二级圆柱齿轮减速器的设计与仿真

毕业设计二级圆柱齿轮减速器的设计与仿真125011339王志伟机械工程系学生姓名： 学号： 系 部： 刘申全机械设计制造及其自动化专 业： 指导教师： 二零一四年 六 月诚信声明 本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目：二级圆柱齿轮减速器的设计与仿真系部： 机械工程系 专业： 机械设计制造及其自动化 学号：125011339 学生：王志伟 指导教师（含职称）： 刘申全（副教授） 专业负责人： 田静 1设计的主要任务及目标根据设计参数完成二级减速器的设计及图纸绘制；根据设计参数完成减速器仿真模型的建立及仿真零件装配。2设计的基本要求和内容完成二级减速器设计并撰写设计说明书一份；完成所设计零件的零件图及装配图一套；完成仿真模型一份。3.设计的参数滚筒的功率2.97kw滚筒转速度19 r/min4主要参考文献.1机械设计课程设计，高等教育出版社，周元康 林昌华 张海兵 主编，修订版2机械设计标准手册.吉林：吉林科技出版社，吴延本，刘世华，1996.73机械设计（第八版），高等教育出版社，邱宣怀主编，5进度安排毕业设计各阶段名称起 止 日 期1开题准备2013.12.152014.3.012完成二级减速器设计2014.3.012014.4.153完成仿真模型建立及装配2014.4.162014.5.154完成图纸绘制及说明书撰写2014.5.162014.6.105提交设计，答辩2014.6.112014.6.20二级直齿圆柱齿轮减速器摘要：本设计简述了齿轮减速器的动力传递装置二级直齿圆柱齿轮减速器的设计过程。首先进行了传动方案的确定，选择齿轮减速器作为传动装置然后进行齿轮减速器的设计计算包括（选择电动机、确定传动装置的总传动比和分配传动比、计算传动装置的运动和动力参数、设计V带和带轮、齿轮设计、减速器机体结构、轴的设计、高速轴大齿轮的设计、联轴器的选择、润滑方式的确定）等内容。 运用Pro/E、AUTOCAD等软件实现了二维、三维绘图，通过该软件的三维设计功能优化设计方案，实现减速器的运动仿真并完成减速器的模拟设计。 关键词：齿轮设计，减速器，Pro/E，仿真Two-stage straight tooth cylindrical gear reducerAbstract: The design of the belt conveyor power transfer device - two straight tooth cylindrical gear reducer design process. Firstly, the transmission scheme, selection of gear reducer as the driving device and gear reducer design calculation including ( Select motor, determining the total transmission ratio gearing anddistribution of transmission ratio, calculate the kinematic and dynamicparameters, design of gearing design of v-belts and pulleys, gears, gear reducer body construction, design of shafts, high-speed shaft main geardesign, determination of the coupling selection, lubrication ) etc. Using PROE,CAXA, AUTOCAD and other software to achieve the two-dimensional, three-dimensional graphics, through the software of three-dimensional design function optimization design of gear reducer, the motion simulation and simulation design of reducer. Key words: