毕业设计（论文）-基于内摆线的曲线绘制装置设计.doc

eee题 目 基于内摆线的曲线绘制装置设计 _ _ 学生姓名 ee 学号 ee 所在学院 机械工程学院 _ _ _ 专业班级 ee _ _ _ 指导教师 ee _ _ _完成地点 校内 _ _ 2009 年 5 月 25 日基于内摆线的曲线绘制装置设计作者：ee（ee）指导老师：ee摘要当某一圆沿着另一个固定的圆作无滑动的纯滚动时，与这个动圆相连的任意一点的运动轨迹就是摆线。利用这种方法来生成曲线称为基于内摆线原理的曲线生成，基于内摆线原理，可以形成普通的内摆线，也可以形成短幅和长幅内摆线。内摆线原理是常用的重要平面曲线生成方法之一, 在工程上广泛应用。本文主要是对基于内摆线原理生成的曲线进行分析，选择出一条适合作为形面联接的曲线，并设计出加工装置。关键词 内摆线;短幅内摆线;形面联接;自动定心性能;Abstract: When a circle along another fixed circle as pure rolling without sliding, and the moving circle connected to an arbitrary point is the cycloid trajectory. Using this method to generate a curve called curves generated within the principle of cycloid. Based on the principle of cycloid, it not only can form ordinary hypocycloid, but also form a short range and long range. The principle of hypocycloid is a common and important planar curve generating method, is widely applied in engineering. This article is mainly based on the principle of hypocycloid curve generated by the analysis, choose a suitable curve as a profile connection curve, and design a machining device.Key words: Hypocycloid; Short range hypocycloid; Profile Connection; Automaticcentering performanee目 录引言11.绪论21.1 毕业设计任务分析21.2 国内外研究现状42.内摆线原理分析及其内摆线（R=Kr）特性分析52.1内摆线原理及其参数方程52.1.1普通内摆线参数方程62.1.2 动圆平面内任一点的轨迹曲线的方程62.2内摆线的内、次外摆线62.2.2 内摆线次外摆线72.3 摆线方程的矢量式计算方法72.3.1普通内摆线、长幅内摆线、短幅内摆线82.3.2内摆线方程矢量式92.4基于内摆线原理的曲线生成及其参数方程92.4.1 基于内摆线原理在固定坐标系上的曲线生成92.4.2 基于内摆线原理坐标系选在动圆上的曲线生成102.4.3 径向等距特性曲线的生成112.5 本章小结113.基于内摆线原理的轨迹仿真分析123.1 UG运动仿真应用介绍123.2 仿真建模思路123.3 仿真模型的建立133.4 不同整数半径比下的轨迹仿真133.4.1 半径比为1:3时的轨迹仿真143.4.2 半径比为1:4的轨迹仿真143.4.3 半径比为1:5的轨迹仿真153.4.4 半径比为1:6的轨迹仿真163.5 不同非整数半径比下的轨迹仿真173.6 本章小结184.基于内摆线原理的形面联接曲线204.1 形面联接综述204.2 基于内摆线原理的形面联接214.3 形面联接几何参数对装配性能的影响214.3.1 摆线轮廓形面轴孔的基本偏差对配合间隙的影响224.3.2 自动定心性能234.4 基本尺寸参数的公差与配合234.5 基于内摆线原理的廓形形面联接仿真分析244.5.1 工件检测过程动态仿真254.5.2 工件检测过程动态仿真数据分析264.6 抗扭特性仿真分析264.7 接触应力仿真分析275.形面联接曲线实现装置的设计305.1 基于内摆线原理的短幅内摆线形面实现装置机构的总体设计305.1.2 采用过渡齿轮的加工机构315.1.3 能够高速切削的加工机构325.1.4 工件运动的加工机构325.2 基于内摆线原理的短幅内摆线形面实现装置机构结构设计325.2.1摆线针轮行星传动的传动原理325.2.2摆线针轮减速器的结构特点345.2.3针轮啮合原理355.3摆线轮、针齿、柱销的计算366. 