链式输送机传动装置与三维实体造型设计【三维PROE】-圆柱圆锥齿轮减速器传动【含CAD高清图纸和文档】【WG系列】
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毕 业 设 计 说 明 书课题名称链式输送机传动装置与三维实体造型设计系/专 业 机械工程学院/机械制造自动化班 级机自1216学 号129f033113学生姓名孔祥宇指导教师：龚晓群 2015年 4 月 15 日摘 要 减速器是应用于原动机和工作机之间的独立传动装置，具有结构紧凑、传动效率高、传递运动准确可靠、使用维护方便和成批生产等特点。传统的减速器手工设计通常采用二维工程图表示三位实体的做法，这种做法不仅不能以三位实体模型直观逼真地显现减速器的结构特征而且对于一个视图上某一个尺寸的修改，不能自动反映在其他对应视图上。齿轮传动是应用极为广泛和特别重要的一种机械传动形式，它可以用来在空间的任意轴之间传递运动和动力，目前齿轮传动装置正逐步向小型化，高速化，低噪声，高可靠性和硬齿面技术方向发展，齿轮传动具有传动平稳可靠，传动效率高（一般可以达到94%以上，精度较高的圆柱齿轮副可以达到99%），传递功率范围广（可以从仪表中齿轮微小功率的传动到大型动力机械几万千瓦功率的传动）速度范围广（齿轮的圆周速度可以从0.1m/s到200m/s或更高，转速可以从1r/min到20000r/min或更高），结构紧凑，维护方便等优点。因此，它在各种机械设备和仪器仪表中被广泛使用，本课题就是齿轮传动的一个典型应用。 关键词:减速器,齿轮传动,三维实体62AbstractThe speed reducer is independent transmission device applied between the prime mover and work machine, has the advantages of compact structure, high transmission efficiency, accurate and reliable transmission of motion, the characteristics of convenient use and mass production and maintenance. The traditional manual design reducer usually means a three bit entity uses the two-dimensional engineering practice, this approach not only can not take three solid model visually show the structure characteristics of reducer and for a view in a certain size changes, can not be automatically reflected in the corresponding view he.Gear transmission is applied to a mechanical transmission widely and particularly important, motion and force transfer between arbitrary axis and it can be used in space, the gear is gradually to the miniaturization, high speed, low noise, high reliability and hard surface technology development, gear transmission has the advantages of stable and reliable transmission, the transmission efficiency is high (generally can reach more than 94%, high precision cylindrical gear pair can reach 99%), transmission power range (from the instrument with little power to drive gear drive for large power machinery several million kilowatts of power) speed range (circumferential speed of gear can be from 0.1m/s to 