Gear design，reducer，Pro/E，simulation目 录1 绪论12 传动装置总体设计23 设计计算过程及说明33.1 选择电动机33.1.1 计算电机所需功率33.1.2 确定电机转速33.2 确定传动装置的总传动比和分配传动比43.3 计算传动装置的运动和动力参数43.3.1 各轴转速53.3.2 各轴输入功率53.3.3 各轴输入转矩53.4 设计V带和带轮63.4.1 设计V带63.5 齿轮的设计83.5.1 高速级大小齿轮的设计83.5.2 低速级大小齿轮的设计93.6 减速器机体结构尺寸如表103.7 轴的设计113.7.1 高速轴设计113.7.2 校核该轴和轴承123.7.3 轴承寿命校核143.7.4 弯矩及轴的受力分析图143.7.5 键的设计与校核153.7.6 从动轴的设计193.8 高速轴大齿轮的设计233.9 联轴器的选择243.10 润滑方式的确定244 零部件的仿真设计254.1 轴的设计254.1.1 轴模型的创建254.2 高速级大齿轮模型的创建284.2.1 输入基本参数和关系式284.2.2 创建齿轮基本圆304.2.3 创建渐开线314.2.4 镜像渐开线334.2.5 拉伸齿根圆384.2.6 创建齿形414.2.7 齿的复制与阵列424.2.8 创建腹板式齿轮结构434.2.9 完成齿轮的创建495 零部件的装配515.1 轴与键的装配515.2 齿轮的装配525.3 轴与垫圈的装配535.4 轴与挡油环的装配555.5 轴与轴承的装配565.6 轴的另一端挡油环与轴承的装配585.7 总装配图及其中的注意方面58总 结60致 谢61参考文献62I太原工业学院毕业设计1绪论齿轮减速器的发展趋势随着我国市场经济的推进,“九五”期间,齿轮行业的专业化生产水平有了明显提高,如一汽、二汽等大型企业集团的齿轮变速箱厂、车轿厂,通过企业改组、改制,改为相对独立的专业厂,参与市场竞争;随着军工转民用,农机齿轮企业转加工非农用齿轮产品,调整了企业产品结构;私有企业的崛起,中外合资企业的涌现,齿轮行业的整体结构得到优化,行业实力增强,技术进步加快。近十几年来,计算机技术、信息技术、自动化技术在机械制造中的广泛应用,改变了制造业的传统观念和生产组织方式。一些先进的齿轮生产企业已经采用精益生产、敏捷制造、智能制造等先进技术,形成了高精度、高效率的智能化齿轮生产线和计算机网络化管理。在产品设计阶段,就同时进行工艺过程设计及安排产品整个生产周期的各配套环节。市场的快速反应大大缩短了产品投放市场的时间。零部件企业正向大型化、专业化、国际化方向发展。齿轮产品将成为国际采购、国际配套的产品。适应市场要求的新产品开发,关键工艺技术的创新竞争,产品质量竞争以及员工技术素质与创新精神,是21世纪企业竞争的焦点。在21世纪成套机械装备中,齿轮仍然是机械传动的基本部件。由于计算机技术与数控技术的发展,使得机械加工精度、加工效率大为提高,从而推动了机械传动产品多样化,整机配套的模块化、标准化,以及造型设计艺术化,使产品更加精致、美观。CNC机床和工艺技术的发展,推动了机械传动结构的飞速发展。在传动系统设计中的电子控制、液压传动,齿轮、带链的混合传动,将成为变速器设计中优化传动组合的方向。 本文围绕着减速器进行设计和仿真。0 2传动装置总体设计 1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。 2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。 3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。 其传动方案如下：3设计计算过程及说明3.1选择电动机3.1.1计算电机所需功率： 查机械设计手册：带传动效率：0.96每对轴承传动效率：0.99圆柱齿轮的传动效率：0.96联轴器的传动效率：0.993卷筒的传动效率：0.96说明：电机至工作机之间的传动装置的总效率： 