《毕业设计－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开展，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。为了适应社会的开展，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

2、，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。符合现代技术的开展要求。关键词:齿轮减速器、PRO/E软件、三维建模、虚拟装配、运动仿真Abstract:The gear reducer is widely applies to the mechanical profession mechanism。It is one kind uses for the desponding between Original machine machine and the working machine the in

3、dependent。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 requirement of users. In order to adapt to developing society. Using PRO/E function and so o

4、n 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 fictitiously and assembles and the movement simulation. Is like this more direct-viewing, com

5、prehensively 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 development cycle. Both reduced the work load and to save the fund. Conforms to the m

6、odern technology development requirement.Key word: gears reducer; Pro/E software; 3D; assemble fictitiously; motion simulation目 录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc169577413 第一章 绪 论 PAGEREF _Toc169577413 h - 1 - HYPERLINK l _Toc169577414 1.1 研究的目的及意义 PAGEREF _Toc169577414 h - 1 - HYPERLINK l _Toc16957

7、7415 1.2 国内外的研究现状及开展趋势 PAGEREF _Toc169577415 h - 1 - HYPERLINK l _Toc169577416 1.3 主要研究内容、途径及技术路线 PAGEREF _Toc169577416 h - 2 - HYPERLINK l _Toc169577417 主要研究内容 PAGEREF _Toc169577417 h - 2 - HYPERLINK l _Toc169577418 主要研究途径和技术路线 PAGEREF _Toc169577418 h - 2 - HYPERLINK l _Toc169577419 1.4 本章小结 PAGERE

8、F _Toc169577419 h - 4 - HYPERLINK l _Toc169577420 第二章 减速器的零件结构设计 PAGEREF _Toc169577420 h - 5 - HYPERLINK l _Toc169577421 2.1 减速器总体结构的分析 PAGEREF _Toc169577421 h - 5 - HYPERLINK l _Toc169577422 2.2 减速器主要零件的三维造型 PAGEREF _Toc169577422 h - 5 - HYPERLINK l _Toc169577423 固定箱体的设计 PAGEREF _Toc169577423 h - 5

9、 - HYPERLINK l _Toc169577424 减速器内部轴的设计 PAGEREF _Toc169577424 h - 13 - HYPERLINK l _Toc169577425 齿轮的设计 PAGEREF _Toc169577425 h - 14 - HYPERLINK l _Toc169577426 其它零件的设计 PAGEREF _Toc169577426 h - 17 - HYPERLINK l _Toc169577427 2.3本章小结 PAGEREF _Toc169577427 h - 17 - HYPERLINK l _Toc169577428 第三章 减速器的装配

10、PAGEREF _Toc169577428 h - 18 - HYPERLINK l _Toc169577429 3.1减速器的模型分析 PAGEREF _Toc169577429 h - 18 - HYPERLINK l _Toc169577430 3.2减速器模型创立步骤 PAGEREF _Toc169577430 h - 18 - HYPERLINK l _Toc169577431 3.3减速器的分解视图 PAGEREF _Toc169577431 h - 21 - HYPERLINK l _Toc169577432 3.4本章小结 PAGEREF _Toc169577432 h - 2

11、1 - HYPERLINK l _Toc169577433 第四章 减速器的运动仿真 PAGEREF _Toc169577433 h - 22 - HYPERLINK l _Toc169577434 4.1运动仿真概述 PAGEREF _Toc169577434 h - 22 - HYPERLINK l _Toc169577435 4.2元件连接 PAGEREF _Toc169577435 h - 22 - HYPERLINK l _Toc169577436 4.3 机构仿真 PAGEREF _Toc169577436 h - 25 - HYPERLINK l _Toc169577437 4.