本次毕业设计的评价36致谢37参考文献38XXXVII引言对摆线的研究开始得比较早，现在已经对摆线廓形形面联接的一些特殊的性质有了统一的认识。在军工上早已开始使用摆线形面轴。目前对摆线形面联接，探讨得比较多的领域是摆线的生成方法。由于摆线是非圆截面，加工孔和轴都需要专用的加工装置，目前的研究表明，能够加工摆线的加工装置有三类：（1）定圆不动，动圆沿着定圆转动，刀具装在动圆上；（2）工件以一定的角速度转动，刀具和工件的复合运动形成摆线；（3）工件做行星轮运动，刀具不动，刀具在工件上的轨迹为摆线。本课题基于内摆线原理，在内摆线中当R=Kr时，摆线轨迹变为曲线，寻找一种适合形面联接的曲线，在此基础上分析构造一种新型运动机构，实现曲线的加工。 主要设计内容有：内摆线原理理论分析，曲线特性分析，建模仿真，形面联接的曲线选择，机构设计、分析，加工的装置设计。 形面联接可以实现间隙配合、过盈配合及过度配合，由于装拆方便，能保证良好的对中性,无联接面上没有键槽及尖角，从而减少了应力集中，可以传递较大的扭矩。廓形曲线升角较小，在载荷下自动定心时可发生自动楔紧，从而以间隙配合装配，以过盈配合工作，增大了刚度。工艺上省去了花键铣床和磨床，因而工序少成本低。但是多数形面联接曲线的加工都比较复杂。对于形面联接，主要是要选择其形面联接曲线。形面联接曲线的选择要综合考虑到加工、装配、使用等要求，在满足要求的情况下还应适当考虑经济性。1.绪论1.1 毕业设计任务分析本课题是基于内摆线原理，在内摆线中当R=Kr时，摆线轨迹变为曲线，寻找一种适合形面联接的曲线，在此基础上分析构造一种新型运动机构，实现该曲线的加工。 主要设计内容：摆线原理分析；机构设计、分析；特性分析；建模仿真；寻找一种适合形面联接的曲线，并设计实现曲线加工的装置。 本课题的具体任务:(1) 内摆线原理分析。分析内摆线的生成原理，主要目的是确定运动学参数与曲线参数之间的关系，如转速比与曲线轨迹之间、半径比曲线轨迹之间、曲线凹凸性与所追踪点位置之间的关系等，合理的参数简化，分析曲线时就可以减少参数过多而造成的麻烦，在根据运动学关系设计机构时，机构的相关参数也容易确定; (2)内摆线（R=Kr）特性分析，基于三维软件建模仿真;通过建模仿真，一方面验证数学推导的正确性，另一方面也为机构设计的运动学参的数确定做准备; (3)形面联接理论分析。对形面联接进行理论分析，主要目的是要得出选择形面联接曲线的标准，具体要求，与键联接相比较的优点等，以便在选择曲线时有目标性，提高设计效率，节约设计成本。 (4)研究内、次外摆线轨迹特性，寻找一种适合形面联接的曲线。根据形面联接的技术要求，通过分析比较各种曲线在传递扭矩、应力分布、对中性等方面，选择出适合作为形面联接的曲线;(5)机构设计。在确定了曲线的相关参数后，根据其生成原理，通过机构来实现曲线轨迹的生成。由于内摆线的特殊性，在实际工程运用中将要面临很多问题，这些问题中，一部分在现今的技术条件下可以得到解决，另一部分问题则需要进一步探讨，本课题是对选用基于内摆线原理生成的曲线作为形面联接曲线的一次尝试性探讨。1.2 国内外研究现状随着科学技术的发展，近年来，在国内外机械制造中，出现了广泛采用无键联接来代替键和花键联接来传递扭矩，并在机床、汽车、拖拉机、挖掘机、减速器、造船工业中获得了应用。形面连接就是采用非圆异形截面的孔、轴配合代替花键和键的结合来传递扭矩的一种联接方式。这种联接不用键或花键，故又称无键联接。以下是采用非圆形剖面的柱体和非圆形剖面的锥体的孔轴配合而构成联接传递扭矩，如图1.1所示：从纵向剖面看，可以是圆柱形，可以是圆锥形，圆柱形的无键联接除静联接外还可以用于无载荷作用下做轴向移动的动联接；锥形无键联接的装拆容易，还可承受单方向的轴向力。形面联接可以实现间隙配合、过盈配合及过度配合，由于装拆方便，能保证良好的对中性,无联接面上没有键槽及尖角，从而减少了应力集中，可以传递较大的扭矩。联接在接触区内剪应力的分布规律。从此人们开始对等距形面联接的设计计算和制造工艺进行了比较系统的研究。美国、联邦德国、英国、瑞士、日本等早在50 年代就开始应用无键联接，德国在20 世纪80 年代制定了部分设计标准，俄罗斯的工程技术人员研究了等距形面的制造工艺及设备，美国一些制造商也研制了等距形面专用砂轮架。这方面的研究直到目前为止仍然是机械工程界的一个热点。图1.1 各种形面联接截面当一个动圆沿着一个定圆的内边缘做无相对运动的纯滚动时，追踪动圆周的任意一点，其轨迹为内摆线。在动圆周上选择不同的点进行追踪，其曲线的几何性质不同。从基于内摆线原理的曲线生成方式的角度看，其轨迹生成方式比等距曲线的生成方法要简单。