200m/s or higher, speed from 1r/min to 20000r/min or higher), compact structure, convenient maintenance and so on. Therefore, it is widely used in all kinds of mechanical equipment and instruments, a typical application is the topic of gear transmission.Key words: reducer, gear, 3D目录1 设计任务书42 选择电动机52.1 电动机类型和结构型式52.2 电动机容量52.3 电动机的转速52.4 电动机的技术数据和外形,安装尺寸63 计算传动装置的运动和动力参数74 带轮的计算94.1 带传动设计94.2选择带型104.3确定带轮的基准直径并验证带速104.4 确定中心距离、带的基准长度并验算小轮包角114.5确定带的根数z124.6 确定带轮的结构和尺寸124.7 确定带的张紧装置134.8 计算压轴力134.9 传动件的设计计算155 圆柱斜齿轮设计195.1 选定齿轮精度等级、材料及齿数195.2 按齿面接触强度设计195.3 校核齿根弯曲疲劳强度225.4 轴及轴承的设计与选择235.4.1求作用在齿轮上的力235.4.2 初步确定轴的最小直径245.4.3 轴的结构设计255.4.4 求轴上的载荷265.4.5 按弯扭合成应力校核轴的强度285.5箱体结构设计285.6 润滑方式及密封件选择306 三维建模326.1输入、输出轴的三维建模326.1.1输入轴的三维建模326.1.2输出轴的三维建模346.2 输入、输出轴上锥齿轮的参数化建模356.2.1输入轴上锥齿轮的参数化建模356.2.2输出轴上锥齿轮的三维建模416.3减速器箱体的三维建模426.3.1减速器上箱体的建模426.3.2减速器下箱体的三维建模466.4轴承端盖及其它零部件的三维建模477 圆锥齿轮减速器的装配与运动仿真497.1零件装配基本流程497.2装配过程中常用的方法497.3装配齿轮减速器50总 结58参考文献591 设计任务书设计一链式输送机传动装置的圆锥减速器，已知链式输送机传动装置1、 设计条件（1） 原始数据已知条件：输送带拉力2700N，带速0.9m/s，滚筒直径150mm（2） 传动装置简图（3）工作条件1）工作情况：三班制，间歇工作，载荷变动小2） 工作环境：室内，灰尘较大，环境最高温度35C左右3） 使用期限：折旧期15年，每三年一次大修4） 制造条件及生产批量：专门工厂制造，小批量生产圆锥减速器计算驱动卷筒的转速选用同步转速为1000r/min或1500r/min的电动机作为原动机由图可知，该设备原动机为电动机，传动装置为减速器，减速器为式2 选择电动机2.1 电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y（IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。2.2 电动机容量(1)卷筒的输出功率(2)电动机输出功率传动装置的总效率查表2-1，取一对轴承效率轴承=0.99，锥齿轮传动效率锥齿轮=0.96，联轴器效率联=0.99（位输送链与减速器之间的），V带传动带=0.96得电动机到工作机间的总效率为故 (3)电动机额定功率由机械设计（机械设计基础）课程设计表20-1选取电动机额定功率。2.3 电动机的转速推算电动机转速可选范围，由机械设计（机械设计基础）课程设计表2-1查得圆锥齿轮传动比范围，V带传动一般 i=25，则电动机转速可选范围为：其中750r/min的电动机不常用，初选同步转速分别为1000r/min和1500r/min的两种电动机进行比较，如下表：方案电动机型号额定功率（KW）电动机转速(r/min)电动机质量(kg)总传动比同步满载1Y132S-631000960458.372Y100L2-43150014203412.385两方案均可行，选定方案一 ，结构尺寸相对较小，能适合卷筒的工况，选定电动机的型号为Y132S-62.4 电动机的技术数据和外形,安装尺寸由机械设计（机械设计基础）课程设计表20-1、表20-2查得主要数据，并记录备用。3 计算传动装置的运动和动力参数1）传动装置总传动比2）分配各级传动比根据V带传动一般 i=25，课程设计要求：锥齿轮速比不适宜过大，圆柱齿轮速比不宜过小，带传动速比也不适宜过大。