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带式输送机传动装置与三维实体造型设计说明书.doc
带式输送机传动装置与三维实体造型设计-蜗轮蜗杆减速器设计【F=2000N V=0.8ms D=350mm】【说明书+CAD+PROE】
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F=2000N V=0.8ms D=350mm
带式输送机传动装置与三维实体造型设计-蜗轮蜗杆减速器设计【F=2000N
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带式输送机传动装置与三维实体造型设计-蜗轮蜗杆减速器设计【F=2000N V=0.8ms D=350mm】【说明书+CAD+PROE】,F=2000N V=0.8ms D=350mm,带式输送机传动装置与三维实体造型设计-蜗轮蜗杆减速器设计【F=2000N,V=0.8ms,D=350mm】【说明书+CAD+PROE,输送,传动,装置,三维
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毕业设计(论文)任务书课题名称带式输送机传动装置与三维实体造型设计二级学院（系）/专 业/班 级学 号学生姓名日 期20 年 月 日 20 年 月 日指导教师签字：龚晓群教学部主任签字：分管教学领导签字：年月日一、毕业设计（论文）课题的背景机械设计制造行业是江苏省重要的支柱产业，现代机械设计制造正改变着传统机械行业面貌，向以计算机数字控制为基础的先进设计制造技术方向发展。计算机辅助设计专业的学生在掌握机械产品的设计与制造方面的基本知识和基本技能的同时，又具有计算机辅助设计技能水平和较强实践应用能力。小型机械设备应用广泛，其设计难度适中，适合高职学生的设计能力。二、毕业设计（论文）的内容1. 传动装置设计 2. 三维实体造型设计 三、毕业设计（论文）的要求与数据1、 设计要求减速器设计，采用cad辅助设计绘制图纸，三维实体造型设计可采用三维软件UGProeCATIACAXA任选2、 设计条件（1） 原始数据已知条件：输送带拉力2000N，带速0.8m/s，滚筒直径350mm（2） 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，小批量生产四、毕业设计（论文）应完成的工作1、毕业论文一篇（电子文档）2、设计说明书一份（电子文档）3、减速器装配图1张（cad出图）4、全套零件工作图（cad出图）5、减速器三维实体造型6、设计小结五、毕业设计（论文）进程安排序 号设计（论文）各阶段名称日期（教学周）1搜集熟悉资料2周2总体方案设计1周3完成机械装配图1张2周4机械零件设计，完成零件图3周5三维实体造型设计5周6撰写毕业论文及设计说明书2周7机动1周六、应收集的资料及主要参考文献1. 宝钢减速器图册 王太辰主编 机械工业出版社2. 减速器设计选用手册 张展主编 上海科学技术出版社3. 机械零件设计手册 东北大学 冶金工业出版社4. 机械设计手册 徐灏主编 机械工业出版社5. UG零件设计实例与技巧 王群主编 国防工业出版社6. UG NX机械设计实例教程 袁锋主编 清华大学出版社毕 业 设 计 说 明 书课题名称带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 级学 号学生姓名孔祥宇指导教师：龚晓群 2015年 4 月 15 日摘 要 减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将电机（马达）的回转数减速到 所要的回转数，并得到较大转矩的机构。在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应 用范围相当广泛。几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、 汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活 中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见 到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。因此广泛应用在速度 与扭矩的转换设备。减速机的作用主要有： 1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出 减速机额定扭矩。 2）减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。本设计为蜗杆减速器的设计及计算机辅助软件绘制。根据二维图纸建立三维模型，完成 设计过程。 本设计主要解决一下问题： 1. 确定原始数据和资料 2. 选定减速机的安装方式和类型 3. 初定各项工艺方法及参数 4. 确定传动级数 5. 确定几何参数 6. 整体方案 7. 校核 8. 润滑冷却计算 9. 确定减速机的附件 10. 绘制工程图11. 三维图 关键词:减速器,齿轮传动,蜗杆45AbstractReducer is a power transmission mechanism, the gear speed converter, motor (motor) rotary number reduction to rotation number, and get a larger torque mechanism. At present is used to transfer power and movement mechanism, the use of a wide range of speed reducer. See it all in almost all kinds of mechanical transmission system, from the ship, transport vehicles, locomotives, heavy equipment for construction, processing machinery and automated production equipment used in industrial machinery, household appliances, common daily watches and so on. The application of power transmission from the work, to small load, accurate transmission angle can see the application of speed reducer, and in industrial applications, speed reducer has to slow down and increase torque function. It is widely used in speed and torque conversion equipment. The role of reducer are: 1) slow down while increasing the output torque, the torque output ratio by motor outputby slowdown, but be careful not to exceed the rated torque reducer. 2) speed and reduce the load inertia, inertia of deceleration than reduced to the square. The design for the software design and computer aided drawing a reducer. According to the 2D drawings to build a 3D model, complete the design process.This design is mainly to solve the problem:1 to determine the original data and information The installation mode and type 2 selected gear reducer3 the initial process and parameters4 drive series5 determine the geometric parameters6 overall plan7 check8 calculation of lubrication and cooling9 reducer accessories10 engineering drawing+3D designKeywords: gear reducer, gear transmission, 3D目录1 设计任务书12 选择电动机22.1 电动机类型和结构型式22.2 电动机容量22.3 电动机的转速23 计算传动装置的运动和动力参数44 蜗杆减速器的设计54.1 选择蜗杆传动类型54.2 选择材料54.3 按齿面接触疲劳强度进行设计54.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸74.5 校核齿根弯曲疲劳强度84.6 验算效率94.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定94.8 热平衡核算95 轴的设计计算115.1 连轴器的设计计算115.2 输入轴的设计计算125.3 输出轴的设计计算156 滚动轴承的选择及校核计算186.1 计算输入轴轴承186.2 计算输出轴轴承217 键及联轴器连接的选择及校核计算237.1 连轴器与电机连接采用平键连接237.2 输入轴与联轴器连接采用平键连接237.3 输出轴与联轴器连接用平键连接247.4 输出轴与涡轮连接用平键连接248 减速器结构与润滑的概要说明258.1 箱体的结构形式和材料258.2 铸铁箱体主要结构尺寸和关系259 蜗杆蜗轮减速器三维建模279.1 蜗杆建模279.2 蜗轮建模309.3 蜗轮轴建模339.4 轴承建模339.5 下箱体建模349.6 上箱体建模389.7 PROE/E装配38总论43参考文献441 设计任务书1、 设计要求减速器设计，采用cad辅助设计绘制图纸，三维实体造型设计可采用三维软件UGProeCATIACAXA任选2、 设计条件（1） 原始数据已知条件：输送带拉力2000N，带速0.8m/s，滚筒直径350mm（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，蜗轮蜗杆传动效率蜗杆=0.8，联轴器效率联=0.99（位输送带与减速器之间的），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）毕业设计表20-1选取电动机额定功率。2.3 电动机的转速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，传动系统为减速器。 推算电动机转速可选范围，由机械设计（机械设计基础）毕业设计表2-1查得蜗杆蜗轮的传动比8-40，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1Y112M-62.210009404521.53选定电动机的型号为Y112M-6，能适合卷筒的工况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 蜗杆减速器的设计4.1 选择蜗杆传动类型 根据GB/T100851988的推荐,采用渐开线蜗杆(ZI) 。4.2 选择材料考虑到蜗杆传动功率不大,速度只是中等,故蜗杆采用45钢;因希望效率高些,耐磨性好些,故蜗杆螺旋齿面要求淬火,硬度为4555HRC。蜗轮用铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造。为了节约贵重的有色金属,仅齿圈用青铜制造,而轮芯用灰铸铁HT100制造。4.3 按齿面接触疲劳强度进行设计根据闭式蜗杆传动的设计准则,先按齿面接触疲劳强度进行设计,再校核齿根弯曲疲劳强度。由教材【1】P254式(1112),传动中心距(1) 确定作用在蜗杆上的转矩 (2)确定载荷系数K因工作载荷有轻微冲击,故由教材【1】P253取载荷分布不均系数=1;由教材P253表115选取使用系数由于转速不高,冲击不大,可取动载系数;则由教材P252(3)确定弹性影响系数因选用的是铸锡磷青铜蜗轮和钢蜗杆相配,故=160。(4)确定接触系数先假设蜗杆分度圆直径和传动中心距的比值=0.35从教材P253图1118中可查得=2.9。(5)确定许用接触应力根据蜗轮材料为铸锡磷青铜ZCuSn10P1,金属模铸造, 蜗杆螺旋齿面硬度45HRC,可从从教材【1】P254表117查得蜗轮的基本许用应力=268。由教材【1】P254应力循环次数应力循环次数N=60=60143.67（3815365）=1.23其中,(为蜗轮转速)j为蜗轮每转一周每个轮齿啮合的次数j=13班制，每班按照8小时计算，寿命15年。寿命系数则(6)计算中心距(6)取中心距a=125mm,因i=21.5,故从教材【1】P245表112中取模数m=5mm, 蜗轮分度圆直径=50mm这时=0.315从教材【1】P253图1118中可查得接触系数=2.9因为=,因此以上计算结果可用。4.4 蜗杆与蜗轮的主要参数与几何尺寸(1) 蜗杆轴向尺距mm;直径系数;齿顶圆直径;齿根圆直径;蜗杆齿宽B1=(9.5+0.09)m+25=112mm蜗杆轴向齿厚mm；分度圆导程角;(2) 蜗轮蜗轮齿数z1=2，由于查表没有 z2=40,所以取 z2=41;变位系数mm;演算传动比mm,这时传动误差比为, 是允许的。蜗轮分度圆直径mm蜗轮喉圆直径=（41+2X1）X5=215mm蜗轮齿根圆直径蜗轮咽喉母圆半径蜗杆和轴做成一体，即蜗杆轴。由参考文献【1】P270图蜗轮采用齿圈式，青铜轮缘与铸造铁心采用H7/s6配合，并加台肩和螺钉固定，螺钉选6个4.5 校核齿根弯曲疲劳强度当量齿数根据从教材【1】P255图1119中可查得齿形系数螺旋角系数从教材P25知许用弯曲应力从教材【1】P256表118查得由ZCuSn10P1制造的蜗轮的基本许用弯曲应力=56由教材P255寿命系数56Mpa可见弯曲强度是满足的。4.6 验算效率已知=;与相对滑动速度有关。从教材P【1】264表1118中用插值法查得=0.0264, 代入式中得=0.884,大于原估计值,因此不用重算。4.7 精度等级公差和表面粗糙度的确定考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动,属于通用机械减速器,从GB/T100891988圆柱蜗杆、蜗轮精度中选择7级精度,则隙种类为f,标注为8f GB/T100891988。然后由参考文献【3】P187查得蜗杆的齿厚公差为 =71m, 蜗轮的齿厚公差为 =130m;蜗杆的齿面和顶圆的表面粗糙度均为1.6m, 蜗轮的齿面和顶圆的表面粗糙度为1.6m和3.2m。4.8 热平衡核算初步估计散热面积：取(周围空气的温度)为。5 轴的设计计算5.1 连轴器的设计计算1、输入轴按扭矩初算轴径选用45调质，硬度217255HBS根据教材【1】P370（15-2）式，并查表15-3，取A0=115考虑有键槽，将直径增大5%，则d=14.58X（1+5%）mm=15.31mm标准孔径d=30mm，即轴伸直径为30mm，高速轴为了隔离振动与冲击,选用有弹性柱销连轴器，一边连38mm一边连30mm的只有LX3弹性柱销连轴器满足要求。 输出轴按扭矩初算轴径选用45#调质钢，硬度（217255HBS）根据教材【1】P370页式（15-2），表（15-3）取A0=115 轴伸安装联轴器，考虑补偿轴的可能位移，选用无弹性元件的联轴器，由转速和转矩得Tc=KT=1.59.5503.136/80=561.4Nm低速轴选用无弹性扰性联轴器JB/ZQ4384-1997，标准孔径d=45mm，许用应力为800许用转速250。参考【3】P154表5：型号公称转矩Tn允许转速n轴孔直径dY型长度LX31250N.m475030mm和3882mm无弹性挠性800N.m25045mm90mm 2、载荷计算公称转矩T1=35.36，T2=374.36。由书中表14-1查得=1.5，输入轴1.5*35.36=53.04N.m1250N.m满足要求；输出轴1.5*374.36=561.54N.mB1（由于蜗杆齿顶圆直径75.6mm，则做成齿轮轴)6段：直径d6= d=48mm 长度L6=80mm7段：直径d7=d3=40mm 长度L7=L3=20mm 图三初选用30208型单列圆锥滚子轴承，其内径为40mm，宽度为18mm。 由上述轴各段长度可算得轴支承跨距L=L4+L6+L5+2(t-a)+2*（挡油环壁2mm）=289.70mm=290mm。为提高刚度，尽量缩小支承跨距L=（0.9-1.1）da1=（272.2-332.6）mm,则290mm满足要求。（3）按弯矩复合强度计算求小齿轮分度圆直径：已知d1=0.063m d2=302.4mm=0.3024m求转矩：已知T2=374.28Nm T1=35.0Nm求圆周力：Ft根据教材P252（10-3）式得：=2T1/d1=2*35/0.063=1111.11N=2T2/d2=2*374.28/0.3024N=2475.4N求径向力Fr根据教材【1】P252（10-3）式得：Fr=tan=2475.4tan200=901N因为该轴两轴承对称，所以：LA=LB=145mm1、绘制轴的受力简图 2、绘制垂直面弯矩图 轴承支反力：由两边对称，知截面C的弯矩也对称。截面C在垂直面弯矩为： MC2=FrhL=555.6145=80.5Nm3、绘制水平面弯矩图截面C在水平面上弯矩为：MC1=d*Ft/2=1111.1*63*/2=35Nm4、绘制合弯矩图MC=(MC12+MC22)1/2=(35280.52)1/2=87.8Nm5、绘制扭矩图转矩：T= TI=35.0Nm校核危险截面C的强度图四由教材P373式（15-5）经判断轴所受扭转切应力为脉动循环应力,取=0.6, 前已选定轴的材料为45钢,调质处理,由教材P362表15-1查得,因此,故安全。该轴强度足够。5.3 输出轴的设计计算 轴的结构设计：（1）轴上的零件定位，固定和装配 单级减速器中,可以将蜗轮安排在箱体中央，相对两轴承对称分布，蜗轮左面用轴肩定位，右面用套筒轴向定位，周向定位采用键和过渡配合，两轴承分别以轴承肩和套筒定位，周向定位则用过渡配合或过盈配合，轴呈阶梯状，左轴承从左面装入，蜗轮套筒， 右轴承从右面装入。（2）确定轴的各段直径和长度1、段：直径d1=45mm 2、段：由教材P364得：h=0.07 d1=0.0845=3.6mm直径d2=d1+2h=45+23.6=52mm,该直径处安装密封毡圈，查参考文献3知标准直径可选55mm或50mm，但应大于52mm取d2=55mm。2、 段：直径d3=60mm ，由GB/T297-1994初选用30212型单列圆锥滚子轴承，其内径为60mm，T为23.75mm，B=22mm。4、段：由参考文献2图35知：d4=d3+2=60+2=62mm，5、段:起定位作用，h=0.08 d4=0.0862=5mm直径d5=d4+2*5=72mm6、段：d6=60 图五 1、从前面所选取联轴器知长度取L1=90mm2、经过初步估算取轴承端盖的总宽度为26mm，轴长度取L2=50 mm3、由B=22mm，轴承 离箱体内壁10mm，蜗轮轮毂端面与内机壁距离12mm，再加上与蜗轮轮毂端面间隙2mm，得L3=46mm(安装套筒定位）4、由轮毂的宽度L=90mm则此段长度要比L小2mm， 取L4=88mm5、轮毂离箱体内壁12mm，不能干扰挡油环的安装需小于12mm，取L5=8mm6、由于轮是对称装置的，即在箱体中心，经过计算L6=36mm由上述轴各段长度及正装T=23.75mm，a=22.4可由L=（L4+2）+L5+（套筒长）+2(T-a)算得轴支承受力跨距L=136.7mm取138计算。 （3）按弯扭复合强度计算求分度圆直径：已知d2=302.4mm求转矩：已知T2= TII=374.28Nm求圆周力Ft：根据教材P198（10-3）式得=2T2/d2=2475.4N =1111.1N求径向力Fr：根据教材P198（10-3）式得Fr=tan=2475.4tan200=901N两轴承对称则LA=LB=69mm1、求支反力FAY、FBY、FAZ、FBZ2、由两边对称，截面C的弯矩也对称，截面C在垂直面弯矩为 MC2=FrhL=1237.769=85.4Nm3、截面C在水平面弯矩为MC1=d*Ft/2=2475.4*302.4*/2=374.3Nm4、计算合成弯矩MC=（MC12+MC22）1/2=（85.42+374.32）1/2=384Nm5、校核危险截面C的强度由式（15-5）由教材P373式（15-5）经判断轴所受扭转切应力为对称循环变应力,取=1, 前已选定轴的材料为45钢,调质处理,由教材【1】P362表15-1查得,因此,故安全。此轴强度足够6 滚动轴承的选择及校核计算根据根据条件，轴承预计寿命：1班制，每班按照8小时计算，寿命10年。=1810300=29200小时。6.1 计算输入轴轴承初选两轴承30208型单列圆锥滚子轴承查参考文献【3】可知蜗杆承轴30208两个，蜗轮轴承30213两个，(GB/T297-1994)表6：轴承代号基本尺寸/mm 计算系数基本额定/kNdDTa受力点 e Y动载荷Cr静载荷Cor30208408019.7516.90.371.663.074.0302126011023.7522.40.41.5103130图七 (1)求两轴承受到的径向载荷和将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面图(2)和水平面图(3)两个平面力系。其中图(3)中的为通过另加转矩而平移到指定轴线;图(1)中的亦通过另加弯矩而平移到作用于轴线上。由力分析知: N （2）求两轴承的计算轴向力对于30208型轴承,按教材P322表13-7,其中,e为教材P321表13-5中的判断系数e=0.37,因此估算按教材P322式(13-11a) =284N(3)求轴承当量动载荷和因为e由教材【1】P321表13-5分别进行查表或插值计算得径向载荷系数和轴向载荷系数为对轴承1 =0.40, =1.6对轴承2 =1, =0因轴承运转中有轻微冲击,按教材P321表13-6, ,取。则由教材P320式(13-8a)=1.1*(0.40*584.5+1.6*2759.4)=5110N67.9KN=1.1*1*909=1000N46720h故所选轴承满足寿命要求。6.2 计算输出轴轴承 图八初选两轴承为30212型圆锥滚子轴承查圆锥滚子轴承手册可知其基本额定动载荷=103KN基本额定静载荷=130KN(1)求两轴承受到的径向载荷和将轴系部件受到的空间力系分解为铅垂面图(2)和水平面图(3)两个平面力系。其中图(3)中的为通过另加转矩而平移到指定轴线;图(1)中的亦通过另加弯矩而平移到作用于轴线上。由力分析知: N （2）求两轴承的计算轴向力 对于30213型轴承,按教材P322表13-7,其中,e为教材P321表13-5中的判断系数e=0.4,因此估算按教材P322式(13-11a) =415N(3) 求轴承当量动载荷和 e对轴承1 =0.4, =1.5对轴承2 =1 =0因轴承运转中有轻微冲击,按教材P321表13-6, ,取。则由教材P320式(13-8a)=1.1*(0.40*1289.5+1.5*1526)=3085.5N121KN=1.1*1*1245=1369.5N46720h故所选轴承满足寿命要求7 键及联轴器连接的选择及校核计算7.1 连轴器与电机连接采用平键连接查表P174的Y132M轴径d1=38mm，E=80mm取L电机=50mm查参考文献5P140选用A型平键，得：b=10 h=8 L=50即：键A1050 GB/T1096-2003 T额=20000Nm 根据教材P106式6-1得名称键宽b键高h键长L轴槽深t毂槽深连电机轴1085053.3输入轴87704.43.3输出轴149805.53.8轮处18118074.4表7：p=2T2/dhl=220000/（10850）=10Mpap(110Mpa)7.2 输入轴与联轴器连接采用平键连接轴径d2=30mm L1=80mm T=35.0Nm查手册选A型平键，得：b=8 h=7 L=70 轴槽深t=4.4mm，轮毂槽深=3.3mm即：键A870 GB/T1096-2003p=2T/dhl=235000/（30770）=4.76Mpap(110Mpa)7.3 输出轴与联轴器连接用平键连接轴径d3=45mm L2=90mm T=374.28N.m查手册P51 选用A型平键，得：b=14 h=9 L=80 轴槽深t=5.5mm，轮毂槽深=3.8mm即：键A1880GB/T1096-2003根据教材P106（6-1）式得p=2T/dhl=2374280/（45980）=23.1Mpap (110Mpa)7.4 输出轴与涡轮连接用平键连接轴径d4=62mm L2=88mm T=374.28N.m查手册P51 选用A型平键，得：b=18 h=11 L=80 轴槽深t=7mm，轮毂槽深=4.4mm根据教材P106（6-1）式得p=2T/dhl=2374280/（621180）=13.7Mpa2m+15.6取18mm9 蜗杆蜗轮减速器三维建模9.1 蜗杆建模蜗杆设计成品：如图2-1图2-1此设计蜗杆为普通圆柱蜗杆阿基米德蜗杆，蜗杆参数在设计说明中已知，其主要设计思路如下： 利用螺旋扫描、阵列命令，创建蜗杆螺纹 利用旋转命令，创建轴体。 利用倒角、圆角命令，创建倒角。 利用拉伸命令切除材料，创建键槽。具体步骤：第一步，选中旋转扫描伸出项命令（如图2-2）创建蜗杆轴螺纹。按命令要求，在草绘中建立一条扫描的轨迹，如图2-3，接着草绘你要螺旋扫描的界面，如图2-4，最后输入螺距，图2-5。图2-2图2-3图2-4图2-5图2-6第三步，绘制轴上其他尺寸，利用旋转命令一次完成尺寸绘制，草绘尺寸，如图2-7图2-7第四步，绘制键槽的时候，用偏移平面做绘制面，草绘键槽如图2-8，在用倒角命令创建两边的倒角。图2-89.2 蜗轮建模建模思路：先建立渐开线曲线，再镜像渐开线，接着创建蜗轮毛坯，利用最开始创建的两条渐开线建立一个齿的形状，再切除蜗轮毛坯材料创建一个齿，再阵列出所有齿，最后做蜗轮的结构设计。蜗杆设计成品：如图2-9图2-9第一步，镜像渐开线：用曲线创建渐开线，渐开线方程：r=353.3/2theta=t*45x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180z=0在渐开线所在平面上，草绘齿根圆、基圆、分度圆、齿顶圆四个圆，接着用点命令建立渐开线与分度圆的交点（如图2-10），随后创建点所在平面，再以这个面为起始面创建镜像面，最后用镜像命令创建另一条渐开线（如图2-11，红线所示的为镜像面）。图2-10 图2-11第二步，创建蜗轮毛坯：用旋转命令完成，草绘平面如图2-12图2-12 图2-13第三步，创建一个齿：利用旋转命令，切除蜗轮毛坯上的材料，草绘截面如图2-13。第四步，蜗轮结构设计所以采用腹板式的结构。用旋转去除界面来命令完成，草绘界面如图2-14、2-15。图2-149.3 蜗轮轴建模轴的建模不过多介绍，简单的用旋转拉伸命令即可，设计成品如图2-16。图2-169.4 轴承建模轴承为角接触球轴承7312c。建模思路：先创建轴承内外圈，再创建中间的滚动体，阵列滚动体。第一步，创建轴承内外圈：用旋转命令做，草绘截面如图2-17图2-17第二步，用旋转命令创建滚动体，草绘如图2-18，并阵列。图2-189.5 下箱体建模此设计由于蜗杆转速不太高，考虑润滑是否方便，所以蜗杆下置。由说明已经给出部分尺寸，建模思路：先建中间箱体，再建下部箱座结构，接着创建轴承座，最后再创建肋板、倒角。倒圆等结构。设计成品：如图2-19图2-19第一步，根据蜗轮、蜗杆、轴承座的尺寸等，先建中间箱体，如图2-20图2-20第二步，创建箱座结构等局部结构，如图2-21图2-21第三步，创建蜗杆轴承座等局部结构，如图2-22图2-23第四步，创建蜗轮轴承座等局部结构，如图2-24图2-24第五步，创建螺栓孔、倒角、倒圆等结构，如图2-25图2-259.6 上箱体建模上箱体的建模过程与下箱体类似，这里就不再叙述，设计成品：如图2-26如图2-269.7 PROE/E装配装配思路：在进行装配的时候，注意几个问题：1.一定要根据你装配的三维图形，适当把握其先后顺序，正确的装配顺序会减少许多操作2.根据零件之间的关系，选择合适的连接方式。首先要知道用pro/e进行装配时，装配的第一个件通常是不动的。先将蜗轮与蜗轮轴装配，然后再建立一个装配，装配顺序是：下箱体蜗杆轴承座处的轴承装配蜗杆装配蜗轮轴承座处的轴承装配蜗轮组建的装配上箱体装配装配成品：如图3-1图3-1具体步骤如下：第一步，蜗轮与蜗轮轴的装配：两个件相互配合，应该固定在一起，先缺省放置蜗轮轴，然后再装蜗轮，如图3-2所示装配。图3-2第二步，再新建一个装配图，先缺省放置下箱体，再刚性装配蜗杆轴承处的轴承，注意两个轴承之间的距离，不好安装配轴，可以将下箱体切除一块。如图3-3图3-3第二步，因为蜗杆要做圆周转动，所以用销钉连接进行定义，其中装动角度可以不设置，如图3-4。图3-4第三步，刚性装配蜗轮轴承座处的轴承，接着另一端也是，因为蜗轮组件要做圆周转动，所以用销钉连接进行定义，其中装动角度可以不设置，如图3-5。图3-5第四步，最后刚性装配上箱体，如图3-6，至此装配过程完成。图3-6总论 机械设计综合毕业设计是针对机械设计系列课程的要求，是继机械原理与机械设计课程后，理论与实践紧密结合，培养功课学生机械设计能力是课程。随着科学技术发展的日新月异，减速器已经成为当今机电一体化的工业应用中空前活跃的领域，可以说机械无处不在。因此作为一名机械专业的大学生来说掌握减速器的设计是十分重要的。在老师的指导下组设计减速器。设计过程，我遇到了很多困难，设计方案问题、计算问题、画图问题等等。通过小组谈论还有老师的指导，问题才得以解决。在此期间我得到了老师和同学的帮助，特别是在计算和用电脑画图的时候，在此我要向他们表示真诚的谢意。经过这近两星期的设计，不仅使我融合了本学期所学习的机械设计的知识，而且在这其中还学习到了很多之前在课本上难以学到的东西，同时经过这此这次毕业设计，还加强了我的Auto CAD、PROE绘图能力，可谓是收获颇丰啊！参考文献1、机械设计基础（第四版） 杨可桢、程光蕴主编 高等教育出版社19992、机械设计综合毕业设计 王之栎、王大康主编 机械工业出版社2007.83、机械设计基础大型作业与毕业设计 谈嘉祯、王小群主编 中国标准出版社1997.24、机械制图第五版 大连理工大学工程画教研室编 高等教育出版社2003.85、机械设计第八版 濮良贵、纪名刚主编 高等教育出版社 2006.5内蒙古工业大学学报JOURNAL OF INNER MONGOLIA第 22 卷第 2 期POL YT ECHNIC UNIVERSIT YVol. 22No. 2 2003文章编号: 1001- 5167( 2003)02-0153-04Inner Mongolia Polytechnic UniversityDepartment of Mechanical EngineeringT he 11thSino-Polish Conference on CAD in MachineryHuhhot, China, October 2002ZHANG YeCollege of Mechanical Engineering, Inner Mongolia Polytechnic University, Huhhot, 010062THREE-DIMENSIONAL ENT ITY MODEL AND MOVEMENTEMULATION OF REDUCER BASED ON UG PLANEAbstract: This article introduces to modeling for reducer with three-dimensional entity by MOSWLING module in the latest edition UGNX of UG software, which mainly concern with model of the maincomponents such as shaft, gear, gear shaft, mount and cover andcomplete corresponding assembly. Then, carry out movement emula-tion for all the assembly with MOT ION module.Keywords: UG; three-dimensional entity model; reducer; emulationUG is three-dimensional entity model plane which integrates CAD/ CAM/ CAE, and is computeraided design, analysis and manufacture software which is used widely in the world. There are severalproblems should be paid attention to in this article: involutes tooth profile model of gear teeth, hol-lowing operation of cover when modeling, location between gear shaft and gear when assembling.1Plotting involutes tooth profile of gear teethInvolutes tooth profile of gear teeth can be plotted with expression in UG 3. On the otherhand, this article program for involutes tooth profile of gear teeth with VC+ + 6. 0 and save coordi-nate value of tooth profile surface in corresponding data file, and plot involutes tooth profile of gearteeth using read point from file in spline with the defined point.Polar coordinates parameter equation of involutes is 4rk=rbcos?k?k= inv?k= tg?k- ?kmake rkand?kgo toxk= rkcos?kyk= rksin?kand spreadwithtrigonometric expressions,canget:xk= rb cos( ?k+ ?k) + ( ?k+ ?k) sin( ?k+ ?k) yk= rb sin( ?k+ ?k) - ( ?k+ ?k) cos( ?k+ ?k) Here rkis radius of involutes tooth profile at K point, ?kis angle of involutes at AK segment, rbis baseradius and ?kis pressure angle at K point.Fig. 1Fig. 2Program with VC+ + 6. 