因此，选择出一条由内摆线原理生成的曲线，其加工难度将会下降，更有利于推广应用形面联接方式，从而提高生产效率，降低能耗，提高材料的利用率。摆线廓形曲线升角较小，在载荷下自动定心时可发生自动楔紧，从而以间隙配合装配，以过盈配合工作，增大了刚度。工艺上省去了花键铣床和磨床，因而工序少成本低。结图1.2 非圆形剖面形面联接构简化可以采用强化工艺及喷涂耐磨材料，使表面产生残余应力来延长机器寿命。因而在结构上和工艺上有独特的优越性，不但效率高，而且寿命、可靠性、强度等性能得到明显改善。由于形面联接的横截面为非圆形的联接方式，由于其具有结构简单，装拆方便，传动扭矩大，对中性好,应力集中小，加工成本低等优点。对内摆线的研究开始得比较早，现在已经对摆线廓形形面联接的一些特殊的性质有了统一的认识。在军工上早已开始使用摆线形面轴。目前对摆线形面联接，探讨得比较多的领域是摆线的生成方法。由于摆线是非圆截面，加工孔和轴都需要专用的加工装置，目前的研究表明，能够加工摆线的加工装置有三类9：（1）定圆不动，动圆沿着定圆转动，刀具装在动圆上；（2）工件以一定的角速度转动，刀具和工件的复合运动形成摆线；（3）工件做行星轮运动，刀具不动，刀具在工件上的轨迹为摆线。 基于内摆线原理生成的曲线有很多，不是每一条曲线都适合作为工程上能够使用的形面联接曲 线。必须对曲线的特性进行分析。目前对内摆线的研究方法中，常常采用计算机辅助分析，其效率较高，数据处理能力也较强，对于一些比较抽象的问题也能够通过图像直观的表达。2.电机选择2.1电动机选择（倒数第三页里有东东）2.1.1选择电动机类型2.1.2选择电动机容量电动机所需工作功率为：；工作机所需功率为：；传动装置的总效率为：；传动滚筒 滚动轴承效率 闭式齿轮传动效率 联轴器效率 代入数值得：所需电动机功率为：略大于 即可。选用同步转速1460r/min ；4级 ；型号 Y160M-4.功率为11kW2.1.3确定电动机转速取滚筒直径1.分配传动比（1）总传动比(2)分配动装置各级传动比取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比则低速级的传动比2.1.4 电机端盖组装CAD截图 图2.1.4电机端盖2.2 运动和动力参数计算2.2.1电动机轴 2.2.2高速轴2.2.3中间轴2.2.4低速轴2.2.5滚筒轴3.齿轮计算3.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1按传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。2绞车为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。3材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为280 HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240 HBS，二者材料硬度差为40 HBS。4选小齿轮齿数，大齿轮齿数。取5初选螺旋角。初选螺旋角3.2按齿面接触强度设计由机械设计设计计算公式（10-21）进行试算，即3.2.1确定公式内的各计算数值（1）试选载荷系数1。（2）由机械设计第八版图10-30选取区域系数。（3）由机械设计第八版图10-26查得，则。（4）计算小齿轮传递的转矩。（5）由机械设计第八版表10-7 选取齿宽系数（6）由机械设计第八版表10-6查得材料的弹性影响系数（7）由机械设计第八版图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ；大齿轮的接触疲劳强度极限 。13计算应力循环次数。（9）由机械设计第八版图（10-19）取接触疲劳寿命系数; 。（10）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由机械设计第八版式（10-12）得（11）许用接触应力3.2.2计算（1）试算小齿轮分度圆直径=49.56mm（2）计算圆周速度（3）计算齿宽及模数 =2mmh=2.252.252=4.5mm49.56/4.5=11.01（4）计算纵向重合度0.318124tan=20.73（5）计算载荷系数K。已知使用系数根据v= 7.6 m/s,7级精度，由机械设计第八版图10-8查得动载系数由机械设计第八版表10-4查得的值与齿轮的相同，故由机械设计第八版图 10-13查得由机械设计第八版表10-3查得.故载荷系数11.111.41.42=2.2（6）按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径，由式（10-10a）得（7）计算模数 3.3按齿根弯曲强度设计由式（10-17）3.3.1确定计算参数（1）计算载荷系数。 =2.09（2）根据纵向重合度 ，从机械设计第八版图10-28查得螺旋角影响系数（3）计算当量齿数。（4）查齿形系数。由表10-5查得（5）查取应力校正系数。由机械设计第八版表10-5查得（6）由机械设计第八版图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ；大齿轮的弯曲强度极限 ；（7）由机械设计第八版图10-18取弯曲疲劳寿命系数 ，；（8）计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S1.4,由机械设计第八版式（10-12）得（9）计算大、小齿轮的 并加以比较。=由此可知大齿轮的数值大。3.3.2设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 大于由齿面齿根弯曲疲劳强度计算 的法面模数，取2，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度得的分度圆直径100.677mm 来计算应有的齿数。于是由取 ，则 取 3.4几何尺寸计算3.4.1计算中心距a=将中以距圆整为141mm.3.4.2按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正。3.4.3计算大、小齿轮的分度圆直径3.4.4计算齿轮宽度圆整后取.低速级取m=3;由 取圆整后取表 1高速级齿轮：名称代号计 算 公 式 小齿轮大齿轮模数m22压力角2020分度圆直径d=227=54=2109=218齿顶高齿根高齿全高h齿顶圆直径表 2低速级齿轮：名称代号计 算 公 式 小齿轮大齿轮模数m33压力角2020分度圆直径d=327=54=2109=218齿顶高齿根高齿全高h齿顶圆直径4.轴的设计4.1低速轴4.1.1求输出轴上的功率转速和转矩 若取每级齿轮的传动的效率,则4.1.2求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为圆周力 ,径向力 及轴向力 的4.1.3初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据机械设计第八版表15-3,取 ,于是得输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径.为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩, 查表考虑到转矩变化很小,故取 ,则:按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查标准GB/T 5014-2003或手册,选用LX4型弹性柱销联轴器,其公称转矩为2500000 .半联轴器的孔径 ,故取 ,半联轴器长度 L=112mm ,半联轴器与轴配合的毂孔长度.4.1.4轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案 图4-1（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1)根据联轴器为了满足半联轴器的轴向定位要示求,1-2轴段右端需制出一轴肩,故取2-3段的直径 ;左端用轴端挡圈,按轴端直径取挡圈直径D=65mm.半联轴器与轴配合的毂孔长度,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故1-2 段的长度应比 略短一些,现取.2)初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组 、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30313。其尺寸为dDT=65mm140mm36mm，故 ；而。3）取安装齿轮处的轴段4-5段的直径 ；齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为90mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 。齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度 ，故取h=6mm ，则轴环处的直径 。轴环宽度 ，取。