PRE二级减速器说明书.doc

机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 1 页 目录目录 第第 1 1 章章 绪论绪论 3 第第 2 2 章章 设计内容设计内容 4 第第 3 3 章章 典型零部件的设计过程典型零部件的设计过程 5 3 1 低速轴轴 模型的创建 5 3 2 高速级大齿轮齿轮 2 模型的创建 6 3 2 1 输入基本参数和关系式 6 3 2 2 创建齿轮基本圆 7 3 2 3 创建渐开线 8 3 2 4 镜像渐开线 9 3 2 5 拉伸齿根圆形成圆柱体 10 3 2 6 创建齿形 绘制齿形图 拉伸齿形 10 3 2 7 齿槽的阵列 11 3 2 8 创建腹板式齿轮结构 13 第第 4 4 章章 圆锥滚子轴承的绘制圆锥滚子轴承的绘制 14 4 1 绘制保持架 14 4 2 绘制并阵列滚子固定槽 14 4 3 绘制并阵列圆锥滚子 15 4 4 倒角 16 第第 5 5 章章 典型零部件的装配过程典型零部件的装配过程 17 5 1 轴与键的装配 17 5 2 齿轮的装配 17 5 3 轴与封油盘的装配 18 5 4 轴与轴承的装配 18 5 5 总装配图 19 第第 6 6 章章 运动仿真运动仿真 21 6 1 创建装配组件 21 6 1 1 装配箱体 21 6 1 2 轴装配 21 6 1 3 齿轮装配 21 6 2 仿真 21 6 2 1 定义旋转轴 21 6 2 2 完成啮合 22 6 2 3 选择电机 22 6 2 4 加载电机 23 6 2 5 生成 G 代码 23 第第 7 7 章章 工程图工程图 24 7 1 导入低速轴 24 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 2 页 7 2 截面的绘制 24 7 3 标注尺寸 24 7 4 标注几何公差 24 7 5 轴承端盖的工程图 25 第第 8 8 章章 心得体会心得体会 27 第第 9 9 章章 参考文献参考文献 28 附录附录 29 附录一 29 附录二 30 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 3 页 第第 1 1 章章 绪论绪论 作为 21 世纪的机械自动化方向的大学生 掌握并熟练运用先进 的设计绘图软件是一门必修的课程 CAD CAM 课程设计给我们提供 了这样一个平台 此次设计是机械专业的学生一个必不可少的课程 设计项目 它是学生步入公司前的一个模拟设计过程 使学生初步 熟悉应用绘图软件进行设计的一般步骤与要求 通过应用先进的绘 图软件 再综合所学的专业知识进行产品的初步设计从而达到熟练 掌握绘图软件的能力 同时通过此次设计对所学专业知识进行回顾 与复习 使学生能够在专业领域达到一个新的高度 此次设计对我 们的设计能力以及三维软件的运用能力都是一个锻炼 我们应该通 过本次课程设计 达到以下目的 1 了解 pro E 软件的基本功能 2 熟悉并掌握零件图的绘制方法 能熟练运用拉伸 旋转 扫描 混合 镜像 阵列 孔 壳等功能绘制零件图 3 掌握 peo E 中零件装配方法和机构仿真的步骤和方法 4 掌握工程图的创建方法 5 能够通过本次设计达到举一反三的效果 6 再次熟悉机械设计课程设计过程中的步骤 方法及注意事项 培养严谨 认真 踏实的设计作风 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 4 页 第第 2 2 章章 设计内容设计内容 此次设计内容为二级圆柱斜齿轮减速器 减速器是指原动机与工 作机之间独立的闭式传动装置 用来降低转速并相应地增大转速 在某些场合 也有用作增速的装置 并称为增速器 减速器是一种 典型的机械基础部件 广泛应用于各个行业 如冶金 运输 化工 建筑 食品 甚至艺术舞台 具有一定的代表性 本次设计具体课体 二级圆柱斜齿轮减速器 此次设计目的为 pro E 基本软件掌握 故设计中不考虑零部件 的强度问题 先设输入轴为轴 中间轴为轴 输出轴为轴 又设高速级小齿轮和大齿轮分别为齿轮 1 齿轮 2 低速级小齿轮和 大齿轮分别为齿轮 3 齿轮 4 以及轴承端盖 封油盘 轴承 上下 箱体等 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 5 页 第第 3 3 章章 典型零部件的设计过程典型零部件的设计过程 3 1 低速轴轴 模型的创建 1 启动 Pro ENGINEER 设置系统的工作目录 进入草绘模式 绘 制如图所示图形 图 3 1 1 2 完成草绘 以指定角度旋转 360 完成旋转如图所示 图 3 1 2 3 通过拉伸切出键槽 图 3 1 3 4 两端面倒角及轴过渡段倒圆角 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 