毕业设计（论文）-蜗杆减速器结构的三维设计.doc

蜗杆减速器结构的三维设计集美大学诚毅学院蜗杆减速器说明书专 业：机械工程及自动化 班 级：机械1191 姓 名：张 玮 杰 学 号：2011934029 成 绩： 指导老师:2015年1月16日目录引言-11. 减速器三维设计-21.1. 机体的设计-21.2. 机盖、机座的设计-61.3. 蜗杆轴与蜗轮设计-61.4. 轴承设计-121.5. 轴承端盖设计-141.6. 其他部件设计-162. 装配图设计-223. 仿真设计-284. 工程图设计-31总结-33致谢语-34参考文献-35 引言蜗轮蜗杆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。大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。Pro/ENGINEER是目前最先进的计算机辅助设计（CAD）、制造（CAM）和分析（CAE）软件，广泛应用于机械、电子、建筑、航空等工业领域，利用Pro/E的强大功能可以很轻松完成绝大多数机械类设计制造和分析任务。通过Pro/E设计蜗轮蜗杆减速器，在掌握基础知识的同时，通过实例，开阔思路，掌握方法，提高对 综合运用的能力。1. 减速器三维设计1.1 机体的设计1.1.1新建零件jiti.prt取消缺省模块-mmns_part_solid，进入绘图界面，以RIGHT面为基准草绘，用拉伸曲面、加厚命令创建大体机体。1.1.2创建机座底座，以TOP基面为草绘面，如图 1-1所示，对称拉伸306。 图1-1 机座底座草绘1.1.3底座四边倒圆角R5。1.1.4因蜗杆与蜗轮中心距为160，平行FRONT面向下建立距离为88的DTM1。1.1.5创建机体四侧倒角R15。1.1.6创建机体与底座两侧的倒角R2。1.1.7在机体上创建草绘R60的圆，往外拉伸3做机体与端盖连接凸台。1.1.8通过TOP面镜像（7）。1.1.9在机体与端盖连接凸台表面创建草绘R41圆，做拉伸切除。1.1.10通过RIGHT面创建草绘，如图1-2所示，通过“到选定项”做与机体前后内壁拉伸。图1-2 机体内部凸台草绘1.1.11通过TOP面镜像（9）。1.1.12平行于FRONT面往上72创建DTM2。1.1.13创建机盖与机座连接座，在DTM2创建草绘，如图1-3并做两侧拉伸，往上12，往下15。图1-3 机盖与机座连接座草绘1.1.14在机体前侧创建草绘R85的圆，往外拉伸52。1.1.15通过RIGHT面镜像（13）。1.1.16创建草绘R60圆，往里拉伸切除通孔。1.1.17在TOP面创建草绘筋，再以两侧做斜度。1.1.18创建凸缘，在DTM2创建草绘，如图1-4，往上拉伸57，往下拉伸56，最后侧面做斜度。图1-4 凸缘草绘1.1.19在凸缘上创建螺栓孔M18，通过方向阵列4个。1.1.20在R85圆表面创建标准孔M12*1，并通过轴阵列6个。1.1.21通过RIGHT面镜像（14）、（18）、（20）。1.1.22在机盖与机座连接座创建定位销8*40和螺栓孔M12。1.1.23创建吊钩，在RIGHT面创建草绘，如图1-5所示，对称拉伸18，通过TOP面镜像。图1-5 吊钩草绘1.1.24创建吊耳，在RIGHT面创建草绘，如图1-6所示，对称拉伸18，通过TOP面镜像。 图1-6 吊耳草绘1.1.25创建油塞孔M20*1.5。1.1.26创建油标孔，先平行TOP面往外70创建DTM3，再草绘，如图1-7所示，对称拉伸20，最后创建M12孔。图1-7 油标草绘1.1.27创建窥视孔凸台，在机体顶面创建草绘，如图1-8所示，往上拉伸4，再创建M7*1孔，最后方向阵列出4个孔。