4）轴承端盖的总宽度为20mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm，故取 低速轴的相关参数：表4-1功率转速转矩1-2段轴长84mm1-2段直径50mm2-3段轴长40.57mm2-3段直径62mm3-4段轴长49.5mm3-4段直径65mm4-5段轴长85mm4-5段直径70mm5-6段轴长60.5mm5-6段直径82mm6-7段轴长54.5mm6-7段直径65mm（3）轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按查表查得平键截面b*h=20mm12mm，键槽用键槽铣刀加工，长为L=63mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm9mm70mm，半联轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6。4.2中间轴4.2.1求输出轴上的功率转速和转矩4.2.2求作用在齿轮上的力（1）因已知低速级小齿轮的分度圆直径为：（2）因已知高速级大齿轮的分度圆直径为：4.2.3初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据表15-3,取 ,于是得：轴的最小直径显然是安装轴承处轴的直径。图 4-24.2.4初步选择滚动轴承.（1）因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组 、标准精度级的单列圆锥滚子轴承。其尺寸为dD*T=35mm72mm18.25mm，故，；（2）取安装低速级小齿轮处的轴段2-3段的直径 ；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为95mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度，故取h=6mm，则轴环处的直径。轴环宽度，取。（3）取安装高速级大齿轮的轴段4-5段的直径齿轮的右端与右端轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为56mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。 4.2.5轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按查表查得平键截面b*h=22mm14mm。键槽用键槽铣刀加工，长为63mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm9mm70mm，半联轴器与轴的配合为 。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6。中间轴的参数：表4-2功率10.10kw转速362.2r/min转矩263.61-2段轴长29.3mm1-2段直径25mm2-3段轴长90mm2-3段直径45mm3-4段轴长12mm3-4段直径57mm4-5段轴长51mm4-5段直径45mm4.3高速轴4.3.1求输出轴上的功率转速和转矩若取每级齿轮的传动的效率,则4.3.2求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为4.3.3初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据表15-3,取 ,于是得：输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径.为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩 , 查表 ,考虑到转矩变化很小,故取 ,则:按照计算转矩 应小于联轴器公称转矩的条件,查标准GB/T 5014-2003 或手册,选用LX2型弹性柱销联轴器,其公称转矩为560000 .半联轴器的孔径 ,故取 ,半联轴器长度 L=82mm ,半联轴器与轴配合的毂孔长度.4.4轴的结构设计4.4.1拟定轴上零件的装配方案图4-34.4.2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1)为了满足半联 轴器的轴向定位要示求,1-2轴段右端需制出一轴肩,故取2-3 段的直径 ;左端用轴端挡圈,按轴端直径取挡圈直径D=45mm .半联轴器与轴配合的毂孔长度 ,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上 而不压在轴的端面上,故 段的长度应比 略短一些,现取.2)初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承.