二级斜齿圆柱齿轮减速器传动部分的三维实体设计与运动仿真

1、目录1零件体的设计11.1轴的零件体设计1中间轴的草绘1旋转和倒角2键槽的绘制21.2键的零件体设计3草绘的建立3拉伸并倒角31.3轴承的零件体设计4草绘并建立滚珠槽41.3.2旋转-加支撑架51.3.3阵列71.4轴承端盖的零件体设计7轴承端盖的草绘7旋转成形8孔的成形8阵列81.5齿轮的零件体设计9设置参数9列出关系式9齿轮基圆的草绘10创建渐开线曲线10曲面拉伸10投影11草绘及投影11齿根圆的拉伸11齿的建立11单个齿的复制12轮毂的建立121.6齿轮轴的绘制12拉伸12拉伸切除131.7套筒的零件体设计13草绘13最后拉伸和倒角131.8挡油圈142装配体的设计152.1轴的导入和装

2、配152.2键的导入15配对15配对15对齐152.3斜齿轮的导入162.4套筒的导入162.5轴承的导入172.6轴承端盖的导入182.7装夹中间轴如图：193.工程图的设计193.1轴的标注193.2截面的制作193.3工程图204.减速器传动部分的实体运动仿真214.1创建骨架214.2建基准轴线和基准端面214.3导入装配轴224.4测量图225 G代码的生成23 5.1代码5 G代码的生成24 5.2 G代码生成256 设计小结267参考资料目录 271零件体的设计1.1轴的零件体设计以低速轴的设计为例中间轴的草绘新建零件-zhongjianzhou-缺省模式-mmns_part_s

3、olid，进入绘图界面。点击旋转，放置定义，选择FONT面，画出几何中心线，根据轴的截面尺寸绘制草图，如图1-1-1所示：图1-1-1轴草绘图旋转和倒角点击确定，旋转出轴，并倒角。如图1-1-2所示：图1-1-2轴键槽的绘制建立基准面，拉伸切除-放置定义，选择基面，绘制键槽的截面，如图1-1-3所示：图1-1-3轴拉伸图设置切除深度，点击确定，另一键的画法同上，键的设计完成。如图1-1-4所示：图1-1-4轴1.2键的零件体设计本设计涉及到五个尺寸各异的键，以键1为例草绘的建立新建零件-zhongjianzhoujian-缺省模式-mmns_part_solid，进入绘图界面。点击拉伸，放置定

4、义，选择FONT面，画出几何中心线，根据键的截面尺寸绘制草图拉伸并倒角点击确定，设置键深为8，完成键的设计，如图1-2所示：图1-2键1.3轴承的零件体设计本设计涉及到三个尺寸各异的轴承，在此以40轴承的设计为例，进形设计说明如下：草绘并直接建立滚珠槽新建零件-40zhoucheng-缺省模式-mmns_part_solid，进入绘图界面。点击旋转-放置-定义选择FRONT面，画出几何中心线，画出轴承内外圈的截面，如图1-3-1所示：图1-3-1轴承草绘图点击确定，如图1-3-2所示：图1-3-2滚道1.3.2旋转-加支撑架点击旋转，加保持架，使用先前的面，画出如图1-3-3所示的截面：图1-

5、3-3草绘支撑架点击确定，得到保持架，如图1-3-4所示：图1-3-4支撑架再次进行旋转切除方法如，如图1-3-5所示，得到：图1-3-4保持架挖孔方法同，得到滚珠，如图1-3-6所示：图1-3-6轴承加滚子1.3.3阵列选择组，点击阵列，选择轴线为参照，输入滚珠个数，360度圆周阵列，得到轴承，并倒角如图1-3-7所示：图1-3-7轴承1.4轴承端盖的零件体设计针对上述设计说明在此以封口轴承端盖的设计为例，进行设计说明：1.4.1轴承端盖的草绘新建零件-duangai1-缺省模式-mmns_part_solid，进入绘图界面。点击旋转，放置定义，选择FRONT面，画出几何中心线,如图1-4所

