減速齒輪軸類零件庫(kù)設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　ZLY系列焊接式減速器中間軸系是應(yīng)用最為廣泛的通用機(jī)械零件，廣泛應(yīng)用在各種傳動(dòng)中，如機(jī)床的傳動(dòng)裝置、汽車的變速箱和后橋、減速器和一些玩具等。對(duì)于這些需要經(jīng)常使用的通用機(jī)械零件，如果每次都要重新設(shè)計(jì)和建模，勢(shì)必會(huì)形成非常大的工作量，而重復(fù)的設(shè)計(jì)建模工作又比較煩瑣。因此，正確的方法應(yīng)該是建立一個(gè)具有參數(shù)化的通用模型。當(dāng)設(shè)計(jì)新的

2、中間軸時(shí)時(shí)，只要輸入軸的相關(guān)參數(shù)，如軸徑、孔直徑、齒數(shù)、模數(shù)、壓力角、螺旋角、齒輪寬度和鍵槽等數(shù)據(jù)，就可以自動(dòng)生成一只新的帶齒輪中間軸模型。</p><p>　　這樣也便于在零件家族中直接選用所需型號(hào)的齒輪。</p><p>　　所以，基于Solid Edge 三維造型系統(tǒng)，利用EXCEL電子表格的參數(shù)關(guān)聯(lián)，進(jìn)而設(shè)計(jì)ZLY 系列焊接式減速器齒輪零件庫(kù)。在建立零件庫(kù)所需電子表格數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，

3、所設(shè)計(jì)的程序能正確調(diào)用庫(kù)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)系列對(duì)應(yīng)的各種齒輪（高速級(jí)、低速級(jí)），并在SolidEdge 系統(tǒng)內(nèi)正確生成對(duì)應(yīng)的三維形體。具有良好人機(jī)交互性能的工作界面及向?qū)?--便捷化，實(shí)用化。</p><p>　　因此，完成基于Solid Edge平臺(tái)的ZLY系列焊接式減速齒輪軸類零件庫(kù)設(shè)計(jì)項(xiàng)目。</p><p>　　2 CAD 技術(shù)概述</p><p>　　.2.1 CA

4、D簡(jiǎn)要</p><p>　　計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)也稱為CAD技術(shù)，是英文Computer Aided Design的縮寫，它是指在設(shè)計(jì)過(guò)程中，利用計(jì)算機(jī)作為工具，幫助工程師進(jìn)行設(shè)計(jì)的一切實(shí)用技術(shù)的總和。CAD技術(shù)領(lǐng)域很廣，用的最為廣泛的是二、三維的幾何形體建模、繪圖，各種機(jī)械零部件的設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、力學(xué)分析等等。 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)作為一門學(xué)科始于60年代初，一直到70年代，由于受到計(jì)算機(jī)技術(shù)的限

5、制，CAD技術(shù)的發(fā)展很緩慢，進(jìn)入80年代以來(lái)，計(jì)算機(jī)技術(shù)突飛猛進(jìn)，特別是微機(jī)和工作站的發(fā)展和普及，再加上功能強(qiáng)大的外圍設(shè)備，如大型圖形顯示器、繪圖儀、激光打印機(jī)的問(wèn)世，極大地推動(dòng)了CAD技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)已進(jìn)入實(shí)用化階段，廣泛服務(wù)于機(jī)械、電子、宇航、建筑、紡織等產(chǎn)品的總體設(shè)計(jì)、造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝過(guò)程設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)。 在工業(yè)化國(guó)家如美國(guó)、日本和歐洲，CAD已廣泛應(yīng)用于設(shè)計(jì)與制造的各個(gè)領(lǐng)域如工程建筑、裝飾、機(jī)械、電子、汽車、造

6、船、航天、服裝、玩具等行業(yè)，實(shí)現(xiàn)了100%的計(jì)算機(jī)繪圖。CAD系統(tǒng)的銷售額每年以30～40%的速度遞增，各種CAD軟件的功能越來(lái)越完善，越來(lái)越強(qiáng)大。國(guó)內(nèi)于70年代末開始CA</p><p>　　圖2-1 操作臂分類</p><p>　　3 Solid Edge軟件介紹</p><p>　　.3.1 SolidEdge概述</p><p>

