减速器三维设计及虚拟装配--毕业论文.doc

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1、洛阳理工学院毕业设计（论文）减速器三维设计及虚拟装配摘 要本文设计了减速器的传动系统。在此设计中首先分析传动方案，选择电动机的型号。然后计算总传动比、分配各级传动比并计算各轴转速、功率、转矩。选择V带型号，计算大带轮和小带轮的基准直径并计算所需V带数量。接下来进行的是齿轮的设计，计算并确定各个齿轮所选用的材料及齿轮的模数、齿数、分度圆直径等数据。选择轴承和轴的型号及校核，选择联轴器型号及确定润滑和密封方式。最后用三维建模软件对减速器进行模拟装配。本文设计的带式传动系统,其主要的传动由二级直齿轮传动构成，在二级齿轮传动中，高速级传动中的齿轮模数m=2.5，小齿轮的齿数为28，传动比为3.8；低速

2、级传动中的齿轮模数m=4，小齿轮的个数为33，传动比为2.83，通过此传动系统可以有效地将动力进行传输。关键词：1齿轮，2轴，3减速器，4模拟装配 THE REDUCER 3D DESIGN AND VIRTUAL ASSEMBLYABSTRACTThis paper designs the gear transmission system. In the design of first selection, transmission scheme analysis model of the motor. Then calculate total ratio, distribution and

3、 calculation of all levels transmission shaft speed, power and torque. Choose V belt type, calculation and small with large diameter and the calculation of the benchmark for V belt. Then the design of gear is calculated and determined, each gear selected materials and the pinion gear module, etc, ci

4、rcle diameter of data. Choose the type and the axial bearing and checking. Choose coupling model and determine the lubrication and seal. Finally the modeling of gear by software simulated assembly.In this paper the design of the transmission area of the transmisson system,the main transmission from

5、a secondary gears driver, The transmisson of high-speed gear-modulus m=2.5. The number of small gear for 28, transmisson ratio of 3.8. In the low-speed gear-drive number m=4.The number of small gear for 26, transmisson ratio of 2.83.Through the transmisson system can effectively transfer will be a d

6、riving force.KEY WORDS: 1 gear, 2 axis, 3 reducer, 4 simulation assembly2目录前言1第1章 传动方案分析及选择电动机31.1 传动方案分析31.2 电动机类型选择41.3 电动机功率的选择4第2章 计算传动比及传动装置的参数62.1 计算传动装置传动比62.2 各轴转速、输入功率、转矩6第3章 V带及齿轮传动设计计算83.1 选择V带型号并计算大、小带轮基准直径83.2 验算带速并计算V带参数83.3 求作用在带轮轴上的压力10第4章 齿轮传动设计计算114.1 齿轮传动设计计算114.2 滚动轴承的选择及校核计算158.

7、1 轴的结构设计计算17第5章 联轴器及润滑密封的选择235.1 联轴器的选择235.2 箱体内齿轮的润滑23第6章 模拟减速器的设计256.1 模拟减速器设计的前期准备256.2 零部件的设计。266.3 虚拟装配。30结论35谢 辞36参考文献37外文资料翻译38前言减速器是一种由封闭在刚性壳体内的齿轮传动、蜗杆传动或齿轮蜗杆传动所组成的独立部件，常用在动力机与工作机之间作为减速的传动装置；在少数场合下也用作增速的传动装置，这时就称为增速器。减速器由于结构紧凑、效率较高、传递运动准确可靠、使用维护简单，并可成批生产，故在现代机械中应用很广。减速器类型很多，按传动级数主要分为：单级、二级、多

8、级；按传动件类型又可分为：齿轮、蜗杆、齿轮-蜗杆、蜗杆-齿轮等。近年来，减速器的结构有些新的变化。为了和沿用已久、国内目前还在普遍使用的减速器有所区别，这里分列了两节，并称之为传统型减速器结构和新型减速器结构。(1)传统型减速器结构 绝大多数减速器的箱体是用中等强度的铸铁铸成，重型减速器用高强度铸铁或铸钢。少量生产时也可以用焊接箱体。铸造或焊接箱体都应进行时效或退火处理。大量生产小型减速器时有可能采用板材冲压箱体。减速器箱体的外形目前比较倾向于形状简单和表面平整。箱体应具有足够的刚度，以免受载后变形过大而影响传动质量。箱体通常由箱座和箱盖两部分所组成，其剖分面则通过传动的轴线。为了卸盖容易，在

