Proe课程设计-二级斜齿轮

机械CAD/CAM课程设计说明书PAGE第4页西安文理学院2010级机械设计制造及其自动化目录绪论 3第1章设计内容 3第2章典型零部件设计过程 42.1闷盖的设计 42.2透盖的设计 52.3轴承的设计 52.4油标的设计 72.5键的设计 8第3章齿轮、齿轮轴的绘制 93.1高速级大齿轮齿轮2模型的创建 93.1.1打开菜单栏：工具-参数输入基本参数和关系式 93.1.2创建齿轮基本圆 103.1.3创建渐开线 113.1.4镜像渐开线 123.1.5拉伸齿根圆形成圆柱体。 143.1.6创建齿形,绘制齿形图，拉伸齿形 153.1.7齿槽的阵列 153.1.8创建腹板式齿轮结构 163.2低速轴轴Ⅲ模型的创建 173.3下箱体 18第4章装配过程 204.1轴与键的装配 214.2齿轮的装配 214.3轴与封油盘的装配 224.4轴与轴承的装配 224.5总装配图 23第5章运动仿真 245.1创建装配连接 245.1.1装配箱体 245.1.2轴组装配 255.1.3减速器整体连接 255.2运动仿真 265.2.1设置 265.2.2仿真 29第6章加工仿真 306.1定义设置加工仿真参数 306.2电脑动态模拟加工，生成G代码 33第7章工程图 337.1导入低速轴 337.2截面的绘制 347.3标注尺寸 347.4标注几何公差 34第8章心得体会 35第9章参考文献 36附录 37附录一 37附录二 38附录三 38附录四 39图2-1-2拉伸成型2.2透盖的设计同样作为旋转体，透盖的设计与闷盖相同，用拉伸与阵列就可以实现，整体效果如图所示。图2-2-2实体图2.3轴承的设计（1）内外圈的创建。根据设计需要，轴承应该为深沟球轴承。按规定应有外圈，内圈及滚子。首先草绘出内外圈的旋转截面（如图2-3-1所示）；图2-3-1绘制草图（2）首个滚子的创建。首先使滚子的旋转轴线位于内圈外圈的中间直径，且平行于内圈的平面上，其次进行滚子旋转轮廓的草绘，如图所示。图2-3-2旋转成型（3）全部滚子的创建。选择轴方式进行阵列,效果如图所示。图2-3-3整列滚子（4）保持架的创建。草绘图如图所示。图2-3-4绘制草图绕轴线旋转，完成了轴承的建模，整体结构如图所示。图2-3-5轴承实体图2.4油标的设计通过拉伸--旋转—拉伸—剪切标识便可以完成游标的建模，整体模型如图所示。图2-4-1油标实体图2.5键的设计对于非回转类零件，有时我们可以通过拉伸创建基本模型。首先做出表面形状（如图4-5-1所示），然后拉伸至指定厚度，模型显示如图4-5-2所示。图2-5-1绘制草图图2-5-2键实体第3章齿轮、齿轮轴的绘制此次设计的减速器是二级斜齿轮传动减速器，齿轮、箱体作为减速器的重要部件，同时齿轮、箱体的绘制具有一定的复杂性，同时在proe绘图操作中能够系统学习运用proe软件，因此本章对斜齿轮、齿轮轴、下箱体单独做详细设计说明3.1高速级大齿轮齿轮2模型的创建3.1.1打开菜单栏：工具-参数输入基本参数和关系式图3-1-1齿轮绘制定义参数打开菜单栏：工具-关系输入以下公式ha=(hax+x)*mnhf=(hax+cx-x)*mnd=mn*z/cos(β)da=d+2*hadb=d*cos(α)df=d-2*hfd0=dad1=dbd2=dfd3=d完成后的关系对话框如图所示：图3-1-2定义齿轮计算公式3.1.2创建齿轮基本圆画出四个同心圆，分别标记为：d0=da（分度圆直径）,d1=db（齿顶圆直径）d2=df（齿根圆直径），d3=d（基园直径）。