613352234毕业设计（论文）基于PROE的减速器的结构设计及运动仿真

1、襄 樊 学 院 毕业设计(论文)正文 题 目基于 pro/e 的减速器的结构设计及运动仿真 专 业 班 级 姓 名 学 号 指导教师 职 称 2007 年 3 月 20 日 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 -i- 装 订 线 摘要摘要 齿轮减速器是广泛应用于机械行业的机械装置。它是一种在原动机与工作机之间用来降低 转速的独立传动装置。随着科学技术和国民经济的发展，在机械传动系统中的需求量越来越大， 质量要求也越来越高，传统的减速器设计方法己不能满足用户的需求。为了适应社会的发展， 本论文对减速器本身的结构特点和性能进行研究。运用 pro/e 软件的高级建模技术和机构运动 仿真技术对一级直齿

2、圆柱齿轮减速器进行三维建模、虚拟装配及运动仿真。这样更直观，更全 面地反映了减速器的设计意图，让设计者在设计阶段就能清楚地见到产品的最终结果，及时发 现设计问题，缩短设计开发周期。既减轻了工作量又节省资金。大大提高了产品的设计开发效 率。符合现代技术的发展要求。 关键词关键词:齿轮减速器、pro/e 软件、三维建模、虚拟装配、运动仿真 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 -ii- 装 订 线 abstract: the gear reducer is widely applies to the mechanical profession mechanism。it is one kind use

3、s for the desponding between original machine machine and the working machine the independent。with the development of science technology and national economy; larger number and higher quality involutes cylindrical reducer are required, and the traditional design method could not satisfy the requirem

4、ent of users. in order to adapt to developing society. using pro/e function and so on software high-level modeling technology and organization movement simulation realizes level of cylindrical greases reduction gear various spare parts and the entire machine 3d geometry design、the assemble fictitiou

5、sly and assembles and the movement simulation. is like this more direct-viewing, comprehensively had reflected the reduction gear design intention, enables the designer in the design stage clearly to see the product the final outcome, promptly discovered the design question, and reduces the design d

6、evelopment cycle. both reduced the work load and to save the fund. conforms to the modern technology development requirement. key word: gears reducer; pro/e software; 3d; assemble fictitiously; motion simulation 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 -iii- 装 订 线 目目 录录 第一章第一章 绪绪 论论 .- - 1 1 - - 1.1 研究的目的及意义.- 1 - 1.2 国内外

7、的研究现状及发展趋势.- 1 - 1.3 主要研究内容、途径及技术路线.- 2 - 1.3.1 主要研究内容.- 2 - 1.3.2 主要研究途径和技术路线.- 2 - 1.4 本章小结.- 4 - 第二章第二章 减速器的零件结构设计减速器的零件结构设计 .- - 5 5 - - 2.1 减速器总体结构的分析.- 5 - 2.2 减速器主要零件的三维造型.- 5 - 2.2.1 固定箱体的设计.- 5 - 2.2.2 减速器内部轴的设计.- 13 - 2.2.3 齿轮的设计.- 14 - 2.2.4 其它零件的设计.- 17 - 2.3 本章小结 .- 17 - 第三章第三章 减速器的装配减速

8、器的装配 .- - 1818 - - 3.1 减速器的模型分析 .- 18 - 3.2 减速器模型创建步骤 .- 18 - 3.3 减速器的分解视图 .- 21 - 3.4 本章小结 .- 21 - 第四章第四章 减速器的运动仿真减速器的运动仿真 .- - 2222 - - 4.1 运动仿真概述 .- 22 - 4.2 元件连接 .- 22 - 4.3 机构仿真.- 25 - 4.4 本章小结 .- 28 - 第五章第五章 结束语结束语 .- - 2929 - - 谢谢 辞辞 .- - 3030 - - 参考文献参考文献 .- - 3131 - - 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 1

9、- 装 订 线 第一章第一章 绪绪 论论 1.11.1 研究的目的及意义研究的目的及意义 当今任何一个国家，若其要在综合国力上取得优势地位，就必须在科学技术上 取得优势。90 年代以来，随着以计算机技术为支柱的信息技术的发展，世界经济格 局发生了巨大的变化，逐步形成了一个统一的一体化市场，经济循环加大、加快， 市场竞争日趋激烈。同时，工业产品由传统的机械产品向机电一体化产品、信息电 子产品开发时把面向产品的创新性、外观造型、人机工程等的设计提高到了一个新 的高度，从而也迫切要求对产品设计的研究能有进一步的突破，以提高企业形象、 产品设计水平和市场竞争力。正因如此，工业设计领域的研究逐渐受到了国

10、内学者 的关注。特别是近几年来，随着计算机软硬件技术的日新月异，计算机图形学、计 算机辅助设计、多媒体等技术的发展和 cad/cam、pro/e 软件应用的逐步深入，现代 产品设计理论与方法的研究有了长足的进步。 随着现代化工业的高速发展，产品的功能、结构日趋复杂，新产品的更新换代 周期不断缩短，设计工作在产品的整个生命周期中占据了越来越重要的地位。事实 上，虽然开发中设计本身所花的费用仅占产品总成本的 5%左右，但新产品的开发费 用中约有 80%取决于设计过程，因而产品的设计阶段己被视为提高整个生产效率的 瓶颈，对于生产系统的整个生产率起着举足轻重的作用。因此，伴随着现代化工业 的发展，计算