3.1.2确定电机转速查机械设计手册1：取V带传动比i=24二级圆柱齿轮减速器传动比i=840所以电动机转速的可选范围是：符合这一范围的转速有：750、1000、1500、3000根据电动机所需功率和转速查手册有4种适用的电动机型号，因此有4种传动比方案如下表3.1.1：表3.1.1传动比方案方案电动机型号额定功率同步转速r/min额定转速r/min重量总传动比1Y112M-24KW3000289045Kg152.112Y112M-44KW1500144043Kg75.793Y132M1-64KW100096073Kg50.534Y160M1-84KW750720118Kg37.89综合考虑电动机和传动装置的尺寸、重量、和带传动、减速器的传动比，可见第3种方案比较合适，因此选用电动机型号为Y132M1-6，其主要参数如下：如图3.1.1和表3.1.2图3.1.1电机表3.1.2主要参数额定功率kW满载转速同步转速质量ADEFGHLAB4960100073216388010331325152803.2确定传动装置的总传动比和分配传动比注：为带轮传动比，为高速级传动比，为低速级传动比。3.3计算传动装置的运动和动力参数将传动装置各轴由高速到低速依次定为1轴、2轴、3轴、4轴依次为电机与轴1，轴1与轴2，轴2与轴3，轴3与轴4之间的传动效率。3.3.1各轴转速3.3.2各轴输入功率3.3.3各轴输入转矩运动和动力参数结果如下表3.3.1，表3.3.1运动和动力参数轴名功率P KW转矩T Nm转速r/min输入输出输入输出电动机轴3.6736.59601轴3.523.48106.9105.8314.862轴3.213.18470.3465.6683轴3.053.021591.51559.619.14轴32.971575.61512.619.13.4设计V带和带轮3.4.1设计V带确定V带型号根据=4.4, =960r/min,选择A型V带，取。查表取。为带传动的滑动率。验算带速： 带速在范围内，合适。取V带基准长度和中心距a：初步选取中心距a：，取。由机械设计手册得：查机械设计手册取。查机械设计手册计算实际中心距：。验算小带轮包角：查机械设计手册得：。求V带根数Z：查机械设计手册得：查机械设计手册由内插值法得。 EF=0.1=1.37+0.1=1.38 EF=0.08 查机械设计手册得。查机械设计手册由内插值法得。=163.0 EF=0.009=0.95+0.009=0.959则取根。求作用在带轮轴上的压力：查机械设计手册得q=0.10kg/m，故查机械设计手册得单根V带的初拉力：作用在轴上压力：。3.5齿轮的设计3.5.1高速级大小齿轮的设计材料：高速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为250HBS。高速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为220HBS。查机械设计手册得： 。查机械设计手册得： 。故 。查机械设计手册得： 。故 。按齿面接触强度设计：9级精度制造，查机械设计手册得：载荷系数，取齿宽系数 计算中心距： 考虑高速级大齿轮与低速级大齿轮相差不大取 则取 实际传动比：传动比误差：。齿宽：取高速级大齿轮： 高速级小齿轮： 验算轮齿弯曲强度：查机械设计手册得： 按最小齿宽计算： 所以安全。齿轮的圆周速度： 查机械设计手册得选用9级的的精度是合适的。3.5.2低速级大小齿轮的设计材料：低速级小齿轮选用钢调质，齿面硬度为250HBS。低速级大齿轮选用钢正火，齿面硬度为220HBS。查机械设计手册得： 。查机械设计手册得： 。故 。查机械设计手册得： 。故 。按齿面接触强度设计：9级精度制造，查机械设计手册得：载荷系数，取齿宽系数计算中心距： 查机械设计手册得： 取 则 取计算传动比误差：合适齿宽：则取 低速级大齿轮： 低速级小齿轮： 验算轮齿弯曲强度：查机械设计手册得：按最小齿宽计算：安全。齿轮的圆周速度：查机械设计手册选用9级的的精度是合适的。3.6减速器机体结构尺寸如表减速器机体结构尺寸如下表表3.6.1表3.6.1减速器机体结构尺寸名称符号计算公式结果箱座厚度10箱盖厚度9箱盖凸缘厚度12箱座凸缘厚度15箱座底凸缘厚度25地脚螺钉直径M24地脚螺钉数目查手册6轴承旁联结螺栓直径M12盖与座联结螺栓直径=（0.5 0.6）M10轴承端盖螺钉直径=（0.40.5）10视孔盖螺钉直径=（0.30.4）8定位销直径=（0.70.8）8，至外箱壁的距离查手册342218，至凸缘边缘距离查手册2816外箱壁至轴承端面距离=+（510）50大齿轮顶圆与内箱壁距离1.215齿轮端面与内箱壁距离10箱盖，箱座肋厚98.5轴承端盖外径+（55.5）120（1轴）125（2轴）150（3轴）轴承旁联结螺栓距离120（1轴）125（2轴）150（3轴）3.7轴的设计3.7.1高速轴设计材料：选用45号钢调质处理。