6、示：图1-4端盖草绘拉伸1.4.2旋转成形点击确定，得到端盖的拉伸体，如图1-4-2所示：图1-4-2端盖最后拉伸1.4.3孔的成形点击孔，确定孔的位置，做出通孔，如图1-4-3所示：图1-4-3端盖挖孔1.4.4阵列点击阵列，选中心轴，输入6，圆周阵列，得到如图1-4-4所示： 图1-4-4端盖1.5齿轮的零件体设计以齿轮1为例，其余齿轮的画法均相同：设置参数新建零件-chilun1-缺省模式-mmns_part_solid，进入绘图界面。点击工具-参数，输入参数，如图1-5-1所示：图1-5-1齿轮参数1.5.2列出关系式点击确定，再点击工具-关系输入关系式、HA=(HAX+X)*MN（齿

7、顶高关系式）HF=(HAX+CX-X)*MN（齿根高关系式）D=MN*Z/cos()（分度圆直径关系式）DA=D+2*HA（齿顶圆直径关系式）DB=D*cos()（基圆直径关系式）DF=D-2*HF（齿根圆直径关系式），如图1-5-2所示：图1-5-2齿轮关系齿轮基圆的草绘画出四个同心圆，分别标记d0=DF（齿根圆直径）, d1=DB（基圆直径）, d2=D（分度圆直径）, d3=DA（齿顶圆直径）。1.5.4创建渐开线曲线，选择笛卡尔坐标系，输入方程式：r=DB/2=t*45x=r*cos()+r*sin()*pi/180y=r*sin()-r*cos()*pi/180z=0如图1-5-3所

8、示：图1-5-3渐近线1.5.5镜像创建镜像平面、基准点和面，选择曲线和分度圆作为参照，获得基准点；选择基准点和基准轴作为参照，创建基准平面DTM1，然后以DTM1和基准轴作为基准，创建DTM2，设置DTM1和DTM2夹角为90/Z（360/4*Z），最后将刚才创建的曲线以DTM2为对称平面进行镜像。如图1-5-4所示：图1-5-4渐近线镜像1.5.6曲面拉伸创建分度圆曲面（曲面拉伸），通过关系式令曲面的拉伸厚度等于齿轮厚度。1.5.7草绘及投影使用投影创建扫描轨迹线如图1-5-5所示。螺旋角=14°。再在编辑投影命令，选择要投影的线和投影面。图1-5-5创建扫描轨迹线1.5.8齿根

9、圆的拉伸拉伸创建齿轮坯体，选择DF（齿根圆）进行拉伸，拉伸深度等于B。1.5.9齿的建立点击草绘进入草绘截面，草绘出齿轮齿的形状，退出编辑环境，再对刚才的草绘截面进行复编辑特征操作复制移动完成草绘3完成，弹出移动特征菜单，选择平移FRONT面正向确定。信息栏会提示输入偏移距离为“B”，最后一直点击完成，这样依次复制就完成了。接着要对刚才复制的内容再次进行移动，点击复制移动完成组完成旋转曲线/边/轴，选择齿轮的中心轴，然后在方向菜单中选择正向命令。同时在信息栏中要求输入旋转角度，在其中输入旋转角度为“asin(2*B*tan(/D)”，接着单击完成移动。插入扫描混合，选择路径，截面，点击确定得到

10、如图 1-5-6所示：图1-5-6齿轮的扫描混合1.5.10单个齿的复制击编辑复制编辑选择性粘贴来创建第二个轮齿阵列点击阵列，输入相关参数齿轮个数为76得到如图1-5-9所示：图1-5-7齿轮轮毂的建立点击拉伸切除，定义内部草绘，做出键槽齿轮的零件体设计完成，如图1-5-8齿轮所示：图1-5-8齿轮1.6齿轮轴的绘制如1.5齿轮的画法先画出齿轮拉伸点击拉伸，定义内部草绘，选择侧面，画圆，进行直径和深度的设置，重复此操作得到齿轮轴，如图1-6-1所示：图1-6-1齿轮轴键槽的成形拉伸切除，定义内部草绘，画出键的截面，点击确定，完成齿轮轴的设计1.7套筒的零件体设计草绘（以45的套筒为例）新建文件