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 6 页 图 3 1 4 3 2 高速级大齿轮齿轮 2 模型的创建 3 2 1 输入基本参数和关系式 图 3 2 1 Sb3 mn z cos angle b 2 han mn Sb2 mn z cos angle b Sb1 mn z cos angle b 2 han cn mn 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 7 页 angle at atan tan angle a cos angle b sd0 cos angle at mn z cos angle b DB sd0 完成后的关系对话框如图所示 图 3 2 2 3 2 2 创建齿轮基本圆 画出四个同心圆 分别标记为 d0 D 分度圆直径 d1 DA 齿顶圆直径 d2 DF 齿根圆直径 d3 DB 基园直径 工具栏内单击按钮 完成草图的绘制 如图所示 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 8 页 图 3 2 3 3 2 3 创建渐开线 1 方程创建齿轮中齿的轮廓 渐开线 输入关系式 如下 theta 45 t r db 2 z r sin theta r cos theta pi theta 180 x r cos theta r sin theta pi theta 180 y 0 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 图 3 2 4 渐开线的创建 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 9 页 3 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 如图所示 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 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 在绘图区单击选取 TOP 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 图 3 2 5 轴 A 1 的创建 3 过 A 1 轴和点 PNT0 创建平面 单击 确定 按钮 完成 DTM1 的创建 如图所示 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 10 页 图 3 2 6 DTM1 的创建 4 创建平面 DTM2 创建初始步骤同 DTM1 5 镜像渐开线 完成后的曲线如图所示 图 3 2 7 完成后镜像渐开线 3 2 5 拉伸齿根圆形成圆柱体 如图所示 图 3 2 8 拉伸后的齿根圆 3 2 6 创建齿形 绘制齿形图 拉伸齿形 在拉伸特征定义操控 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 11 页 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 图 3 2 9 齿槽的初步拉伸 3 2 7 齿槽的阵列 齿的齿槽阵列 选定复制的齿槽 单击 阵列 按钮 点击图 中的尺寸 变其值为 360 z 具体操作如图 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 12 页 图 3 2 10 齿槽阵列 图 3 2 11 齿槽的全部生成 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 13 页 3 2 8 创建腹板式齿轮结构 图 3 2 12 完成后的齿轮 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 14 页 第第 4 4 章章 圆锥滚子轴承的绘制圆锥滚子轴承的绘制 4 1 绘制保持架 利用旋转特征生成保持架的实体 保持架的目的就是控制滚珠 的游动范围 不至于两个滚动体的游动而相碰 使用旋转命令 选择草绘平面 绘制保持架的截面 再画出几 何中心线 最后在工具栏内单击确定 完成保持架截面的绘制 最 后单击完成 完成旋转特征的创建 保持架的轮廓如图所示 图 4 1 绘制保持架 4 2 绘制并阵列滚子固定槽 滚子固定槽属于回转体 因此可使用旋转得到 使用旋转命令 选择草绘平面 绘制滚子固定槽的截面 再画出几何中心线 最后 在工具栏内单击确定 完成滚子固定槽截面的绘制 最后单击完成 完成旋转特征的创建 即在 RIGHT 面绘制旋转切除的圆锥 再利用 旋转切除特征创建保持架上的孔 