查表取 C=100。各轴段直径的确定：根据查机械设计手册得： 又因为装小带轮的电动机轴径，又因为高速轴第一段轴径装配大带轮，且所以查机械设计手册取。L1=1.75d1-3=60。因为大带轮要靠轴肩定位，且还要配合密封圈，所以查机械设计手册取，L2=m+e+l+5=28+9+16+5=58。段装配轴承且，查机械设计手册取。选用6009轴承。L3=B+2=16+10+2=28。段主要是定位轴承，取。L4根据箱体内壁线确定后在确定。装配齿轮段直径：判断是不是作成齿轮轴：查机械设计手册得：得：e=5.96.25。段装配轴承所以 L6= L3=28。3.7.2校核该轴和轴承L1=73 L2=211 L3=96作用在齿轮上的圆周力为：径向力为作用在轴1带轮上的外力： 求垂直面的支反力： 求垂直弯矩，并绘制垂直弯矩图： 求水平面的支承力：由得N N求并绘制水平面弯矩图： 求F在支点产生的反力： 求并绘制F力产生的弯矩图： F在a处产生的弯矩：求合成弯矩图：考虑最不利的情况，把与直接相加。求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径：因为材料选择调质，查机械设计手册得，查机械设计手册得许用弯曲应力，则：因为，所以该轴是安全的。3.7.3轴承寿命校核轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查机械设计手册取取按最不利考虑，则有： 则 因此所该轴承符合要求。3.7.4弯矩及轴的受力分析图弯矩及轴的受力分析图如下图3.7.2所示图3.7.2弯矩及轴的受力分析3.7.5键的设计与校核 根据，确定V带轮选铸铁HT200，查机械设计手册得,由于在范围内，故轴段上采用键：, 采用A型普通键:键校核.为L1=1.75d1-3=60综合考虑取=50得查机械设计手册取10-10所选键为：中间轴的设计：材料：选用45号钢调质处理。查机械设计手册取C=100。根据查机械设计手册得：段要装配轴承，所以查查机械设计手册取，查机械设计手册选用6208轴承，L1=B+=18+10+10+2=40。装配低速级小齿轮，且取，L2=128，因为要比齿轮孔长度少。段主要是定位高速级大齿轮，所以取，L3=10。装配高速级大齿轮，取 L4=84-2=82。段要装配轴承，所以查机械设计手册取，查机械设计手册选用6208轴承，L1=B+3+=18+10+10+2=43。校核该轴和轴承：L1=74 L2=117 L3=94作用在2、3齿轮上的圆周力： N径向力： 求垂直面的支反力计算垂直弯矩：求水平面的支承力：计算、绘制水平面弯矩图：求合成弯矩图，按最不利情况考虑：求危险截面当量弯矩：从图可见，m-m,n-n处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径：n-n截面: m-m截面: 由于，所以该轴是安全的。轴承寿命校核：轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查机械设计手册取取则，轴承使用寿命在年范围内，因此所该轴承符合要求。弯矩及轴的受力分析图如下3.7.3所示图3.7.3弯矩及轴的受力分析键的设计与校核：已知查机械设计手册得，由于所以因为齿轮材料为45钢。查机械设计手册得L=128-18=110取键长为110. L=82-12=70取键长为70根据挤压强度条件，键的校核为： 所以所选键为: 3.7.6从动轴的设计（1）.确定各轴段直径计算最小轴段直径。因为轴主要承受转矩作用，所以按扭转强度计算，由式14-2得： 查机械设计手册圆整成标准值，取为使联轴器轴向定位，在外伸端设置轴肩，则第二段轴径。查机械设计手册，此尺寸符合轴承盖和密封圈标准值，因此取。设计轴段，为使轴承装拆方便，查机械设计手册取，采用挡油环给轴承定位。选轴承6215:。设计轴段，考虑到挡油环轴向定位，故取设计另一端轴颈，取，轴承由挡油环定位，挡油环另一端靠齿轮齿根处定位。 轮装拆方便，设计轴头，取，查机械设计手册取。设计轴环及宽度b使齿轮轴向定位，故取取,（2）.确定各轴段长度。有联轴器的尺寸决定(后面将会讲到).