11、，进入草绘界面，绘制界面图。最后拉伸和倒角点击插入-拉伸-确定，得到套筒的旋转体，如图1-7-1所示：图1-7-1套筒1.8挡油圈套筒的做法一致得到挡油圈，如图1-8-1所如示：图片1-8-1挡油圈成品图如下1-8-2所示：图片1-8-2挡油圈2装配体的设计以中间轴的装配体设计为例2.1轴的导入点击新建组件zhongjianzhou取消缺省确定-mmns_asm_design，点击装配，导入轴2，点击缺省，如图2-1所示：图2-1轴2.2键的导入导入与装配点击装配选择要装配的键，再点击配对，选择键的侧面与轴2键槽的侧面，点击放置添加约束-配对，选择键的底面和轴2键槽的底面，点击对齐，选择键的半

12、圆面和轴键槽的半圆面，点击确定，完成键的导入对齐，如图2-2所示：图2-2轴2.3斜齿轮的导入点击装配选择chilun1,点击插入，选择齿轮的内表面和轴的旋转面方法同上，选择齿轮的侧面和轴肩面，点击确定，完成斜齿轮的导入，如如2-3-1所示：图2-3轴与齿轮组合2.4套筒的导入选择套筒的大端面和齿轮的轮毂面，完成套筒的导入，如图2-4所示：图2-4轴与齿轮与套筒2.5轴承的导入方法同，选择轴承的外圈端面和套筒的小端面，完成轴承的导入，如图2-5所示：图2-5轴与齿轮与套筒与轴承2.6轴承端盖的导入插入方法同，选择端盖内表面和轴的外表面配对，选择端盖面和轴承外圈端面，点击确定完成轴承端盖的导入套

13、筒3和轴承2，轴承端盖的导入同上。完成中间轴的装配，如图2-6所示：图2-6中间组合轴2.7装夹中间轴如图所示：图2-7中间轴的装配总图3.工程图的设计以齿轮轴为例3.1轴的标注新建文件，选择绘图，缺省模型为空，指定模板为空，大小为A4，在文件里选择绘图选项，把third-angle改为first-angle，把所要绘制的工程图调出，在工具栏里选择注释，对已调出的工程图进行显示模型注释，选择所要的尺寸。3.2截面的制作在模型树里打开，在键槽的截面上以FRONT为基准面建立一个基准DTM4，关闭模型树，插入所要绘制的工程图，右键选择属性截面2D剖面剖面，添加A面，弹出对话框，选择DTM4面，如图

14、3-2所示：图3-2截面3.3工程图对截面进行标注，得到完整的工程图，如图3-3-1所示：图3-3-1轴的工程图4.减速器传动部分的实体运动仿真4.1创建骨架点击新建组件，点击nnms-asm-design，确定，点击插入元件创建骨架空确定4.2建基准轴线和基准端面新建文件，选择组件，绘制三根轴线分别为A-1、A-2、A-3和两个基准端面DTM3、DTM4，如4.3导入装配轴分别导入三根已装配好的轴，三根轴的轴线分别于A-1、A-2、A-3选用销钉连接，如图4-2-1所示图4-3-1装配图运动仿真选定应用程序中的机构指令将各轴定义为齿轮特性，并选定各齿轮间的中心距。再给输入轴加上转矩（伺服电机

15、），并确定电机的转速s=50。如图4-1-2运用机构分析命令执行仿真运动(具体可看仿真视频A)。4.4测量图在工具栏选择应用程序机构，在视图的右边框中选择齿轮，对齿轮进行属性选择，再加伺服电动机，进行实体运动仿真，视频剪辑，选择测量创建新测量，得测量结果图，仿真数据分析曲线如图如图4-3-1所示：图4-4-1速度测量5 G代码生成1新建制造缺省mns_mfg_nc确定2步骤操作操作设置（机床、夹具、参照、退刀），如下图所示：3插入工件进行定位4 粗加工完成刀具设置编辑序列参数选取被加工曲面完成5 播放路径屏幕演示文件保存（生成G代码）如下图所示：5.2 G代码%N0010G71N0020G50

16、X0Z0N0030T0101N0040S1000M04N0050G00X-167400Z160000N0060Z153700N0070G94N0080G01Z146700F3000N0090X-90020N0100Z160000N0110G00X-346280N0120Z153700N0130G01Z146700F3000N0140X-440560N0150X-440560Z146700N0160X-346280N0170Z160000N0180G00X52580N0190Z153700N0200G01Z146700F3000N0210X135620N0220Z160000N0230G00X-