7、　　SolidEdge是Siemens PLM Software公司旗下的三維CAD軟件，采用Siemens PLM Software公司自己擁有專利的Parasolid作為軟件核心，將普及型CAD系統(tǒng)與世界上最具領(lǐng)先地位的實(shí)體造型引擎結(jié)合在一起,是基于Windows平臺(tái)、功能強(qiáng)大且易用的三維CAD軟件。</p><p>　　它支持至頂向下和至底向上的設(shè)計(jì)思想，其建模核心、鈑金設(shè)計(jì)、大裝配設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造信息管理、

8、生產(chǎn)出圖、價(jià)值鏈協(xié)同、內(nèi)嵌的有限元分析和產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等功能遙遙領(lǐng)先于同類軟件，是企業(yè)核心設(shè)計(jì)人員的最佳選擇，已經(jīng)成功應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空、汽車、儀器儀表、模具、造船、消費(fèi)品等行業(yè)的大量客戶。同時(shí)系統(tǒng)還提供了從二維視圖到三維實(shí)體的轉(zhuǎn)換工具，您無(wú)需摒棄多年來(lái)二維制圖的成果，借助Solid Edge就能迅速躍升到三維設(shè)計(jì)，這種質(zhì)的飛躍讓您體驗(yàn)到三維設(shè)計(jì)的巨大優(yōu)越性。</p><p>　　.3.2 Solid Edg

9、e的特性和優(yōu)勢(shì)</p><p>　　使用Solid Edge，您不僅能建立產(chǎn)品的三維模型，而且還能獲得完成精確設(shè)計(jì)的知識(shí)。工程助手能幫助您快速評(píng)估各種設(shè)計(jì)方案，從而優(yōu)化機(jī)器性能和可靠性；企業(yè)知識(shí)庫(kù)能將所有經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)字化保留，并快速應(yīng)用到新產(chǎn)品中去；質(zhì)量特性計(jì)算、設(shè)計(jì)參數(shù)監(jiān)視器、運(yùn)動(dòng)分析、干涉檢查和其他多種內(nèi)置工具，幫助您捕捉和實(shí)現(xiàn)您的設(shè)計(jì)理念。 </p><p>　　Soli

10、d Edge采用了STREAM/XP技術(shù)，將邏輯推理、設(shè)計(jì)幾何特</p><p>　　征捕捉和決策分析融入到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各個(gè)過(guò)程中?；诠ぷ髁鞒痰墓ぞ邨l獨(dú)具匠心，不管您工作在那個(gè)階段，它都能為您提供動(dòng)態(tài)信息反饋，引導(dǎo)您達(dá)到目的。各種命令的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔清晰，使得操作過(guò)程自然流暢。您無(wú)需牢記命令的細(xì)節(jié)，就能在動(dòng)態(tài)工具條的引導(dǎo)下輕松設(shè)計(jì)而不會(huì)迷失方向。同樣是機(jī)械設(shè)計(jì)，STREAM/XP技術(shù)能減少鼠標(biāo)和鍵盤操作達(dá)45%～57%

11、，提高效率36%。 </p><p>　　Solid Edge體現(xiàn)了技術(shù)領(lǐng)先和以客戶需求為導(dǎo)向的產(chǎn)品策略，每年2次版本更新，持續(xù)不斷的功能增強(qiáng)：繼Solid Edge 16版新增的“Zero D”設(shè)計(jì)方法, 高級(jí)渲染包（Virtual Studio+）和增強(qiáng)的機(jī)械、設(shè)備、模具和消費(fèi)品行業(yè)設(shè)計(jì)工具之后，即將發(fā)布的Solid Edge 17版又新增了直接建模，學(xué)員模式和免費(fèi)瀏覽器，以及裝配簡(jiǎn)化，及其他多項(xiàng)增強(qiáng)的功能，

12、這些都使我們的用戶能夠輕松應(yīng)對(duì)日益復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)流程，縮短設(shè)計(jì)周期，并推出不斷創(chuàng)新的產(chǎn)品來(lái)滿足客戶的需要，獲得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。 </p><p>　　一旦您選擇Solid Edge，您就不但得到了世界最優(yōu)秀的三維CAD的設(shè)計(jì)平臺(tái)，而同時(shí)也能獲得最基本的數(shù)據(jù)管理平臺(tái).不僅如此，由專業(yè)產(chǎn)品工程師、技術(shù)顧問(wèn)、培訓(xùn)專家以及其他相關(guān)技術(shù)人員組成的強(qiáng)大團(tuán)隊(duì)，將為您提供有效的幫助和指導(dǎo)，你無(wú)需為你的日后應(yīng)用所困擾，因?yàn)槟?/p>