11、机辅助设计也得到了迅速的发展和普及。而参数化技术是当前 pro/e 技术需要的研究的领域之一。参数化设计一般是指设计对象的结构比较定型，可以 用一组参数来约定尺寸关系，参数的求解较简单，参数与设计对象的控制尺寸有显 式的对应，设计结果的修改受到尺寸驱动。参数化设计技术以其强有力的草图设计、 尺寸驱动修改图形功能，成为初始设计、产品建模及修改系列设计、多方案比较和 动态设计的有效手段。 为了能够更直观、更全面地反映设计意图，可在计算机内部建立相应的三维实 体模型。并且，在三维模型的基础上可以进行零件装配、干涉检查、有限元分析， 运动分析等高级的计算机辅助设计工作。而 pro/engineer 是

12、美国参数技术公司 (ptc) 研制的 cad/cam 软件，它具有以上强大功能，因此本课题具有很重要的实际 研究意义。 本课题设计的一级圆柱齿轮减速器正是运用 pro/e 的独特造型设计功能来实现 的。 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 2 - 装 订 线 1.21.2 国内外的研究现状及发展趋势国内外的研究现状及发展趋势 当今任何一个国家，若其要在综合国力上取得优势地位，就必须在科学技术上 取得优势。90 年代以来，随着以计算机技术为主的信息技术的发展，世界经济格局 发生了巨大的变化，逐步形成了一个统一的一体化市场，经济循环加大、加快市场 竞争日趋激烈，从而也迫切要求对产品设计的研究能

13、有进一步的突破，为了缩短产 品的设计周期、提高生产的质量、降低生产成本，就需要在产品的设计阶段进行预 测。计算机辅助设计，将难以用语言表达的复杂的机械结构，应用多媒体技术以多 样化的方式表现在屏幕上，达到了以直观和形象的形式学习机械设计知识的目的。 90 年代后随着 cad 技术的发展，其系统性能提高，价格降低，pro/e 开始在设计领 域全面普及，成为必不可少设计工具，pro/e 之所以在短短的时间内发展如此迅速， 是因为它是人类在 20 世纪取得的重大科技成就之一，它几乎推动了一切领域的设计 革命，彻底改变了传统的手工设计绘图方式，极大的提高了产品开发的速度和精度。 应用 pro/e 技术

14、业时行产品设计，能使设计、生产维修工作快速成而高效地时行， 所带来的经济效益是十分明显的。pro/e 技术的发展与应用水平己成为和衡量一个 国家的科学技术现代化和工业现代化的重要标志。近几年来，随着计算机技术的飞 速发展，pro/e 技术己经由发达国家向发展中国家扩展，而且发展的势头非常迅猛。 因为当今世界工业产品的市场竞争，归根结底是设计手段和设计水平的竞争，发展 中国家的工业产品要在世界市场占有一席之地，就必须采用 pro/e 技术。我国 pro/e 技术的研究和开发工作起步相对较晚，自 80 年代开始，cad 技术应用工作才 逐步得到了开展，随后 pro/e 也有了应用，国家逐步认识到开

15、展 pro/e 应用工程的 必要性和可靠性，并在全国各个行业大力推广 pro/e 技术，同时展开 pro/e 技术的 开发和研制工作。随着 por/e 技术的不断研究，开发与广泛应用，对 por/e 技术提 出越来越高的要求，因此 por/e 从本身技术的发展来看，其发展趋势是集成化、智 能化、和标准化。也只有不断完善，创新才能在日益激烈的竞争中立于不败之地。 1.31.3 主要研究内容、途径及技术路线主要研究内容、途径及技术路线 1.3.1 主要研究内容 本课题主要分析减速器的结构及工作原理，学习 pro/e 三维造型软件的基本操 作，特征造型方法及运动仿真等。具体研究内容有以下几点：（1）

16、对减速器本身的 结构特点和性能进行研究。 （2）对减速器各组成零件的三维模型进行设计。 （3）在 pro/e 环境中生成减速器的各主要零件的三维模型。 （4）对减速器结构方案进行优 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 3 - 装 订 线 化设计。 （5）对减速器的工作情况进行运动仿真。 1.3.2 主要研究途径和技术路线 1、对国内外现有减速器成型设备的技术水平、生产过程、控制等进行调研，归 纳，调查国内减速器情况和国内需求情况，采用本行业专家建议结合本课题的设计， 采用 peo/e 建模成型及其仿真原理设计减速器。 2、查阅有关减速器、机械原理、pro/e 软件功能等与设计相关方面的资料

17、，研 究国内外相关的设计手册或书籍，在保证设计方案可行性的基础上，用 pro/e 设计 出减速器的结构并进行仿真。 3、利用计算机三维造型软件对机构进行三维造型和运动仿真，及时发现问题， 及时修改。实行边科研、边设计、边制造等，这样信息反馈快、整改及时、从而提 高工作效率高和经济效益。 1.3.3 减速器结构的三维参数化设计系统结构 用户界面模块 总体设计 结构设计 数据库模块 用户界面生成数据 pro/e 生成数据 模型库块 零件模型库 装配关系模型 库 应用程序模块 图 1-1 减速器结构三维参数化设计系统结构 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 4 - 装 订 线 上图概述了减速器传

