減速器三維設(shè)計與虛擬裝配

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1、 減速器三維設(shè)計與虛擬裝配 摘 要 本設(shè)計主要是針對減速器的動態(tài)虛擬裝配，通過對零器件結(jié)構(gòu)的分析和比較，設(shè)計出一符合技術(shù)與工藝要求的減速器，并利用Pro/E做出其動態(tài)虛擬裝配。該設(shè)計從分析和擬定傳動方案開始，對減速器的結(jié)構(gòu)、箱體、軸類、軸承組件、附件、潤滑和密封等都做了詳細(xì)的設(shè)計，并對動態(tài)虛擬裝配做了相關(guān)說明。通過整個設(shè)計過程使該減速器符合相關(guān)要求，并以動態(tài)虛擬的形式裝配出來。 根據(jù)題目知設(shè)計的主要任務(wù)一是減速器，第二是其動態(tài)裝配。根據(jù)要求采用的是二級錐齒輪減速，并且通過下文的設(shè)計表明該減速器能達(dá)到相關(guān)的技術(shù)

2、要求。 關(guān)鍵詞：減速器，動態(tài)裝配，二級，錐齒輪 Reducer design and virtual assembly ABSTRACT This design is mainly aimed at the virtual assembly, based on dynamic zero device structure analysis and comparison, design a technical and process requirements, and using the reducer Pro/E to its dynamic virtual

3、assembly. From the analysis and design of the plan to begin, gear transmission scheme of structure, box, axle bearing parts, accessories, lubrication and sealing all made detailed design, and the dynamic of virtual assembly made related instructions. Through the whole design process makes the speed

4、reducer, and in conformity with the relevant requirements of the virtual assembly form the dynamic. According to the knowledge, the main task of the design topic, the second is a dynamic gear assembly. According to the requirements of the second gear reducer is adopted, and the design that the redu

5、cer can reach the related technical requirements. KEY WORDS: Reducer，Dynamic assembly，Secondary，Bevel gear 48 / 52 目　錄 前　言1 第1章機(jī)械傳動裝置的總體設(shè)計2 1.1分析和擬定傳動方案2 1.1.1 確定傳動方案2 1.1.2傳動方案的擬定3 1.2電動機(jī)的選擇3 1.3運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)參數(shù)計算4 第2章傳動零件的設(shè)計計算6 2.1 帶傳動設(shè)計6 2.2直齒圓錐齒輪的設(shè)計6 2.2斜齒圓柱齒輪的設(shè)計8 第3章軸的初步設(shè)計13 3.

6、1 軸材料與其附件選取13 3.2 （軸Ⅰ）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計13 3.2.1 擬定軸上零件的裝配方案14 3.2.1 軸的長度的確定15 3.3 （軸Ⅱ）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計16 3.3.1軸的相關(guān)參數(shù)16 3.3.2軸的初步設(shè)計16 3.3 （軸Ⅲ）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計21 第4章軸承與鍵的壽命校核23 4.1軸承的選擇和校核23 4.2 鍵的選擇24 第5章減速器的潤滑與密封25 5.1 減速器的潤滑25 5.1.1 齒輪的潤滑25 5.1.2 軸承的潤滑25 5.2 減速器的密封25 第6章減速器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計27 第7章減速器的三維制作28 7.1 螺栓的設(shè)計過程28

7、 7.2 滾動軸承的設(shè)計過程31 7.3 軸承蓋的設(shè)計過程34 第8章減速器的運(yùn)動仿真概述35 8.1 約束類型的介紹35 8.2減速器的裝配36 8.3減速器的運(yùn)動仿真37 結(jié)　論39 辭40 參考文獻(xiàn)41 外文資料翻譯42 前　言 齒輪傳動是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種傳動形式.它的主要優(yōu)點(diǎn)是： 1.瞬時傳動比恒定、工作平穩(wěn)、傳動準(zhǔn)確可靠，可傳遞空間任意兩軸之間的運(yùn)功和動力； 2.使用的功率和速度圍廣； 3.傳動效率高； 4.工作可靠，使用壽命長； 5.外輪廓尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊。 由齒輪、軸、軸承與箱體組成的齒輪減速器,用于原動機(jī)和工作機(jī)或執(zhí)行

8、機(jī)構(gòu)之間,起匹配轉(zhuǎn)速和傳遞轉(zhuǎn)矩的作用,在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用極為廣泛。 國的減速器多以齒輪傳動、蝸桿傳動為主，但普遍存在著功率與重量比小，或者傳動比大而機(jī)械效率過低的問題。另外，材料品質(zhì)和工藝水平上還有許多弱點(diǎn)，特別是大型的減速器問題更突出，使用壽命不長。國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特別在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作可靠性好，使用壽命長。但其傳動形式仍以定軸齒輪傳動為主，體積和重量問題，也未解決好。 在21世紀(jì)成套機(jī)械裝備中,齒輪仍然是機(jī)械傳動的基本部件。CNC機(jī)床和工藝技術(shù)的發(fā)展,推動了機(jī)械傳動結(jié)構(gòu)的飛速發(fā)展。在傳動系統(tǒng)設(shè)計中的電子控制、液壓傳動、齒輪、帶鏈的混合傳

9、動,將成為變速箱設(shè)計中優(yōu)化傳動組合的方向。在傳動設(shè)計中的學(xué)科交叉,將成為新型傳動產(chǎn)品發(fā)展的重要趨勢。 第1章 機(jī)械傳動裝置的總體設(shè)計 1.1分析和擬定傳動方案 原始數(shù)據(jù)：運(yùn)動帶拽引力 F=3600N 運(yùn)動帶速度 v=0.85m/s 滾筒直徑 D=400mm 使用年限5年，雙班制29200h 速度允許誤差±0.5% 1.1.1確定傳動方案 根據(jù)工作要求，可擬定幾種傳動方案，如圖所示： （a） 圖1-1 (b) 圖1-2 (a) 圖所示為電機(jī)直接與圓錐