因为,所以 轴头长度因为此段要比此轮孔的长度短其它各轴段长度由结构决定。（3）.校核该轴和轴承：L1=97.5 L2=204.5 L3=116求作用力、力矩和和力矩、危险截面的当量弯矩。作用在齿轮上的圆周力： 径向力：求垂直面的支反力：计算垂直弯矩：.m求水平面的支承力。计算、绘制水平面弯矩图。求F在支点产生的反力求F力产生的弯矩图。F在a处产生的弯矩：求合成弯矩图。考虑最不利的情况，把与直接相加。求危险截面当量弯矩。从图可见，m-m处截面最危险，其当量弯矩为：（取折合系数）计算危险截面处轴的直径。因为材料选择调质，查机械设计手册得，查机械设计手册得许用弯曲应力，则：考虑到键槽的影响，取因为，所以该轴是安全的。（4）轴承寿命校核。轴承寿命可由式进行校核，由于轴承主要承受径向载荷的作用，所以，查机械设计手册取取按最不利考虑，则有： 则,该轴承寿命为64.8年,所以轴上的轴承是适合要求的。（5）.弯矩及轴的受力分析图如下3.7.4所示：图3.7.4弯矩及轴的受力（6）.键的设计与校核：因为d1=63装联轴器查机械设计手册选键为查机械设计手册得因为L1=107初选键长为100,校核所以所选键为: 装齿轮查机械设计手册选键为查机械设计手册得因为L6=122初选键长为100,校核所以所选键为:.3.8高速轴大齿轮的设计因 采用腹板式结构表3.8.1表3.8.1代号结构尺寸和计算公式结果轮毂处直径72轮毂轴向长度84倒角尺寸1齿根圆处的厚度10腹板最大直径321.25板孔直径62.5腹板厚度25.2电动机带轮的设计表3.8.2 表3.8.2代号结构尺寸和计算公式结果 查手册38mm68.4mm取60mm81mm74.7mm10mm15mm5mm3.9联轴器的选择计算联轴器所需的转矩： 查机械设计手册取 查械设计手册选用型号为HL6的弹性柱销联轴器。3.10润滑方式的确定因为传动装置属于轻型的，且传速较低，所以其速度远远小于，所以采用脂润滑，箱体内选用SH0357-92中的50号润滑，装至规定高度。4零部件的仿真设计4.1轴的设计4.1.1 轴模型的创建（1）启动Pro/ENGINEER,设置系统的工作目录。（2）单击“新建” 按钮，在“新建”对话框中输入零件名“disujizhou”， (采用“mmns_part_solid”模板)单击“确定”按钮。（3）单击基础特征工具栏中的“旋转”按钮，在弹出的窗口中选择“FRONT”面为草绘平面，接受“RIGHT”为默认参考平面，进入草绘模式，绘制如图4.1.1所示的图形，图4.1.1 轴的旋转草绘图（4）完成草绘，以指定角度旋转360，完成旋转如图4.1.2所示，图4.1.2 轴的旋转图（5）在工具栏内单击按钮，弹出“拉伸”定义操控面板，在面板内单击 “放置” “定义”，弹出“草绘”定义对话框，选择“FRONT”面作为草绘平面，接受系统默认的参考平面，单击“草绘”进入草绘环境。再点击图示按钮， 点击“双向拉伸”、输入距离16，点击“方向”，点击“去材料”，在单击确定。同理画出另一个键槽键槽2（6）通过倒角制作出键槽 点击倒圆角工具，选择需要倒角的地方，然后点击完全倒圆角点击得到如下图所示同理对其余部分进行相同处理，做出如图所示的键槽（7）键槽倒圆角。查机械设计手册得，两键槽的倒角大小均为0.4，单击“倒圆角”工具，在弹出的窗口中输入倒角大小0.4，选定键槽要倒圆角的边，确定，完成键槽圆角的创建。（8）两端面倒角及轴过渡段倒圆角。单击特征工具栏中的“倒角”工具，在弹出的窗口中设置倒角的大小和标注形式，标注形式为45*D，大小为3，按住Ctrl键选择要倒角的两边，单击完成两端面的倒角。下面倒圆角，单击特征工具栏中的“倒圆角”工具，在弹出的窗口中设置圆角大小为1.5，选定要倒圆角的边，确定，从而完成圆角创建。至此低速轴模型创建完成，低速轴完整模型图如下图4.1.11，图4.1.11低速轴4.2 高速级大齿轮模型的创建 4.2.1 输入基本参数和关系式（1）启动Pro/ENGINEER,设置系统的工作目录。（2）单击“新建” 按钮，在“新建”对话框中输入零件名称“gaosujidachulun”，(采用“mmns_part_solid”模板)单击“确定”按钮。（3）齿轮参数的设定。单击“工具”“参数”，弹出参数对话框，单击添加参数，齿轮2参数名及值如下图4.2.1参数对话框所示，图4.2.1 参数对话框（4）插入齿轮各值间的关系。