18、动装置的总体设计、结构设计、系统设计方法,系统设计方 法,系统总体结构等。 1.3.4 减速器结构在三维参数化设计系统运行流程图 1.41.4 本章小结本章小结 本章主要对课题的研究目的和意义及主要研究途径和技术路线进行了说明，通 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 5 - 装 订 线 过对这些问题的分析和探讨,更加深入了解对课题研究的必要性。 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 6 - 装 订 线 第二章第二章 减速器的零件结构设计减速器的零件结构设计 2.12.1 减速器总体结构的分析减速器总体结构的分析 减速器中的零件包括上、下箱体、齿轮、齿轮轴、键、轴承、套筒、端盖等， 其中上

19、、下箱体和齿轮及齿轮轴的三维设计是比较复杂的，在用 pro/e 进行三维造 型时应用适当的命令，尽量使其三维设计简单化。 2.22.2 减速器主要零件的三维造型减速器主要零件的三维造型 2.2.1 固定箱体的设计 一、减速器箱体底座的设计 箱体零件看起来很复杂,但实际只需要用到几个较为简单的特征创建命令,如 拉伸(包括拉伸和去除材料)、孔操作、倒圆角、镜像以及移动复制等。 二、箱体底座的创建步骤 1.新建零件 打开 peo/e 软件，再打开“新建”对话框.单击工具栏中的创建文件图标输 入零件名称：xiang_ti_di_zuo，单击 画面显示基准平面 front、right、top 及坐标系

20、prt-csys-def。 2.创建下箱体底座毛坯 单击右侧按钮，接受工作区下方“操控板”栏，单击“草绘”按钮，进入 草绘模式。绘制如下的草图 2-1，完成后单击工作区右边草绘工具栏中的 退出 草绘，在工作区下方的“深度值”输入框中输入拉伸距离“20”,完成特征创建如 图 2-2 所示 图 2-1 剖面绘制 图 2-2 下箱体底座毛坯图 3.内腔和凸缘特征的创建 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 7 - 装 订 线 这两个特征仍采用拉伸实体的方法创建。首先进入拉伸实体的界面，选择下箱 体底座毛坯的上面作为草绘平面，接受系统默认的草绘方向和参照平面，进入草绘 模式后绘制如图 2-3 所示的

21、草图，输入深度“120” ，生成如图 2-4 所示的内腔特征。 图 2-3 内腔特征的草绘截面 图 2-4 完成的内腔特征 用相同的方法创建凸缘特征。这里不再赘述，完成草绘后，输入拉伸深度 15， 生成如图 2-5 所示的凸缘特征。 图 2-5 完成的凸缘特征 图 2-6 完成的拉伸特征 4.轴承座的创建 首先，在实体的一侧利用拉伸、剪切功能创建轴承座的基体特征如图 2-6 所示 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 8 - 装 订 线 的完成的拉伸特征。 用类似的方法创建轴承座孔，与创建基体不同的是需要在“操控板”中单击去 除材料按钮。选择上一个拉伸特征的外表面作为草绘平面，确定去除材料的

22、方向， 系统提示选取去除材料的拉伸方向，拉伸至选择的面，最后生成去除材料后的实体 如图 2-7 所示。 图 2-7 完成轴承孔的创建 5.筋的创建 创建筋特征时需要创建新的基准平面作为草绘平面，在两个圆心的中间创建两 个基准平面，基准平面完成后，在工作区右侧的“工程特征栏”中选择(筋工具)， 然后单击按钮，弹出“剖面放置” 对话框，根据提示选择先前创建的基准平面 dtm1 为草绘平面，接受系统默认的草绘方向，单击“草绘”进入草绘界面，在基准 平面 dtm1 上绘制开放的筋剖面，单击 按钮，退出草绘界面，在“厚度”一栏中 输入筋厚度值“20” ，单击按钮，完成筋的创建。用相同的方法依次创建其余三

23、 个筋特征，完成后如图 2-8 所示。 图 2-8 完成筋特征的创建图 2-9 完成凸缘上所有孔的创建 6.孔的创建 (1)创建凸缘上的孔 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 9 - 装 订 线 单击工作区右边“工程特征栏”中的，接受默认项创建直孔，根据系统提 示选取择图 2-8 箭头所示的平面为孔放置平面，然后分别选择如图所示的下边两个 箭头所指的边线为次参照，并在工作区中修改孔直径为”20” ，与两边线的距离均为 25，修改参照及各尺寸的操作也可在“操作控板”中进行，钻孔深度选择，参照 平面选择凸缘的下表面，单击 按钮，用同样的方法作其它的六个孔，完成如图 2-9 所示的孔特征。 (2

24、)创建底座上的孔 单击“工程特征栏”中的，接受默认项创建直孔，选取底座上表面作为孔 的放置平面。在“操控板”中选择直孔，使用“草绘”定义钻孔轮廓，在草绘器中 绘制孔的剖面，其剖面如图 2-10 所示。在些环节中要注意定义孔的中心轴，否则系 统会弹出不允许退出草绘器的对话框(即没有完成剖面的绘制)。剖面绘制完成后， 单击按钮退出草绘器，按照前面所讲的方法选择放置的参照并修改参照尺寸，用 同样的方法作另一个孔， 单击按钮，完成底座上如图 2-11 箭头所指的孔的特 征。 图 2-10 底座上孔的剖面 图 2-11 底座上孔的创建 (3)创建轴承座上的孔 轴承座上的孔的创建方法与凸缘上的孔创建方法相