10、齒輪—圓柱齒輪減速器相聯(lián)結(jié)，結(jié)構(gòu)緊湊，但是減速器的傳動比和結(jié)構(gòu)尺寸較大。 (b) 圖所示為第一級用帶傳動，后接圓錐齒輪—圓柱齒輪減速器。帶傳動能夠緩沖，吸震，過載時起安全保護(hù)的作用，且可以減小減速箱的尺寸。 綜合考慮本題，工作環(huán)境一般有輕微震動，可選方案(b)。 1.1.2傳動方案的擬定 傳動方案如下： 圖1-3 1. 電機(jī) 2. 聯(lián)軸器 3. 減速器 4. 鼓輪 5. 傳動帶 1.2電動機(jī)的選擇 傳動裝置總效率，可按下式計算： 工作機(jī)輸入功率： 1.3運(yùn)動學(xué)與動力學(xué)參數(shù)計算 1. 總傳動比與其分配 表1-1 軸號 功

11、率p(kw) 轉(zhuǎn)速n(r/min) 轉(zhuǎn)矩T（N/m） 電動機(jī)軸 3.714 960 36.95 Ⅰ軸 3.53 384 87.79 Ⅱ軸 3.39 137.14 236.07 Ⅲ軸 3.26 40.57 767.39 卷筒軸 3.093 40.57 728.08 第2章 傳動零件的設(shè)計計算 2.1 帶傳動設(shè)計 確定V帶型號和帶輪直徑： 工作情況系數(shù)KA，（載荷輕微震動，雙班制） 計算功率 小帶輪直徑 Dmin=75mm(A型) 大帶輪直徑 2.2直齒圓錐齒輪的設(shè)計 根據(jù)要求小齒輪選用40Cr,調(diào)

12、制處理，硬度為240~280HB，取平均硬度260HB；大齒輪選用45號鋼，調(diào)制處理，硬度為230HB。 齒面接軸疲勞強(qiáng)度計算： 驗(yàn)算圓周速度與KaFt/b 確定傳動主要尺寸 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計算： 2.2斜齒圓柱齒輪的設(shè)計 選擇齒輪材料，小齒輪 40Cr,調(diào)制，硬度260HB，大齒輪 45號鋼，調(diào)制，硬度240HB. 齒面接觸疲勞強(qiáng)度計算： 2.校核計算 齒根彎曲疲勞強(qiáng)度驗(yàn)算： 第3章 軸的初步設(shè)計 3.1 軸材料與其附件選取 初選聯(lián)軸器和軸承： 3.2 （軸Ⅰ）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.

13、2.1 擬定軸上零件的裝配方案 軸Ⅰ的裝配方案如圖3-1所示。 軸的材料選用45號鋼，調(diào)制處理 圖3-1 軸Ⅰ的裝配方案 從而確定軸的初步設(shè)計如圖3-2所示。 圖3-2 軸Ⅰ的裝配方案 3.2.1 軸的長度的確定 則確定軸的相關(guān)尺寸如下圖3-3所示。 圖3-3 軸Ⅰ的尺寸 確定軸上各力作用點(diǎn)與支點(diǎn)跨距如圖3-4所示。 圖3-4 軸Ⅰ上各力作用點(diǎn)與支撐跨距 另外，由于選定的是深溝球軸承，其負(fù)荷中心在軸向?qū)挾鹊闹悬c(diǎn)位置。 3.3 （軸Ⅱ）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 3.3.1

14、軸的相關(guān)參數(shù) 軸的材料選用：45號鋼，調(diào)制處理 3.3.2軸的初步設(shè)計 可以得到下圖 圖3-5 軸Ⅱ的尺寸 確定軸上各力作用點(diǎn)與支點(diǎn)跨距如圖3-6所示。 圖3-6 軸Ⅱ上各力作用點(diǎn)與支撐跨距 L1=46.5mm.L2=98.5mm,L3=63mm 軸的受力分析： 圖3-7 軸Ⅱ的受力分析 根據(jù)受力圖畫出剪力圖和彎矩圖。 豎直方向受力圖： 剪力圖： Mv： 水平方向受力圖： 剪力圖： 剪力和： M合： 圖3-8 由上

15、圖可知應(yīng)力最大處的位置，校核此處即可，由于扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的脈動循環(huán)變應(yīng)力，取，由于扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力的脈動循環(huán)變應(yīng)力，取。 另外小齒輪的兩個端面處較危險，左端按軸頸d=45mm 若彎曲組合按最大處計算，則有： 3.3 （軸Ⅲ）軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計 軸Ⅲ的結(jié)構(gòu)示意如圖3-9所示 圖3-9 軸Ⅲ的結(jié)構(gòu) 1. 1的尺寸有聯(lián)軸器確定，我們留出30mm的余量，則可取1=80mm,d1由聯(lián)軸器的徑確定取d1=50mm。 2. 2的尺寸由擋油板寬度，軸承寬度和軸承端蓋的寬的確定，擋油板8mm,軸承寬度為21mm,端蓋24mm,在這之上加上2mm,2=55mm,d2由軸承確定為5