12、4本章小结 PAGEREF _Toc169577437 h - 28 - HYPERLINK l _Toc169577438 第五章 结束语 PAGEREF _Toc169577438 h - 29 - HYPERLINK l _Toc169577439 谢 辞 PAGEREF _Toc169577439 h - 30 - HYPERLINK l _Toc169577440 参考文献 PAGEREF _Toc169577440 h - 31 -第一章 绪 论1.1 研究的目的及意义当今任何一个国家，假设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

13、柱的信息技术的开展，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，市场竞争日趋剧烈。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、多媒体等技术的开展和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

14、的高速开展，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本钱的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开展，计算机辅助设计也得到了迅速的开展和普及。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拟定型，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

15、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、多方案比拟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，在三维模型的根底上可以进行零件装配、干预检查、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。1.2 国内外的研究现状及开展趋势当今任何一个国家，假设其要在综合国力上取得

16、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开展，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、加快市场竞争日趋剧烈，从而也迫切要求对产品设计的研究能有进一步的突破，为了缩短产品的设计周期、提高生产的质量、降低生产本钱，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，到达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技术的开展，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

17、时间内开展如此迅速，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清楚显的。PRO/E技术的开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开展，PRO/E技术己经由兴旺国家向开展中国家扩展，而且开展的势头非常迅猛。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，开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

18、/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从本身技术的开展来看，其开展趋势是集成化、智能化、和标准化。也只有不断完善，创新才能在日益剧烈的竞争中立于不败之地。1.3 主要研究内容、途径及技术路线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三维造型软件的根本

19、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化设计。5对减速器的工作情况进行运动仿真。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，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根底上

20、，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，这样信息反应快、整改及时、从而提高工作效率高和经济效益。 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 上图概述了减速器传动装置的总体设计、结构设计、系统设计方法,系统设计方法,系统总体结构等。 减速器结构在三维参数化设计系统运行流程图 1.4 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

21、和技术路线进行了说明，通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。第二章 减速器的零件结构设计2.1 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、下箱体和齿轮及齿轮轴的三维设计是比拟复杂的，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。2.2 减速器主要零件的三维造型固定箱体的设计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立命令,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、箱体底座的创立步骤1.新建零件翻开PEO/E软件，再翻开“新建对话框.

22、单击工具栏中的创立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PRT-CSYS-DEF。2.创立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,完成特征创立如图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立这两个特征仍采用拉伸实体的方法创立。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

23、入草绘模式后绘制如图2-3所示的草图，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 用相同的方法创立凸缘特征。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.轴承座的创立 首先，在实体的一侧利用拉伸、剪切功能创立轴承座的基体特征如图2-6所示的完成的拉伸特征。用类似的方法创立轴承座孔，与创立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外表作为草绘平面，确定去除材料的方向，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

24、料后的实体如图2-7 所示。 图2-7 完成轴承孔的创立 5.筋的创立 创立筋特征时需要创立新的基准平面作为草绘平面，在两个圆心的中间创立两个基准平面，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立的基准平面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，完成筋的创立。用相同的方法依次创立其余三个筋特征，完成后如图2-8所示。 图2-8 完成筋特征的创立图 2-9 完成凸缘上所有孔的创立6.孔的

25、创立 (1)创立凸缘上的孔 单击工作区右边“工程特征栏中的，接受默认项创立直孔，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，然后分别选择如下图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外表，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)创立底座上的孔 单击“工程特征栏中的，接受默认项创立直孔，选取底座上外表作为孔的放置平面。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

26、注意定义孔的中心轴，否那么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 底座上孔的创立(3)创立轴承座上的孔轴承座上的孔的创立方法与凸缘上的孔创立方法相同，这里不再赘述，所创立出来的所有孔如图2-12所示 图2-12 完成所有轴承座上的孔7.底板去除材料特征的创立选择箱体的底面为草绘平面，创立底板的去除材料行征，在“根底特征工具栏中选择，工作区下方出现“操控板，单击确定操作为去除

27、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立8.圆角的创立在“工程工具栏中选择(倒圆角工具)，系统将提示“先取一条边或边链,或选取一个曲面以创立倒圆角,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立如图2-14所示。9.创立辅助特征下箱体的辅助特征包括放油尺凸台，创立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，创立过程在这里不再详细介绍。完成所有特征创立后的实体如图2-15所示。 图

28、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。创立上箱体的凸缘特征单击 和按钮，选择FRONT为草绘平面，单击“草绘翻开草绘器，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立，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.创立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