25、同，这里不再赘述，所创建 出来的所有孔如图 2-12 所示 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 10 - 装 订 线 图 2-12 完成所有轴承座上的孔 7.底板去除材料特征的创建 选择箱体的底面为草绘平面，创建底板的去除材料行征，在“基础特征工具栏” 中选择，工作区下方出现“操控板” ，单击确定操作为去除材料，然后单击 进入草绘界面。完成剖面后单击退出草绘。在“操控板”或工作区中选择去 除材料的方向，修改拉伸距离为“5” 。单击按钮生成去除材料特征如图 2-13 所 示。 图 2-13 完成去除材料特征的创建 8.圆角的创建 在“工程工具栏”中选择(倒圆角工具)，系统将提示“先取一条边或

26、边链, 或选取一个曲面以创建倒圆角”,先选取图中需要倒圆角的边，在“半径输入值”对 话框中输入需要倒圆角的值,单击按钮完成各倒圆角的创建如图 2-14 所示。 9.创建辅助特征 下箱体的辅助特征包括放油尺凸台，创建这两个辅助行征仅用到几个简单的特 征命令，如拉伸、剪切、倒圆角等，创建过程在这里不再详细介绍。完成所有特征 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 11 - 装 订 线 创建后的实体如图 2-15 所示。 图 2-14 倒圆角后的实体 图 2-15 下箱体零件 三、上箱体零件造型设计 1、新建零件 按上一目中的方法建立名为 shang_xiang_ti 的新文件名。 2、创建上箱体的

27、凸缘特征 单击 和按钮，选择 front 为草绘平面，单击“草绘”打开草绘器， 绘 制如图 2-16 所示的剖截面，单击按钮，退出草绘器。在“操控板”中单击按 钮并输入拉伸深度“15” ，单击按钮完成凸缘特征的创建，如图 2-17 所示。 图 2-16 凸缘特征的剖截面 图 2-17 完成的凸缘特征 3.创建轴承座的基体特征 单击 和 按钮，选择 2-17 箭头所示的平面为草绘平面，绘制如图 2-18 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 12 - 装 订 线 所示的草绘剖截面，完成的后的实体如图 2-19 所示。 图 2-18 轴承座基体的剖截面 图 2-19 完成的轴承座基体特征 4、创

28、建上箱体的主体部分 上箱体的主体部分的创建分三步完成。 （1）创建主体部分的拉伸特征 单击按钮，选择基准面 top 为草绘平面，单击“草绘”打开草绘器，绘制 如图 2-20 所示的剖截面。单击按钮退出草绘器。在“操控板”中单击按钮， 并输入拉伸深度“110” ，单击按钮完成基体部分特征的创建，如图 2-21 所示。 图 2-20 基体部分剖截面 图 2-21 完成的基体部分特征 （2）创建主体部分的去除材料及倒圆角特征 单击按钮，使用先前的草绘平面和参照，在草绘器绘制剖截面，完成绘 制后，在“操控板”中选择和按钮，输入拉伸深度“90”单击按钮完成去 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 13

29、 - 装 订 线 除材料特征的创建如图 2-22 所示。 图 2-22 完成去除材料及圆角特征的创建 图 2-23 完成轴承座的去除材料特征 5.创建轴承座 (1)创建去材料特征 单击按钮,选择图 2-22 中箭头所示的平面为草绘平面,单击“草绘”打开草 绘器，绘制两部分圆形剖截面。单击按钮退出草绘器，在“操控板”中单击 和，根据提示在工作区中选择正确的拉伸方向，按图中所示定义去除材料的 两个方向，单击按钮完成去除材料特征创建如图 2-23 所示。 (2)创建另一侧的轴承座特征 选择菜单“编辑/特征操作”选项，弹出“菜单管理器” 。单击“复制、镜像、 完成” 。根据提示在模型树中选中第 3 步

30、，第 5 第(1)条中创建的有关轴承座的各个 特征，单击“完成” 。选择 top 作为镜像面，选取镜像面的同时完成上箱体另一侧 轴承座特征的创建。如图 2-24 所示。 图 2-24 完成另一侧轴承座特征的镜像复制 6.筋和孔以及倒圆角特征的创建 与下箱体一样，上箱体也需要创建筋和孔及倒圆角，方法和箱体底座的创建的 第 5 步、6 步及第 8 步一样，这里不再详述，所成完的筋的创建如图 2-25 箭头所指 处所示。完成的所有孔如图 2-26 所示。 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 14 - 装 订 线 图 2-25 完成的筋的创建 图 2-26 完成的所有孔及倒圆角特征的创建 7.创建

31、辅助特征 上箱体的辅助特征包括窥视窗、通气孔和启重螺钉凸台，这里不再详细介绍它 们的创建过程,完成所有特征创建后的实体如图 2-27 所示。 图 2-27 完成所有的上箱体零件 2.2.2 减速器内部轴的设计 一. 新建零件 按上一节中的方法建立名为 chi_lun_zhou 的新文件名。 二.创建齿轮轴的特征 (1) 单击旋转和，选择 top 为草绘平面，单击“草绘”打开草绘器，绘制如图 2-28 所示的剖截面，单击按钮，退出草绘器，在“操控板”中输入要旋转的角度 值 360 度，然后单击，按钮完成轴的基本特征如图 2-29 所示。 (2)创建键槽 单击和，选择系统默认的草绘截面，进入草绘平