17、90020N0240Z153700N0250G01Z146700F3000N0260X-167400N0270Z160000N0280G00X135620N0290Z153700N0300G01Z146700F3000N0310X52580N0320Z160000N0330G00X354700N0340Z153700N0350G01Z146700F3000N0360X440560N0370X440560Z146700N0380X354700N0390Z160000N0400G00X-169092N0410Z148700N0420G01Z141700F3000N0430X-87884N0440Z

18、160000N0450G00X-344588N0460Z148700N0470G01Z141700F3000N0480X-440560N0490X-440560Z141700N0500X-344588N0510Z160000N0520G00X50444N0530Z148700N0540G01Z141700F3000N0550X136994N0560Z160000N0570G00X-87884N0580Z148700N0590G01Z141700F3000N0600X-169092N0610Z160000N0620G00X136994N0630Z148700N0640G01Z141700F300

19、0N0650X50444N0660Z160000N0670G00X353326N0680Z148700N0690G01Z141700F3000N0700X440560N0710X440560Z141700N0720X353326N0730Z160000N0740G00X-171990N0750Z143700N0760G01Z136700F3000N0770X-84172N0780Z160000N0790G00X-341690N0800Z143700N0810G01Z136700F3000N0820X-440560N0830X-440560Z136700N0840X-341690N0850Z16

20、0000N0860G00X46732N0870Z143700N0880G01Z136700F3000N0890X139334N0900Z160000N0910G00X-84172N0920Z143700N0930G01Z136700F3000N0940X-171990N0950Z160000N0960G00X139334N0970Z143700N0980G01Z136700F3000N0990X46732N1000Z160000N1010G00X350986N1020Z143700N1030G01Z136700F3000N1040X440560N1050X440560Z136700N1060X

21、350986N1070Z160000N1080G00X-176220N1090Z138700N1100G01Z131700F3000N1110X-78586N1120Z160000N1130G00X-337460N1140Z138700N1150G01Z131700F3000N1160X-440560N1170X-440560Z131700N1180X-337460N1190Z160000N1200G00X41146N1210Z138700N1220G01Z131700F3000N1230X142690N1240Z160000N1250G00X-78586N1260Z138700N1270G0

22、1Z131700F3000N1280X-176220N1290Z160000N1300G00X142690N1310Z138700N1320G01Z131700F3000N1330X41146N1340Z160000N1350G00X347630N1360Z138700N1370G01Z131700F3000N1380X440560N1390X440560Z131700N1400X347630N1410Z160000N1420G00X-182006N1430Z133700N1440G01Z126700F3000N1450X-70524N1460Z160000N1470G00X-331674N1

23、480Z133700N1490G01Z126700F3000N1500X-440560N1510X-440560Z126700N1520X-331674N1530Z160000N1540G00X33084N1550Z133700N1560G01Z126700F3000N1570X147184N1580Z160000N1590G00X-70524N1600Z133700N1610G01Z126700F3000N1620X-182006N1630Z160000N1640G00X147184N1650Z133700N1660G01Z126700F3000N1670X33084N1680Z160000

24、N1690G00X343136N1700Z133700N1710G01Z126700F3000N1720X440560N1730X440560Z126700N1740X343136N1750Z160000N1760G00X-189760N1770Z128700N1780G01Z121700F3000N1790X-58516N1800Z160000N1810G00X-323920N1820Z128700N1830G01Z121700F3000N1840X-440560N1850X-440560Z121700N1860X-323920N1870Z160000N1880G00X21076N1890Z

25、128700N1900G01Z121700F3000N1910X152964N1920Z160000N1930G00X-58516N1940Z128700N1950G01Z121700F3000N1960X-189760N1970Z160000N1980G00X152964N1990Z128700N2000G01Z121700F3000N2010X21076N2020Z160000N2030G00X337356N2040Z128700N2050G01Z121700F3000N2060X440560N2070X440560Z121700N2080X337356N2090Z160000N2100G

26、00X-200276N2110Z123700N2120G01Z116700F3000N2130X-35560N2140Z160000N2150G00X-313404N2160Z123700N2170G01Z116700F3000N2180X-440560N2190X-440560Z116700N2200X-313404N2210Z160000N2220G00X-1880N2230Z123700N2240G01Z116700F3000N2250X160312N2260Z160000N2270G00X-35560N2280Z123700N2290G01Z116700F3000N2300X-2002