初取，那么圆锥圆柱二级减速器的传动比为3）各轴转速（轴号见图）4）各轴输入功率按电动机所需功率计算各轴输入功率，即5）各轴转矩4 带轮的计算4.1 带传动设计输入功率P=3kW,转速n1=960r/min,带传动比i=3表3-1 工作情况系数工作机原动机类类一天工作时间/h10161016载荷平稳液体搅拌机；离心式水泵；通风机和鼓风机（）；离心式压缩机；轻型运输机1.01.21.3载荷变动小带式运输机（运送砂石、谷物），通风机（）；发电机；旋转式水泵；金属切削机床；剪床；压力机；印刷机；振动筛载荷变动较大螺旋式运输机；斗式上料机；往复式水泵和压缩机；锻锤；磨粉机；锯木机和木工机械；纺织机械载荷变动很大破碎机（旋转式、颚式等）；球磨机；棒磨机；起重机；挖掘机；橡胶辊压机取KA1.1。即4.2选择带型普通V带的带型根据传动的设计功率Pd和小带轮的转速n1按机械设计P297图1311选取。图3-1 带型图根据算出的Pd3.3kW及小带轮转速n1960r/min ，查图得：dd=80100可知应选取A型V带。4.3确定带轮的基准直径并验证带速由机械设计P298表137查得，小带轮基准直径为80100mm则取dd1=90mm ddmin.=75 mm（dd1根据P295表13-4查得）表3-2 V带 带轮最小基准直径槽型YZABCDE205075125200355500由机械设计P295表13-4查“V带轮的基准直径”，得=280mm误差验算传动比： （为弹性滑动率）误差 符合要求 带速 满足5m/sv300mm，所以宜选用E型轮辐式带轮。总之，小带轮选H型孔板式结构，大带轮选择E型轮辐式结构。带轮的材料：选用灰铸铁，HT200。4.7 确定带的张紧装置 选用结构简单，调整方便的定期调整中心距的张紧装置。4.8 计算压轴力由机械设计P303表1312查得，A型带的初拉力F0133.46N，上面已得到=153.36o，z=3，则对带轮的主要要求是质量小且分布均匀、工艺性好、与带接触的工作表面加工精度要高，以减少带的磨损。转速高时要进行动平衡，对于铸造和焊接带轮的内应力要小, 带轮由轮缘、腹板（轮辐）和轮毂三部分组成。带轮的外圈环形部分称为轮缘，轮缘是带轮的工作部分，用以安装传动带，制有梯形轮槽。由于普通V带两侧面间的夹角是40，为了适应V带在带轮上弯曲时截面变形而使楔角减小，故规定普通V带轮槽角 为32、34、36、38（按带的型号及带轮直径确定），轮槽尺寸见表7-3。装在轴上的筒形部分称为轮毂，是带轮与轴的联接部分。中间部分称为轮幅（腹板），用来联接轮缘与轮毂成一整体。表3-5 普通V带轮的轮槽尺寸（摘自GB/T13575.1-92）项目 符号 槽型 Y Z A B C D E 基准宽度 b p 5.3 8.5 11.0 14.0 19.0 27.0 32.0 基准线上槽深 h amin 1.6 2.0 2.75 3.5 4.8 8.1 9.6 基准线下槽深 h fmin 4.7 7.0 8.7 10.8 14.3 19.9 23.4 槽间距 e 8 0.3 12 0.3 15 0.3 19 0.4 25.5 0.5 37 0.6 44.5 0.7 第一槽对称面至端面的距离 f min 6 7 9 11.5 16 23 28 最小轮缘厚 5 5.5 67.5 10 12 15 带轮宽 B B =( z -1) e + 2 f z 轮槽数 外径 d a 轮 槽 角 32 对应的基准直径 d d 60 - - - - - - 34 - 80 118 190 315 - - 36 60 - - - - 475 600 38 - 80 118 190 315 475 600 极限偏差 1 0.5 V带轮按腹板（轮辐）结构的不同分为以下几种型式： （1） 实心带轮：用于尺寸较小的带轮(dd(2.53)d时)，如图3-2a。 （2） 腹板带轮：用于中小尺寸的带轮(dd 300mm 时)，如图3-2b。 （3） 孔板带轮：用于尺寸较大的带轮(ddd) 100 mm 时)，如图3-2c 。（4） 椭圆轮辐带轮：用于尺寸大的带轮(dd 500mm 时)，如图3-2d。（a） （b） （c） （d）图3-2 带轮结构类型根据设计结果，可以得出结论：小带轮选择实心带轮，如图（a）,大带轮选择孔板带轮如图（b）4.9 传动件的设计计算圆锥直齿轮设计已知输入功率，小齿轮转速960r/min，齿数比u=2.79，由电动机驱动，工作寿命10年（设每年工作300天），一班制，输送机工作经常满载，空载起动，工作平稳。选定齿轮精度等级、材料及齿数圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)材料选择 由机械设计（第八版）表10-1选择小齿轮材料为(调质)，硬度为280HBS，大齿轮材料为45钢（调质），硬度为240HBS。选小齿轮齿数，大齿轮齿数，取整。