16、5mm. 3. 3的尺寸由2軸的尺寸確定讓它們軸承之間的尺寸相減得到，3=85.5mm,d3應(yīng)高出2,5~8mm,我們?nèi)3=62. 4. 4由大齒輪的寬度決定，大齒輪的寬度應(yīng)小于小齒輪6mm,所以大齒輪寬度為78mm,我們?nèi)?=77,d4應(yīng)高與軸承5 ,2mm.所以d4=57mm 5. 5由軸承的寬度21，和擋油板12.5mm，再加齒輪的余量1mm,5=34.5mm,d5由軸承的徑?jīng)Q定d5=55mm. 第4章 軸承與鍵的壽命校核 4.1 軸承的選擇和校核 30209的主要性能參數(shù)如下： 基本額定動載荷: 基本額定靜載荷： 極限轉(zhuǎn)速： 軸承面對面安裝

17、，由于前面求出支反力，則軸承受力為： 由于 從而得 e=0.4 當(dāng)量動載荷P為：(取) 4.2 鍵的選擇 1. 帶輪處 ：鍵12*8*63 GB/T1095-2003 2. 小錐齒輪：鍵16*10*36 GB/T1095-2003 3. 大錐齒輪：鍵14*9*45（b*h*l）GB/T1095-2003 4. 小斜齒輪：鍵14*9*45 GB/T1095-2003 5. 大斜齒輪：鍵18*11*54 GB/T1095-2003 6. 聯(lián)軸器處：鍵14*9*72 校核鍵的擠壓強(qiáng)度：[]=110Mpa 聯(lián)結(jié)所能傳遞的轉(zhuǎn)矩為： T= 第

18、5章 減速器的潤滑與密封 5.1 減速器的潤滑 減速器的潤滑方式有很多，如油脂潤滑，浸油潤滑，壓力潤滑，飛濺潤滑等。 5.1.1齒輪的潤滑 當(dāng)齒輪圓周速度v≤10m/s時，常采用浸油潤滑，這里也采用此法。即將齒輪浸入箱油液中，當(dāng)傳動回轉(zhuǎn)時粘在其上的油液被帶到嚙合區(qū)進(jìn)行潤滑，同時油池的油被摔上箱壁，有助山熱。 為避免浸油潤滑的攪油功率太大與保證輪齒嚙合區(qū)的充分潤滑，傳動件浸入油中的深度不宜太深或太淺。 浸油潤滑的油應(yīng)保持一定的深度和貯油量。油池太淺易激起箱底沉渣和油污，引起磨料磨損，也不宜散熱。一般齒頂圓至油池底面的距離h不應(yīng)小于30～50mm .箱座底高度H≥d/2+(

19、30～50)mm,式中d為浸油最深的齒輪的外圓直徑。 換油時間一般為半年左右，主要取決于油中雜質(zhì)多少與油被氧化、污染的程度。 5.1.2軸承的潤滑 滾動軸承通常采用油潤滑或脂潤滑。減速器中的滾動軸承常用減速器用于潤滑齒輪的油來潤滑。 5.2 減速器的密封 減速器需要密封的部位很多，一般有軸伸出處、軸承室側(cè)、箱體結(jié)合面和軸承蓋，窺視孔和放油孔德接合面等處。密封裝置的型式繁多，結(jié)構(gòu)不一，這里采用氈圈式密封。 氈圈式密封結(jié)構(gòu)簡單、價廉、安裝方便，但對軸頸接觸面得摩擦較嚴(yán)重，因而功耗大，氈圈壽命短。主要用于脂潤滑、工作溫度t≤90度以與密封處軸頸圓周速度v＜5m/s的場合。安裝前，

20、氈圈需用熱礦物油浸漬。 第6章 減速器附件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 為了檢查傳動件的嚙合、潤滑、接觸斑點(diǎn)、齒側(cè)間隙與向箱注油等，在箱蓋頂部應(yīng)設(shè)置便于觀察傳動件嚙合區(qū)的位置并有足夠大的窺視孔。 窺視孔平時用蓋板蓋上并有螺釘予以固定，蓋板和箱蓋接觸面間加裝防滲漏的紙質(zhì)封油墊片、蓋板材料可用鋼板、鑄鐵或有機(jī)玻璃制成。為避免油中雜質(zhì)侵入箱，可在孔口裝一濾油網(wǎng)。 為減小機(jī)械加工面、窺視孔口應(yīng)制成凸臺。同時還在箱座底部裝上放油孔，在側(cè)面裝上油標(biāo)，用來測量油量。 第7章 減速器的三維制作 關(guān)于減速器的三維設(shè)

21、計，這里選取幾個比較典型、具有代表性的零件，詳細(xì)的介紹其繪制過程。 7.1 螺栓的設(shè)計過程 螺栓、螺母是機(jī)械設(shè)計中非常重要的緊固零件，由于它們屬于標(biāo)準(zhǔn)件，各項(xiàng)參數(shù)都已標(biāo)準(zhǔn)化，因此在機(jī)械設(shè)計中應(yīng)用十分廣泛。 根據(jù)GB/T5780—2000，螺栓M6×25，螺紋部分長22，螺頭e=10.9，螺栓頭厚4，圓角r=0.25，螺桿直徑6。 螺栓的生成步驟如下： ① 拉伸生成六角螺栓頭實(shí)體。 ② 在六角螺栓頭實(shí)體上拉伸生成螺桿。 ③ 在螺桿上加入螺紋修飾。 ④ 加入螺紋和倒角。 下面是螺栓M6×25的具體制作過程。 （1） 創(chuàng)建新文件。啟動Pro/E后，單擊新建對話框，在類

22、型欄中選擇零件，輸入零件名字，然后單擊確定。在繪圖區(qū)域出現(xiàn)3個基準(zhǔn)平面。 （2） 設(shè)置繪圖平面。首先從繪圖區(qū)域右邊的快捷圖表中選取拉伸工具，單擊草繪，出現(xiàn)草繪對話框，按提示選取FRONT平面作為草繪平面。 （3） 繪制螺栓頭草圖。從繪圖區(qū)右邊的快捷圖標(biāo)中選取直線工具，繪制邊長為5.45的正六邊形。 （4） 生成實(shí)體。完成草圖繪制后，再在智能菜單中輸入預(yù)拉伸的厚度。這里我們選擇4，然后再單擊對勾按鈕完成實(shí)體繪制。 （5） 繪制螺桿草圖。選擇螺栓頭的一個端面作為草繪平面，在從繪圖區(qū)域右邊的快捷圖標(biāo)中選取圓工具按鈕，以六邊形的中心為圓心，繪制直接為6的圓形草圖

