点击确定，将模板一栏选择mmns_part_solid模式，点击确定，显示pro/e的初始页面3.点击右下角拉伸按扭，选择位置草绘，进入草绘对话框，进行草绘设置，拉伸得到一实体，基本框架（无外围的四个缺口）4.以实体的任意面为草绘面，对其进行拉伸操作，去处材料，切出四周的缺口实体制作完毕，效果如图所示：第2.8节 盖板 prt 0010的实体造型盖板的造型，其制作过程如下：1.创建零件：打开pro-e窗口，点击主菜单新建，在打开的窗口中选择零件2.将使用缺省模板前方框内打勾去掉，点击确定，将模板一栏选择mmns_part_solid模式，点击确定，显示pro/e的初始页面3.点击右下角拉伸按扭，选择位置草绘，进入草绘对话框，进行草绘设置，拉伸得到一实体，如图5-1的主体基本框架4.以right面作为草绘平面，选择拉伸操作，向外长5.5的材料5.以另一面为草绘平面，选择拉伸操作，向外长1的材料实体制作完毕，效果如图所示：第2.9节 四爪垫片 prt 0006的实体造型四爪垫片的造型，其制作过程如下：1.创建零件：打开pro-e窗口，点击主菜单新建，在打开的窗口中选择零件2.将使用缺省模板前方框内打勾去掉，点击确定，将模板一栏选择mmns_part_solid模式，点击确定，显示pro/e的初始页面3.点击右下角拉伸按扭，选择位置草绘，进入草绘对话框，进行草绘设置，拉伸得到一实体，底部框架（不包括四个缺口）4.以实体的任意面为草绘面，对其进行拉伸操作，去处材料，切出四周的缺口 注意：四个缺口中有三个是相同的，有一个缺口比其他的三个要窄5. 以实体的任意面为草绘面，对其进行拉伸操作，长材料，长出一个实体6. 经过中心线做一个与拉伸体平行的平面dtm1，以dtm1作为草绘平面进行草绘，将拉伸出的实体进行去处材料的操作7.将第5、6步的操作选中，点击右键，选择组命令，将其合并为一个组8.对组进行阵列操作，选择中心轴作为阵列参照，阵列角度90度，阵列个数为4个9.对四个爪之中缺口比较窄的那个进行拉伸去处材料操作，按照尺寸去处一块材料10.将四爪向上的面选中，对起进行拉伸长材料操作，分别长出两个圆柱体实体制作完毕，效果如图所示： 第2.10节 铜帽 prt 0013的实体造型铜帽的造型，其制作过程如下：1.创建零件：打开pro-e窗口，点击主菜单新建，在打开的窗口中选择零件2.将使用缺省模板前方框内打勾去掉，点击确定，将模板一栏选择mmns_part_solid模式，点击确定，显示pro/e的初始页面3.点击右下角旋转按扭，选择位置草绘，进入草绘对话框，按照测量尺寸进行草绘设置，旋转360度得到一实体如图实体，实体制作完毕第2.11节 卡环 prt 0012的实体造型卡环的造型，其制作过程如下：1.创建零件：打开pro-e窗口，点击主菜单新建，在打开的窗口中选择零件2.将使用缺省模板前方框内打勾去掉，点击确定，将模板一栏选择mmns_part_solid模式，点击确定，显示pro/e的初始页面3.点击右下角拉伸按扭，选择位置草绘，进入草绘对话框，按照测量尺寸进行草绘设置，旋转360度得到一实体的实体，实体制作完毕第3章 60ktyz齿轮减速可逆永磁同步电动机装配模拟1. 将一对米齿分别装在线圈的两边，米齿的齿隙卡住线圈的突起部分，以限制其水平方向的自由度。公的米齿的缺口部分要对准线圈有小孔的方向，线圈的外接线从小孔中穿出，从缺口处拉出如图所示：2. 