则按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即确定公式内的各计算数值试选载荷系数计算小齿轮的转矩选齿宽系数4）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5）由机械设计（第八版）表10-6查得材料的弹性影响系数6） 计算应力循环次数7) 由机械设计（第八版）图10-19取接触疲劳寿命系数8) 计算接触疲劳许用应力取失效概率为1%，安全系数S=1，得（2） 计算1） 试算小齿轮分度圆直径，代入中较小的值2） 计算圆周速度v3） 计算载荷系数根据，7级精度，由机械设计（第八版）图10-8查得动载系数直齿轮由机械设计（第八版）表10-2查得使用系数根据大齿轮两端支撑，小齿轮作悬臂布置，查机械设计（第八版）表得轴承系数，则接触强度载荷系数4） 按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得5） 计算模数m取标准值6） 计算齿轮相关参数7） 圆整并确定齿宽圆整取，1、 校核齿根弯曲疲劳强度1） 确定弯曲强度载荷系数2） 计算当量齿数3） 由机械设计（第八版）表10-5查得齿形系数应力校正系数4） 由机械设计（第八版）图20-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限5） 由机械设计（第八版）图10-18取弯曲疲劳寿命系数6） 计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数，得7） 校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式进行校核满足弯曲强度，所选参数合适。5 圆柱斜齿轮设计已知输入功率，小齿轮转速108.68r/min，齿数比u=3.77，由电动机驱动，工作寿命10年（设每年工作300天），一班制，带式输送机工作经常满载，空载起动，工作平稳。5.1 选定齿轮精度等级、材料及齿数1） 圆锥圆柱齿轮减速器为通用减速器，速度不高，故选用7级精度(GB10095-88)2） 材料选择 由机械设计（第八版）表10-1选择大小齿轮材料均为45钢（调质），小齿轮齿面硬度为250HBS，大齿轮齿面硬度为220HBS。3） 选小齿轮齿数，大齿轮齿数，大小齿轮一般取互质数，故取4） 选取螺旋角。初选螺旋角 5.2 按齿面接触强度设计由设计计算公式进行试算，即(1) 确定公式内的各计算数值1） 试选载荷系数2） 计算小齿轮的转矩3） 选齿宽系数4） 由机械设计（第八版）图10-30选取区域系数5） 由机械设计（第八版）图10-26查得，则6） 由机械设计（第八版）表10-6查得材料的弹性影响系数6） 计算应力循环次数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，得（2）计算1）试算小齿轮分度圆直径，由计算公式得2） 计算圆周速度v3） 计算齿宽b及模数4） 计算纵向重合度5） 计算载荷系数根据，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10-3查得由机械设计（第八版）表10-2查得使用系数由机械设计（第八版）表10-13查得 由机械设计（第八版）表10-4查得接触强度载荷系数6）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径，得7） 计算模数取8） 几何尺寸计算（1） 计算中心距取得（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） 计算大小齿轮的分度圆直径（4）计算齿轮宽度圆整后取 5.3 校核齿根弯曲疲劳强度1） 确定弯曲强度载荷系数2） 根据重合度，由机械设计（第八版）图10-28查得螺旋角影响系数3） 计算当量齿数4）由机械设计（第八版）表10-5查得齿形系数应力校正系数6） 由机械设计（第八版）图20-20c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限，大齿轮的弯曲疲劳强度极限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，得9） 校核弯曲强度根据弯曲强度条件公式进行校核满足弯曲强度，所选参数合适。5.4 轴及轴承的设计与选择5.4.1求作用在齿轮上的力其齿轮受力如2.2图所示： 图2.2齿轮受力图 输出轴上的齿轮：圆周力： 径向力： 压力角 轴向力： 其中由锥齿轮的受力分析可知; 且(为输入轴上的齿轮所受的力)5.4.2 初步确定轴的最小直径选取轴的材料为45钢，调制处理。查表得A0=110： 确定输出轴与联轴器相连接，其输出轴的最小直径是安装联轴器出轴的直径。