32、面画出键的剖截面图， 单击退出草绘器， 在“操控板”中输入要拉伸的值“2.5” ，单击完成键槽的 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 15 - 装 订 线 创建如图 2-30 所示。 其中，另一根轴的创建方法与其相似，在这里不再叙述具体步骤，完成的基本 特征如图 2-31 所示。 图 2-28 齿轮轴的剖面图 图 2-29 完成齿轮轴的基本特征 图 2-30 完成的键槽的创建 图 2-31 完成大齿轮轴创建 2.2.3 齿轮的设计 齿轮的创建需要用到拉伸、切剪、倒角、镜像、阵列等。下面介绍一下齿轮的 创建。 1新建零件 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 16 - 装 订 线 按第一节

33、中的方法建立名为 da_chi_lun 的新文件名。 2创建齿轮基本圆(分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆)曲线 齿轮的基本圆尺寸是由齿轮的基本参数确定的，其创建过程分为以下 3 个步骤： （1）创建任意尺寸的基本圆曲线。 单击“基准”工具栏中的图标，弹出“草绘的基准曲线”对话框。在工作 区 中选择基准平面 front 作为草绘平面,接受系统默认的其他放置参照，单击“确定” 按钮进入草绘器，绘制如图 2-32 所示的任意尺寸的基本圆曲线。单击按钮，退 出草绘器。完成的基本圆曲线如图 2-33 所示。 图 2-32 任意尺寸的基本圆曲线 图 2-33 完成齿轮基本圆曲线的创建 （2）添加齿轮参数 选择

34、菜单“工具参数”选项，弹出“参数”对话框。单击(添加新参数)按 钮，将齿轮的各参数按照图 2-34 所示依次添加到参数列表中，并按图中所示设置参 数的类型数值以及指定的方式等。然后单击“确定”按钮，完成齿轮参数的添加。 （3）添加参数关系式以确定齿轮的基本圆尺寸 选择菜单“工具/关系”选项，弹出“关系”对话框，按图 2-35 中所示在文本输 入栏中输入各参数和关系式，其中，各关系式由回车键分隔开。添加图中的 4 个关 系式时，需要插入基本圆曲线的尺寸符号，单击按钮，系统提示选择一条曲线以 显示其尺寸符号，在工作区中选取己创建的齿轮基本圆曲线，双击要插入的尺寸符 号，将其插入到“关系”对话框中。

35、然后单击“确定”按钮，完成齿轮参数关系式 的添加。完成关系添加后，选取择菜单“编辑/再生”选项，基准曲线的尺寸值发生 改变，再生成为由齿轮参数关系式确定的值。 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 17 - 装 订 线 图 2-34 齿轮的”参数”对话框 图 2-35 齿轮的”关系”对话框 3创建齿槽的轮廓曲线 （1）创建齿槽一侧的渐开线曲线 单击“基准”工具栏中的按钮，弹出“菜单管理器” 。选择“从方程”选项， 单击“完成”进入下一级菜单，根据系统提示选取系统自定义的坐标系，设置坐标 类型为“柱坐标” ，打开名为 rel.ptd 的记事本文件，将渐开线的柱坐标方程添加到该 文件中。选择菜单

36、“文件/保存”选项，将添加渐开线柱坐标方程后的 rel.ptd 文件保 存到原路径下，单击“退出”按钮关闭该文件，完成渐开线柱坐标方程的添加，单 击“曲线：从方程”对话框中的“确定”按钮，完成齿槽轮廓一侧渐开线的创建。 （2）创建基准点，该点为渐开线曲线与齿轮分度圆的交点。 （3）创建基准轴，该轴为基准平面 righttop 的交线。 （4）创建基准平面。 （5）创建齿槽另一侧的渐开线曲线。 （6）创建完整的齿槽轮廓线。 4创建齿轮的基本实体 创建齿轮的基本实体包括以下两个方面。(1)创建过齿顶圆的圆柱形实体特征。(2)创 建基本实体上的倒角特征。 5创建齿轮的轮齿特征 创建齿轮的轮齿特征是依

37、据实际加工齿轮的工艺原理，即在齿轮的基本实体上切 出所有齿槽特征，同时生成齿轮的轮齿特征。其中生成的第一个齿槽特征如图 2-36 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 18 - 装 订 线 所示。 图 2-36 完成第一个齿槽特征的创建 图 2-37 完成所有的齿轮的创建 6创建齿轮的辅助特征 齿轮的辅助特征包括辐板、齿轮轴孔等，齿轮孔的创建需要用到阵列，完成所 有的齿轮的创建如图 2-37 所示。 7小齿轮的设计方法类似，完成的小齿轮的创建如图 2-38 所示。 图 2-38 完成的齿轮创建 图 2-39 完成的端盖的创建 2.2.4 其它零件的设计 其它零件包括端盖、轴承、挡油环、垫片、

38、螺钉、键、调整环、套筒、反光片、 油面指示片等等, 这里不再详细叙述它们的创建步骤，其中端盖的创建如图 2-39 所 示。 2.32.3 本章小结本章小结 本章对主要零件进行了三维实体造型的设计，介绍了实体造型中常用的拉伸、 旋转、阵列、倒圆角等基本操作方法和技巧。 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 19 - 装 订 线 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 20 - 装 订 线 第三章第三章 减速器的装配减速器的装配 3.13.1 减速器的模型分析减速器的模型分析 减速器中的零件包括上、下箱体、齿轮、齿轮轴、键、轴承、套筒、端盖等主 要零件和螺钉等辅助零件。在装配过程中为简便起见，可