29、图2-19 完成的轴承座基体特征4、创立上箱体的主体局部上箱体的主体局部的创立分三步完成。1创立主体局部的拉伸特征单击按钮，选择基准面TOP为草绘平面，单击“草绘翻开草绘器，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，单击按钮完成基体局部特征的创立，如图2-21所示。 图2-20 基体局部剖截面 图2-21 完成的基体局部特征2创立主体局部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单击按钮完成去除材料特征的创立如图2-22所示。图2-22 完成去除材料及

30、圆角特征的创立 图2-23 完成轴承座的去除材料特征5.创立轴承座(1)创立去材料特征 单击按钮,选择图2-22中箭头所示的平面为草绘平面,单击“草绘翻开草绘器，绘制两局部圆形剖截面。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立如图2-23所示。(2)创立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，第5第(1)条中创立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立。

31、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立 与下箱体一样，上箱体也需要创立筋和孔及倒圆角，方法和箱体底座的创立的第5步、6步及第8步一样，这里不再详述，所成完的筋的创立如图2-25箭头所指处所示。完成的所有孔如图2-26所示。 图2-25 完成的筋的创立 图2-26 完成的所有孔及倒圆角特征的创立7.创立辅助特征 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立过程,完成所有特征创立后的实体如图2-27所示。 图2-27完成所有的上箱体零件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

32、的新文件名。二.创立齿轮轴的特征(1) 单击旋转和，选择TOP为草绘平面，单击“草绘翻开草绘器，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，按钮完成轴的根本特征如图2-29所示。(2)创立键槽单击和，选择系统默认的草绘截面，进入草绘平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，单击完成键槽的创立如图2-30所示。其中，另一根轴的创立方法与其相似，在这里不再表达具体步骤，完成的根本特征如图2-31所示。 图2-28 齿轮轴的剖面图 图2-29完成齿轮轴的根本特征图2-30完成的键槽的创立图2-31完成大齿轮轴

33、创立齿轮的设计齿轮的创立需要用到拉伸、切剪、倒角、镜像、阵列等。下面介绍一下齿轮的创立。新建零件按第一节中的方法建立名为da_chi_lun的新文件名。创立齿轮根本圆(分度圆、基圆、齿顶圆、齿根圆)曲线齿轮的根本圆尺寸是由齿轮的根本参数确定的，其创立过程分为以下3个步骤：1创立任意尺寸的根本圆曲线。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所示的任意尺寸的根本圆曲线。单击按钮，退出草绘器。完成的根本圆曲线如图2-33所示。 图2-32 任意尺寸的根本圆曲线 图2-33

34、完成齿轮根本圆曲线的创立2添加齿轮参数选择菜单“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根本圆尺寸选择菜单“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，需要插入根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立的齿轮根本圆曲线，双击要插入的尺寸符号，将其插入到“关系对话框中。然

35、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。 图2-34齿轮的参数对话框 图2-35齿轮的关系对话框创立齿槽的轮廓曲线1创立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，翻开名为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“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

36、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立。2创立基准点，该点为渐开线曲线与齿轮分度圆的交点。3创立基准轴，该轴为基准平面RIGHTTOP的交线。4创立基准平面。5创立齿槽另一侧的渐开线曲线。6创立完整的齿槽轮廓线。创立齿轮的根本实体创立齿轮的根本实体包括以下两个方面。(1)创立过齿顶圆的圆柱形实体特征。(2)创立根本实体上的倒角特征。创立齿轮的轮齿特征创立齿轮的轮齿特征是依据实际加工齿轮的工艺原理，即在齿轮的根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所示。 图2-36完成第一个齿槽特征的创立 图2-37 完成所有

37、的齿轮的创立创立齿轮的辅助特征齿轮的辅助特征包括辐板、齿轮轴孔等，齿轮孔的创立需要用到阵列，完成所有的齿轮的创立如图2-37所示。7小齿轮的设计方法类似，完成的小齿轮的创立如图2-38所示。 图2-38完成的齿轮创立 图2-39完成的端盖的创立其它零件的设计其它零件包括端盖、轴承、挡油环、垫片、螺钉、键、调整环、套筒、反光片、油面指示片等等, 这里不再详细表达它们的创立步骤，其中端盖的创立如图2-39所示。2.3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、倒圆角等根本操作方法和技巧。第三章 减速器的装配3.1减速器的模型分析 减速器中的零件包括上、