9、剖分面处的一个凸缘上攻有螺纹孔，以便拧进螺钉时能将盖顶起来。联接箱座和箱盖的螺栓应合理布置，并注意留出扳手空间。在轴承附近的螺栓宜稍大些并尽量靠近轴承。为保证箱座和箱盖位置的准确性，在剖分面的凸缘上应设有23个圆锥定位销。在箱盖上备有为观察传动啮合情况用的视孔、为排出箱内热空气用的通气孔和为提取箱盖用的起重吊钩。在箱座上则常设有为提取整个减速器用的起重吊钩和为观察或测量油面高度用的油面指示器或测油孔。关于箱体的壁厚、肋厚、凸缘厚、螺栓尺寸等均可根据经验公式计算，见有关图册。关于视孔、通气孔和通气器、起重吊钩、油面指示Oe等均可从有关的设计手册和图册中查出。在减速器中广泛采用滚动轴承。只有在载荷

10、很大、工作条件繁重和转速很高的减速器才采用滑动轴承。(2)新型减速器结构 下面列举两种联体式减速器的新型结构。(1)齿轮蜗杆二级减速器；(2)圆柱齿轮圆锥齿轮圆柱齿轮三级减速器。这些减速器都具有以下结构特点： 在箱体上不沿齿轮或蜗轮轴线开设剖分面。为了便于传动零件的安装，在适当部位有较大的开孔。 在输入轴和输出轴端不采用传统的法兰式端盖，而改用机械密封圈；在盲孔端则装有冲压薄壁端盖。 输出轴的尺寸加大了，键槽的开法和传统的规定不同，甚至跨越了轴肩，有利于充分发挥轮毂的作用。 和传统的减速器相比，新型减速器结构上的改进，既可简化结构，减少零件数目，同时又改善了制造工艺性。但设计时要注意装配的工艺

11、性，要提高某些装配零件的制造精度。传统减速器设计的准备减速器的设计是机械设计基础课课程设计的主要内容，通过减速器的设计能够让学生加深机械设计基础课的学习内容，并能进一步扩展学生认识其它相关的学科，为创新设计打下基础，传统课程设计中是运用学生的手动和观察能力，通过一些减速器的拆装实验来让学生理解减速器的原理。然而减速器拆装实验的开设就需要一大笔开支来购买一批减速器，面对减速器有限学生量又多的情况，有些学生将因无法全面的观察到模型而不能理解其减速器的原理和构造，这样在课程设计时学生就对于减速器的设计无从下手，因此也导致了学生对机械设计缺乏学习兴趣，并且实验课程开设延长了课程时间，理论课程部分将会被

12、缩短，这样会使理论知识不到位，教学质量将得不到提高，减速器的拆装在教学上又是必不可少的，为此将模拟减速器运用在教学上，既可以减少经费的投入，还不受场地的限制，具有非常现实的应用意义。 第1章 传动方案分析及选择电动机1.1 传动方案分析减速器工作条件：此减速器用于热处理车间两件清洗传送带的减速，此设备两班制工作，工作期限十年，户内使用。图1-1 传送过程已知工作条件：鼓轮直径360mm，传送带运行速度0.84m/s，传送带从动轴所需扭矩660Nm为了估计传动装置的总传动比范围，以便选择合适的传动机构和拟定传动方案，可先由已知条件计算鼓轮的转速，即：一般常选用同步转速为1000r/min或150

13、0r/min的电动机作为原动机，因此传动装置总的传动比约为2234，根据总传动比，可初步拟定以两级传动为主的多种传动方案。1.2 电动机类型选择根据电源及工作机工作条件，选用卧式封闭型Y（IP44）系列三相交流异步电动机。1.3 电动机功率的选择工作机所需功率电动机输出功率传动装置的总效率式中、为从动机至工作机之间的个传动机构和轴承的效率。V带传动效率=0.95，滚动轴承效率=0.99，圆柱齿轮传动效率为=0.97，弹性联轴器传动效率=0.97。则：=故 =根据电动机输出功率，选择电动机的额定功率为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。由机械设计课程设计表2-1查得V带的传动比范围

14、为，两级圆柱齿轮减速器的传动比为,单级圆柱齿轮的传动比范围为。令两级圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动比为，低速级齿轮传动比为，则传动装置的总的传动比为故电动机转速范围为 可见同步转速为,的电动机均符合要求。由于的电动机体积小，转速高，传动不平稳；而的电动机体积大、重量大、价格昂贵，因此初步选同步转速分别为和的两种电动机进行比较，如下表：表1-1 两种电动机型号的比较方案电动机型号额定功率kw电动机转速r/min电动机质量kg传动装置的传动比同步满转 总传动比V带二级减速器1Y112M-44150014404332.2310.72Y132M1-6410009607321.52.77.9由表中数据可知