27、76N2310Z160000N2320G00X160312N2330Z123700N2340G01Z116700F3000N2350X-1880N2360Z160000N2370G00X330008N2380Z123700N2390G01Z116700F3000N2400X440560N2410X440560Z116700N2420X330008N2430Z160000N2440G00X-298064N2450Z118700N2460G01Z111700F3000N2470X-440560N2480X-440560Z111700N2490X-298064N2500Z160000N2510G00

28、X-215616N2520Z118700N2530G01Z111700F3000N2540X169662N2550Z160000N2560G00X169662Z160000N2570Z118700N2580G01Z111700F3000N2590X-215616N2600Z160000N2610G00X320658N2620Z118700N2630G01Z111700F3000N2640X440560N2650X440560Z111700N2660X320658N2670Z160000N2680G00X181916N2690Z113700N2700G01Z106700F3000N2710X-4

29、40560N2720X-440560Z106700N2730X181916N2740Z160000N2750G00X308404N2760Z113700N2770G01Z106700F3000N2780X440560N2790X440560Z106700N2800X308404N2810Z160000N2820G00X199338N2830Z108700N2840G01Z101700F3000N2850X-440560N2860X-440560Z101700N2870X199338N2880Z160000N2890G00X290982N2900Z108700N2910G01Z101700F30

30、00N2920X440560N2930X440560Z101700N2940X290982N2950Z96700N2960X-440560N2970X-440560Z96700N2980X440560N2990X440560Z96700N3000X290982N3010Z91700N3020X-440560N3030X-440560Z91700N3040X440560N3050X440560Z91700N3060X290982N3070Z86700N3080X-440560N3090X-440560Z86700N3100X440560N3110X440560Z86700N3120X290982

31、N3130Z81700N3140X-440560N3150X-440560Z81700N3160X440560N3170X440560Z81700N3180X290982N3190Z76700N3200X-440560N3210X-440560Z76700N3220X440560N3230X440560Z76700N3240X290982N3250Z71700N3260X-440560N3270X-440560Z71700N3280X440560N3290X440560Z71700N3300X290982N3310Z66700N3320X-440560N3330X-440560Z66700N3

32、340X440560N3350X440560Z66700N3360X290982N3370Z61700N3380X-440560N3390X-440560Z61700N3400X440560N3410X440560Z61700N3420X290982N3430Z56700N3440X-440560N3450X-440560Z56700N3460X440560N3470X440560Z56700N3480X290982N3490Z51700N3500X-440560N3510X-440560Z51700N3520X440560N3530X440560Z51700N3540X290982N3550

33、Z46700N3560X-440560N3570X-440560Z46700N3580X440560N3590X440560Z46700N3600X290982N3610Z41700N3620X-440560N3630X-440560Z41700N3640X440560N3650X440560Z41700N3660X290982N3670Z36700N3680X-440560N3690X-440560Z36700N3700X440560N3710X440560Z36700N3720X290982N3730Z31700N3740X-440560N3750X-440560Z31700N3760X4

34、40560N3770X440560Z31700N3780X290982N3790Z26700N3800X-440560N3810X-440560Z26700N3820X440560N3830X440560Z26700N3840X290982N3850Z21700N3860X-440560N3870X-440560Z21700N3880X440560N3890X440560Z21700N3900X290982N3910Z16700N3920X-440560N3930X-440560Z16700N3940X440560N3950X440560Z16700N3960X290982N3970Z1170

35、0N3980X-440560N3990X-440560Z11700N4000X440560N4010X440560Z11700N4020X290982N4030Z160000N4040G00X440560N4050Z13700N4060G01Z8000F3000N4070X-440560N4080X-440560Z8000N4090X440560N4100X440560Z8000N4110X-440560N4120X-440560Z8000N4130X440560N4140X440560Z8000N4150X-440560N4160X-440560Z8000N4170X440560N4180X440560Z8000N4190X-440560N4200X-440560Z8000N4210X440560N4220X440560Z8000N4230X-440560N4240X-440560Z8000N4250X440560N4260X440560Z8000N4270X-440560N4280X-440560Z8000N4290X440560N4300X440560Z8000N4