工具栏内单击按钮，完成草图的绘制。如图所示：图3-1-3草绘齿轮节圆3.1.3创建渐开线（1）方程创建齿轮中齿的轮廓——渐开线。输入关系式，如下：ang=90*tr=db/2s=PI*r*t/2xc=r*cos(ang)yc=r*sin(ang)x=xc+s*sin(ang)y=yc-s*cos(ang)z=0（2）单击“文件”→“保存”，再单击“文件”→“退出”，在“曲线：从方程”对话框中选择确定，完成第一段渐开线的创建，如图：图3-1-4渐开线的创建3.1.4镜像渐开线（1）创建一个基准点。在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单上单击“插入”→“模型基准”→“点”→“点”，系统弹出“基准点”对话框，如图所示；击选择分度圆曲线作为参考，按住Ctrl键，单击第一段渐开线作为参考，放大视图，检查所创建的点是否位于两条曲线的交点处，单击“基准点”对话框中的确定按钮，完成基准点“PNT0”的创建。（2）创建一根基准轴。单击工具栏上的“创建轴”按钮，系统弹出“基准轴”对话框，在绘图区单击选取“TOP”面，按住Ctrl键，选取“RIGHT”面，在“基准轴”对话框中点击确定按钮，完成“A-1”轴的创建，如图：图3-1-5轴“A-1”的创建（3）过“A-1”轴和点“PNT0”创建平面。单击“确定”按钮，完成“DTM1”的创建，如图所示：图3-1-6“DTM1”（4）创建平面“DTM2”。创建初始步骤同“DTM1”。（5）镜像渐开线。完成后的曲线如图所示：图3-1-7完成后镜像渐开线3.1.5拉伸齿根圆形成圆柱体。如图所示：图3-1-8拉伸后的齿根圆3.1.6创建齿形,绘制齿形图，拉伸齿形。在拉伸特征定义操控面板中选取“实体”按钮，拉伸深度可暂时不定，单击完成拉伸，如下图：图3-1-9齿槽的初步拉伸3.1.7齿槽的阵列齿的齿槽阵列。选定复制的齿槽，单击“阵列”按钮，点击图中的尺寸，变其值为“360/z”，具体操作如图：图3-1-10齿槽阵列图3-1-11齿槽的全部生成3.1.8创建腹板式齿轮结构图3-1-12完成后的齿轮3.2低速轴轴Ⅲ模型的创建（1）启动Pro/ENGINEER,设置系统的工作目录,进入草绘模式，绘制如图所示图形：图3-1-1齿轮草绘（2）完成齿轮制作，通过多次拉伸完成如下图形：图3-1-2齿轮轴拉伸（3）通过拉伸切出键槽图3-1-3键槽绘制（4）两端面倒角及轴过渡段倒圆角。在弹出的窗口中设置圆角大小为2，选定要倒圆角的边，确定，从而完成圆角创建。至此低速轴模型创建完成，低速轴完整模型图如下图：图3-1-4倒角3.3下箱体从整体来看，下箱体的基本模型为一个长方形壳，故创建思路如下：根据尺寸拉伸一个长方体壳，同时创建上下表面的加固板，在此建模过程中需要确定壳的体积足以容得下齿轮，最后需要倒出相应的圆角以及倒角如图。图3-3-1下箱体的箱体拉伸创建安装轴承部位的具体形状图3-3-2下箱体的轴承放置图创建如图所示的加强肋。图3-3-3下箱体的加强肋创建油标孔和放油孔。油标孔。应该和侧面成一定的夹角，方便油标的插入和取出。放油孔。放油孔的内表面应该略低于壳的底面，方便排出废油。图3-3-4游标绘制创建各个部位的螺栓孔。下箱体的创建过程到此为止，整体模型如图所示。图3-3-5下箱体实体第4章装配过程减速器的制造需要通过设计、制造、组装才能完成运行，减速器的装配也是检验设计与制造是否合格，通过完成装配关系的约束状态，来实现各个零件组成部件，再由部件组装成套件，最后完成总装。