图1-8 窥视孔凸台草绘1.1.28创建窥视孔，在窥视孔凸台上创建草绘，如图1-9所示，往下做拉伸切除。 图1-9 窥视孔草绘 1.2 机盖、机座的设计1.2.1新建零件：shanggaixiang.prt。1.2.2在零件：jiti.prt插入实体化，保留上部分，形成机盖，如图1-10所示：图1-10 机盖实体图1.2.3在零件：jiti.prt插入实体化，保留下部分，形成机座，如图1-11所示：图1-11 机座实体图1.3 蜗杆轴与蜗轮设计1.3.1创建蜗杆轴：wogan.prt。1.3.2设置如图1-12所示参数：图1-12 蜗杆轴参数图1.3.3草绘如图1-13所示四个圆，并在草绘里添加关系：图1-13 草绘圆/*蜗杆基本圆关系式sd3=M*Z2+2*Msd4=M*Z2sd5=M*Z2*COS(ALPHA_T)sd6=M*Z2-2.4*M1.3.4使用方程创建渐开线并建立基面镜像，如图1-14所示：图1-14 渐开线草绘1.3.5混合扫描做出第一个螺旋线，选择所选剖面，点选第一个蜗杆截面草绘，点选插入，选择通过方程作出的第二个蜗杆草绘截面，在参照中，将投影线作为扫描的方向，点击打勾，完成第一个齿轮的混合扫描，如图1-15所示：图1-15 混合扫描实体1.3.6阵列（5）。图1-16 阵列混合扫描实体1.3.7在FRONT面上创建草绘，如图1-17并做旋转。图1-17 草绘1.3.8在FRONT面上创建草绘，如图1-18所示，并做旋转。图1-18 旋转轴草绘1.3.9创建与TOP基面平行并与圆柱相切的基面DTM1和DTM2，以这两个基面为基准使用拉伸切除工具做键8749，键8716。1.3.10对蜗杆轴进行倒角和倒圆角后保存。如图1-19所示：图1-19 蜗杆轴实体1.3.11创建蜗杆轴：wolun.prt。1.3.12设置如下参数：图1-20 蜗轮参数图1.3.13草绘如图1-21所示四个圆，并在草绘里添加关系：图1-21 草绘圆/*蜗轮基本圆关系式sd0 = dsd1 = d+2*ha2sd2 = d-2*hf2sd3 = d*cos(alpha_t)1.3.14使用方程创建渐开线，如图1-22所示：图1-22 渐开线草绘1.3.15在RIGHT面上创建草绘，如图1-23所示，并做旋转。图1-23 草绘1.3.16通过建开线与投影线做可变截面扫描，如图1-24所示，再做另一侧。图1-24 可变截面扫描实体1.3.17通过轴做阵列，如图1-24所示：图1-24 蜗轮轮廓实体1.3.18做蜗轮轴孔、螺钉孔、倒角等，最终如图1-25所示：图1-25 蜗轮实体图1.4 轴承设计1.4.1创建蜗轮上的轴承部件。1.4.2创建30212_1.prt。1.4.3做如图1-26草绘：图1-26 轴承草绘图1.4.4使用旋转工具并做拉伸得出轴承内圈实体，如图1-27所示：图1-27 轴承内圈实体图1.4.5通过草绘旋转获得轴承外圈30213_2.prt部件，如图1-28所示：图1-28 轴承外圈实体图1.4.6创建轴承内圆柱部件：30213_3.prt，如图1-29所示：图1-29 轴承内圆柱实体图1.4.7创建组件装配轴承：30213.asm。1.4.8将30213_1.prt按缺省放置，30213_2.prt使用销钉装配，圆柱部件30213_3.prt使用自定义完全装配做圆周阵列，如图1-30所示：图1-30 轴承装配图1.4.9保存退出.1.4.10同样步骤做出蜗杆轴上的轴承30208.asm。1.5 轴承端盖设计1.5.1创建蜗轮上的轴承端盖部件：duangai_qian.prt。