23、。然后單擊對勾完成螺桿草圖繪制。 （6） 生成螺桿實(shí)體。完成草圖繪制后，再在繪圖區(qū)下面的智能菜單中輸入螺桿預(yù)拉伸的長度25，然后單擊智能菜單右邊的對勾按鈕完成螺桿繪制。 （7） 生成螺栓頭切削特征。從繪圖區(qū)域選擇旋轉(zhuǎn)工具，再單擊草繪，選擇TOP面作為草繪平面。從繪圖區(qū)域選擇直線工具按鈕，在邊線上繪制三角形，邊長分別為0.5和1.5,。然后再繪制一條虛線通過螺桿中心的中心線。最后單擊繪圖區(qū)域的對勾按鈕以完成草圖繪制。完成草圖繪制后，再單擊智能菜單中輸入旋轉(zhuǎn)角度360°，然后單擊智能菜單中的去除材料按鈕，最后單擊智能菜單中的對勾按鈕完成實(shí)體繪制。 （8） 加入螺紋修飾

24、。從插入菜單中選擇修飾，在彈出的子菜單中選擇螺紋，此時在智能菜單中按提示選擇螺桿表面作為螺紋生成面，再選擇羅公司呢頭部，作為螺紋起始面。接下來在彈出的菜單管理器中選擇正向，再選擇盲孔，然后單擊完成按鈕。這時在繪圖區(qū)下面的智能菜單提示區(qū)中出現(xiàn)輸入框，提示輸入螺紋深度，輸入22，再單擊右邊的對勾按鈕；接著出現(xiàn)螺紋徑輸入框，輸入4.8，再單擊右邊的對勾按鈕完成螺紋修飾。 （9） 倒圓角。從繪圖區(qū)域右邊的快捷圖標(biāo)中選擇拉伸工具，這時在繪圖區(qū)域下面的智能菜單提示區(qū)中按提示選擇螺桿與螺栓的交線，在試圖中以紅色顯示。然后，在繪圖區(qū)下面的智能菜單提示區(qū)出現(xiàn)輸入框，提示輸入倒角半徑，輸入0.5，再單擊

25、右邊的按鈕完成倒圓角。 （10） 螺桿端部倒角。從繪圖區(qū)域的快捷圖標(biāo)中選擇拉伸工具，這時在繪圖區(qū)下面的智能菜單按提示選擇螺桿端部邊緣部分，在視圖中以紅色顯示。然后，在繪圖區(qū)下面的智能菜單提示區(qū)中出現(xiàn)D×D輸入框，兩次都輸入0.5，再單擊右邊的對勾按鈕完成倒角。 （11） 制作螺紋。在插入菜單中選擇螺旋掃描，再從彈出的子菜單中選擇切口，此時會彈出螺旋掃描的對話框和菜單管理器，依次選擇常數(shù)→穿過軸→右手定則，然后單擊完成按鈕。這時在繪圖區(qū)域下面的智能菜單按提示選擇TOP面為草繪平面。接下來的菜單管理器中選擇正向，再選擇默認(rèn)，以虛線形式顯示實(shí)體，以便進(jìn)行草繪。單擊繪圖區(qū)域的直線按鈕，繪制掃描引導(dǎo)

26、線。然后再從繪圖區(qū)域的快捷圖標(biāo)中選取虛線按鈕，繪制如圖所示的螺旋線的繞行線，注意要與螺桿中心線重合。最后單擊繪圖區(qū)域的對勾按鈕。這時在繪圖區(qū)域下面的智能菜單提示區(qū)中出現(xiàn)輸入框，提示輸入螺距值，輸入12.5，單擊右邊的對勾按鈕。接著進(jìn)入草繪狀態(tài)，單擊繪圖區(qū)域的直線按鈕，在螺紋引導(dǎo)線根部繪制螺紋切削截面，單擊右邊的對勾按鈕以完成草圖繪制。在彈出的菜單管理器中選擇正向，單擊確定按鈕。完成螺紋制作后的螺栓如圖7-1所示 圖7-1 7.2 滾動軸承的設(shè)計過程 （1） 草繪前的設(shè)置。啟動Pro/E后，單擊工具欄中的新建圖標(biāo)，在彈出的新建對話框的類型中選擇零件，在名稱文本框

27、寫入零件名字，在紫類型欄中選擇實(shí)體，單擊確定按鈕。從繪圖區(qū)域右邊的工具欄選取旋轉(zhuǎn)工具，按智能菜單提示區(qū)的提示，單擊草繪按鈕，然后按彈出的草繪平面選取FPONT面作為草繪平面，使用系統(tǒng)所提示的方向?yàn)閰⒄辗较颉? （2） 繪制滾動軸承外圈旋轉(zhuǎn)截面草圖。單擊繪圖區(qū)域的虛線按鈕，繪制一條通過坐標(biāo)原點(diǎn)的豎直中心線；分別單擊繪圖區(qū)域的矩形、直線、圓形按鈕，再單擊動態(tài)修建按鈕，刪除預(yù)刪除的線段，最后生成的草圖入7-2所示。 圖7-2 （3） 生成滾動軸承外圈的實(shí)體圖。在繪圖區(qū)下面的智能菜單中輸入旋轉(zhuǎn)角度360°，單擊智能菜單右邊的按鈕完成實(shí)體繪制。旋轉(zhuǎn)完成后的實(shí)體如圖7-3所示。