轴与键、齿轮与轴、轴与油封、轴与轴承的装配是最基本的装配。4.1轴与键的装配键与轴的装配。当“约束状态”为“完全约束”时，单击，如此完成键与轴的装配，如图：图4-1-1键与轴的装配4.2齿轮的装配高速级大齿轮齿轮与中间轴的装配。选择约束条件，通过键与键槽的配合，完成约束状态为“完全约束”，单击，完成齿轮与轴的装配，如图：图4-2-1齿轮与轴的装配4.3轴与封油盘的装配装配封油盘。单击“添加组件定义操控面板”中的“放置”，连接方式为“用户定义”。首先约束为同轴，单击选中轴的中心线“A-1”，再单击选中封油盘的中心轴“A-2”，完成轴的约束。此时约束状态为“部分约束”。再单击“放置控制面板”中的“新建约束”，选择齿轮轴的一个面，再选择封油盘小圆的一个平面，在“放置控制面板”中选择偏距为“0”，按“Enter”键，此时封油盘会约束在轴上，观察，如果封油盘位于齿轮内部则单击“反向”，此时约束状态为“完全约束”，单击，完成一个封油盘的装配，如图：图4-3-1轴与封油盘的装配4.4轴与轴承的装配选择“添加组件定义操控面板”中的“放置”，连接方式为“用户定义”。首先约束为同轴，单击选中轴的中心线“A-1”，再单击选中轴承的中心轴“A-3”，完成轴的约束，此时约束状态为“部分约束”。再单击“放置控制面板”中的“新建约束”，选择挡油环小圆的一个面，再选择轴承的一个平面，在“放置控制面板”中选择偏距为“0”，按“Enter”键，此时轴承会约束在轴上，仔细观察，如果轴承位于挡油环的内部，则单击“反向”，此时约束状态为“完全约束”，单击，完成一个轴承的装配，如图：图4-4-1轴承的装配4.5总装配图新建零件-fangzhen-缺省模式-mmns_asm_design，插入——元件——装配——打开下箱体文件，用户定义下使用“缺省”模式；打开上箱体，通过面面对齐，螺栓口连接，实现上下箱体装配；图4-5-1上箱体图4-5-3总装图第5章运动仿真运动仿真是在电脑上实现减速器运动的模拟，运动仿真可以检查齿轮的啮合，轴与轴承，轴与箱体的配合是否完美，同时检验是否达到减速要求。5.1创建装配连接5.1.1装配箱体新建零件-fangzhen-缺省模式-mmns_asm_design，插入——元件——装配——打开下箱体文件，用户定义下使用“缺省”模式。图5-1-1下箱体5.1.2轴组装配将输入轴、中间轴、输出轴装配体插入，连接方式全部定义为销钉，以便自由转动。其他的定位和普通装配一样。图5-1-2各轴的装配5.1.3减速器整体连接打开下箱体，通过面面对齐，完成上下箱体对齐，用螺栓螺钉完成上下箱体的连接，连接游标、窥视孔，如下图图5-1-3箱体总装配5.2运动仿真5.2.1设置我们可以使用先前的装配图，不过在仿真之前需要将上箱体以及与它有关的零件选为隐藏模式。接下来定义仿真的步骤为：1应用程序，机构2选择电机3设置两组齿轮副齿轮副1中的齿轮1的具体参数如图。图5-1-1齿轮1参数齿轮副1中的齿轮2的具体参数如图。图5-1-2齿轮2参数齿轮副2中的齿轮1的具体参数如图。图5-1-3齿轮1参数齿轮副2中的齿轮2的具体参数如图。图5-1-4齿轮2参数定义旋转轴，应用程序—机构—齿轮，首先定义齿轮和轴的配合关系图5-1-5定义旋转轴选择电动机，定义伺服电机。图5-1-6定义伺服电机加载电机，完成后出现电机提示，图中橙色曲线，加载输入轴。图5-1-7加载电机从性价比和整体传动比综合，考虑来看，选择电动机型号：Y112M-4，额定功率4kw，同步转速1500，总传动比32.8，V带2.5。