如图所示：将两个第一步接好的线圈和米齿放在一起将公的米齿对面放，米齿突出部分对准另一个米齿的圆形缺口，两个相互搭配，以限制其水平方向的自由度，米齿外圆的缺口对在一起，将四根接线拉出，接线用不同的颜色外皮，以便于区分3. 如图所示： 将第二步装好的部分放入电机的壳体中 有缺口的部分对准壳体的矩形孔 将线圈的四根接出线从矩形口中拉出，用以接接线柱以及电容4. 如图所示：将磁钢+塞头装如壳体中，米齿与线圈组合正好将其包住5. 如图所示：将四爪垫片放入壳体中，四只爪向上四只爪分别装在壳体上侧边缘的四个小孔方向注：步骤之间应当装上一套两只的齿轮组合6. 如图所示：将五孔板装入电机壳体内五孔板的四个缺口对准四爪垫片的四个爪上外围对准四爪垫片的第一道阶梯上7. 如图所示：将小铜帽装在五孔板的中心孔上，小端向下，五孔板的上端面与铜帽的中间卡口相匹配，中心轴线对齐8. 如图所示：将出轴装入，出轴的下端插入小铜帽中中心轴线对齐9. 如图所示：将盖板装到出轴上,盖板两侧突出部分卡在电机壳体两侧的豁口处盖板上的小孔对准四爪垫片突出的长的小圆柱体上,圆柱体从其中穿过,未露出10. 如图所示：将卡环装入壳体中,卡环具有一定的弹性,在实际安装过程中,用尖嘴钳将两个小孔夹紧，使其直径变小，再将其放入,放好位置后松开尖嘴钳以上组装完成后，在装上外部的接线柱和电容即可电机装配完毕。效果图如上图所示。第4章 设计总结本人毕业设计课题是：60ktyz齿轮减速可逆永磁同步电动机应用设计，刚一开始我选择这个题目时，并不以为然，只是以为用pro-e软件造型不是很难。在做在过程中才发现中间有很多的难题，不管是制图还是机械方面的知识都又学习了一遍。在实际测绘和造型当中，反映了很多问提，例如，本电机的造型实际上应该用扳金件造型，但是由于我们学习的主要是实体的造型，对于扳金件的造型并不熟悉，为了能够更好的反映电机的面貌以及装配过程，我把它用实体进行造型。另外，在实际造型过程中，遇到了一些齿轮的测绘，本人查阅了相关书籍以及软件造型的方法，但由于其模数较小，且不是标准齿轮，一些具体的参数不是很清楚，故造型出的齿轮与实际的存在一定的误差，在装配时，由于装配的尺寸是严格控制好的，所以齿轮的误差造成了其装配时的不合适，故在造型以及装配过程将其省略，特此说明一下。另外，在装配过程中省略了一些小垫圈、小垫片的装配。张家港市腾飞微电机有限公司的微型电机组装已经发展的相当成熟，所以这方面的实际经验是相当多的，我通过实践理解了其装配的过程以及其工作原理，学习到了宝贵的实践经验，但是由于其只负责装配并不涉及生产，故一些尺寸、参数等不能具体确定，只能通过实际测绘以及查阅相关资料以及执行标准等来获取信息，但这些都是可以克服的，也是对我的能力的挑战。本人通过阅读大量国内外资料，并对公司实际工作的学习，并结合其它方面的数据，对60ktyz齿轮减速可逆永磁同步电动机进行了应用设计，60ktyz齿轮减速可逆永磁同步电动机的组成见上文的详细叙述。 大学的最后一项任务毕业设计即将拉下帷幕，还记得刚开始的我对本毕业设计一无所知，对这课题一片茫然，觉得和以前的课程设计一点也没有衔接，总之，就是觉得无从下手。但是，在毕业设计过程中，通过林老师的悉心指导以及其他相关老师的辅导和查阅各种资料，终于圆满完成了任务。通过本次的毕业设计，学会综合运用所学基础理论、基本知识和基本技能，特别是综合运用二维、三维实体造