为使所选的轴的最小直径与联轴器的孔径相适应，故需要同时选取联轴器的型号。联轴器的计算转矩：,查表取。则：=104.6Nm按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件，查表选用LX1型号的弹性柱销联轴器。其公称转矩为250Nm，半联轴器孔径d1=24mm(j1型)。半联轴器与轴配合的毂孔长度L=38mm。5.4.3 轴的结构设计（1） 根据周向定位的要求确定轴的各段直径和长度根据零件设计要求及装配要求最终所确定的轴的各段直径和长度如下图所示：输出轴： 图2.3输出轴简图输入轴： 图2.4输入轴简图（2） 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。根据结构要求查表选择：18的轴键：bhL=662822的轴键：bhL=662224的轴键：bhL=872832的轴键：bhL=10822（3） 确定轴上的圆角和倒角尺寸查表选择，取轴端倒角为145，轴肩处的圆角半径装配图5.4.4 求轴上的载荷根据轴的结构图，做出轴的计算简图，并且根据轴的计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图，如图2.5和2.6所示。其中轴的支反力可根据静力平衡方程计算得出： 图2.5输出轴的弯扭图 图2.6输入轴的弯扭图从轴的结构图以及弯矩图和扭矩图可以看出截面C是轴的危险截面，现将危险截面C处所受的支反力、弯矩、和扭矩列于表2.4。 表2.4输入、输出轴的弯扭和支反力输出轴输入轴载荷水平面垂直面水平面垂直面支反力/N弯矩M总弯矩/Nm扭矩T/Nm69.7 按弯扭合成应力校核轴的强度进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面的强度。轴单向旋转，扭转切应力为脉动循环变应力，取，则：输出轴： 前面已选定轴的材料为45钢，调制处理，查表得： ， 因此， 故满足强度校核。 输入轴：同上， 故也满足强度校核。5.5箱体结构设计（1） 窥视孔和窥视孔盖在减速器上部可以看到传动零件啮合处要开窥视孔，以便检查齿面接触斑点和赤侧间隙，了解啮合情况。润滑油也由此注入机体内。窥视孔上有盖板，以防止污物进入机体内和润滑油飞溅出来。（2）放油螺塞减速器底部设有放油孔，用于排出污油，注油前用螺塞赌注。（3）油标油标用来检查油面高度，以保证有正常的油量。油标有各种结构类型，有的已定为国家标准件。（4）通气器减速器运转时，由于摩擦发热，使机体内温度升高，气压增大，导致润滑油从缝隙向外渗漏。所以多在机盖顶部或窥视孔盖上安装通气器，使机体内热涨气自由逸出，达到集体内外气压相等，提高机体有缝隙处的密封性能。（5）启盖螺钉机盖与机座结合面上常涂有水玻璃或密封胶，联结后结合较紧，不易分开。为便于取盖，在机盖凸缘上常装有一至二个启盖螺钉，在启盖时，可先拧动此螺钉顶起机盖。在轴承端盖上也可以安装启盖螺钉，便于拆卸端盖。对于需作轴向调整的套环，如装上二个启盖螺钉，将便于调整。（6）定位销 为了保证轴承座孔的安装精度，在机盖和机座用螺栓联结后，镗孔之前装上两个定位销，孔位置尽量远些。如机体结构是对的，销孔位置不应该对称布置。（7）调整垫片调整垫片由多片很薄的软金属制成，用一调整轴承间隙。有的垫片还要起调整传动零件轴向位置的作用。（8）环首螺钉、吊环和吊钩在机盖上装有环首螺钉或铸出吊环或吊钩，用以搬运或拆卸机盖。（9）密封装置 在伸出轴与端盖之间有间隙，必须安装密封件，以防止漏油和污物进入机体内。密封件多为标准件，其密封效果相差很大，应根据具体情况选用。箱体结构尺寸选择如下表2.5： 表2.5箱体结构尺寸名称符号减速器的尺寸关系箱座壁厚8箱盖壁厚18箱座凸缘厚度b12箱盖凸缘厚度b 112箱座底凸缘厚度b 220地脚螺钉直径df20地脚螺钉数目n4轴承旁联结螺栓直径d110盖与座联接螺栓直径d26连接螺栓d2的间距l150-200轴承端盖螺钉直径d36窥视孔盖螺钉直径d46定位销直径d4.8df，d1, d2至外机壁距离C118，16，12df， d2至凸缘边缘距离C216，10轴承旁凸台半径R110凸台高度h根据低速级轴承座外径确定，以便于扳手操作为准外机壁至轴承座端面距离l133，97大齿轮顶圆与内机壁距离110齿轮端面与内机壁距离210箱盖、箱座肋厚m1 ,m27， 7轴承端盖外径D293， 85轴承端盖凸缘厚度t21.5轴承旁联接螺栓距离S尽量靠近，以Md1和Md2互不干涉为准，一般s=D25.6 润滑方式及密封件选择（1）由于其为闭式齿轮传动，其润滑方式根据齿轮的圆周速度大小而定： 故应将大齿轮侵入油池中进行侵油润滑。