15、，两方案均可行。由于两级圆柱齿轮减速器的传动比要求在范围内，相比之下，方案1比较适合，选定电动机型号为Y112M-4。5第2章 计算传动比及传动装置的参数2.1 计算传动装置传动比传动装置总传动比分配各级传动比取V带传动的传动比为，则两级减速器的传动比为两级圆柱齿轮减速器高速级齿轮传动比为，低速级齿轮传动比为，则： 故 取 则 2.2 各轴转速、输入功率、转矩 电动机轴为0轴，减速器高速轴为I轴，中速轴为II轴，低速轴为III轴，则各轴转速分别为：按电动机额定功率计算各轴输入功率即计算各轴转矩各轴输入转速、功率、转矩如下表所示：表2-1 各轴转速、功率、转矩项目电动机轴高速轴中间轴低速轴转速r

16、/min1440480126.344.6功率kW43.83.653.5转矩26.5375.6275.99749.447第3章 V带及齿轮传动设计计算3.1 选择V带型号并计算大、小带轮基准直径电动机转速，带轮所连减速器高速轴I轴转速为，传动装置输入功率为。计算功率为： 根据，初选普通A型V带。现取=90mm。 由得 取 3.2 验算带速并计算V带参数验算带速V带速在范围内，符合要求初步选取中心距 取540mm，符合由式得带长对A型V带选用 。由式得验算小带轮包角由得故包角合适计算V带根数由，而， 。带传动的传动比, , , ，由此可得取4根V带，即z=43.3 求作用在带轮轴上的压力由式得作用

17、在轴上的压力第4章 齿轮传动设计计算4.1 齿轮传动设计计算减速器高速级齿轮传动比为，高速轴转速，传动功率为，支持圆柱齿轮采用软齿面制造。小齿轮用40Mn调质，齿面硬度241-286HBS，,；大齿轮用ZG35SiMn调质，齿面硬度为241-269HBS，,按齿面接触疲劳强度设计,设齿轮按8级精度制造，载荷系数K=1.5,齿宽系数,小齿轮上的转矩齿数取,则模数 齿宽 取 ，查表取模数m=2.5mm,实际： 中心距 验算轮齿弯曲强度齿形系数，,齿根修正系数， 故轮齿弯曲强度在安全范围内，符合强度要求齿轮的圆周速度选用8级精度制造合宜。齿轮的结构设计小齿轮分度圆直径为，齿顶圆直径，齿根圆半径。由于

18、小齿轮直径接近高速轴直径，故做成齿轮轴，结构如下图所示：图4-1 高速齿轮大齿轮分度圆直径为265mm，齿顶圆直径270mm，齿根圆只直径258.75mm，齿宽为50mm，做成腹板式齿轮，如下图所示：图4-2 中间轴大齿轮低速级小齿轮分度圆直径为132mm,齿顶圆直径为140mm,齿根圆直径为122mm，模数为m=4mm，齿数z=33，齿宽b=85mm，由于小齿轮直径在100mm150mm之间，故把小齿轮做成实心式；结构如下图所示：图4-3 中间轴小齿轮低速级大齿轮分度图直径为372mm，齿顶圆380mm,齿根圆362mm,齿宽b=80mm，模数m=4mm, 齿数z=93，由于大齿轮分度圆直径

19、较大，故大齿轮做成腹板式齿轮，结构和高速级大齿轮相似，基本尺寸如下：图4-4 低速齿轮4.2 滚动轴承的选择及校核计算滚动轴承的初步选择由条件知，减速器工作期限十年，两班制工作，则轴承的预计寿命为高速轴滚动轴承的选用深沟球轴承，如图所示图4-5 滚动轴承简图对轴承进行受力分析计算轴承在减速器工作时，只受到径向反力，而高手轴径向反力和圆周力均作用其上，径向反力的合力即为轴承所受到的径向力。径向力作用时由 得径向力受力如下图所示：图4-6 径向力简图， 圆周力作用时，受力如图所示：图4-7 圆周力简图则作用于轴承的反力分别为 由轴承只受到径向载荷作用，故 、分别为左右两轴承所受当量动载荷。计算所需