参照工作要求并根据 ,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组 、标准精度级的单列圆锥滚子轴承。其尺寸为d*D*T=45mm*85mm*20.75mm，故 ；而 ，mm。3）取安装齿轮处的轴段4-5段,做成齿轮轴；已知齿轮轴轮毂的宽度为61mm，齿轮轴的直径为62.29mm。4）轴承端盖的总宽度为20mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm，故取。 5）轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按 查表查得平键截面b*h=14mm*9mm ，键槽用键槽铣刀加工，长为L=45mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm9mm70mm，半联轴器与轴的配合为 。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6。高速轴的参数：表4-3功率10.41kw转速1460r/min转矩1-2段轴长80mm1-2段直径30mm2-3段轴长45.81mm2-3段直径42mm3-4段轴长45mm3-4段直径31.75mm4-5段轴长99.5mm4-5段直径48.86mm5-6段轴长61mm5-6段直径62.29mm6-7段轴长26.75mm6-7段直径45mm5.齿轮的参数化建模5.1齿轮的建模（1）在上工具箱中单击按钮，打开“新建”对话框，在“类型”列表框中选择“零件”选项，在“子类型”列表框中选择“实体”选项，在“名称”文本框中输入“dachilun_gear”，如图5-1所示。图5-1“新建”对话框2取消选中“使用默认模板”复选项。单击“确定”按钮，打开“新文件选项”对话框，选中其中“mmns_part_solid”选项，如图5-2所示，最后单击”确定“按钮，进入三维实体建模环境。图5-2“新文件选项”对话框（2）设置齿轮参数1在主菜单中依次选择“工具”“关系”选项，系统将自动弹出“关系”对话框。2在对话框中单击按钮，然后将齿轮的各参数依次添加到参数列表框中，具体内容如图5-4所示，完成齿轮参数添加后，单击“确定”按钮，关闭对话框。图5-3输入齿轮参数（3）绘制齿轮基本圆在右工具箱单击，弹出“草绘”对话框。选择FRONT 基准平面作为草绘平面，绘制如图5-4所示的任意尺寸的四个圆。（4）设置齿轮关系式，确定其尺寸参数1按照如图5-5所示，在“关系”对话框中分别添加确定齿轮的分度圆直径、基圆直径、齿根圆直径、齿顶圆直径的关系式。2双击草绘基本圆的直径尺寸，将它的尺寸分别修改为、修改的结果如图5-6所示。 图5-4草绘同心圆 图5-5“关系”对话框 图5-6修改同心圆尺寸 图5-7“曲线：从方程”对话框（5）创建齿轮齿廓线1在右工具箱中单击按钮打开“菜单管理器”菜单，在该菜单中依次选择“曲线选项” “从方程” “完成”选项，打开“曲线：从方程”对话框，如图5-7所示。2在模型树窗口中选择坐标系，然后再从“设置坐标类型”菜单中选择“笛卡尔”选项，如图5-8所示，打开记事本窗口。3在记事本文件中添加渐开线方程式，如图5-9所示。然后在记事本窗中选取“文件” “保存”选项保存设置。图5-8“菜单管理器”对话框 图5-9添加渐开线方程4选择图5-11中的曲线1、曲线2作为放置参照，创建过两曲线交点的基准点PNTO。参照设置如图5-10所示。曲 线1曲 线 2图5-11基准点参照曲线的选择 图5-10“基准点”对话框5如图5-12所示，单击“确定”按钮，选取基准平面TOP和RIGHT作为放置参照，创建过两平面交线的基准轴A_1，如图6-13所示。图5-12“基准轴”对话框 图5-13基准轴A_16如图5-13所示，单击“确定”按钮，创建经过基准点PNTO和基准轴A_1的基准平面DTM1,如图5-14所示。5 5-15基准平面对话框 5-15基准平面DTM17如图5-16所示，单击“确定”按钮，创建经过基准轴A_1，并由基准平面DTM1转过“-90/z”的基准平面DTM2，如图5-17所示。图5-16“基准平面”对话框 图5-17基准平面DTM28镜像渐开线。使用基准平面DTM2作为镜像平面基准曲线，结果如图5-18所示。图5-18镜像齿廓曲线（6）创建齿根圆实体特征1在右工具箱中单击按钮打开设计图标版。选择基准平面FRONT作为草绘平面，接收系统默认选项放置草绘平面。2在右工具箱中单击按钮打开“类型”对话框，选择其中的“环”单选按钮，然后在工作区中选择图5-19中的曲线1作为草绘剖面。再图标中输入拉伸深度为“b”，完成齿根圆实体的创建，创建后的结果如图5-20所示。