如图所示 最后再利用阵列特征 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 15 页 创建圆锥滚子轴承上的滚子固定槽 图 4 2 阵列滚子固定槽 4 3 绘制并阵列圆锥滚子 圆锥滚子属于回转体 因此可使用旋转得到 使用旋转命令 选择草绘平面 绘制圆锥滚子的截面 再画出几何中心线 最后在 工具栏内单击确定 完成圆锥滚子截面的绘制 最后单击完成 完 成旋转特征的创建 图 4 3 绘制并阵列圆锥滚子 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 16 页 4 4 倒角 使用倒角命令给圆锥滚子两端进行倒角 然后进行阵列 绘制 出全部圆锥滚子的倒角 图 4 4 1 给圆锥滚子倒角 图 4 4 2 轴承实体 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 17 页 第第 5 5 章章 典型零部件的装配过程典型零部件的装配过程 5 1 轴与键的装配 键与轴的装配 当 约束状态 为 完全约束 时 单击 如此完成键与轴的装配 如图 图 5 1 键与轴的装配 5 2 齿轮的装配 高速级大齿轮齿轮与中间轴的装配 选择约束条件 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 图 5 2 齿轮与轴的装配 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 18 页 5 3 轴与封油盘的装配 装配封油盘 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 再单击选中封油盘的中心轴 A 2 完成轴的约束 此时约束 状态为 部分约束 再单击 放置控制面板 中的 新建约束 选择齿轮轴的一个面 再选择封油盘小圆的一个平面 在 放置控 制面板 中选择偏距为 0 按 Enter 键 此时封油盘会约束在 轴上 观察 如果封油盘位于齿轮内部则单击 反向 此时约束状 态为 完全约束 单击 完成一个封油盘的装配 如图 图 5 3 5 4 轴与轴承的装配 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 轴承的中心轴 A 3 完成轴的约束 此时约束状态为 部分约束 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 19 页 再单击 放置控制面板 中的 新建约束 选择挡油环小圆的一个 面 再选择轴承的一个平面 在 放置控制面板 中选择偏距为 0 按 Enter 键 此时轴承会约束在轴上 仔细观察 如果轴 承位于挡油环的内部 则单击 反向 此时约束状态为 完全约束 单击 完成一个轴承的装配 如图 图 5 4 轴承的装配 5 5 总装配图 图 5 5 1 上箱体 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 20 页 图 5 5 2 下箱体 图 5 5 3 总装图 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 21 页 第第 6 6 章章 运动仿真运动仿真 6 1 创建装配组件 6 1 1 装配箱体 新建零件 fangzhen 缺省模式 mmns asm design 插入 元件 装配 打开下箱体文件 用户定义下使用 缺省 模式 6 1 2 轴装配 将轴装配体插入 约束类型定义为销钉 以便自由转动 其他 的定位和普通装配一样 6 1 3 齿轮装配 将齿轮装配体插入 约束类型定义为销钉 以便自由转动 其 他的定位和普通装配一样 6 2 仿真仿真 6 2 1 定义旋转轴 应用程序 机构 齿轮 首先定义齿轮和轴的配合关系 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 22 页 图 6 2 1 定义旋转轴 6 2 2 完成啮合 图 6 2 2 完成啮合 6 2 3 选择电机 定义伺服电机 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 23 页 图 6 2 3 定义伺服电机 6 2 4 加载电机 完成后出现电机提示 图中橙色曲线 图 6 2 4 加载电机 6 2 5 生成 G 代码 图 6 2 5 刀具铣削图 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 24 页 第第 7 7 章章 工程图工程图 7 1 导入低速轴 以低速轴为例 新建 绘图 disuzhou 空 A4 确定 进入绘图界面 选择一般 将鼠标放入界面内 完成轴的导 入 7 2 截面的绘制 