单击“工具”“关系”，在弹出的对话框中输入齿轮各值的关系式，如下：ha=(hax+x)*mhf=(hax+cx-x)*md=m*zda=d+2*hadb=d*cos(alpha)df=d-2*hf 完成后的关系对话框如图4.2.2所示，图4.2.2 关系对话框寸（5）重生成参数。点击“重生成”按钮，再选择“工具”“关系”，在弹出的对话框中可以看到以往设置为零的选项会生成尺寸。具体尺寸此处从略。4.2.2 创建齿轮基本圆（1）以“TOP”面为草绘平面，接受默认参考面进行草绘，绘四个同心圆，四个圆从内到外依次为齿根圆、基圆、分度圆、齿顶圆，选择“标注尺寸”项，对所画的四个圆从内到外进行尺寸标注（尺寸大小任意）。点击确定，草绘结束。（2）运用关系将所画的四个圆定尺寸。双击所画的四个圆，出现圆的尺寸，选择“信息”“切换尺寸”，可以发现圆的尺寸由数字变为d0、d1、d2、d3。如图4.2.3，图4.2.3 运用关系将所画的四个圆定尺寸（3）用关系将四个圆的尺寸变为标准值。选择“工具”“关系”，弹出关系对话框，在其中输入如下关系：d3=da；d2=db；d1=d；d0=df。具体关系对话框如下图4.2.4，图4.2.4 关系对话框确定圆的直径（4）点击确定按钮，再单击再生成按钮，从而再生成齿轮的四个基本圆，如下图图4.2.5，图4.2.5 齿轮基本圆的再生图4.2.3 创建渐开线（1）用方程创建齿轮中齿的轮廓渐开线。点击“插入基准曲线”按钮，在弹出的“菜单管理器”中选择“从方程”，单击“完成”。弹出“曲线：从方程”对话框，选取坐标系，在窗口中选择“笛卡尔”。弹出“记事本”对话框，输入关系式，如下图4.2.6，图4.2.6 笛卡尔坐标系参数方程（2）单击“文件”“保存”，再单击“文件”“退出”，在“曲线：从方程”对话框中选择确定，完成第一段渐开线的创建，如图4.2.7，图4.2.7 渐开线的创建4.2.4 镜像渐开线（1）创建一个基准点。在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单上单击 “插入” “模型基准” “点” “点”，系统弹出“基准点”对话框，如图4.2.8所示，图4.2.8 基准点对话框单击选择分度圆曲线作为参考，按住Ctrl键，单击第一段渐开线作为参考，放大视图，检查所创建的点是否位于两条曲线的交点处，单击“基准点”对话框中的确定按钮，完成基准点“PNT0”的创建，如图4.2.9所示，图4.2.9 基准点PNT0的创建（2）创建一根基准轴。单击工具栏上的“创建轴”按钮，系统弹出“基准轴”对话框，如图4.2.10所示， 图4.2.10 基准轴对话框在绘图区单击选取“FRONT”面，按住Ctrl键，选取“RIGHT”面，在“基准轴”对话框中点击确定按钮，完成“A-1”轴的创建，如图4.2.11，图图4.2.11 轴“A-1”的创建（3）过“A-1”轴和点“PNT0”创建平面。单击工具栏上的“基准平面”按钮，弹出“基准平面”对话框，单击“A-1”轴，按住Ctrl键选择“PNT0”点，如图4.2.12所示，图4.2.12 “基准平面”对话框单击“确定”按钮，完成“DTM1”的创建，如图4.2.13，图4.2.13 “DTM1”的创建（4）创建平面“DTM2”。创建初始步骤同“DTM1”。选择“DTM1”作为参考平面，按住Ctrl键，选择“A-1”轴，此时出现旋转角度，角度以默认为准，单击“确定”，完成“DTM2”的创建，如图4.2.14，图4.2.14 “DTM2”面的创建（5）应用“关系”确定创建的两平面间的夹角d6的大小。选择“工具”“关系”，在“关系”对话框中输入如下关系式：d6=90/z。单击“确定”，再单击“重置”按钮完成对尺寸d6的定义，具体关系设置及修改后的图见4.2.15和4.2.16，图4.2.15 “关系”对话框 图4.2.16 两面间夹角的定义（6）镜像渐开线。选择第一段渐开线，单击“镜像”按钮，系统弹出镜像面板对话框，并要求选择一个项目进行镜像，选择先前创建的DTM2平面作为镜像平面，在“镜像”特征定义操控面板内单击按钮，完成渐开线的镜像。完成后的曲线如图4.2.17所示，图4.2.17 完成后镜像渐开线4.2.5 拉伸齿根圆（1）在工具栏中单击“拉伸”按钮，弹出“拉伸”定义操控面板， 在面板内单击“放置”“定义”，弹出“草绘”定义对话框，选取“TOP”面作为草绘平面，接受系统默认的参考平面，单击“草绘”，系统进入草绘环境。