39、先将齿轮、齿轮轴、键装 配成子组件，再将子组件与其他零件装配整体模型。这样可以方便零件在整体模型 中的定位，简化操作过程。而分解视图的目的是为了在不改变元件间实际设计距离 的前提下，清楚地表示出零件模型中元件之间的结构关系，生成组件后，还可在组 件中创建并修改多个分解状态来定义所有元件的分解位置等等。 3.23.2 减速器模型创建步骤减速器模型创建步骤 1.新建组件 打开“新建”对话框，选择组件，输入文件名“asm0001” ，单击“使用默认模 板”复选框取消选中标志，单击“确定”按钮，打开“新文件选项对话框” 。选择 mmns_asm_design 模板，建立单位为公制的新文件。 2.在组件

40、中创建一个子组件 (1)新建子组件 单击“工程特征”工具栏中的按钮，弹出“元件创建”对话框，选择元件类 型为“子组件” ，子类型为“标准” ，输入子组件名称为“zizujian_1” 。单击“确定” 按钮，弹出“创建选项”对话框。选择“创建特征”选项，单击“确定”按钮进入 组件创建环境。这时模型树中的子组件标识显示为激活状态，可进行子组件的装配。 (2)添加 zhou_1 和 jian_1 元件到子组件 单击按钮，弹出“文件打开”对话框，添加轴零件，选中元件名称 zhou_1.prt，单击“打开”按钮将元件放置到子组件中，系统将添加到子组件中的 每一个元件放置到默认位置(元件坐标系与子组件坐标

41、系重合)，不需再对该元件进 行定位约束。再添加键，在“文件打开”对话框中双击元件名称 jian_1.prt，将元 件放置到组件中，在“元件放置”对话框中设置元件的每一个约束类型为“插入” ， 根据提示选择正确的曲面作为两个放置参照，系统自动添加第二个约束，设置类型 为“插入” ，选择元件曲面作为参照，单击按钮，添加第三个约束，设置类型为 “匹配” ，选择正确的元件曲面作为放置参照，根据工作区中显示的偏移方向输入偏 移值“0” 。添加元件 jian_1 “元件放置”对话框，单击“确定”按钮，完成元件 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 21 - 装 订 线 jian_1 的添加，如图 3-1

42、 所示。 图 3-1 完成的子组件 图 3-2 完成元件 da_chi_lun 的添加 (3)添加元件 da_chi_lun 到子组件 单击按钮，在“文件打开”对话框中双击元件名称 da_chi_lun.prt，将元 件放置到组件中，在“元件放置”对话框中设置第一个约束类型为“插入” ，选择元 件曲面和组件曲面作为两个放置参照，设置第二个约束类型为“匹配” ，选择元件曲 面和组件曲面作为放置参照，输入匹配值“0” ，单击按钮，添加第三个约束，设 置类型为“匹配” ，选择元件曲面和组件曲面作为放置参照，根据提示输入偏移值 “0” ，添加元件 jian_1 的“元件放置” ，单击“确定”按钮完成元

43、件 da_chi_lun 的 添加，组件如图 3-2 所示。添加元件 xiao_chi_lun 到子组件方法也是相同的。如图 3-3 所 示。 3.添加元件 xiang_ti_di_zuo 到组件 右击目录树中的组件标识 da_chi_lun.ams，弹出下拉菜单，单击“激活”按钮 将组件 da_chi_lun 切换到激活状态，继续添加的元件将成为组件 da_chi_lun 中的 元件。如上述步骤一样，选择 xiang_ti_di_zuo 放置到组件中。在“元件放置”对 话框中设置第一个约束类型为“插入” ，选择元件曲面和组件曲面作为放置参照。设 置第二个约束类型为“匹配” ，选择元件基准面

44、top 和组件基准面 dtm3 作为放置参 照，输入偏移值“0” 。添加元件 xiang_ti_di_zuo 的“元件放置” ，单击“确定”按 钮，完成元件 xiang_ti_di_zuo 的添加。如图 3-4 所示。 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 22 - 装 订 线 图 3-3 完成元件 xiao_chi_lun 的添加 图 3-4 完成元件 xiang_ti_di_zuo 的添加 4.添加子组件 xiao_chi_lun 到组件 单击按钮，在“文件打开”对话框中双击子组件名称 xiao_chi_lun.prt， 将子组件放置到组件中。在“元件放置”对话框中设置第一个约束类型为“

45、插入” ， 选择元件曲面和组件曲面作为两个放置参照，设置第二个约束类型为“匹配” ，选择 元件曲面和组件曲面作为放置参照,输入匹配值“0” ，设 置第三个约束类型为“相切” ，选择两齿轮啮合处的两个对应齿面作为放置参照，添 加元件 xiao_chi_lun 的“元件放置”对话框，单击“确定”按钮，完成子组件 xiao_chi_lun 的添加，如图 3-5 所示。 图 3-5 完成子组件 xiao_chi_lun 的添加 图 3-6 tao_tong 和 zhou_cheng 的添加 5.添加大齿轮上的辅助元件 单击按钮，在“文件打开“对话框中双击元件名称 tao_tong.prt，将元件 放置

46、到组件中，在“元件放置”对话框中设置第一个约束类型为“插入” ，选择元件 曲面和组件曲面作为两个放置参照，设置第二个约束类型为“匹配” ，选择元件曲面 和组件曲面作为放置参照，输入匹配值“0” ，单击“确定”完成 tao_tong 的添加， 然后再单击，用相同的方法完成 zhou_cheng 的添加，完成添加后如图 3-6 所示， 其中，另一侧轴承的添加方法也是如此。 6.添加小齿轮上的辅助元件的方法与第五步相同，其它辅助元的添加也是如同上面 的步骤，用到插入、匹配、相切等，只要操作的时候选好曲面与另一个曲面相配就 可以了，完成的整体减速器的装配如图 3-7 所示。 襄樊学院 毕业设计（论文）