1.5.2创建草绘并旋转，如图1-31所示： 图1-31 轴承端盖草绘图1.5.3如下草绘并旋转做出羊毛毡圈位置，如图1-32所示：图1-32 毡封油圈孔草绘图1.5.4用孔工具做轴承端盖上的螺栓孔，并做圆周阵列阵列4个.1.5.5使用草绘并旋转做轴承端盖上的羊毛毡圈：yangmaozhanquan.prt。图1-33 毡封油圈实体图1.5.6草绘并拉伸做如下调整垫片：dianpian_qian.prt。 图1-34 垫片实体图1.5.7创建装配体：duangai_qian.asm。1.5.8将调整垫片，羊毛毡圈装配到轴承端盖上。如图1-35所示：图1-35 端盖实体图1.5.9使用同样的方法做小齿轮上的轴承端盖：duangai_zuo.asm。1.5.10使用同样的方法做其他两面的轴承端盖：duangai_qian_1.asm和duangai_zuo_1.asm。1.6 其他部件设计1.6.1创建窥视孔盖：kuishikonggai.prt。1.6.2草绘并拉伸做出窥视孔盖,并做倒角。如图1-36所示： 图1-36窥视孔盖实体图1.6.3创建窥视孔盖上调整垫片：dianpian_kuishikonggai.prt。如图1-37所示： 图1-37 垫片实体图1.6.4创建窥视孔上通气器：tongqiqi.prt。如图1-38所示：图1-38 通气器实体图1.6.5装配窥视孔上部件：kuishikong.asm并焊接通气器。如图1-39所示：图1-39 窥视孔盖实体图1.6.6使用旋转工具创建油标卡尺头youbiao_1.prt。如图1-40所示：图1-40 油标卡尺头实体图1.6.7使用旋转工具创建油标卡尺尺部：youbiao_2.prt。如图1-41所示：图1-41 油标卡尺尺部实体图1.6.8装备油标卡尺：youbiao.asm 并焊接尺部与头部。如图1-42所示：图1-42 油标整体图1.6.8创建油塞：yousai.prt。1.6.9通过拉伸旋转切除做成下图：图1-43 油塞实体图1.6.10 通过参数化创建各个型号螺栓、螺母、垫片。创建螺栓设置如下参数：图1-44 各参数图加入如下关系d=10l=25b=20k=6r=0.4e=17.59s=16p=0.751.6.11然后通过拉伸、拉伸切除、旋转、螺纹修饰做出螺栓。图1-45 螺栓实体图1.6.12创建螺母设置如下：图1-46 螺母参数图加入如下关系：d=10s=16e=17.77m=8.4p=1.5通过拉伸、拉伸切除、旋转切除做出螺母(装配反求螺纹)。图1-47 螺母实体图1.6.13创建垫圈：通过旋转、拉伸起初做出垫圈图1-48 垫圈实体图1) 如上分别做出M7、M8、M10、M12、M18螺栓。2) 如上分别做出M12、M18螺母。3) 如上分别做出M12、M18垫圈。1.6.14设计圆头平键：8750,161063,221470。图1-49 圆头平键实体图2.装配图设计2.1创建下机体组件:xiagaixiang.asm。2.2取消缺省模板。2.3插入装配元件：xiagaixiang.prt 选择用户定义-缺省约束。如图2-1所示：图2-1 装配约束图2.4插入装配元件: youquan.prt 选择用户定义完全约束。2.5插入装配元件：yousai.prt 选择用户定义完全约束。2.6插入装配元件：youbiao.asm 选择用户定义完全约束。2.7下机箱装配完成，保存退出。如图2-2所示：图2-2 下箱体装配图2.8创建上机体组件：shanggaixiang.asm。2.9插入元件：shanggaixiang.prt 采用用户定义-缺省约束。2.10插入窥视孔盖组件：kuishikong.asm 采用用户定义完全约束。