打开轴的零件图 在键的截面建立基准轴 7 3 标注尺寸 标注轴的长度与直径 7 4 标注几何公差 包括圆跳动 圆柱度和对称度的标注 轴的工程图完成 如图 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 25 页 图 7 4 1 低速轴工程图 其他轴工程图步骤同上可得 7 5 轴承端盖的工程图 绘制方法参考低速轴工程图步骤可得 其工程图如下 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 26 页 图 7 2 轴承端盖工程图 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 27 页 第第 8 8 章章 心得体会心得体会 此次 CAD CAM 课程设计是我在大学中一次宝贵的设计经历 它 既涵盖了机械设计课程设计方面的知识 又包括 Pro E 中高级功能 的运用 让我在设计过程中既复习了机械设计方面的内容 又对 Pro E 零部件的画法和装配方法以及 运动仿真 及 运动分析 等方面有了较为全面的认识和了解 同时也让自己能够熟练的运用 Pro E 中的一些基本绘图功能 如拉伸 旋转 抽壳 倒角 镜像 阵列 孔工具 基准的创建等 同时对参数法绘图也有了一定的认 识 获益匪浅 此次设计中为提高自己在设计等方面的能力 我选择二级圆锥 齿轮减速器作为设计课题 在设计过程中 我仔细回忆了以往机械 设计课程设计中的步骤及尺寸等的确定方法 同时结合在 东风汽 车有限公司 参观的同轴式变速箱 初步确定了自己的设计思路和 减速器的大致信息 同时为了培养自己严谨认真的设计作风 又积 极翻阅 课程设计手册 尽量使减速器上的每一个零件的尺寸都符 合国家标准 如此不仅复习了机械设计方面的知识 对自己的意志 力 耐力以及良好工作作风的培养都起到了很好的促进作用 通过本课程设计 巩固了通过课程学习到的知识 提高了动手 实践能力 让我在综合运用计算机进行设计尤其是进行较为复杂的 装配图和零件图的绘制 一般的三维装配 图形仿真方面的能力得 到提高 进一步提高二维图形绘制能力以及进行 CAD 二次开发的能 力 了解软件的数据交换及与 CAM 系统的数据传递等 在此次课程 设计中 对我的绘图能力有了很大的提高 使我理解了很多实际问 题 更是对自己动手能力有了大幅度的提升 也让我明白了一个道 理 要想在任何方面有好的发展 必须要发挥积极 主动 刻苦 肯钻的精神 只有永不满足自己所拥有的知识 才能在自己所学习 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 28 页 的领域有所建树 第第 9 9 章章 参考文献参考文献 1 张忠林 Pro ENGINEER Wildfire 5 0 机械设计应用实践 北京 机械工业出版社 2010 2 王立新 Pro ENGINEER Wildfire 4 0 中文版标准教材 北京 清 华大学出版社 2008 3 陆玉 机械设计课程设计 北京 机械工业出版社 2008 4 濮良贵 机械设计 北京 高等教育出版社 2011 5 Pro ENGINEER 机械设计实例讲堂 人民邮电出版社 2008 6 林清安 完全精通 Pro ENGINEER 野火 4 0 中文版综合教程 北京 电子工业出版社 2009 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 29 页 附录附录 附录一附录一 减速器装配图的分解图 图 1 分解图 机械 CAD CAM 课程设计说明书 西安文理学院 2009 级机械设计制造及其自动化 第 30 页 附录二附录二 减速器下箱体加工 G 代码 G71 O3000 C Users asus Desktop seq0001 ncl 1 09 13 12 10 44 55 N0010T1M06 S1000M03 G00X 46 651Y179 5 G43Z100 H01 Z246 G01X 187 651F300 X 207 005Y164 542 X 46 651 Y149 583 X 207 651 Y134 625 X 46 651 X 139 651Y119 667 X 207 651 Y104 708 X 139 651 Y89 75 X 207 651 Y74 792 X 139 651 Y59 833 X 207 651 Y44 875 X 139 651 Y29 917 X 207 651 Y14 958 X 139 651 Y0 X 207 651 Y 14 958 X 139 651 Y 29 917 X 207 651 Y 44 875 X 139 651 Y 59 833 X 207 651 Y 74 792 X 139 651 Y 89 75 X 207 6