20、的径向基本额定动载荷因轴的结构要求两端选择同样尺寸的轴承，令故应以轴承的径向当量动载荷为计算依据，因受中等冲击载荷， ，工作温度正常， ，故：型号为6208的轴承符合强度要求，因此高速轴上轴承选用6208型号轴承。同样方法可知中间轴II上的轴承选用型号为6208轴承；低速轴III上的轴承选用型号为6013的轴承。8.1 轴的结构设计计算高速轴结构的确定由于高速轴上的齿轮直径接近于轴径，故将轴设计为齿轮轴。高速轴的结构如下图所示：图4-8 高速轴简图轴的转矩齿轮上的受力圆周力：径向力：图4-9 轴的强度校核垂直面的支承反力水平面的支承反力力在支点产生的反力绘垂直面的弯矩图图4-9(b)绘水平面的

21、弯矩图图4-9(c)力产生的弯矩图图4-9(d)a截面反力产生的弯矩图为合成弯矩图图4-9(e)轴传递的转矩图4-9(f)危险截面的当量弯矩图4-9(g)a-a截面最危险，其当量弯矩为 轴的扭切应力是脉动循环变应力，取折合系数，代入上式得计算危险截面处轴的直径轴的材料选用40Mn调质处理， ， ，则：由于轴做成齿轮轴，齿根圆直径。因，故轴的设计尺寸符合要求。轴II和轴III的结构设计轴II：图4-10 中间轴简图 轴III:图4-11 低速轴简图第5章 联轴器及润滑密封的选择5.1 联轴器的选择低速轴与工作机鼓轮轴用联轴器连接，由于弹性柱销联轴器结构简单，更换柱销方便，缓和冲击，吸收振动，故选

22、用弹性柱销联轴器。计算转矩轴III转矩为工作机为输送机时，工作情况系数，故计算转矩为确定型号轴直径为50mm的联轴器选取型号为HL4弹性柱销联轴器，其公称转矩，轴材料为钢时，许用转速为4000r/min，允许的轴孔直径在之间，故能满足工作机与减速器联接工作需要，从而确定联轴器型号为HL4联轴器 GB5014-855.2 箱体内齿轮的润滑圆柱齿轮减速器的轴I、轴II、轴III的转速分别为，4个齿轮的分度圆直径分别为，。由得则4个齿轮的分度圆速度分别为高速级齿轮传动所需润滑油运动粘度为；低速级传动所需润滑油运动粘度为，故减速器齿轮润滑所需的平均润滑运动粘度为：选用中负荷工业齿轮油（GB5903-8

23、6）代号为N320的齿轮润滑油。各齿轮的速度均小于12m/s,故采用油池润滑。由于三对轴承的速度均较低，故采用脂润滑。三对轴承选用代号为ZGN69-2的滚动轴承脂进行润滑。滚动轴承的密封形式用毡圈密封形式进行密封。第6章 模拟减速器的设计6.1 模拟减速器设计的前期准备首先要熟悉三维建模软件的基本操作,了解减速器工作原理和运动情况，运用三维建模软件Pro/E，直接调用模拟的减速器的模型：通过Pro/E软件提供的装配建模里面的爆炸命令可以按照预先设定的方向和距离自动爆炸分离出装配构件，了解减速器的零件组成。然后，按“从外到里”的拆卸顺序将减速器的各个组件和零件拆卸，Pro/E软件创建的三维模型精

24、度高、质感好、形象逼真、色彩丰富，利用Pro/E的局部放大、平移和翻转等工具，能够在屏幕上可以从不同角度观察到齿轮减速器的外部结构，各个侧面及局部细节特征。通过点选拆装可以直观地显现各个零件复杂形体的外型与内腔、如模型的螺纹孔等。使教学中的知识更加清晰、生动。通过对该减速器进行一步一步虚拟拆卸并选取多个合适的角度分别展示相应零部件的拆卸过程，还可了解各个零件之间的装配关系和位置关系以及齿轮啮合时的情景。最后再将拆卸的零件按“先拆后装” 的顺序装配成组件和部件。对减速器轴上各个零件进行装配时，熟悉减速器各组成部分的结构、相互之间的定位关系、装配基准；熟悉如何进行传动件的周向和轴向固定；轴的支承、