（2）滚动轴承的润滑输出轴处滚动轴承：输入轴处滚动轴承：对照脂润滑和油润滑的dn值界限表选择其润滑方式为：脂润滑。（3）密封件的选择由于滚动轴承为脂润滑，并且滑动速度小于5m/s，故选用毡圈油封。6 三维建模6.1输入、输出轴的三维建模6.1.1输入轴的三维建模利用PRE/E的拉伸命令或旋转命令可进行输入、输出轴的基础建模，在此选用PRO/E的拉伸命令进行基础建模。（1）新建文件，单击工具栏新建工具，选择公制模板mmns-part-solid，然后单击“确定”。（2）单击拉伸命令，选择草绘平面，并进入草绘界面，根据设计结构要求，选择工具菜单栏上的草绘命令，绘制如图所示的草绘图形，完成单击确认如图3.1所示。 图3.1草绘（3）草绘完成之后进入到三维界面以指定的深度值拉伸如： 。拉伸后生成的三维模型，如图3.2所示。 图3.2轴的一段模型同样操，作利用拉伸命令对轴的其它个段进行拉伸，拉伸后的三维模型如图3.3所示 图3.3轴的三维模型（4）单击基准平面工具，新建一个基准平面作为轴上键槽的草绘基准。选择RIGHT平面作为参照，根据结构要求选择参照平面的偏移距离为11.0，如图3.4所示。 图3.4基准平面对话框（5）单击拉伸命令，选择草绘平面，并进入草绘界面，根据设计结构要求，选择工具菜单栏上的草绘命令，绘制如图所示的图形，完成单击确认如图3.5所示。 图3.5草绘同样，草绘完成之后选择拉伸深度为3.5。并且单击去除材料工具，去除材料后如图3.6所示。 图3.6键槽的拉伸同样另建一个基准平面，选择拉伸命令拉伸轴上的另一个键槽。（6）单击倒圆角命令对轴上的轴肩各处进行倒圆角（7）单击倒角命令对轴端处进行倒角。最终输入轴的三维模型就已建成。如图3.7所示。 图3.7轴的三维模型6.1.2输出轴的三维建模同输入轴的建模方式一样，输出轴的最终三维模型，如图3.8所示。 图3.8轴的三维模型6.2 输入、输出轴上锥齿轮的参数化建模6.2.1输入轴上锥齿轮的参数化建模齿轮的三维模型的建立主要难点是齿廓曲线的建立（渐开线齿廓），根据以往设计人员的设计经验，可以直接利用其设计结果，将其中的某些参数和关系式改变即可直接生成所需要的齿轮模型。参数化设计模型是以约束来表达产品模型的形状特征，以一组参数来控制设计结果，从而能通过变换一组参数值方便地创建一系列形状相似的零件。参数化设计的基本手段有程序驱动与尺寸驱动。程序驱动法是通过分析图形几何模型的特点，确定模型的主参数以及各尺寸间的数学关系，将这种关系输入程序中，进而在零件设计时只要输入几个参始值就可生成所要求的模型。尺寸驱动是对程序驱动的扩展，它的基本思想是由应用程序生成所涉及的基图，该图的尺寸有一系列的标识，这些尺寸由用户在编程时输入或交互式输入，从而生成用户的模型。此锥齿轮三维建模的一般步骤如下：（1）从齿轮零件库中调取锥齿轮模型，将其打开。（2）单击菜单栏中的工具命令，出现如图3.9的工具对话框。单击参数，出现如图3.10所示的参数对话框：图3.9工具对话框 3.10参数对话框（3）根据所设计的齿轮尺寸参数，将上述参数对话框中的用户定义的项目改成自己所设计的尺寸参数。如将齿数Z改成自己所设计的参数25。（3.10所示的参数对话框中的参数都是按照自己所设计的尺寸参数）改过之后单击确定命令。（4）在单击菜单栏中的工具命令，然后单击如图3.9所示关系命令，出现如图3.11所示的关系对话框。 3.11关系对话框其中关系对话框中的关系式是已经输入好的锥齿轮的关系式，不需要改变，可直接利用。若是其他类型的齿轮，则此关系式需要重新输入其相对应的关系式，方可。如下所示，为锥齿轮的关系式。HA=(HAX+X)*MHF=(HAX+CX-X)*MH=(2*HAX+CX)*MDELTA=ATAN(Z/Z_ASM)D=M*ZDB=D*COS(ALPHA)DA=D+2*HA*COS(DELTA)DF=D-2*HF*COS(DELTA)HB=(D-DB)/(2*COS(DELTA)RX=D/(2*SIN(DELTA)THETA_A=ATAN(HA/RX)THETA_B=ATAN(HB/RX)THETA_F=ATAN(HF/RX)DELTA_A=DELTA+THETA_ADELTA_B=DELTA-THETA_BDELTA_F=DELTA-THETA_FBA=B/COS(THETA_A)BB=B/COS(THETA_B)BF=B/COS(THETA_F)D0=D/(2*TAN(DELTA)D1=D/2D2=DA/2D3=DB/2D4=DF/2D5=BD6=90D9=D/COS(DELTA)D10=DA/COS(DELTA)D11=DB/COS(DELTA)D12=DF/COS(DELTA)D14=(D-2*B*SIN(DELTA)/COS(DELTA)D15=(DA-2*BA*SIN(DELTA_A)/COS(DELTA)D16=(DB-2*BB*SIN(DELTA_B)/COS(DELTA)D17=(DF-2*BF*SIN(DELTA_F)/COS(DELTA)D19=360*COS(DELTA)/(4*Z)+180*TAN(ALPHA)/PI-ALPHAD20=360*COS(DELTA)/(4*Z)+180*TAN(ALPHA)/PI-ALPHAD21=360*COS(DELTA)/(4*Z)D25=0.8*HD26=HIF