5.2.2仿真首先定义分析方式:将终止时间和帧频全部设置为20，然后运行后选择确定，设置方框如图图5-2-1仿真设置将分析结果选择回放：选择AVI形式保存图像，详细运动过程仿真见视频文件.AVI；图5-2-2AVI视频第6章加工仿真加工仿真是在电脑上通过选择夹具、刀具、加工参数等来实习机床加工动态模拟，最后生成加工代码G代码，最终达到加工要求。6.1定义设置加工仿真参数新建制造加工文件图6-1-1新建制造文件添加夹具装置，定义夹具零点坐标，以便固定工件安全加工位置图6-1-2添加夹具打开需要加工工件下箱体，通过面面对齐完成约束条件，固定箱体加工位置图6-1-3打开下箱体定义加工参数，选择加工刀具，加工路径，设置安全距离，主轴转速等图6-1-4参数定义图6-1-5安全值设置6.2电脑动态模拟加工，生成G代码进行屏幕演示，生成G代码，详细G代码见说明书附录4；图6-2-1屏幕演示图6-2-7生成G代码第7章工程图工程图是加工一个零部件必备的图纸要求，详细体现加工零件的尺寸、加工要求、材料处理等，在proe绘图软件中来绘制工程图，比起CAD绘图来明显方便简洁多了，更能保证图纸尺寸的精准度，以保证零件加工质量7.1导入低速轴以箱体、低速轴为例，新建——绘图——disuzhou——空——A4——确定，进入绘图界面，选择一般，将鼠标放入界面内，完成轴的导入。7.2截面的绘制打开轴的零件图，在键的截面建立基准轴。7.3标注尺寸标注轴的长度与直径。图7-3-1下箱体工程图7.4标注几何公差包括圆跳动、圆柱度和对称度的标注，轴的工程图完成，如图图6-4-1低速轴工程图图6-4-1低速轴工程图明细栏其他轴工程图步骤同上可得。第8章心得体会此次CAD/CAM课程设计是我在大学中一次宝贵的设计经历，它既涵盖了机械设计课程设计方面的知识，又包括Pro/E中高级功能的运用，让我在设计过程中既复习了机械设计方面的内容，又对Pro/E零部件的画法和装配方法以及“运动仿真”及“运动分析”等方面有了较为全面的认识和了解，同时也让自己能够熟练的运用Pro/E中的一些基本绘图功能，如拉伸、旋转、抽壳、倒角、镜像、阵列、孔工具、基准的创建等，同时对参数法绘图也有了一定的认识，获益匪浅。此次设计中为提高自己在设计等方面的能力，我选择二级圆柱斜齿轮减速器作为设计课题。在设计过程中，我仔细回忆了以往机械设计课程设计中的步骤及尺寸等的确定方法，同时结合在“中国一拖集团有限公司”参观的同轴式变速箱，初步确定了自己的设计思路和减速器的大致信息。同时为了培养自己严谨认真的设计作风，又积极翻阅《课程设计手册》，尽量使减速器上的每一个零件的尺寸都符合国家标准。如此不仅复习了机械设计方面的知识，对自己的意志力、耐力以及良好工作作风的培养都起到了很好的促进作用。通过本课程设计，巩固了通过课程学习到的知识，提高了动手实践能力，让我在综合运用计算机进行设计尤其是进行较为复杂的装配图和零件图的绘制、一般的三维装配、图形仿真方面的能力得到提高，进一步提高二维图形绘制能力以及进行CAD二次开发的能力，了解软件的数据交换及与CAM系统的数据传递等。在此次课程设计中，对我的绘图能力有了很大的提高，使我理解了很多实际问题，更是对自己动手能力有了大幅度的提升，也让我明白了一个道理，要想在任何方面有好的发展，必须要发挥积极、主动、刻苦、肯钻的精神，只有永不满足自己所拥有的知识，才能在自己所学习的领域有所建树。第9章参考文献[1]张忠林.Pro/ENGIN