25、固定；轴承类型、轴承如何装配、间隙如何调整等。对齿轮减速器的装配过程、轴系零部件之间的固定、定位方法、机械装置的润滑类型和密封装置及其他减速器附件结构有一个直观的了解，同时还可通过点选拆装、局部放大、平移和翻转等工具在指定某些加工表面来分析该零件的结构工艺性及加工要求，以利于后面模拟设计的顺利开展。例如：与螺栓头部和螺母接触的支承面，应加工出沉头座坑，以减小螺栓的附加应力；安装窥视盖处应设有凸台减小机械加工表面面积；放油孔处的机体外壁应凸起一块，以便于加工成为螺塞头部的支承面；减速器的箱盖与箱体上的销孔用于在装配时箱盖能够与箱体准确的定位，所以，上下销孔要同时加工等等。6.2 零部件的设计。减

26、速器的设计方案确定以后，可以通过Pro/E 实体设计建立减速器零件的三维模型，并对其进行参数化设计。减速器的主要零部件包括齿轮、轴、轴承、箱体和箱盖等。设计时采用的是“整体-部件-零件-装配”的设计过程。首先将箱座、箱盖放在一起作为整体来设计，进行箱盖 箱框和底板体的实体建模；其次，进行箱盖前后肩台的实体建模；再次，进行箱盖封箱螺栓孔的实体建模的设计；然后产生凸缘、底座特征；构建轴承座特征；构建加强筋、窥视方孔、油尺孔特征；建立螺纹孔、倒角特征;完成后沿装配面用平面切割后即得到上、下箱体为箱座和箱盖。这样设计既简单、方便 ,又能保证后续的装配顺利进行。零件的设计也是如此，以齿轮设计为例，在软件

27、的实体设计环境中，包括丰富的三维标准件库，可以很简单、方便地构建几何模型。查看“工具”菜单，把“齿轮”拖放到工作环境，得到齿轮模型窗口。在窗口中输入齿数、压力角、齿宽、分度圆直径、孔半径，然后对其进行修改，就可以得到满足设计要求的渐开线直齿圆柱齿轮模型。然后根据齿轮结构，建立各尺寸间的关系，根据需要，修改齿轮的齿数、压力角、齿宽、分度圆直径和孔半径等参数，重新生成所需的各种渐开线直齿圆柱齿轮模型，实现参数化模型设计。齿轮轴的设计也是如此快捷，齿轮轴由阶梯轴，齿轮，螺纹，键槽等结构特征构成。首先，进行阶梯轴实体建模；其次，进行齿轮的实体建模；再次，进行螺纹和键槽的实体建模；最后，进行倒角。其它零

28、部件如轴、螺栓、螺母、垫片也可以使用相同的方法进行。这里选取几个比较典型、具有代表性的零件，详细的介绍其绘制过程。螺栓的设计过程螺栓、螺母是机械设计中非常重要的紧固零件，由于它们属于标准件，各项参数都已标准化，因此在机械设计中应用十分广泛。根据GB/T57802000，螺栓M625，螺纹部分长22，螺头e=10.9，螺栓头厚4，圆角r=0.25，螺杆直径6。螺栓的生成步骤如下： 拉伸生成六角螺栓头实体。 在六角螺栓头实体上拉伸生成螺杆。 在螺杆上加入螺纹修饰。 加入螺纹和倒角。下面是螺栓M625的具体制作过程。(1) 创建新文件。启动Pro/E后，单击新建对话框，在类型栏中选择零件，输入零件名

29、字，然后单击确定。在绘图区域出现3个基准平面。(2) 设置绘图平面。首先从绘图区域右边的快捷图表中选取拉伸工具，单击草绘，出现草绘对话框，按提示选取FRONT平面作为草绘平面。(3) 绘制螺栓头草图。从绘图区右边的快捷图标中选取直线工具，绘制边长为5.45的正六边形。(4) 生成实体。完成草图绘制后，再在智能菜单中输入预拉伸的厚度。这里我们选择4，然后再单击对勾按钮完成实体绘制。(5) 绘制螺杆草图。选择螺栓头的一个端面作为草绘平面，在从绘图区域右边的快捷图标中选取圆工具按钮，以六边形的中心为圆心，绘制直接为6的圆形草图。然后单击对勾完成螺杆草图绘制。(6) 生成螺杆实体。完成草图绘制后，再在