28、 圖7-3 （4） 繪制單個滾動體。從繪圖區(qū)域右邊的快捷圖標(biāo)中選擇基準(zhǔn)平面，按照繪圖下面的智能菜單區(qū)的提示，先選擇基準(zhǔn)軸作為參照，接著選擇一個基準(zhǔn)平面作為參照，如FRONT平面，在旋轉(zhuǎn)角度輸入框中輸入45，單擊確定按鈕完成基準(zhǔn)平面DTM1插入。從繪圖區(qū)域的快捷圖標(biāo)中選取旋轉(zhuǎn)工具，按智能菜單區(qū)的提示，單擊草繪按鈕，然后按彈出的草繪平面選取對話框的提示，選取剛才建立的DTM1作為繪圖平面，再選取TOP平面作為繪圖參照平面。這時選擇默認(rèn)系統(tǒng)提示的方向?yàn)閰⒄辗较?。最后在繪圖區(qū)下面的智能菜單中輸入旋轉(zhuǎn)角度360°，單擊菜單中的對勾，完成實(shí)體繪制，如圖7-4所示。

29、圖7-4 （5） 陣列滾動體。在模型樹窗口中選擇剛才的滾動體特征，單擊繪圖區(qū)域的陣列按鈕。此時實(shí)體模型將顯示出復(fù)制的滾動體的相關(guān)尺寸。同時，繪圖區(qū)域下面的智能菜單提示區(qū)將顯示兩個方向的輸入值。兩個輸入框的意義分別為：第一個輸入框表示陣列之間的夾角；第二個輸入框表示通過陣列將要產(chǎn)生的個數(shù)。在這里根據(jù)課題需要，我們分別選擇30°和12個，單擊智能菜單中的對勾按鈕，完成滾動體的陣列。如圖7-5所示。 圖7-5 7.3 軸承蓋的設(shè)計過程 （1） 啟動軟件，單擊新建按鈕，在子類型中選擇零件并命名。 （2） 單擊旋轉(zhuǎn)按鈕。打開創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)實(shí)體工具欄，在其中單擊草繪按鈕，即可

30、打開剖面對話框。 （3） 在主窗口中選擇FRONT面作為草繪平面，單擊剖面對話框中的草繪按鈕，打開參照對話框。 （4） 接受系統(tǒng)默認(rèn)選取的尺寸參考，單擊參照對話框中的關(guān)閉按鈕，關(guān)閉該對話框。 （5） 單擊直線、圓形虛線按鈕。繪制尺寸。單擊對勾完成拉伸，生成的端蓋實(shí)體如圖7-6所示。 圖7-6 第8章 減速器的運(yùn)動仿真概述 8.1 約束類型的介紹 在進(jìn)行減速器的運(yùn)動仿真前，我們有必要先來了解一些常用的裝配約束類型。它們分別為：匹配、對齊、插入、坐標(biāo)系、相切、線上點(diǎn)、曲面上的點(diǎn)、曲面上的邊。 1. 匹配 使兩平面或基準(zhǔn)平面重

31、合或平行，法線方向互相平行且指向相反方向。 2. 對齊 使零件的兩個平面或基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)軸、點(diǎn)與邊重合或者共線。 3. 插入 使兩零件指定的旋轉(zhuǎn)面共旋轉(zhuǎn)中心線，具有旋轉(zhuǎn)面特征的零件如螺栓、軸等以插入為約束方式。 4. 坐標(biāo)系 使裝配零件之間的坐標(biāo)系對齊，X軸對X軸，Y軸對Y軸，Z軸對Z軸。 5. 相切 在兩個進(jìn)行裝配的零件中，各自指定一個曲面或一個平面、另一個為曲面，使其相切。該約束類似于匹配約束，因?yàn)樗箖蓚€零件的面貼合，但是這兩個面并不對齊。 6. 線上點(diǎn) 在一個零件上指定一點(diǎn)，在另一個零件上指定一條邊線，并使該點(diǎn)在這條邊線上。 7. 曲面上的點(diǎn) 在一個零件上指定

32、一點(diǎn)，然后再另一個零件上指定一個曲面，使指定的曲面與點(diǎn)接觸。 8. 曲面上的邊 在一個零件上指定一條邊，在另一個零件上指定一個曲面，使指定的曲面與邊相接觸。該約束通常與匹配、對齊的約束選項(xiàng)一起使用。 8.2 減速器的裝配 下面是利用以上的這些約束類型把減速器裝配到一塊兒。 1. 齒輪和下箱座之間的裝配過程。 首先選擇齒輪的軸線和下箱座的軸線是對齊約束，然后再選擇齒輪的端面和下箱座的平面為匹配約束，同時在對話框中輸入要便宜的數(shù)值。這樣就把齒輪裝到了下箱座上。 2. 軸和平鍵的裝配過程 分別選擇平鍵的側(cè)平面、圓弧側(cè)面、下平面對應(yīng)軸上鍵槽的相應(yīng)平面之間的約束關(guān)系為匹配、匹配、

33、插入。這樣就把平鍵裝到了鍵槽中。 3. 軸和軸承之間的裝配 選擇軸承表面和大軸表面，添加插入約束；選擇軸肩側(cè)面和軸承側(cè)面，添加匹配約束，并將距離值設(shè)為0，單擊元件放置對話框中的確定按鈕，即可把軸承裝到軸上。 4. 軸承端蓋和軸承通蓋的安裝 選擇軸承端蓋側(cè)面和軸表面，添加插入約束；選軸承端蓋端面和下箱座端面，添加匹配約束，并將距離值設(shè)為0，單擊元件放置按鈕，即可完成裝配。 5. 上箱蓋和定位銷的裝配 選擇上箱蓋的下端面和下箱座的上端面，添加匹配約束；選擇上下殼體的對應(yīng)兩組銷孔，添加插入約束，單擊元件放置對話框中的確定按鈕，即可將上箱蓋和下箱座裝配到一塊。選擇定位銷的側(cè)面和殼體上的銷孔