2.11插入M6螺栓并完全约束后阵列出通气孔盖上所有螺栓。2.12插入启盖螺钉：qigailuoding.prt 并完全约束。2.13上机体装配完毕，保存退出。如图2-3所示：图2-3 上箱体装配图2.14创建总装配图：wolunjiansuxiang.asm。2.15插入装配组件：xiagaixiang.asm并选择缺省约束。2.16插入装配组件：shanggaixiang.asm并使用用户定义与下机体完全约束。2.17隐藏上机体组件，插入蜗杆组件：wogan.asm。2.18采用销钉连接完成连接定义。如图2-4所示：图2-4 销钉连接定义图图2-5 蜗杆、箱体装配图2.18检查蜗杆是否能绕着轴转动。2.19插入蜗轮组件的装配：wolun.asm。图2-6 蜗轮装配图2.20检查蜗轮是否能够绕着轴转动。2.21隐藏除了大小齿轮轴外的零件，插入轴承组件：30213.asm,30208.asm使用用户定义将各个轴承完全约束在齿轮轴上。2.22使用同样的方法装配完成四个轴承。图2-7 蜗杆、蜗轮、轴承装配图2.23隐藏除下机体外的部件，插入轴承端盖组件：duangai_qian.ASM。2.24使用用户定义将轴承端盖完全约束在下机体指定位置上。2.25使用同样的方法装配其他的轴承端盖。图2-8 端盖装配图2.26插入M6和M8螺栓，使用用户定义完全定义在轴承端盖上，并采用镜像合并成组进行圆周阵列。 图2-9 螺钉装配图2.27分别插入M12螺栓、垫圈、螺母并采用用户定义完全约束。2.28将M12螺栓、垫圈、螺母合并成一组进行复制黏贴装配。2.29完成M10螺栓、垫圈、螺母装配。图2-10 螺栓装配图2.30测量轴承到机体内壁的距离，创建挡油环：dangban_qian.prt并装配。图2-11 挡油板实体图2.31完成装配如下图，保存退出。图2-12 减速箱总装配图2.32完成装配，查看装配图分解图。图2-13 减速箱爆炸图3. 仿真设计3.1打开装配组件：wolunjiansuxiang.asm。3.2选择菜单栏中的应用程序-机构，隐藏shanggaixiang.asm方便设置。3.3选择定义齿轮副连接图标，选择运动轴并输入分度圆直径。图3-1 齿轮连接副定义图3.4创建伺服电动机设定如下图：图3-2 电动机定义图3.5点选机构分析图标并设置如下：图3-3 机构分析图3.6点击运行后确定。3.7点击回放图标，保存仿真运动：wolunchuandong.pbk。图3-4 回放定义3.8保存退出。4.工程图设计4.1新建绘图-文件名wolunjiansuxiang.drw-取消缺省模式-空-横向-标准大小A0，绘图的界面，进行后作图操作。4.2选择wolunjiansuxiang.asm，导入零件插入主视图，分别插入投影左试图、俯视图，并进行剖切和标注。如图4-1所示：图4-1 减速箱工程图4.3创建蜗杆工程图：新建A3绘图：wogan.DRW。4.4插入普通视图: wogan.prt 并进行标注。图4-2 蜗杆工程图4.5创建蜗轮工程图：新建A3绘图：wolun.DRW。4.6插入普通视图: wolun.prt 并进行标注。图4-3蜗轮工程图总结通过这三周的专业课程设计，我对机械设计的理解更深了，也更加喜欢机械设计了，把自己设计的东西通过PRO/E软件做出来是对自己的设想及设计的一种肯定，也是对自己的一种鼓舞，同时激发了我对机械设计的喜爱。减速器结构的三维设计是机械设计课程的最后一个重要教学环节，也是高等工科院校大多数专业学生较全面的设计能力训练，为我们培养理论联系实际的设计思想，训练综合运用机械设计和有关课程的理论，结合生产实际