30、绘图区下面的智能菜单中输入螺杆预拉伸的长度25，然后单击智能菜单右边的对勾按钮完成螺杆绘制。(7) 生成螺栓头切削特征。从绘图区域选择旋转工具，再单击草绘，选择TOP面作为草绘平面。从绘图区域选择直线工具按钮，在边线上绘制三角形，边长分别为0.5和1.5,。然后再绘制一条虚线通过螺杆中心的中心线。最后单击绘图区域的对勾按钮以完成草图绘制。完成草图绘制后，再单击智能菜单中输入旋转角度360，然后单击智能菜单中的去除材料按钮，最后单击智能菜单中的对勾按钮完成实体绘制。(8) 加入螺纹修饰。从插入菜单中选择修饰，在弹出的子菜单中选择螺纹，此时在智能菜单中按提示选择螺杆表面作为螺纹生成面，再选择罗公司

31、呢头部，作为螺纹起始面。接下来在弹出的菜单管理器中选择正向，再选择盲孔，然后单击完成按钮。这时在绘图区下面的智能菜单提示区中出现输入框，提示输入螺纹深度，输入22，再单击右边的对勾按钮；接着出现螺纹内径输入框，输入4.8，再单击右边的对勾按钮完成螺纹修饰。(9) 倒圆角。从绘图区域右边的快捷图标中选择拉伸工具，这时在绘图区域下面的智能菜单提示区中按提示选择螺杆与螺栓的交线，在试图中以红色显示。然后，在绘图区下面的智能菜单提示区出现输入框，提示输入倒角半径，输入0.5，再单击右边的按钮完成倒圆角。(10) 螺杆端部倒角。从绘图区域的快捷图标中选择拉伸工具，这时在绘图区下面的智能菜单按提示选择螺杆

32、端部边缘部分，在视图中以红色显示。然后，在绘图区下面的智能菜单提示区中出现DD输入框，两次都输入0.5，再单击右边的对勾按钮完成倒角。(11) 制作螺纹。在插入菜单中选择螺旋扫描，再从弹出的子菜单中选择切口，此时会弹出螺旋扫描的对话框和菜单管理器，依次选择常数穿过轴右手定则，然后单击完成按钮。这时在绘图区域下面的智能菜单按提示选择TOP面为草绘平面。接下来的菜单管理器中选择正向，再选择默认，以虚线形式显示实体，以便进行草绘。单击绘图区域的直线按钮，绘制扫描引导线。然后再从绘图区域的快捷图标中选取虚线按钮，绘制如图所示的螺旋线的绕行线，注意要与螺杆中心线重合。最后单击绘图区域的对勾按钮。这时在绘

33、图区域下面的智能菜单提示区中出现输入框，提示输入螺距值，输入12.5，单击右边的对勾按钮。接着进入草绘状态，单击绘图区域的直线按钮，在螺纹引导线根部绘制螺纹切削截面，单击右边的对勾按钮以完成草图绘制。在弹出的菜单管理器中选择正向，单击确定按钮。完成螺纹制作后的螺栓如图6-1所示图6-1 螺栓滚动轴承的设计过程(1) 草绘前的设置。启动Pro/E后，单击工具栏中的新建图标，在弹出的新建对话框的类型中选择零件，在名称文本框内写入零件名字，在紫类型栏中选择实体，单击确定按钮。从绘图区域右边的工具栏选取旋转工具，按智能菜单提示区的提示，单击草绘按钮，然后按弹出的草绘平面选取FPONT面作为草绘平面，使

34、用系统所提示的方向为参照方向。(2) 绘制滚动轴承内外圈旋转截面草图。单击绘图区域的虚线按钮，绘制一条通过坐标原点的竖直中心线；分别单击绘图区域的矩形、直线、圆形按钮，再单击动态修建按钮，删除预删除的线段，最后生成的草图入6-2所示。图6-2 轴承内外圈草绘图(3) 生成滚动轴承内外圈的实体图。在绘图区下面的智能菜单中输入旋转角度360，单击智能菜单右边的按钮完成实体绘制。旋转完成后的实体如图6-3所示。(4) 绘制单个滚动体。从绘图区域右边的快捷图标中选择基准平面，按照绘图下面的智能菜单区的提示，先选择基准轴作为参照，接着选择一个基准平面作为参照，如FRONT平面，在旋转角度输入框中输入45

35、，单击确定按钮完成基准平面DTM1插入。从绘图区域的快捷图标中选取旋转工具，按智能菜单区的提示，单击草绘按钮，然后按弹出的草绘平面选取对话框的提示，选取刚才建立的DTM1作为绘图平面，再选取TOP平面作为绘图参照平面。这时选择默认系统提示的方向为参照方向。最后在绘图区下面的智能菜单中输入旋转角度360，单击菜单中的对勾，完成实体绘制。 图6-3 内外圈生成图 图6-4 轴承完成图(5) 阵列滚动体。在模型树窗口中选择刚才的滚动体特征，单击绘图区域的阵列按钮。此时实体模型将显示出复制的滚动体的相关尺寸。同时，绘图区域下面的智能菜单提示区将显示两个方向的输入值。两个输入框的意义分别为：第一个输入框