34、的曲面，添加插入約束；選擇定位銷的上平面和殼體的端面，添加匹配約束，并將距離值設(shè)為0，即可把定位銷裝到殼體上。 6. 窺視孔蓋、螺釘和通氣閥的裝配 選擇窺視孔蓋的一組側(cè)面和底面對應(yīng)上殼體的側(cè)面和上平面，添加對齊約束，即可把窺視孔蓋裝到上箱蓋上。選擇螺釘?shù)牡灼矫婧透Q視孔蓋的表面，添加匹配約束且把距離設(shè)為0；同時選擇螺釘?shù)穆菁y表面和螺釘孔的螺紋表面，添加插入約束，即可把螺釘裝到上殼體上。 同樣的裝配方式可以把螺栓、墊片、螺母和放油堵頭安裝到對應(yīng)的位置。 8.3 減速器的運(yùn)動仿真 在運(yùn)動仿真版塊里，其約束類型有所變化，它里面分為剛性、銷釘、滑動桿、圓柱、平面、球、焊接、軸承、常規(guī)、6D

35、OF、槽等。這里提一下本次設(shè)計用得到的幾個約束類型。 1. 剛性：限制6個自由度，顧名思義就是當(dāng)做基準(zhǔn)的元件來使用剛性約束，本次設(shè)計選擇的是下箱座作為基準(zhǔn)。 2. 圓柱：限制4個自由度，使用圓柱約束可以來繞圓柱軸線旋轉(zhuǎn)和沿軸線平移，這個約束類型也是被設(shè)計用的最多的一種。 該運(yùn)動仿真分為6個時間段： 1. 上箱蓋相對于下箱座的運(yùn)動； 2. 觀察窗相對于上箱蓋的運(yùn)動； 3. 通氣閥和觀察窗上的螺釘相對于觀察窗的運(yùn)動； 4. 端蓋和通蓋相對于箱體的運(yùn)動； 5. 端蓋和通蓋上螺釘相對于端蓋或通蓋的運(yùn)動； 6. 螺栓、螺母相對于箱體的運(yùn)動以與放油堵頭、游標(biāo)相對于箱體的運(yùn)動。 根據(jù)各零

36、件相對于各自參照零件的距離，設(shè)定其速度，讓在同一時間段里一塊運(yùn)動的零件所用的時間相等。這里我們設(shè)定第一時間段為5秒；第二時間段為5秒；第三時間段為4秒；第四時間段為5秒；第五時間段為5秒；第六時間段為5秒?？倳r間為29秒。組合到一塊的零件如下圖8-1所示（未運(yùn)動前）。 圖8-1 動畫仿真可以參照檔案袋中光盤。 結(jié)　論 本設(shè)計從分析和擬定傳動方案開始，選用了最常見的原動機(jī)：電動機(jī)，對其運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)進(jìn)行計算后，進(jìn)入設(shè)計的主要部分，由于是二級錐齒輪減速器，首先對第一級減速的一對直齒錐齒輪進(jìn)行設(shè)計校核，然后是一對斜齒輪的選擇、設(shè)計與校

37、核。 由于這是以前接觸過的課題，沒有出現(xiàn)什么技術(shù)上的問題。關(guān)鍵在于動態(tài)虛擬裝配中參數(shù)的設(shè)置和運(yùn)功軌跡的擬定?；赑/roe的三維動畫來仿真其裝配過程則更能體現(xiàn)此次設(shè)計的特點(diǎn)，使我有對P/roe的了解和使用有更深了一步。我相信以后再接觸此類課題或任務(wù)我能更好的完成。 辭 經(jīng)過兩個月的畢業(yè)設(shè)計忙碌之后，設(shè)計最終完成，心里有一種說不出的輕松，設(shè)計過程中遇到許多的問題，在眾多老師的幫助下予以解決。首先感述卿老師對我的指導(dǎo)和督促，老師給我指出了正確的設(shè)計方向，使我加深了對知識的理解，同時也避免了在設(shè)計過程中多走彎路，老師的督促是我一直把畢業(yè)設(shè)計放在心上，保證按質(zhì)按量完成；還

38、要感宿舍同學(xué)，是大家營造了良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，在做畢業(yè)設(shè)計的過程中互幫互助，是我的CAD和PRO/E操作水平比以前有了很大的提高，同時較全面的掌握了Word的編輯功能；還要感給我提出建議和意見的同學(xué)，使我能夠按時完成畢業(yè)設(shè)計。 大學(xué)生活至此畫上了圓滿的句號，在理工學(xué)院這塊土地上有眾多莘莘學(xué)子辛勤的耕耘，在這塊土地上我健康快樂的成長，我永遠(yuǎn)不會忘記可親的同學(xué)可敬的老師，我永遠(yuǎn)記得這片土地。 設(shè)計者：延強(qiáng) 參考文獻(xiàn) [1] 冰，機(jī)械制圖，：高等教育，2007 [2] 同濟(jì)大學(xué)，交通大學(xué)，等.機(jī)械制圖.第4版.：高等教育，1997 [3] 建中.機(jī)械設(shè)計基礎(chǔ).：高等