（2）选择“利用边”按钮，在绘图区单击选取齿根圆曲线，如下图4.2.18，单击草绘工具栏中的，完成草绘。（3）拉伸。拉伸深度暂时自定，拉伸形式为设置为“从草绘平面以指定的深度拉伸”，单击“拉伸”操控面板中的，完成齿根圆的拉伸，具体如下图4.2.19，图4.2.18 草绘齿根圆曲线 图4.2.19 拉伸后的齿根圆（4） 运用“关系”选项确定齿根圆的宽度。单击“工具”“关系”，单击拉伸后的图形，此时图形中会出现齿根圆的宽度d12在弹出的“关系”对话框中输入d12=b，如下图4.2.20，单击“确定”，“再生”完成齿根圆的拉伸创建。拉伸后的齿根圆如下图4.2.21， 图4.2.20 齿根圆宽度的确定 图4.2.21 已定的齿根圆4.2.6 创建齿形（1）在工具栏内单击按钮，弹出“拉伸”定义操控面板，在面板内单击 “放置” “定义”，弹出“草绘”定义对话框，选择“TOP”面作为草绘平面，接受系统默认的参考平面，单击“草绘”进入草绘环境。（2）绘制如图4.2.22所示的二维草图，草绘中圆角的大小可以先不确定，只约束两圆角相等即可，在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制。图4.2.22 齿形的草绘图（3）拉伸齿形。在拉伸特征定义操控面板中选取“实体”按钮，拉伸深度可暂时不定，单击完成拉伸，如下图4.2.23，图4.2.23 齿形的初步拉伸（4） 单击“工具”“关系”，单击拉伸后的图形，此时图形中会出现轮齿的宽度d16在弹出的“关系”对话框中输入d16=b，单击“确定”，“再生”完成齿根圆的拉伸创建。标准齿形齿形创建完成。如图4.2.24，图4.2.24 标准齿形图 4.2.7 齿的复制与阵列（1）齿的第二个齿的创建。单击“阵列” “选A-1轴” “2个”“360/Z”，单击“完成” 如下图4.2.25图4.2.25 齿的第二个齿的创建 （2）齿的完成。单击“工具”“关系”，把两轮齿之间的距离改成Z，单击“确定”，“再生”完成齿的创建。如下图4.2.26图4.2.26 齿的全部生成4.2.8 创建腹板式齿轮结构（1）单击“拉伸”按钮 ，在“拉伸操控面板”中选择“放置”“定义”，弹出“草绘”对话框，选择上面所画齿轮的一个面作为参考平面，接受系统默认的参照平面，点击“草绘”进入草绘界面。草绘一个圆，以齿轮的分度圆为圆心，大小为50，单击 ，完成草绘。在“拉伸操控面板”中设置拉伸方向为经过齿轮实体，选择“去除材料”按钮，单击，完成“拉伸”，拉伸后如图4.2.27图4.2.27拉伸齿轮中间孔和键槽（2）中心孔倒角。点击“倒角工具”，在“倒角操控面板”中选择“倒角形式”为“45*D”，在“倒角大小”中输入大小为1.5，单击，完成倒角，倒角后如图4.2.28，图4.2.28 齿轮中间孔的倒角（3）齿轮凹槽的建立。 单击“拉伸”按钮，弹出“拉伸”定义操控面板，在面板内单击 “放置” “定义”，弹出“草绘”定义对话框，选择“FRONT”面作为草绘平面，接受系统默认的参考平面，单击“草绘”进入草绘环境。草绘出如下图所示图形 图4.2.29 齿轮凹槽的草绘草绘完毕后，单击，完成草绘，输入36.5进行单向拉伸，单击“去除材料”按钮，单击，完成拉伸，拉伸后的齿轮如图4.2.30， 图4.2.30 齿轮一侧凹槽的创建（4）镜像凹槽。镜像凹槽首先需创建一个过齿轮中间的平面，单击“基准平面工具”，弹出“基准平面”对话框。选择“FRONT”面作为参考平面，在“平移”中输入偏距为25，单击“确定”，完成平面“DTM3”的创建，如图4.2.31， 图4.2.31 “DTM3”的创建选择（5）中创建的凹槽，使其所有的边呈现红色，单击“镜像”按钮，弹出“镜像定义操控面板”，选择所创建的“DTM3”平面，单击“镜像定义操控面板”中的，完成凹槽的镜像处理，完成后如图4.2.32，图4.2.32 凹槽的镜像（6）腹板孔的创建。单击“拉伸”按钮，弹出“拉伸定义操控面板”，在面板内单击 “放置” “定义”，弹出“草绘”定义对话框，选择齿轮的一个平面作为草绘平面，接受系统默认的参考平面，单击“草绘”进入草绘环境。草绘如图4.2.33所示图形，单击，完成草绘，在拉伸操控面板中选择“拉伸方向”为经过齿轮实体，拉伸长度为大于或等于齿轮的宽度，如图4.2.33所示，单击“去除材料”按钮，单击，完成腹板孔的拉伸。