36、表示阵列之间的夹角；第二个输入框表示通过阵列将要产生的个数。在这里根据课题需要，我们分别选择30和12个，单击智能菜单中的对勾按钮，完成滚动体的阵列,如图6-4所示。6.3 虚拟装配。完成所有零件建模后，进行部件装配和减速器整体装配。减速器的虚拟装配就是把上述建立的如箱座、箱盖、轴、轴承、轴承盖、齿轮、螺栓、键、油塞、定位销等三维零件模型按照尺寸关系，加约束，组装在一起。首先将这些单一的零件组合装 配成整体， 在装配过程中， 要严格地按照生产工序进行安装。 先装配减速器的两个轴系，建立两个子装配，然后再进行整机安装。在齿轮之间的配合时，它运用了重合、平行、垂直、相切、同心轴的约束功能对齿轮轴心

37、线进行平行约束，然后根据齿轮中心距控制齿轮啮合，调整啮合处，使齿轮啮合更完整。其他零部件也是用相同方法进行安装，使之成为一个完整的减速器。装配完成以后，可以进行零部件之间的干涉检查,以检查装配有无干涉及其干涉的部位。约束类型的介绍在进行减速器的运动仿真前，我们有必要先来了解一些常用的装配约束类型。它们分别为：匹配、对齐、插入、坐标系、相切、线上点、曲面上的点、曲面上的边。(1) 匹配使两平面或基准平面重合或平行，法线方向互相平行且指向相反方向。(2) 对齐使零件的两个平面或基准面、基准轴、点及边重合或者共线。(3) 插入使两零件指定的旋转面共旋转中心线，具有旋转面特征的零件如螺栓、轴等以插入为

38、约束方式。(4) 坐标系使装配零件之间的坐标系对齐，X轴对X轴，Y轴对Y轴，Z轴对Z轴。(5) 相切在两个进行装配的零件中，各自指定一个曲面或一个平面、另一个为曲面，使其相切。该约束类似于匹配约束，因为它使两个零件的面贴合，但是这两个面并不对齐。(6) 线上点在一个零件上指定一点，在另一个零件上指定一条边线，并使该点在这条边线上。(7) 曲面上的点在一个零件上指定一点，然后再另一个零件上指定一个曲面，使指定的曲面与点接触。(8) 曲面上的边在一个零件上指定一条边，在另一个零件上指定一个曲面，使指定的曲面与边相接触。该约束通常与匹配、对齐的约束选项一起使用。下面是利用以上的这些约束类型把减速器装

39、配到一块儿。(1) 齿轮和下箱座之间的装配过程。首先选择齿轮的轴线和下箱座的轴线是对齐约束，然后再选择齿轮的端面和下箱座的内平面为匹配约束，同时在对话框中输入要便宜的数值。这样就把齿轮装到了下箱座上。(2) 轴和平键的装配过程分别选择平键的侧平面、圆弧侧面、下平面对应轴上键槽的相应平面之间的约束关系为匹配、匹配、插入。这样就把平键装到了键槽中。(3) 轴和轴承之间的装配选择轴承内表面和大轴表面，添加插入约束；选择轴肩侧面和轴承侧面，添加匹配约束，并将距离值设为0，单击元件放置对话框中的确定按钮，即可把轴承装到轴上。(4) 轴承端盖和轴承通盖的安装选择轴承端盖侧面和轴表面，添加插入约束；选轴承端

40、盖端面和下箱座端面，添加匹配约束，并将距离值设为0，单击元件放置按钮，即可完成装配。(5) 上箱盖和定位销的装配选择上箱盖的下端面和下箱座的上端面，添加匹配约束；选择上下壳体的对应两组销孔，添加插入约束，单击元件放置对话框中的确定按钮，即可将上箱盖和下箱座装配到一块。选择定位销的侧面和壳体上的销孔的内曲面，添加插入约束；选择定位销的上平面和壳体的端面，添加匹配约束，并将距离值设为0，即可把定位销装到壳体上。(6) 窥视孔盖、螺钉和通气阀的装配选择窥视孔盖的一组侧面和底面对应上壳体的侧面和上平面，添加对齐约束，即可把窥视孔盖装到上箱盖上。选择螺钉的底平面和窥视孔盖的表面，添加匹配约束且把距离设为