HAX=1D37=0.2*MD49=0.2*MENDIFD51=360/ZD75=360/ZP76=Z-1D150=360/(2*Z)（5）锥齿轮渐开曲线的建立，其也主要是利用其渐开线方程的建立而直接生成的，如下图所示的渐开线锥齿轮大端的渐开线方程如下：/* 为笛卡儿坐标系输入参数方程/*根据t (将从0变到1) 对x, y和z/* 例如:对在 x-y平面的一个圆，中心在原点/* 半径 = 4，参数方程将是:/* x = 4 * cos ( t * 360 )/* y = 4 * sin ( t * 360 )/* z = 0/*-r=D11/2theta=t*60x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180z=0锥齿轮小端的渐开线方程如下：/* 为笛卡儿坐标系输入参数方程/*根据t (将从0变到1) 对x, y和z/* 例如:对在 x-y平面的一个圆，中心在原点/* 半径 = 4，参数方程将是:/* x = 4 * cos ( t * 360 )/* y = 4 * sin ( t * 360 )/* z = 0/*-r=D16/2theta=t*60x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180z=0当将上述的参数改完之后及可生成所需的齿轮，如图3.12所示：3.12锥齿轮的基础三维模型（6）在锥齿轮的基础模型建好之后，可利用拉伸和倒圆角命令对所生成的齿轮模型进行修改，使其满足所设计的要求。如图3.13所示：、 3.13锥齿轮的模型6.2.2输出轴上锥齿轮的三维建模输出轴上的锥齿轮建模与输入轴上的锥齿轮建模方式一样，只需改一部分参数即可。其参数如图3.14所示： 图3.14参数对话框而其关系式和渐开线方程与输入轴的一样，其关系是和渐开线方程如上.然后利用其它命令对所生成的锥齿轮进行进一步的修改或添加。最终的三维模型如图3.15所示： 图3.15锥齿轮模型6.3减速器箱体的三维建模6.3.1减速器上箱体的建模（1）新建文件，单击工具栏新建工具，选择公制模板mmns-part-solid，然后单击“确定”。（2）单击拉伸命令，选择草绘平面，并进入草绘界面，根据设计结构要求，选择工具菜单栏上的草绘命令，绘制如图所示的图形，完成单击确认如图3.16所示： 图3.16草绘同上一样根据结构要求指定拉伸深度为100.拉伸后的三维模型如图3.17所示： 图3.17上箱体壁拉伸模型（3）同上一样根据结构要求利用拉伸命令，使之生成如图3.18所示的三维模型。 图3.18上箱体拉伸模型（4）选中如下图所示的圆柱部分 单击镜像命令选取PRONT平面做为镜像平面，按滚轮中键确定。生成如图3.19所示的三维模型： 图 3.19上箱体拉伸模型（5）利用拉伸和镜像命令使之生成上箱体的其余部分如图3.20所示： 图3.20箱坐拉伸模型（6）单击筋工具选择草绘平面，并进入草绘界面，根据设计结构要求，选择工具菜单栏上的草绘命令，绘制如图3.21所示的图形，完成单击确认。 图 3.21筋草绘根据结构要求入筋厚度，按滚轮中键确定。生成如图 3.22所示的模型： 图3.22筋模型（7）利用拉伸、镜像、倒圆角命令使之生成上箱体的其余部分，如图3.23所示： 图3.23上箱体拉伸模型（8）利用拉伸、倒圆角、拔模命令在生成最终的上箱体的三维模型，如图3.24所示： 图3.24下箱体的最终拉伸模型6.3.2减速器下箱体的三维建模同减速器下箱体的方法类似，也主要用到了拉伸、镜像、倒角、拔模等命令。最终的模型如图3.25所示：3.25上箱体的最终模型6.4轴承端盖及其它零部件的三维建模（1）新建文件，单击工具栏新建工具，选择公制模板mmns-part-solid，然后单击“确定”。（2）单击旋转命令，选择草绘平面，并进入草绘界面，根据设计结构要求，选择工具菜单栏上的草绘命令，绘制如图所示的图形，完成单击确认如图3.26所示： 图3.26草绘在按滚轮中键确定。