47、报告 纸 - 23 - 装 订 线 图 3-7 完成的整体的减速器的装配 3.33.3 减速器的分解视图减速器的分解视图 1.新建分解视图 选择菜单“视图/视图管理器”选项，弹出一个对话框，单击“分解新建”,接 受系统默认的新名称或输入自定义的分解视图名称，创建一个新的分解视图。 2.编辑元件的分解位置 在“分解位置”对话框中选择运动参照类型为“平面法向”,根据提示选择图中 asm_front 平面作为运动参照。用鼠标拖动需要编辑的元件到合适位置，单击确定 分解位置。再用同样的方法确定另一元件的分解位置等等，可以用鼠标将元件按照 运动参照平面拖到任意位置。其编辑元件的分解位置后的分解图如图 3

48、-8 所示。 3.创建分解偏距线 单击“偏距线/创建” ，弹出一个“图无选取”对话框，根据分解视图设计方法 及各元件的分解位置创建如图 3-9 所示的偏距线。 图 3-8 编辑元件的分解位置后的分解图 图 3-9 创建分解偏距线 3.43.4 本章小结本章小结 本章主要介绍了减速器的三维装配及分解，注重说明了操作步骤、元件放置方 法、元件约束类型以及基于组件的零件设计技术 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 24 - 装 订 线 第四章第四章 减速器的运动仿真减速器的运动仿真 4.14.1 运动仿真概述运动仿真概述 利用 pro/e 提供的机构仿真功能，可以分析机构的运动轨迹、位移、干涉等

49、， 还可以将仿真结果输出到其他文件中。机构仿真中常用的术语有以下几个(1)主体： 就是指一个元件或没有相对运动的一组元件，作为主体的一组元件内部不存在任何 自由度。(2)连接:定义并约束相对运动的各主体之间的关系，连接限制了各主体之 间的相对运动，减少了系统的总自由度，并定义了一个元件在机构中可能具有的运 动类型。(3)驱运器:驱动器的作用如同电动机，它以一个自由度在两个主体之间加 上特殊运动，可以在连接轴或几何图元(如零件平面、基准平面和点)上放置驱动器， 并指定构件之间的位置、速度和加速度运动。(4)接头:主体间的连接形式，基类型 有销钉连接、轴承连接、移动杆和焊接等。(5)运动:取决于驱

50、动器或负荷的主体运 动方式。(6)基础:一个固定的主体，其他主体相对于基础运动。(7)放置约束:向组 件中放置元件并限制该元件运动组件中的图元，等等，机构仿真的设计过程主要可 分为两个基本步骤:一是定义一个机构,二是使其运动。 4.24.2 元件连接元件连接 1.创建”da_chi_lun_zhou”组件的基准平面 启动 pro/engineer wildfire,选择菜单“文件/打开”选项，打开 da_chi_lun_zhou.prt 子组件,单击工具栏中的按钮，创建与图 4-1 所示的 “adtm2”面偏距“91.5”的基准平面，方向与图示方向相反，创建成功的基面如图 4-1 的 adtm

51、4 平面所示。 图 4-1 创建的基准面 图 4-2 创建的基准面 2.创建“xiao_chi_lun_zhou”组件的基准平面 打开“ xiao_chi_lun_zhou.prt”组件，单击工具栏中的按钮，创建与图 4- 2 的所示的“asm_right”面偏距“150”的基准平面，方向与图示方向相反。创建 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 25 - 装 订 线 成功的基准面如图 4-2 所示。 3.新建“组件”文件 单击工具栏中的按钮，选取选项，在“名称”输入框中输入“asm0_1” ， 取消“使用默认模板”复选框，单击“确定”按钮，选择“mmns_asm_design”模板。 4.

52、 连接减速器底座 单击按钮，弹出“打开”对话框，选择“xiang_ti_di_zuo.prt”零件打开， 弹出“元件放置”对话框，单击，在显示的“ 连接”对话框中选择底座的连 接类型为“刚性” ，单击(将元件固定到当前位置)按钮，单击“确定”按钮， 连 接后的减速箱如图 4-3 所示。 图 4-3 减速箱底座 图 4-4 连接” xiao_chi_lun_zhou.asm”的减速箱 5. 连接“xiao_chi_lun_zhou”组件 单击按钮，弹出“打开”对话框，选择“ xiao_chi_lun_zhou.asm”零件打 开，弹出“元件放置”对话框，单击，在显示的“连接”对话框中选择底座 的

53、连接类型为“销钉” 。选取齿轮的中心轴“a_2”和减速箱的“a_12” ，按对齐关系 约束，选取在“xiao_chi_lun_zhou”中创建的“ adtm2”面和减速箱的“top”面， 按对齐关系约束。单击“确定”按钮， 连接“ xiao_chi_lun_zhou.asm”后的减速 箱如图 4-4 所示。 6. 连接“ da_chi_lun_zhou”组件 单击按钮，弹出“打开”对话框，选择“ da_chi_lun_zhou. asm”零件打 开，弹出“元件放置”对话框，单击，在显示的“ 连接”对话框中选择底座 的连接类型为“销钉” 。选取齿轮的中心轴“a_2”和减速箱的“a_10” ，按对