41、0；同时选择螺钉的螺纹表面和螺钉孔的螺纹表面，添加插入约束，即可把螺钉装到上壳体上。同样的装配方式可以把螺栓、垫片、螺母和放油堵头安装到对应的位置。在运动仿真版块里，其约束类型有所变化，它里面分为刚性、销钉、滑动杆、圆柱、平面、球、焊接、轴承、常规、6DOF、槽等。这里提一下本次设计用得到的几个约束类型。(1) 刚性：限制6个自由度，顾名思义就是当做基准的元件来使用刚性约束，本次设计选择的是下箱座作为基准。(2) 圆柱：限制4个自由度，使用圆柱约束可以来绕圆柱轴线旋转和沿轴线平移，这个约束类型也是被设计用的最多的一种。该运动仿真分为9个时间段：(1) 窥视孔盖相对于上箱盖的运动；(2) 窥视孔

42、螺栓想对于窥视孔盖的运动(3) 上箱盖相对于下箱座的运动；(4) 螺栓、螺母、定位销相对于箱体的运动(5) 起盖螺钉相对于上箱盖的运动(6) 端盖和通盖相对于箱体的运动；(7) 端盖和通盖上螺钉相对于端盖或通盖的运动；(8) 油塞、油标相对于箱体的运动。(9) 三根轴及轴上齿轮的转动组合之后零件图如下图6-5所示图6-5 虚拟装配图根据各零件相对于各自参照零件的距离，设定其私服发动机运动速度，让在同一时间段里一块运动的零件所用的时间相等。操作界面如6-6所示。图6-6 运动时间定义界面时间设定完成，确认无误后保存。在回放中打开保存文件并用捕获命令对装配过程进行动画保存,最终会生成一个视频文件,

43、即该减速器的虚拟装配过程。视频文件见附带光盘。35 结论本设计是对于带轮减速器的设计，所以对于它的减速级数要求就要多点，他的作用主要是让使用者了解一般减速器的基本原理和主要结构，所以在设计过程中要想到这些，比如在减速器高速轴和低速轴之间的传动，齿轮间啮合等。但由于时间紧迫，和本人能力和经验有限，设计中难免出现一些不合理或问题不大的错误，所以这次的设计存在许多缺点，比如说齿轮的计算不够精确，三维动画制作中的缺陷。我相信，通过这次的实践，若以后还有机会，必定能使我在以后的设计中避免很多不必要的工作，有能力设计出结构更紧凑，传动更稳定精确的设备以及更完美的三维动画。洛阳理工学院毕业设计论文谢 辞毕业

44、设计得以完成，要感谢的人实在太多了，首先要感谢葛述卿老师，因为论文是在葛老师的悉心指导和严格要求下完成的。没有葛老师的帮助就没有我毕业设计的成功。还要感谢各位任课老师，在他们的悉心帮助和支持下，我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现，顺利完成毕业论文。最后还要感谢各位帮助我的同学、朋友，他们在这段时间给了我很多的帮助和鼓励，还给我提供了宝贵的意见。没有这些同学的帮助和鼓励，我所遇到的种种问题就不能够得到及时的解决，这将严重制约我设计的速度。在老师和同学们的帮助下我不仅完成了毕业设计，更学到了许多新的知识和技能。走的最快的总是时间，来不及感叹，大学生活已近尾声，三年的努力与付出，随着

45、本次毕业设计的完成，将要划下完美的句号。最后感谢所有给我帮助的老师和同学，谢谢你们！36参考文献1张建中 何晓玲. 课程设计 北京：高等教育出版社,2009.32机械设计手册编写组. 机械设计手册 机械工业出版社,1986.12月3隋明明. 机械设计基础 机械工业出版社, 19964成大先主编. 机械设计手册、单行本、轴承. 北京化学工业出版社，2004.15王昆、何小柏、汪信远主编. 机械设计、机械设计基础课程设计. 北京：高等教育出版社，1996年 6陈于涛. 互换性与测量技术. 机械工业出版社. 1998 7邢敏. 机械制造手册. 辽宁科学技术出版社,2002.38叔子. 机械加工工艺师手册. 机械工业出版社,2001.89黄如林. 切削加工简明使用手册. 化学工业出版社,2004.410李庆余、张佳. 机械制造装备设计. 机械工业出版社，2003.811袁绩乾. 机械制造技术基础. 机械工业