13、背后是全球一流的團(tuán)體。</p><p>　　.3.3 Solid Edge的主要功能和模塊</p><p>　　.3.3.1 用智能流（STREAM）技術(shù)：具有邏輯推理的功能，可動(dòng)態(tài)捕捉設(shè)計(jì)師的意圖，比其它CAD 系統(tǒng)具有更高的設(shè)計(jì)效率, Solid Edge 流技術(shù)就是用推理邏輯和決策管理概念來(lái)支配工程師設(shè)計(jì)實(shí)體模型意圖的過(guò)程。流技術(shù)包括以下內(nèi)容：（1）.高級(jí)決策管理概念，簡(jiǎn)化人們解決

14、問(wèn)題的過(guò)程（2）.復(fù)雜編程策略，簡(jiǎn)化原始計(jì)算過(guò)程（3）.可信的Human-Factors 原理，簡(jiǎn)化人機(jī)之間的信息交流。</p><p>　　.3.3.2 SOLID EDGE采用特征造型技術(shù)：這一技術(shù)記錄了設(shè)計(jì)的全部過(guò)程，工程師可以在特征管理器中瀏覽、修改特征，甚至改變特征的次序。這就使設(shè)計(jì)人員在發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)有誤時(shí)，修改極為方便。只需重新編輯特征，系統(tǒng)將按照最新的修改重新計(jì)算零件，實(shí)際上這一技術(shù)也是變量表和零件族

15、技術(shù)的基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)人員可以利用Solid Edge 變量表的技術(shù)，針對(duì)一些關(guān)鍵尺寸建立數(shù)學(xué)關(guān)系式，使產(chǎn)品"活"起來(lái)。用戶只要改變關(guān)鍵尺寸，就可以得到形狀和性能各異的零件，并通過(guò)零件族的功能存儲(chǔ)起來(lái)。這樣，工程師設(shè)計(jì)了一個(gè)零件后，實(shí)際上是設(shè)計(jì)了一個(gè)系列的產(chǎn)品,這一新技術(shù)使其產(chǎn)品高于具有實(shí)力的同類產(chǎn)品35%的性能。</p><p>　　.3.3.3零件造型設(shè)計(jì)：Solid Edge 提供了參數(shù)化的、

16、基于特征的造型工具，幫助設(shè)計(jì)師快速高效地設(shè)計(jì)零件。首先建立一個(gè)由旋轉(zhuǎn)和拉伸造型生成的基礎(chǔ)，然后再以增加材料或去除材料的方式建立其他特征零件的建模過(guò)程與制造零件的實(shí)際加工過(guò)程一致。可以建立諸如開孔、除料、圓角、抽空等機(jī)加工特征，以及拔模斜度、掃描、掃掠、螺旋等復(fù)雜的幾何特征或特征陣列。零件的尺寸、特征關(guān)系等都能夠快速修改以反映設(shè)計(jì)方案的變動(dòng)。（1）、功能強(qiáng)大的特征造型Solid Edge 提供了種類繁多的特征造型命令，可以建立拉伸、旋轉(zhuǎn)、

17、掃描、筋板、螺旋、拔模斜度、薄壁、倒角、圓角、特征陣列和鏡像等各種特征，為機(jī)械設(shè)計(jì)提供全面的造型工具，數(shù)化設(shè)計(jì)方法的采用，使得修改造型異常輕松。（2）、參數(shù)化設(shè)計(jì)只要改變?cè)煨湍軘?shù)，就能立即獲得新的造型結(jié)果，為評(píng)估多種造型方案提供了方便。（3）、特征管理器是一種特征管理的綜合工具，包含了特征管理、特征庫(kù)、零件族、感應(yīng)器和過(guò)程回族等工具。特征庫(kù)可以存放各種典型特征，以備造型時(shí)直接使用。使用特征庫(kù)可以象搭積木一樣快速地完成零件造型。（4）、塑

18、料件造型Solid Edge 提供一些強(qiáng)有力的造型工具用</p><p>　　.3.3.4 強(qiáng)大的工業(yè)裝配設(shè)計(jì)，支持并行的裝配工程：Solid Edge 的裝配采用樹狀的管理方式。一個(gè)裝配件內(nèi)可以包含多個(gè)子裝配件和零件，層次清楚并易于管理。從裝配的方式來(lái)說(shuō)，它同時(shí)支持自頂向下的和自底向上的裝配技術(shù)。用戶可以使用鄰近零件的幾何圖形，以確保裝配的準(zhǔn)確性，保證了新零件的造型可以在裝配部件內(nèi)進(jìn)行。Solid Edge 包

19、含一個(gè)獨(dú)特的爆炸環(huán)境，可以在保留裝配結(jié)構(gòu)和零件關(guān)系的同時(shí)，使系統(tǒng)按預(yù)先設(shè)定的方向自動(dòng)爆炸裝配件；同時(shí)也可以由用戶手動(dòng)操作，按照自定義的方式設(shè)定各種裝配方向和距離，可快速生成裝配爆炸圖及自動(dòng)進(jìn)行干涉檢查和產(chǎn)生裝配數(shù)據(jù)報(bào)告, Solid Edge 向工程師提供了廣為接受的、切合實(shí)際的裝配設(shè)計(jì)方法，正如傳統(tǒng)的圖樣設(shè)計(jì)，二維裝配設(shè)計(jì)草圖可以在一個(gè)項(xiàng)目的初始階段使用，在三維空間內(nèi)，這些設(shè)計(jì)提供了自頂向下的框架，以指導(dǎo)和加速零件和部件的設(shè)計(jì)。負(fù)責(zé)詳

20、細(xì)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)師能直接參與零件輪廓、界面和設(shè)計(jì)包絡(luò)線以及產(chǎn)生零件的實(shí)體造型。Solid Edge 支持并行裝配存取，因此許多設(shè)計(jì)師們可以在同一個(gè)裝配項(xiàng)目中工作。這一獨(dú)特性能使若干設(shè)計(jì)師在同一個(gè)裝配造型內(nèi)同時(shí)進(jìn)行不同零件或部件</p><p>　　.3.3.5 鈑金功能摸快：Solid Edge 的鈑金環(huán)境，使用標(biāo)準(zhǔn)的鈑金、裝配術(shù)語(yǔ)以及流線型建模的命令，用干平板、凸緣、氣窗、凹坑、剪裁、斜角、折彎翻邊和其它鈑金零件的

21、特征，并且可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)公式或用戶自定義自動(dòng)計(jì)算，在適用的CAD 軟件包里，Solid Edge 提供最先進(jìn)的無(wú)可比擬的鈑金實(shí)體設(shè)計(jì)軟件包，如拖放折彎和平板生成,自動(dòng)放置折彎和切口,自動(dòng)展平折彎和再折彎模型,關(guān)聯(lián)的平面陣列生成,單擊封閉折彎角邊，風(fēng)口,沖壓成型等. 其他特征包括角邊閉合,層疊折彎等.。它的操作非常方便：如可以直接進(jìn)入鈑金設(shè)計(jì)環(huán)境或從裝配建模環(huán)境中進(jìn)入, 以完成自上而下的設(shè)計(jì)。開始進(jìn)行鈑金設(shè)計(jì)時(shí)，規(guī)定材料種類，厚度和折彎信息

22、（如折彎半徑切口深度和寬度），設(shè)計(jì)時(shí)這些信息會(huì)自動(dòng)加入到零件中去。如果你愿意，你還可以采用用戶折彎表。畫一個(gè)輪廓形狀，確定其厚度，然后用簡(jiǎn)單的"拖放"操作以任意角度加上折邊。</p><p>　　.3.3.6. 新型流暢的二維工程制圖：Solid Edge 專為機(jī)械制圖開發(fā)，提供最佳的圖紙生成、標(biāo)注和尺寸控制功能。支持國(guó)標(biāo)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并自動(dòng)與3D 模型保持動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)。為了加速標(biāo)注，Solid E

23、dge 提供了剖切視圖，間斷視圖，旋轉(zhuǎn)剖切，局部視圖，螺紋尺寸標(biāo)注，抽取孔軸心線作為中心線等功能，還有焊接和表面粗糙度符號(hào)以及自動(dòng)生成燈籠圖和零件列表，智能草圖自動(dòng)推斷你的設(shè)計(jì)意圖，并將幾何關(guān)系加入你的草圖中，從而簡(jiǎn)單而高效地完成制圖工作。當(dāng)你移動(dòng)鼠標(biāo)時(shí)，能自動(dòng)直觀地指示關(guān)鍵點(diǎn)和幾何關(guān)系。畫圖時(shí)會(huì)動(dòng)態(tài)測(cè)量距離和角度幫助你放置元素。智能尺寸將所有線性尺寸，角度，半徑，直徑等標(biāo)注所需的工具放置在一個(gè)命令中。對(duì)于局部視圖只需點(diǎn)擊需要局部放大的

24、區(qū)域，再點(diǎn)擊就能生成新的局部視圖，用任何三維模型視圖通過(guò)幾次點(diǎn)擊鼠標(biāo)就可在圖紙上生成并放置用戶定義的各種視圖，多個(gè)零件或裝配能夠放置在一張圖紙上。此外，Solid Edge 支持所有主要的機(jī)械制圖標(biāo)準(zhǔn)，Solid Edge 制圖模塊可讓你為公司創(chuàng)建自己風(fēng)格的制圖標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　.3.3.7 焊接功能模塊：焊接環(huán)境有助于對(duì)焊接零件的組合部位以及對(duì)焊點(diǎn)、預(yù)焊處理、焊縫的機(jī)器操作的定義，Solid Edge

25、 為整個(gè)焊接造型提供草圖文檔，并提供了部件以及預(yù)焊機(jī)和加工后的圖像，焊接設(shè)計(jì)在機(jī)械模型中，是作為單一組件被設(shè)置和利用的。</p><p>　　.3.3.8 集成的真實(shí)感渲染工具可產(chǎn)生高質(zhì)量的Solid Edge 零件和裝配件渲染效果圖：零件渲染不但可以對(duì)零件，而且可以對(duì)構(gòu)成零件的邊、面、特征等各層次要素賦予顏色或材質(zhì)，以便于觀察用于演示、設(shè)計(jì)檢查和市場(chǎng)銷售等目的。</p><p>　　.3

26、.3.9 二維轉(zhuǎn)三維功能： 對(duì)于設(shè)計(jì)工程師來(lái)說(shuō),將二維圖紙轉(zhuǎn)化為基于實(shí)體的三維設(shè)計(jì),Solid Edge 是理想的解決方案。Solid Edge 架起了一條通往實(shí)體造型設(shè)計(jì)技術(shù)的安全橋梁，提供了一個(gè)簡(jiǎn)單的方法, 借助已有的2D 圖形數(shù)據(jù)生成3D 實(shí)體模型。在Solid Edge 制圖模塊中，打開AutoCAD, Micro Station, 或 2-DIGES 文件獲得零件的2D 表達(dá)，然后運(yùn)用簡(jiǎn)單的拷貝和粘貼操作，放置2-D 幾何圖形

27、作為特征輪廓用于3D 實(shí)體造型。</p><p>　　.3.3.10 海量的集成功能：（1）、兼容了所有Windows 的卓越性能，與Office系統(tǒng)Word、Excel 相互集成，是首家獲得微軟論證的CAD 軟件（2）、內(nèi)置式的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器，使Solid Edge 方便地與其它系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)交換工作。Solid Edge內(nèi)置的雙向數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換工具使得設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)能方便地同其他CAD 系統(tǒng)交換數(shù)據(jù)，其中包括了廣泛使用的CAD

28、 數(shù)據(jù)格式，如AutoCAD（DXF/DWG）、Pro/Engineer、IGES和STEP 中懷數(shù)據(jù)等。另外還提供了Para solid 與ACIS 的轉(zhuǎn)換工具，能夠與基于ACIS 造型軟件的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)共享，與EDS 公司的UG、美國(guó)ANSYS 公司的分析軟件等無(wú)縫集成。</p><p>　　.3.4 選擇Solid Edge的十大理由</p><p>　　.3.4.1 快速、靈活的