图5-19草绘的图形 5-20拉伸的结果（7）创建一条齿廓曲线1在右工具箱中单击按钮，系统弹出“草绘”对话框，选取基准平面FRONT作为草绘平面后进入二维草绘平面。2在右工具箱单击按钮打开“类型”对话框，选择“单个”单选按钮，使用和并结合绘图工具绘制如图5-21所示的二维图形。图 5-21 草绘曲线图 5-22显示倒角半径3打开“关系”对话框，如图5-22所示，圆角半径尺寸显示为“sd0”，在对话框中输入如图5-23所示的关系式。图5-23“关系“对话框（8）复制齿廓曲线1在主菜单中依次选择“编辑” “特征操作”选项，打开“菜单管理器”菜单，选择其中的“复制”选项，选取“移动”复制方法，选取上一步刚创建的齿廓曲线作为复制对象。图5-24依次选取的 菜单2选取“平移”方式，并选取基准平面FRONT作为平移参照，设置平移距离为“B”，将曲线平移到齿坯的另一侧。图5-25输入旋转角度3继续在“移动特征”菜单中选取“旋转”方式，并选取轴A_1作为旋转复制参照，设置旋转角度为“asin(2*b*tan(beta/d)”，再将前一步平移复制的齿廓曲线旋转相应角度。最后生成如图5-26所示的另一端齿廓曲线。图5-26创建另一端齿廓曲线（9）创建投影曲线1在工具栏内单击按钮，系统弹出“草绘”对话框。选取“RIGUT”面作为草绘平面，选取“TOP”面作为参照平面，参照方向为“右”，单击“草绘”按钮进入草绘环境。2绘制如图5-27所示的二维草图，在工具栏内单击按钮完成草绘的绘制。图5-27绘制二维草图3主菜单中依次选择“编辑” “投影”选项，选取拉伸的齿根圆曲面为投影表面，投影结果如下图5-28所示。图5-28投影结果（10）创建第一个轮齿特征1在主菜单上依次单击“插入” “扫描混合”命令，系统弹出“扫描混合”操控面板，如图5-29所示。2在“扫描混合”操控面板内单击“参照”按钮，系统弹出“参照”上滑面板，如图6-30所示。图5-29 “扫描混合”操作面板 图5-30“参照”上滑面板3在“参照”上滑面板的“剖面控制”下拉列表框内选择“垂直于轨迹”选项，在“水平/垂直控制”下拉列表框内选择“垂直于曲面”选项，如图5-30示。4在绘图区单击选取分度圆上的投影线作为扫描混合的扫引线，如图5-31示。扫描引线图5-31选取扫描引线5在“扫描混合”操作面板中单击“剖面”按钮，系统弹出“剖面”上滑面板，在上方下拉列表框中选择“所选截面”选项，如图5-32所示。图5-32“剖面”上滑面板 图5-33 选取截面6在绘图区单击选取“扫描混合”截面，如图5-33所示。7在“扫描混合”操控面板内单击按钮完成第一个齿的创建，完成后的特征如图5-34所示。图5-34完成后的轮齿特征 图5-35“选择性粘贴“对话框(11)阵列轮齿1单击上一步创建的轮齿特征，在主工具栏中单击按钮，然后单击按钮，随即弹出“选择性粘贴”对话框，如图5-35所示。在该对话框中勾选“对副本应用移动/旋转变换”，然后单击“确定”按钮。图5-36 旋转角度设置 图5-37复制生成的第二个轮齿2单击复制特征工具栏中的“变换”，在“设置”下拉菜单中选取“旋转”选项，“方向参照”选取轴A_1，可在模型数中选取，也可以直接单击选择。输入旋转角度“360/z”,如图6-36所示。最后单击按钮，完成轮齿的复制，生成如图6-37所示的第2个轮齿。3在模型树中单击刚刚创建的第二个轮齿特征，在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单中单击“编辑” “阵列”命令，系统弹出“阵列”操控面板，如图6-38所示。图5-38 “阵列”操控面板图5-39 完成后的轮齿 图5-40齿轮的最终结构4在“阵列”操控面板内选择“轴”阵列，在绘图区单击选取齿根园的中心轴作为阵列参照，输入阵列数为“88”偏移角度为“360/z”。在“阵列”操控面板内单击按钮，完成阵列特征的创建，如图5-39所示。5最后“拉伸”、“阵列”轮齿的结构，如图5-40所示ee致谢本论文是在ee老师的悉心指导下完成的。e老师渊博的专业知识，严谨的治学态度，精益求精的工作作风，诲人不倦的高尚师德，严以律己、宽以待人的崇高风范，朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远。不仅使我树立了远大的学术目标、掌握了基本的研究方法，还使我明白了许多待人接物与为人处世的道理。本论文从选题到完成，每一步都是在导师的指导下完成的，倾注了导师大量的心血。在此，谨向e老师表示崇高的敬意和衷心的感谢！ 本论文的顺利完成，离不开各位老师、同学和朋友的关心和帮助。感谢CAD培训中心老师的指导和帮助。后文是被我人为屏蔽掉了，想要原版吗？小伙伴，在第2章电机选择中CAD图里找我联系方式吧参考文献1王定.矿用小绞车M.北京:煤炭工业出版社,1981.2程居山.矿山机械M.徐州: