CAD、CAM课程设计

1、精选优质文档-倾情为你奉上湖南农业大学工学院课程设计说明书课程名称： CAD/CAM课程设计 题目名称：多激波余弦活齿传动运动学仿真班 级：20 14级 机 制 专业 2 班姓 名： 刘 学 号： 指导教师： 陶栋材 评定成绩：教师评语： 指导老师签名： 20 年 月 日专心-专注-专业目录湖南农业大学机械CAD/CAM课程设计任务书学院 工学院 专业 机制 14 级 2 班学生姓名 刘亮 指导老师 陶栋材 摘 要：活齿传动具有结构紧凑、传动比大、承载能力较强、传动效率较高以及加工工艺较为简单等优点。其中多激波余弦活齿传动是一种重要的活齿传动结构形式。它主要由激波器、传动齿轮，外齿圈和滚动体等

2、基本构件组成。关 键 词：多激波余弦活齿传动、参数化建模、运动学仿真Abstract: Tooth drive with a compact structure, transmission ratio, strong carrying capacity, high transmission efficiency and process relatively simple. Wherein the multi-tooth drive shock cosine is an important form of tooth transmission structure. It mainly consi

3、sts of the basic components of shock, a transmission gear, outer ring and rolling elements and other components.Key word: Multi-tooth drive shock cosine, parametric modeling, motion simulation一、课程设计目的和任务 通过设计实践进一步树立正确的设计思想。在整个设计过程中，坚持实践是检验真理的唯一标准，坚持理论联系实际，坚持与机械制造生产情况相符合，使设计尽可能做到技术先进、经济合理、生产可行、操作方便、安

4、全可靠。通过本次设计实践，培养学生分析和解决生产技术问题的能力，使学生初步掌握现代机械设计设计方法与手段，并巩固、深化已学得的理论知识，进一步培养学生熟悉PRO/E三维实体建模，运用PRO/E进行参数化建模和机构运动仿真、运用现代设计方法的基本技能。二、课程设计的主要内容与要求课程设计题目：多激波余弦活齿传动运动学仿真多激波余弦活齿传动参数（第十组）激波数ZJ内齿圈齿数ZG传动圈上活齿数基圆半径R /mm波幅A/mm滚柱半径R1/mm主动件固定件279402.57.0激波轮传动圈具体内容与要求：1）根据分配给每位同学的多激波余弦活齿传动参数（见附件），使用Pro/E按参数化造型方法建立激波轮、

5、内齿圈、传动圈、滚子各零件的三维模型。2）把各个零件装配成一个装配体。3）选取装配体中的一个关键零件，在PRO/E环境下生成工程图，按国家机械制图标准修改相关内容。用A4图纸打印。4）进行机构的运动学仿真分析。5）写一份设计说明书，要求内容应该包含各个零件参数化模型建立、装配体形成过程、工程图生成过程、机构运动仿真分析过程等的步骤，说明书中应截取各步骤中PRO/E的关键图作辅助图说明，说明书中还应包括本次课程设计的收获体会等。三、课程设计说明书格式规范1、封面要求学生提交的正稿封面样式附后。2、正文规范2.1、字体字号要求设计标题用小三号黑体、居中，英文标题对应用小三号Times New Ro

6、man、居中，“摘要”用5号黑体，中文摘要内容用5号宋体，“Abstract”用5号黑体，英文摘要内容用5号Times New Roman。2.2、课程设计正文内容1)第一级标题用四号黑体、靠左；第二级标题用小四号黑体、靠左；正文全文用小四号宋体、英文用Times New Roman 122)页码用小五号居中，页码两边不加修饰符，页码编号从正文开始。图表标题用小五号黑体，居图表幅宽中间位置。3、内容要求3.1正文必须按照湖南农业大学学报（自然科学版）要求，即包括完整的标题、作者、指导教师、中英文摘要、前言、方案比较分析、设计计算、讨论、小结、参考文献、致谢、附录含计算数据、参考手册相关计算表格

7、等。3.2文理通顺、说理有据。3.3图表中文标题下必须有英文对照。4、课程设计说明书的装订4.1、用A4纸单面打印，页面上边距2.5cm，下边距2cm，左边距2.5cm，右边距2cm（左边装订），单倍行距，段前0行，段后0.5行。4.2、装订顺序封面 课程设计任务书 正文 图纸（或程序清单）四、零件的建模打开使用proe5.0，点击“文件”-“设置工作目录”，在弹出的窗口中选择路径为“桌面”，并新建文件夹为“三维零件”，选择“三维零件”文件夹，点击“确定”。I. 多激波余弦活齿传动概述1. 有关参数激波轮齿数ZJ内齿圈齿数ZG波幅A基圆半径R滚子半径R12. 内齿圈齿廓方程3. 激波轮理论齿廓

8、方程II.内齿圈参数化三维实体建模1. 创建一个part文件点击“新建”，在弹出的窗口中选择“零件”-“实体”，将名称改为“neichiquan”拼音，取消勾选“使用缺省模板”，点击“确定”。在弹出的窗口中选择毫米制，点击“确定”。2. 创建基本参数单击工具栏中的 “工具”- “参数”，在弹出的窗口中点击“+”号，创建生成内齿圈的基本参数。R 基圆半径A 波幅ZG 内齿圈齿数R1 滚柱半径3. 创建理论齿廓曲线单工具栏中的按钮，选择“从方程”，点击“完成”，选取系统的坐标系为方程的坐标系，并设置该坐标系为笛卡尔坐标。在弹出的程序界面中输入x=(R+A*cos(ZG*t*360)*cos(t*3

9、60)y=(R+A*cos(ZG*t*360)*sin(t*360)z=0保存并关闭界面点击确定，即可得到内齿圈理论齿廓曲线4. 创建实际齿廓曲线单击工具栏中的，选取理论曲线所在的FRONT平面为草绘平面, RIGHT为平面草参考方向。点击“草绘”进入草绘状态单击工具栏中的并选择，选择“环”，选取所建立的内齿圈理论曲线，输入偏距R1=7，点击“确定”可得到实际齿廓曲线。单击工具栏中的“”完成草绘。5. 创建内齿圈的三维实体单击工具栏中的，在弹出的拉伸栏中点击“放置”-“定义”，选取理论曲线所在的新建立的平面为草绘平面, RIGHT为平面草参考方向，点击“草绘”，进入草绘状态。单击工具栏中的，在

10、弹出的窗口中选择“单个”，选取已经建立的整个实际齿廓曲线，点击“确定”。单击工具栏中的，以实际齿廓曲线的中心为圆心绘制一个直径为120的外圆。点击工具栏中的“”，完成草绘。选择对称拉伸，并且设置实体的深度为7。点击拉伸栏中的，完成拉伸。6. 内齿圈的三维实体的参数化单击“工具”中的“程序”-“编辑设计”，在弹出的程序窗口中的INPUT和END INPUT之间输入：R NUMBER 请输入基圆半径: R1 NUMBER请输入滚子半径: ZG NUMBER 请输入内齿圈齿数: A NUMBER请输入波幅:保存后退出，在弹出的窗口中选择“是”，并点击菜单管理器中的“当前值”，单击“完成”。7. 内齿

11、圈的三维实体相关尺寸的关联考虑到改变内齿圈的参数变化时,其它的非参数关键尺寸也应该做相应的变化.需要建立相关尺寸.内齿圈主要考虑以下两个主要尺寸:a.内齿圈的外经: 其大小为2*(R+R1+6.5)b.内齿圈的理论齿廓曲线与实际齿廓曲线的偏距:大小为R1单击工具栏中的“工具”-“关系”，弹出如图所示的窗口。单击左侧模型树中的草绘，此时会显示偏距尺寸d0，点击该尺寸，定义此大小为R1。单击左边模型树中的拉伸，此时会显示内齿圈外径的尺寸d4，选中该尺寸并定义大小为：2*（R+R1+6.5）单击OK，完成操作。8. 内齿圈参数化再生通过改变参数，得到不同的齿廓模型。点击工具栏中的再生，在弹出的菜单管

12、理器中点击“输入”，选定需要修正的参数，点击“完成选取”，逐一输入要修改的参数，可获得不同参数下的模型。在自己这组参数下点击“保存”，在弹出的窗口中点击“确定”。最后点击“文件”-“关闭窗口”。III.激波轮参数化三维实体建模1. 创建一个part文件点击“新建”，在弹出的窗口中选择“零件”-“实体”，将名称改为“jibolun”拼音，取消勾选“使用缺省模板”，点击“确定”。在弹出的窗口中选择毫米制，点击“确定”。2. 创建基本参数单击工具栏中的 “工具”- “参数”，在弹出的窗口中点击“+”号，创建生成激波轮的基本参数。R 基圆半径A 波幅ZJ 内齿圈齿数R1 滚柱半径3. 创建激波轮理论齿

13、廓曲线点击工具栏中的按钮，选择“从方程”，点击“完成”，选取系统的坐标系为方程的坐标系，并设置该坐标系为笛卡尔坐标。在弹出的程序界面中输入x =(R+A*cos(ZJ*t*360)*cos(t*360)y=(R+A*cos(ZJ*t*360)*sin(t*360)z=0保存并关闭界面。点击确定，即可得到内齿圈理论齿廓曲线。4. 创建激波轮实际齿廓曲线单击工具栏中的，选取理论曲线所在的FRONT平面为草绘平面, RIGHT为平面草参考方向。点击“草绘”进入草绘状态。单击工具栏中的并选择，选择“环”，选取所建立的内齿圈理论曲线，输入偏距-R1=-7，点击“确定”可得到实际齿廓曲线。单击工具栏中的“

14、”完成草绘。5. 创建激波轮的三维实体单击工具栏中的，在弹出的拉伸栏中点击“放置”-“定义”，选取理论曲线所在的新建立的平面为草绘平面, RIGHT为平面草参考方向，点击“草绘”，进入草绘状态。单击工具栏中的，在弹出的窗口中选择“单个”，选取已经建立的整个实际齿廓曲线，点击“确定”。绘制如图所示的插槽草绘图。点击工具栏中的“”，完成草绘。选择对称拉伸，并且设置实体的深度为7。点击拉伸栏中的，完成拉伸。6. 创建装配辅助轴线单击工具栏中的，在弹出的窗口点击参照，选取插槽不完整圆环为参照并设置为中心。单击“确定”完成操作。7. 激波轮的三维实体的参数化单击“工具”中的“程序”-“编辑设计”，在弹出

15、的程序窗口中的INPUT和END INPUT之间输入：R NUMBER 请输入基圆半径: R1 NUMBER 请输入内滚子半径: ZJ NUMBER 请输入激波数: A NUMBER 请输入波幅:保存后退出，在弹出的窗口中选择“是”，并点击菜单管理器中的“当前值”，单击“完成”。8. 激波轮的三维实体相关尺寸的关联考虑到改变激波轮的参数变化时,其它的非参数关键尺寸也应该做相应的变化.需要建立相关尺寸.激波轮主要考虑以下主要尺寸:激波轮的理论齿廓曲线与实际齿廓曲线的偏距:大小为R1单击工具栏中的“工具”-“关系”，弹出如图所示的窗口。单击左侧模型树中的草绘，此时会显示偏距尺寸d0，点击该尺寸，定

16、义改大小为R1。 单击OK，完成操作。9. 激波轮参数化再生 通过改变参数，得到不同的齿廓模型。点击工具栏中的再生，在弹出的菜单管理器中点击“输入”，选定需要修正的参数，点击“完成选取”，逐一输入要修改的参数，可获得不同参数下的模型。 在自己这组参数下点击“保存”，在弹出的窗口中点击“确定”。最后点击“文件”-“关闭窗口”。IV.滚柱参数化三维实体建模1. 创建一个part文件点击“新建”，在弹出的窗口中选择“零件”-“实体”，将名称改为“gunzhu”拼音，取消勾选“使用缺省模板”，点击“确定”。在弹出的窗口中选择毫米制，点击“确定”。2. 创建基本参数单击工具栏中的 “工具”- “参数”，

17、在弹出的窗口中点击“+”号，创建生成滚柱的基本参数：R1 滚柱半径3. 滚柱的三维实体单击工具栏中的，在弹出的拉伸栏中点击“放置”-“定义”，选取FRONT平面为草绘平面, RIGHT为平面草参考方向，点击“草绘”，进入草绘状态。单击工具栏中的，创建一个直径为14的圆，点击工具栏中的“”，完成草绘。选择对称拉伸，并且设置实体的深度为7。点击拉伸栏中的，完成拉伸。 为了在装配设计的方便,此处建议建立滚柱滑动中心轴线。单击工具栏中的，选取RIGHT面为放置参照（法向）TOP与FRONT两平面为偏移参照（偏距为0）。点击“确定”完成操作。4. 滚柱的三维实体的参数化 单击“工具”中的“程序”-“编辑

18、设计”，在弹出的程序窗口中的INPUT和END INPUT之间输入： R1 NUMBER 请输入滚珠半径: 5. 滚柱的三维实体相关尺寸的关联单击工具栏中的“工具”-“关系”，弹出如图所示的窗口。单击左侧模型树中的拉伸，此时会显示偏距尺寸d1，点击该尺寸，定义改大小为d1=2*R1。单击OK，完成操作。6. 滚柱参数化再生通过改变参数，得到不同的齿廓模型。点击工具栏中的再生 ，在弹出的菜单管理器中点击“输入”，选定需要修正的参数，点击“完成选取”，逐一输入要修改的参数，可获得不同参数下的模型。在自己这组参数下点击“保存”，在弹出的窗口中点击“确定”。最后点击“文件”-“关闭窗口”。V.传动圈参

19、数化三维实体建模1. 创建一个part文件点击“新建”，在弹出的窗口中选择“零件”-“实体”，将名称改为“chuandongquan”拼音，取消勾选“使用缺省模板”，点击“确定”。在弹出的窗口中选择毫米制，点击“确定”。2. 创建基本参数单击工具栏中的 “工具”- “参数”，在弹出的窗口中点击“+”号，创建生成传动圈的基本参数。R 基圆半径 R1 滚柱半径 A 波幅 ZG 内齿圈齿数推杆长度 ZJ 激波轮齿数单击工具栏中的，在弹出的旋转栏中点击“放置”-“定义”，选取RIGHT平面为草绘平面, TOP为平面草参考方向，点击“草绘”，进入草绘状态。创建如图所示的所示的草绘图，单击工具栏中的在水平

20、面方向创建一条旋转轴，其他尺寸如图：单击工具栏中的“”，完成草绘。并且在旋转栏中选择“内部”-“按指定角度旋转”-“360”，单击，完成旋转特征建模。3. 建立方槽的草绘平面为了在传动圈上开方槽,此处建议建立推杆方槽的草绘平面,该平面跟RIGHT平面平行并且与传动圈外切。单击工具栏中的，在弹出的窗口中选择参照为与RIGHT平面平行并且与传动圈外切，点击“确定”，完成操作。4. 在传动圈上开方槽单击工具栏中的，在弹出的拉伸栏中，点击“放置”，在弹出的窗口中选取刚建立的DTM1平面为草绘平面, TOP为平面草参考方向。点击“草绘”，进入草绘状态。创建如图所示的矩形草绘图，尺寸如图：点击工具栏中的“

21、”，完成草。选择拉伸至特定曲面并选择传动圈内圈面为参照，单击材料剪切。点击拉伸栏中的，完成拉伸。5. 建立方槽的辅助轴线为了在装配设计的方便,此处建议建立方槽的中心轴线。单击工具栏中的，选取DTM1平面为法向参照平面，选取TOP与FRONT平面为偏移为0参照平面。单击“确定”完成操作。6. 创建方槽与轴的组为了在装配设计的方便,此处建议建立创建方槽与轴的组,节省操作的步骤。在模型树中同时选中方槽拉伸1和轴线A_1，点击右键选择组，即可创建方槽-轴线组。7. 创建方槽-轴线组的阵列选中模型树中的方槽-轴线组，单击工具栏中的，在弹出的窗口选择“轴”，并选取旋转使用的轴线，在阵列栏中选择数量“9”-

22、角度“40”，单击，完成阵列操作。8. 传动圈的三维实体的参数化单击“工具”中的“程序”-“编辑设计”，在弹出的程序窗口中的INPUT和END INPUT之间输入：R NUMBER 请输入基圆半径: R1 NUMBER 请输入滚柱半径: A NUMBER 请输入波幅: ZG NUMBER 请输入内齿圈齿数:ZJ NUMBER请输入激波轮齿数: 保存后退出，在弹出的窗口中选择“是”，并点击菜单管理器中的“当前值”，单击“完成”。9. 传动圈的三维实体相关尺寸的关联单击工具栏中的“工具”-“关系”，弹出如图所示的窗口。单击左侧模型树中的旋转和阵列中的拉伸，此时会显示传动圈的尺寸，单击传动圈的内外径

23、尺寸和方槽尺寸，定义改大小为：d2=R+R1-A-0.25d6=R-R1+A+0.25-0.1d3=R-R1+A+0.25d9=2*R1单击OK，完成操作。10. 传动圈参数化再生通过改变参数，得到不同的齿廓模型。点击工具栏中的再生 ，在弹出的菜单管理器中点击“输入”，选定需要修正的参数，点击“完成选取”，逐一输入要修改的参数，可获得不同参数下的模型。 将本组数据输入后得到本组的传动圈三维实体（左），和其他模型（右）。在自己这组参数下点击“保存”，在弹出的窗口中点击“确定”。最后点击“文件”-“关闭窗口”。五、零件的装配注：为方便装配，可使用组合键“ctrl+alt+鼠标左键”移动零件，可使用

24、组合键“ctrl+alt+鼠标滚轮”运转零件，可使用鼠标滚轮进行装配图的视角转换。也可通过单击隐藏轴线、基准平面、坐标轴使装配更方便。1.创建一个装配文件点击“新建”，在弹出的窗口中选择“组件”-“设计”，将名称改为“duojiboyuxianhuochichuandong”拼音，取消勾选“使用缺省模板”，点击“确定”。在弹出的窗口中选择毫米制，点击“确定”。2.建立装配文件的辅助轴线为了在装配设计的方便,此处建议建立推杆的中心轴线。单击工具栏中的，选取TOP与RIGHT,使两平面相交的线为轴线，单击“确定”完成操作。3.激波轮的装配单击工具栏中的，选取激波轮，点击“打开”，激波轮零件出出现在

25、装配空间内。在装配栏中选择“销钉”，并且设置指定激波轮的轴线与装配空间的轴线对齐，激波轮的Front面与装配空间的Asm_front对齐。单击，完成激波轮的装配。4.传动圈的装配单击工具栏中的，选取传动圈，点击“打开”，传动圈零件出出现在装配空间内。指定传动圈的轴线与装配空间的轴线对齐，传动圈的Top面与装配空间的Asm_front对齐，轴线对齐传动圈的Right面与装配空间的Asm_Right对齐。单击，完成操作。5.内齿圈的装配单击工具栏中的，选取内齿圈，点击“打开”，内齿圈零件出出现在装配空间内。在装配栏中选择销钉，指定内齿圈的轴线与装配空间的轴线对其，内齿圈的Front面与装配空间的A

26、sm_front对齐。单击，完成操作。6.滚柱的装配单击工具栏中的 ，选取滚柱，点击“打开”，滚柱零件出出现在装配空间内。在装配栏中选择“滑动杆”，在约束选项中,指定滚柱移动轴线与传动圈方槽轴线重合.滚柱Front的面与传动圈的Top面对齐。单击工具栏中的，完成第一个滚柱的装配。以同样的方法，将其他八个滚柱依次装配。装配完成之后，经过适当颜色渲染，可以单击工具栏中的实现。六、机构运动学仿真1.进入仿真界面单击工具栏中的“应用程序”-“机构”，进入仿真界面。2.定义激波轮与滚柱凸轮接触副约束在模型树中右击零件进行隐藏，隐藏传动圈、内齿圈，并且取消显示平面、轴线、坐标轴。单击工具栏中的，弹出凸轮定

27、义界面。定义凸轮1：为了使激波轮在一个运动周期内,能与每个滚柱都接触,应该选取激波轮的整个接触曲面,先勾选“自动选取”，再单击激波轮的曲面,单击“确定”完成凸轮1定义；定义凸轮2：为了使激波轮在一个运动周期内,能与每个内滚柱都接触,也应该选取滚柱的整个接触曲面,先勾选“自动选取”,再单击滚柱的曲面,如图所示:箭头表示“凸轮”的连接方向，单击“确定”完成凸轮2定义。完成凸轮曲面定义后，单击“确定”完成第一组“激波轮-滚柱”凸轮定义。以同样的方法，完成其他八组“激波轮-滚柱”凸轮定义。（注：每完成一组的时候，将重新生成从第一组凸轮到现在完成的这组凸轮的定义，若系统不稳定，则应该完成一组凸轮定义之后

28、保存一次，以免数据丢失）3. 定义内齿圈与滚柱凸轮接触副约束在模型树中右击零件进行隐藏，隐藏传动圈、激波轮，并且取消显示平面、轴线、坐标轴。单击工具栏中的，弹出凸轮定义界面。定义“凸轮1”:为了使内齿圈在一个运动周期内,能与每个滚柱都接触,应该选取内齿圈的整个齿廓曲面,先勾选“自动选取”,再单击内齿圈齿廓曲面，单击“确定”，完成凸轮1定义；定义“凸轮2”:为了使每排偏心轮在一个运动周期内,能与每个内滚珠都接触,也应该选取内滚珠的整个接触曲面,先勾选“自动选取”,再单击滚柱的曲面,如图所示，箭头表示的连接方向，单击“确定”，完成凸轮2定义。完成凸轮曲面定义后，单击“确定”完成第一组“内齿圈-滚柱”凸轮定义。以同样的方法，完成其他八组“内齿圈-滚柱”凸轮定义。4.定义驱动 单击工具栏中的，弹出“伺服电动机”窗口，选择“运动轴”，选取中心轴为参照。单击“轮廓”，在“规范”处选择“速度”，并设置“初始角”为0，在“模”选项中设置“A”=10，单击“确定”完成伺服电机定义。5.机构的运动单击工具栏中的，弹出机构分析窗口。在“优先选项”中，设定运动的时间长度与信号采集的频率，单击选项中的“运行”，进行运动学仿真。7.机构的仿真运动回放单击工具栏中的，弹出“回放”窗口。单击回放窗口中的，弹出“动画”窗口。单击播放按钮，观察运动情况。单击动画窗口的“捕获”，弹出“捕获”窗口，设置动画