39、教育，2007 [4] 吳宗澤，羅圣國.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計手冊.：高等教育，2006 [5] 唐增寶，常建娥.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計.：華中科技大學(xué)，2006 [6] 王三民.機(jī)械原理與設(shè)計課程設(shè)計.：機(jī)械工業(yè)，2005 [7] 濮良貴，紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計.8版.：高等教育，2006 [8] 邱宣懷.機(jī)械設(shè)計.4版.：高等教育，1997 [9] 文生，等.機(jī)械設(shè)計.：高等教育 [10] 譚雪松，甘露萍.Pro/ENGINEER Wildfire中文版基礎(chǔ)教程.：人民郵電，2006 [11] 吳權(quán)威，王凈瑩.Pro/ENGINEER Wildfire中

40、文版實(shí)例教程.：清華大學(xué)，2006 [12] 薄繼康.Pro/ENGINEER基礎(chǔ)教程.：人民郵電，2005 [13] 學(xué)軍.Pro/ENGINEER Wildfire機(jī)械設(shè)計與應(yīng)用.：國防工業(yè)，2006 [14] 方建軍，仁貞.機(jī)械動態(tài)仿真與工程分析—Pro/ENGINEER Wildfire工程應(yīng)用.：化學(xué)工業(yè)，2004 [15] 絎. Pro/ENGINEER工程建模實(shí)例與技巧.：電子科大，2004 外文資料翻譯 無齒輪減速器的發(fā)展與滾球 摘要 為了滿足不同的需求no-backlash等特點(diǎn),因此,我們有新開發(fā)的三種類型的no-backlash減速器：擺線球減速器,運(yùn)

41、動球減速器和往復(fù)運(yùn)動輸入型球減速器。特別值得注意的是這些正在研制的機(jī)器人關(guān)節(jié)。同樣,這種減速機(jī)是一種恒速度滾球凸輪機(jī)構(gòu)，他們用歲差運(yùn)動、偏心運(yùn)動和往復(fù)運(yùn)動。這個運(yùn)動原理和側(cè)面的計算方法在減速機(jī)的基礎(chǔ)上,提出了利用矢量分析。 關(guān)鍵詞:球減速器；No-backlash；歲差運(yùn)動；偏心運(yùn)動；往復(fù)運(yùn)動。 1.介紹 no-backlash傳播的特點(diǎn),提出了一種最對于工業(yè)機(jī)器人的重要表現(xiàn)。為了滿足性能、多品種的no-backlash減速器[1-3了]。然而,傳統(tǒng)的no-backlash減速機(jī)有一個有限的減薄率。所以,我們不能選擇武斷地減薄率。同樣,這種減速器不能經(jīng)常被用來機(jī)器人手腕關(guān)節(jié),大小是有限的

42、。與常規(guī)正交軸輸出式減速器無法消除的反作用。要解決這些問題,它是容易發(fā)展,只有一種減速。因此,注意如下: (1)的行星運(yùn)動可以產(chǎn)生減少旋轉(zhuǎn)減薄率高。 (2)的凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計采用運(yùn)動軌跡,也就是說,no-backlash在理論計算。 (3)最簡單的滾動的球形狀。 考慮到這些要點(diǎn),我們已研制出三種輸入運(yùn)動式減速器是一種恒速度用滾球凸輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動,他們有偏心、歲差運(yùn)動、往復(fù)運(yùn)動。偏心輸入類型是有用的同軸輸出減速器。與歲差運(yùn)動輸入類型是有用的減少垂直的軸向旋轉(zhuǎn)。輸出同時,往復(fù)輸入類型適用于運(yùn)動的空心形狀和大直徑減速器的元素。 2.發(fā)展的偏心運(yùn)動輸入類型球減速器 2.1單一階段式擺線針輪減速機(jī)球

43、 單一階段式擺線針輪減速機(jī)[4]球組成兩個部分:減少部分和運(yùn)動傳與許多圓形截面的凹槽,如圖1。這個減少部分被偏心軸顯示在圖1為1。消除所造成的激勵偏心運(yùn)動,一個反重量是必要的,如2。減少部分由一個固定的閥瓣4有epi-trochoidal。 偏心波溝瓣6敗,hypotrochoidal運(yùn)動波槽、許多滾球。消除古怪的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,發(fā)射區(qū)由許多滾球11,圓形的凹槽10偏心的運(yùn)動,被安排在8瓣恰恰相反一個trochoidal波槽,輸出的閥瓣9圓形的凹槽。同時,生成的減少運(yùn)動旋轉(zhuǎn)出力軸12 2.2二階段式擺線針輪減速機(jī)球 在單

44、級行星減速器的激勵,以消除而造成偏心運(yùn)動,被看做是什么所需要的。再者,改善減速器的配置是必要的,以滿足重量輕、體積小。所以,我們開發(fā)了一個兩階段式擺線針輪減速機(jī)[5]的球,這是由兩個部分,減少部分和與許多圓形截面運(yùn)動傳遞的凹槽,如圖2。每一個基本要素是相似的單級行星減速器,如圖3。每個術(shù)語定義在表1。 2.3運(yùn)動學(xué)分析減少部分 一般來說,企業(yè)/ hypo-trochoidal曲線是眾所周知的這個位點(diǎn)的滾圈上任意點(diǎn)滑動的圓圈。確定任意位置滾圈上,我們有新定義trochoid因子。因此,用標(biāo)準(zhǔn)的半徑,trochoid因子和trochoidal波數(shù)的圓圈,epit

45、rochoidal每個基課件定義為情商的曲線(1)和hypotrochoidal剛被定義為情商的曲線(2)。αa定義的trochoid因素trochoidal的形狀曲線。在案件中,那么這個因素是1.0,那曲線有擺線針輪的形狀,和當(dāng)高于1.0,曲線有一個波形與一個循環(huán)。因此,trochoid因子應(yīng)該被選為式(3)。這個中心軌跡的溝槽上符合每瓣波浪trochoidal曲線,分析了中心,所以我們，當(dāng)固定的閥瓣具有hypo-trochoidal波槽,偏心運(yùn)動閥瓣具有epi-trochoidal波槽,減少的幾何形狀截面圖（4）。這個epi-trochoidal運(yùn)動軌跡的古怪拉丁化波運(yùn)動的定義是由情商的圓