生成如图3.27的三维模型： 图 3.27轴承端盖旋转模型（3）同上方法相似利用旋转命令，再次生成如图6.8所示的三维模型： 图 3.28轴承端盖旋转模型（4）利用旋转、倒圆角、拔模命令，最终生成如图3.29所示的三维模型： 图3.29轴承端盖最终模型（5）其余的轴承端盖与上述的建模方法类似（5）对于减速器其它零部件的建模方法与上述零部件所用的到的建模方法相类似，在此不在继续说明7 圆锥齿轮减速器的装配与运动仿真在装配的过程中，各部件是靠联接关系或约束关系装配在一起的，在装配某个零部件时，根据产品的结构和功能确定它是固定件还是活动件。7.1零件装配基本流程（1）进入装配设计环境（2）在零件装配设计环境下，从插入零部库中插入第一个零件到工作区中，该零件称为基础零件，系统对第一个插入的零件自动添加一个固定装配关系。（3)根据装配关系，逐个插入其它零件，并在插入零件与当前装配件上，选择相应的装配关系命令进行装配。(4)完成所有零件的装配，进行干涉检查，确认无误后，保存文件。以上步骤为自下而上的装配方法。在装配过程中还可以根据需要随时进行新零件的设计，新设计的零件在形状和尺寸上可以与己有的零件和部件保持相关和协调，这个过程便体现自上而下的设计，因此两种方法不是独立不相干的，它们在装配设计中是融合使用的7.2装配过程中常用的方法（1）重合配合:该配合将会使所选择的面、边线及基准面(它们之间的相互组合或与单一顶点组合)重合在一条无限长的直线上，或将两个点重合。定位两个顶 点使 它们彼此接触。（2）轴心配合:该配合将会使所选择的项目位于同一中心点。（3）垂直配合:该配合将会使所选择的项目以90度相互垂直。（4）相切配合:该配合将会使所选择的项目保持相切(至少有一个选择项目为圆柱面、圆锥面或球面)。（5）平行配合:该配合将会使所选择的项目保持相同的方向，并且互相保持相同的距离。（6）距离配合:该配合将会使所选择的项目之间保持指定的距离。（7）角度配合:该配合将会使所选择的项目之间以指定的角度配合。Pro/E的组件模块为用户提供了基于三维模型的装配工具和手段,所谓的“组件”是指由多个零件或零部件按一定约束关系构成的装配件，组件中的零件在Pro/E中称为“元件”，而零部件则称为“子组件”(或称子装配)。在Pro/E的“组件”模式下，不但可以将元件和子组件装配在一起以形成组件，并允许对该组件进行修改、分析或重新定向，而且可以在组件中根据零件的组合方式来设计零件。减速器中的零件包括箱体，齿轮，轴，键，轴承，挡油环，端盖等主要零件和螺钉，垫片等辅助零件。在装配过程中为简便起见，可先将齿轮、轴、键、挡油环等零件装配成子组件，再将子组件与其他零件装配成整体模型。这样可方便零件在整体模型中的定位，简化操作。具体过程为：（1）新建一个装配体文件。在“插入零部件”对话框中选择上箱体零件，并将其定位在原点处，此时Pro/E将“下箱体”默认为“固定”状态。在将上箱体的其它附件按照一定的配合关系插入到此组件之中，如油杯、视空盖、通气帽等。（2）新建一个装配体文件。在“插入零部件”对话框中选择输出轴，并将其定位在原点处，此时Pro/E将“输出轴”默认为“固定”状态。在将键、挡油环等零部件按照一定的配合关系插入到此组件之中。（3）新建一个装配体文件。在“插入零部件”对话框中选择输入轴，并将其定位在原点处，此时Pro/E将“输入轴”默认为“固定”状态。在将键、挡油环等零部件按照一定的配合关系插入到此组件之中。（4）新建一个装配体文件。在“插入零部件”对话框中选择下箱体，将其定位在原点处，此时Pro/E将“下箱体”默认为“固定”状态。在将上述所装配的子组件按照一定的配合关系分别插入到此组件之中，最后将其余的零部件如轴承螺母、螺钉等零件分别按照一定的方式装配到此组件之中。至此减速器的装配就已经完成。7.3装配齿轮减速器（1）新建一个装配体文件，单击按钮，调入零件上箱体， 选择固定在选定点，完全约束，完成后如图4.1所示： 4.1插入上箱体（2）单击，调入调整垫片，如图4.2所示。选择垫片的一个外棱边与上箱体视孔盖的外棱边用对齐约束使之对齐，同样选择其另外的两条外棱边使之对齐，最后选择垫片的一个下平面和上箱体视孔盖的上平面，用匹配约束使之重合，这样就已经将垫片按照结构要求装配到了上箱体之中。4.2插入垫片（3）单击按钮，调入视空盖，与垫片的装配方式相类似将视空盖装配到相应的位置中。 （4）同样单击按钮，将螺钉通气帽，按照一定的装配方式装配到相应的位置中。（5）最后单击按钮，调入油杯，如图4.3所示。利用对齐和匹配约束将之装配到相应的位置中。4.3插入油杯（6）同样的方法将另一个油杯装配到上箱体中，至此此组件就已装配完成。如图4.4所示：4.4上箱体装配模型（7）再新建一个装配体文件，单击按钮，调入输入轴， 选择固定在选定点，完全约束，完成后如图4.5所示：4.5插入输入轴（8）与上述的装配方式相类似，分别将键、挡油环、齿轮和轴端挡圈等零件装配到轴上，如图4.6所示：4.
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