38、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，还可在组件中创立并修改多个分解状态来定义所有元件的分解位置等等。3.2减速器模型创立步骤1.新建组件翻开“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，翻开“新文件选项对话框。选择mmns_asm_design模板，

39、建立单位为公制的新文件。2.在组件中创立一个子组件(1)新建子组件单击“工程特征工具栏中的按钮，弹出“元件创立对话框，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“创立选项对话框。选择“创立特征选项，单击“确定按钮进入组件创立环境。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“文件翻开对话框，添加轴零件，选中元件名称zhou_1.prt，单击“翻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系重合)，不需再对该

40、元件进行定位约束。再添加键，在“文件翻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jian_1的添加，如图3-1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

41、“文件翻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

42、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。 图3-3完成元件xiao_chi_lun的添加 图3-4完成元件x

43、iang_ti_di_zuo的添加4.添加子组件xiao_chi_lun到组件单击按钮，在“文件翻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“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

44、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“文件翻开“对话框中双击元件名称tao_tong.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“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，

45、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。图3-7 完成的整体的减速器的装配3.3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，创立一个新的分解视图。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适宜位置，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3-8所

46、示。3.创立分解偏距线单击“偏距线/创立，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立如图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 创立分解偏距线3.4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第四章 减速器的运动仿真4.1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、干预等，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)

47、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:取决于驱动器或负荷的主体运动方式。(6)根底:一个固定的主体，其他主体相对于根底运动。(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根

48、本步骤:一是定义一个机构,二是使其运动。4.2元件连接1.创立da_chi_lun_zhou组件的基准平面启动PRO/ENGINEER Wildfire,选择菜单“文件/翻开选项，翻开da_chi_lun_zhou.prt子组件,单击工具栏中的按钮，创立与图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，创立成功的基面如图4-1的ADTM4平面所示。 图4-1 创立的基准面 图4-2 创立的基准面2.创立“xiao_chi_lun_zhou组件的基准平面翻开“ xiao_chi_lun_zhou.prt组件，单击工具栏中的按钮，创立与图4-2的所示的“ASM_RIGHT

49、面偏距“150的基准平面，方向与图示方向相反。创立成功的基准面如图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. 连接减速器底座单击按钮，弹出“翻开对话框，选择“xiang_ti_di_zuo.prt零件翻开，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

50、. 连接“xiao_chi_lun_zhou组件单击按钮，弹出“翻开对话框，选择“ xiao_chi_lun_zhou.asm零件翻开，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_12，按对齐关系约束，选取在“xiao_chi_lun_zhou中创立的“ 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“翻开对话框，选择“ da_chi_lun_zhou. Asm零

51、件翻开，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，按对齐关系约束，选取在“ da_chi_lun_zhou中创立的“ 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。 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“翻开对话框，选择“zhou_cheng_1.prt零件翻开，弹出“元件放置对话框，单击，在显示的“连接对话框中选

52、择底座的连接类型为“销钉。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那么单击“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_1零件翻开，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那么单击“反向。单击“确定按钮。图4-7 选取轴1的中心轴 图4-8 连接轴承后的减速箱8. 连接套筒1和2

53、单击按钮，弹出“翻开对话框，选择“tao_tong.prt，单击“翻开按钮，翻开“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，按对齐关系约束，如果选取的面和所需的相反那么单击“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后的减速箱 4.3 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

54、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“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。 图4-13 “齿轮副连接标志 图4

55、-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“速度标准，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

56、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“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“捕获对话框。单击“确定按钮进行“mpeg格式的动画制作。单击“浏览按钮，弹出“保存副本对话框，可以对制作的动画保存副本，即可以把制作的动画保存到其他的文件夹下，否那么系统自动把动画保存到