46、盤(5)。 在這個方程,得到了δ顯示減少旋轉(zhuǎn)角度在第一階段的偏心軸。另一方面,hypo-trochoidal波道固定盤符合式(2)。當(dāng)這些槽是緊密聯(lián)系的橫跨許多球,作為如圖4,第一階段的設(shè)計條件的如下。 在案件中,所有的網(wǎng)狀分球相符這個點(diǎn)的切線epi-trochoidal曲線與海波-trochoidal曲線,所有的球都被安排球場。這個數(shù)目的球是n1 + 1。在第二階段的運(yùn)動分析,是相似的第一階段的部分。然而,旋轉(zhuǎn)以不變的速度,這個f1必須整數(shù)的設(shè)計情況參數(shù),如情商波數(shù)(8)。 2.4運(yùn)動學(xué)分析的一個運(yùn)動傳遞區(qū) 在這兩個階段,這兩個減少減速器章節(jié)兩種怪癖,驅(qū)動是不平等的。所以,傳送部分是

47、需要消除不同的旋轉(zhuǎn)階段和不同的怪癖。圓形槽的偏心運(yùn)動光盤被安排在了相反的結(jié)論每個trochoidal波的狀態(tài)。幾何模型顯示在圖6。第二階段的偏心定義如下e2式(9)。 第二階段是安排在一個相對偏心率的階段對方。初始位置的圓形槽的位置在一個相對相位。運(yùn)用情緒智商(7)、標(biāo)準(zhǔn)的半徑r8,r7半徑的圓槽,旋轉(zhuǎn)角度的每一個階段θ8,θ7、圓形的軌跡曲線p6的第一階段的一面定義為式(10)、圓形的軌跡曲線上的P7，第二階段是定義為式(11)。在這個方程,γ顯示減少旋轉(zhuǎn)角度第二階段的偏心軸。當(dāng)這些槽網(wǎng)狀橫跨許多球,設(shè)計所需的條件情緒智商(12)。 3.發(fā)展運(yùn)動輸入型的歲差球減速器 3.1同軸輸出類型

48、歲差球減速 同軸類型的運(yùn)動球減速[6]由一個1語言中,一種斜軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動運(yùn)動,轉(zhuǎn)子2在輸入軸自如,許多滾球上三、一個固定轉(zhuǎn)子槽與空間的圓形環(huán)四5的和輸出環(huán)表面波的trochoidal 6例7的表面溝槽,如圖所示圖7。輸出的戒指有一個同軸輸出與輸入軸。許多球的安排在轉(zhuǎn)子與空間的通告五、槽來生成一個歲差運(yùn)動的pre-cession轉(zhuǎn)子?？臻g擺線針輪或trochoidal槽,波7基于一個歲差運(yùn)動,產(chǎn)生了降低旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。這種空間波動槽的一個歲差減少的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動,產(chǎn)生采用相對運(yùn)動的一個歲差轉(zhuǎn)子和輸出環(huán)。pre-cession兩邊的轉(zhuǎn)子,許多轉(zhuǎn)動球被安排在一個統(tǒng)一的角。對于每一個球,旋轉(zhuǎn)的相位而造成傾斜輸入軸

49、不同的。 3.2 Orthogonal-axis輸出類型歲差球減速器 這個orthogonal-axis輸出類型歲差球減速[7]由許多部件如圖8。發(fā)電部分由一個傾斜的運(yùn)動運(yùn)動輸入軸1和2,斜軸旋轉(zhuǎn)自如,一個歲差運(yùn)動的轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)在附近的三軸的自由,許多滾球4和固定環(huán)歲差運(yùn)動與空間的圓形的槽表面的一個。這些圓形槽讓歲差運(yùn)動空間運(yùn)動。轉(zhuǎn)換部分的歲差運(yùn)動方向組成的7許多滾轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)子,第11條和第13條9球轉(zhuǎn)子。有許多凹槽的歲差轉(zhuǎn)子的8轉(zhuǎn)換這種運(yùn)動的方向。和許多圓形槽10被分配圍繞著那個轉(zhuǎn)子,生成歲差運(yùn)動輸出軸。同時,部分減少輸出運(yùn)動由一個輸出轉(zhuǎn)子與空間trochoidal-wave12的表面溝槽。這音樂是產(chǎn)生任意要求減薄率。生成的減少運(yùn)動輸出軸的轉(zhuǎn)動是14正交輸入軸方向。 3.3運(yùn)動學(xué)分析空間圓形的凹槽固定環(huán) 總的來說,這個歲差運(yùn)動是眾所周知的旋轉(zhuǎn)議案的錐不滑倒。這個動作即可為運(yùn)動的光盤,轉(zhuǎn)速周圍的等效在轉(zhuǎn)動軸圈和i-axis一致這個笛卡爾空間。當(dāng)一個歲差運(yùn)動產(chǎn)生的,它嗎是必要的限制任意空間運(yùn)動。所以,空間固定環(huán)溝槽圓是必要的。同時,減少了旋轉(zhuǎn)運(yùn)動是由運(yùn)動運(yùn)動轉(zhuǎn)子。為減少扭矩的反應(yīng)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動對歲差轉(zhuǎn)子。這樣的機(jī)制擁有一個反應(yīng)所需的扭矩以與一般的行星在這個提議,傳動系統(tǒng)的最佳方法。因此,圓形的凹槽固定環(huán)。