54、齐关系 约束，选取在“ da_chi_lun_zhou”中创建的“ adtm4”面和减速箱的“top”面 (如图 4-5 所示)按对齐关系约束。单击“确定”按钮， 连接“ da_chi_lun_zhou.asm”后的减速箱如图 4-6 所示。 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 26 - 装 订 线 图 4-5 选取箱体的对称面 图 4-6 连接” da_chi_lun_zhou. asm”后的减速箱 7. 连接轴承 1 和 2 单击按钮，弹出“打开”对话框，选择“zhou_cheng_1.prt”零件打开，弹 出“元件放置”对话框，单击，在显示的“连接”对话框中选择底座的连接 类型为“销

55、钉” 。选取轴承 1 的中心轴“a_3”和大轴 1 的中心轴“a_1” ，如图 4-7 所示，按对齐关系约束。选取轴承的端面和轴肩，按对齐关系约束，如果选取的面 和所需面相反则单击“反向” 。单击“确定”按钮， 连接轴承后的减速箱如图 4-8 所示。再选择“ zhou_cheng_1”零件打开，弹出“元件放置”对话框，单击， 在显示的“ 连接”对话框中选择底座的连接类型为“销钉” 。选取轴承 2 的中心轴 “a_3”和小轴的中心轴“a_1” ，按对齐关系约束。选取轴承的端面和轴肩，按对齐 关系约束，如果选取的面和所需面相反则单击“反向” 。单击“确定”按钮。 图 4-7 选取轴 1 的中心轴

56、图 4-8 连接轴承后的减速箱 8. 连接套筒 1 和 2 单击按钮，弹出“打开”对话框，选择“tao_tong.prt” ，单击“打开”按 钮，打开“元件放置”对话框，单击，选择套筒的中心轴“a_3”和大齿轮轴 的中心轴“a_2” ，(如图 4-9 所示)按对齐关系约束。选取套筒 1 的端面和轴肩，按 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 27 - 装 订 线 对齐关系约束，如果选取的面和所需的相反则单击“反向” ，单击“确定”按钮，连 接套筒 2 的方法与此相同，连接套筒 1 和 2 的减速箱如图 4-10 所示。 图 4-9 选取大齿轮轴的中心轴 图 4-10 连接套筒 1 和 2 后

57、的减速箱 4.34.3 机构仿真机构仿真 单击“应用程序mechanism” ，进入“机械”模式。 1.定义齿轮从动连接结构 单击工具栏中的按钮，弹出“齿轮副”对话框。单击“新建”按钮，弹出 “齿轮副定义”对话框。接受系统默认的名称“gearpair1”和默认的传动类型“标 准” ，选取大齿轮的连接轴，如图 4-11 所示，系统自选取齿轮的“主体”和“托架” ， 在“直径”输入框中输入“240” 。 图 4-11 选取的连接轴 图 4-12 齿轮 2 的连接 单击“齿轮 2”选项卡，显示有关齿轮 2 的对话框。选取图 4-12 箭头所示的齿 轮 2 的连接为连接轴，系统自动选取齿轮的“主体”和

58、“托架” ，在“直径”输入框 中输入“80” ，如图 4-12 所示。 接受“属性”中的“齿轮比”选项为“节圆直径” 。 单击“确定”按钮，在“齿轮副”对话框中显示“gearpair1”齿轮副的名称，单击 “关闭”按钮。此时在齿轮中显示齿轮副连接标志，如图 4-13 所示。 襄樊学院 毕业设计（论文）报告 纸 - 28 - 装 订 线 图 4-13 “齿轮副”连接标志 图 4-14 驱动器标志 2.添加驱动器 单击工具栏中的按钮，弹出“伺服电动机”对话框一。单击“新建”按钮， 显示“伺服电动机定义”对话框，把系统默认的名称“servomotor1”改为 “driver1” ，接受系统默认的“从

59、动实体”类型。选取图 4-22 箭头所示的连接为连 接轴。如果驱动器的运动方向和所需方向相反，可以单击“反向”按钮。单击“轮 廓”选项卡，弹出有关驱动器运动轮廓的对话框。单击“位置”旁的按钮，选取 “速度”规范，接受当前轴的位置为零位置，接受系统默认的“模”为“常数” ，输 入 a 值“50” ，即传动轴的转速为“50deg/s” 。单击“确定”按钮，在“伺服电动机” 对话框中显示“driver1” 驱动器的名称，单击“关闭”按钮。此时在图中显示驱动器标志，如图 4-14 所示。 3.运行分析 单击按钮，弹出“分析”对话框。单击“新建”按钮，显示“伺服电动机定 义” 对话框。把系统默认的分析名

60、“analysisdefinition1”改为“gear_motion” 。接受 系统默认的分析类型和开始时间。设置运动的结束时间为“20” ，帧频为“5” ，系统 自动计算“帧数”和“最小间隔时间” ，接受系统默认的电动机“driver1” 。单击 “运得”按钮可以查看齿轮的运行情况。单击“确定”按钮，在“分析”对话框中 显示“gear_motion”分析结果的名称，单击“运行”按钮，把运行结果存入结果集， 单击“关闭”按钮，关闭对话框。 4.结果回放 单击工具栏中的按钮，弹出“回放”对话框。单击“回放”对话框中的按 钮，从中可以将仿真结果制作成动画进行播放。单击“”按钮，弹出“捕获” 对话