0 and change ( ?k+ ?k) from 0 to 180, can get corresponding xkand yk,and save them in corresponding data file jkx. dat. The results like Fig. 1.InsertCurveSpline in UG main menu , click Through Points button after showing dia-logue, then the system show dialogue Spline Through Points like Fig. 2. Click Points From Filebutton and select before-mentioned data file jkx. dat, can get corresponding involutes like Fig. 3.Fig. 3154内蒙古工业大学学报2003 年Because tooth thickness and tooth spacewidth of reference circle is equality, the opposite centerangle of gear teeth and tooth space is equality, then the opposite center angle of half tooth thickness is123602z, viz90z, here z is number of teeth. XC axis should be rotated ?k+90zand make the above ?kexpression go to, corner is tg?k- ?k+90z. Because of the pressure angle of reference circle of standardgear is 20 , so XC axis should be rotated ( tg20 - 203. 1415926/ 180 ) 3. 1415926180 +90z. Plot aline at XC axis, and select the line as center of mirror and mirror involutes with Existing Line in Mirror Through a Line. T he radius of the angle between tooth profile surface and roof is =c*m1- sin?i, here m is module, ?iis nominal pressure angle, c*is bottom clearance coefficient 2. At last,can get three-dimensional entity model of gear with tripping, cornering and stretching. like Fig. 4.Fig. 4At the same method, can get gear teeth involutes tooth profile of gear shaft.2Some problems should be paid attention to when modeling coverHollow cover after completing the whole model of cover, can get partial entity and cant get theperfect full entity. Here, we use Region in Hollow and change cover into two parts: bearing seat,protuberant level and boarding body which is connect with mount is one part, the other is anotherpart, and hollow separately. The key point is the two parts cannot Unite before hollowing and mustbe United after hollowing. We think the complicated body should be disintegrated into simple bodiesand be hollowed separately, then Unite.155第 2 期ZHANG YeThree-Dimensional Entity M odel and Movement Emulation3Location of gear shaft and gear when assemblingAxial location between gear and gear shaft is not confirmed when they are assembled on mount,so intervening can happen among gear teeth. T here are eight types restriction in UG 1, such as Mate,Align, Angle, Parallel, Perpendicular, Center, Distance and T
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