图4.2.33 腹板孔拉伸的设置拉伸后的腹板孔如4.2.34所示， 图4.2.34 腹板孔的创建（7）凹槽倒圆角。单击“倒圆角工具”，弹出“倒圆角定义操控面板”，在其中设置圆角大小为5，鼠标单击选定凹槽中要倒角的部分，单击，完成凹槽的倒圆角，如图4.2.35， 图4.2.35 凹槽的倒圆角键槽完成后需对其进行倒圆角，查机械设计课程设计手册可的倒角大小为0.3mm。单击“倒圆角工具”，弹出“倒圆角定义操控面板”，在其中设置圆角大小为0.3，鼠标单击选定键槽中要倒角的部分，单击，完成键槽的倒圆角，如图4.2.36，图4.2.36 键槽的倒圆角4.2.9 完成齿轮的创建 完成以上所有步骤，至此齿轮的创建完成，完成后的腹板式圆柱齿轮如图4.2.37所示，在齿轮的创建中合理运用参数及分析的方法是非常有效的，这样画出的齿轮比纯粹拉伸出来的齿轮更加标准化，有利于仿真中齿轮的啮合。但需注意的是分析过程中公式的正确化，正确运用的齿轮间各个参数的基本关系才能绘出标准化的齿轮。图4.2.37 腹板式圆柱齿轮的三维图5零部件的装配Pro/E中装配的基本方法是每个学生都应该熟悉掌握的内容，熟悉装配中的各种约束以及装配方法和注意事项，在日后进行产品的设计过程中是必不可少的。正确的装配方法有利于机械的“仿真”与机械的模拟检测。因减速器的设计中设计到多处装配，包括轴上零件的装配，轴与箱体的装配，箱体间的装配，箱体与箱体上零部件的装配等，在此只详细介绍中间轴的装配及简要介绍总装配中的注意事项，其余略去。中间轴的装配中涉及到轴与齿轮、键、轴承、挡油环等的装配。下面分别介绍。5.1 轴与键的装配（1）添加键。在前两步的基础上，单击“将原件添加到组件”按钮，在“打开”对话框中选择所画的零件，此处选择名称为“KEY_III_1.PRT”的零件，调出中间轴键。如图5.1.1所示，图5.1.1 中间轴键的添加（2）键与轴的装配。单击“添加组件定义操控面板”中的“放置”，连接方式为“用户定义”。键的装配需要约束三个面重合。首先约束第一个面：单击选中键槽底部的一个平面，再选择键与键槽相对应的一个平面，完成第一个面的约束，此时约束状态为“部分约束”。再进行第二个面的约束：单击“新建约束”，选中键槽的一个侧面，同时选中键的一个侧面，在“放置定义面板”中选择“约束方式”为“重合”，完成第二个面的约束。进行第三个面的约束：单击“新建约束”，选择键槽中的一个半圆面，再单击选择键上相应的半圆面，系统自动进行重合约束。此时“约束状态”为“完全约束”，单击，如此完成键与轴的装配，如图5.1.2，图图5.1.2 键与轴的装配 5.2 齿轮的装配（1） 添加齿轮。在前三步所装配的基础上，单击“将原件添加到组件”按钮，在“打开”对话框中选择所画的零件，此处选择名称为“Z_BIG_GEAR.PRT”的零件，调出高速级大齿轮。如图5.2.1所示图5.2.1 高速级大齿轮的添加 （2）高速级大齿轮齿轮与中间轴的装配。单击“添加组件定义操控面板”中的“放置”，连接方式为“用户定义”。首先约束为同轴，单击选中轴的中心线“A-1”，再单击选中齿轮的中心线“A-1”,完成轴的约束，此时“约束状态”为“部分约束”。下面进行面的约束，单击“放置控制面板”中的“新建约束”，选择齿轮轴轴肩上的一个面，再选择齿轮上与其约束的一个平面，在“放置控制面板”中选择“重合”，齿轮会自动约束在轴上，观察，若发现齿轮上的键槽与轴上的键没有约束对其，则还需在齿轮与键上个创建一个键槽与键的中心平面进行面重合的约束，完成后约束状态为“完全约束”，单击，完成齿轮与轴的装配，如图5.2.2，图5.2.2 齿轮与轴的装配5.3 轴与垫圈的装配（1）启动Pro/ENGINEER,设置系统的工作目录。（2）单击“新建” 按钮，选择“组件”，在“新建”对话框中输入零件名称“AXIS-1.ASM ”，在“新建”对话框中将 中的勾去掉，单击“确定”，在“新文件选项”对话框中选择模板形式为“空”，单击“确定”按钮，系统进入装配面板。（3）单击“将原件添加到组件”按钮，在“打开”对话框中选择所画的零件，此处选择名称为“AXIS-1.ASM”的零件，调出中间轴。（4）添加垫圈。步骤同（3），单击“将原件添加到组件”按钮，选择名称为“T_TONG_1.PRT”的零件，单击“打开”，垫圈添加进装配面板。如图5.3.1所示， 图 5.3.1 轴垫圈的添加（5）装配挡油环。单击“添加组件定义操控面板”中的“放置”，连