29、產(chǎn)品建模；</p><p>　　.3.4.2 強(qiáng)大的大裝配管理；</p><p>　　.3.4.3 針對(duì)專業(yè)應(yīng)用的設(shè)計(jì)模塊；</p><p>　　.3.4.4 經(jīng)過(guò)檢驗(yàn)的二維制圖功能；</p><p>　　.3.4.5 動(dòng)畫和動(dòng)態(tài)文檔；</p><p>　　.3.4.6 切實(shí)幫助企業(yè)進(jìn)階三維；<

30、;/p><p>　　.3.4.7 內(nèi)置有限元分析軟件；</p><p>　　.3.4.8 內(nèi)置產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理；</p><p>　　.3.4.9 支持供應(yīng)鏈協(xié)同；</p><p>　　.3.4.10 是Velocity系列的一部分。</p><p>　　4 齒輪近似輪廓設(shè)計(jì)</p><p&

31、gt;　　漸開線齒廓近似繪法（單圓弧繪法——三點(diǎn)圓弧近似）原理：(如圖4-1)</p><p><b>　　圖4-1</b></p><p>　　以齒輪軸孔中心建立坐標(biāo)系XOY</p><p>　　計(jì)算齒廓上三個(gè)特定點(diǎn)：1，2，3 的坐標(biāo)：</p><p>　　求通過(guò)該三點(diǎn)的圓弧方程，得到半徑及圓心點(diǎn)4：</p&g

32、t;<p>　?。?） 將圓心點(diǎn)4 繞O 反向旋轉(zhuǎn)π/2角度，得到最終圓心坐標(biāo)點(diǎn)C：</p><p><b>　　5 特征分析</b></p><p>　　.5.1 斜齒圓柱齒輪和齒輪軸主要包括的特征斜齒圓柱齒輪主要特征：齒頂圓柱體實(shí)體、使用除料方式得到的輪齒實(shí)體、倒角、安裝孔、鍵槽。如圖5-1 所示</p><p><b

33、>　　圖5-1</b></p><p>　　斜齒圓柱齒輪軸主要特征：斜齒圓柱齒輪實(shí)體、各個(gè)安裝及定位軸段、倒角、倒圓弧、鍵槽。如圖5-2 所示</p><p><b>　　圖5-2</b></p><p>　　.5.2斜齒圓柱齒輪特征分析</p><p>　　.5.2.1、齒頂圓柱體實(shí)體</p&g

34、t;<p>　　這個(gè)實(shí)體是一個(gè)圓柱體，用拉伸或旋轉(zhuǎn)拉伸體均可得到。若使用拉伸命令，首先繪制齒頂圓草圖，再經(jīng)過(guò)拉伸體進(jìn)行拉伸，拉伸深度為齒輪寬度。</p><p>　　.5.2.2、輪齒實(shí)體</p><p>　　若想直接得到輪齒實(shí)體比較困難，然而選擇在齒頂圓圓柱體上通過(guò)除料方式獲得輪齒實(shí)體就相對(duì)容易多了。又因?yàn)槭切饼X輪，所以應(yīng)該選擇螺旋除料。螺旋除料有兩種方式，即平行和垂直方式

35、，斜齒輪的導(dǎo)程較長(zhǎng)，故選擇垂直方式。</p><p>　　A、根據(jù)單圓弧——三點(diǎn)圓弧近似畫法繪制近似漸開線，再通過(guò)鏡像，作出另外一側(cè)相鄰齒廓的近似漸開線。</p><p>　　B、分別繪制出齒輪的齒頂圓和齒根圓。</p><p>　　C、再將齒槽端面，即四個(gè)圓及圓弧包容形成的部分，做垂直螺旋除料，旋轉(zhuǎn)軸為齒輪的軸心，得到一個(gè)齒槽實(shí)體。因?yàn)辇X輪的旋向分為左旋（b 角為

36、負(fù)）和右旋（b 角為正），而且所設(shè)計(jì)的齒輪中也都包含了這兩種齒輪，因此需要分別建立兩個(gè)零件模型以反映齒輪的實(shí)體形狀。</p><p>　　D、用圓形陣列將齒槽陣列，陣列個(gè)數(shù)為齒輪齒數(shù)，便得到了一只齒輪完整的齒槽，也即得到了一個(gè)完整的輪齒實(shí)體。</p><p>　　.5.2.3 安裝孔和鍵槽</p><p>　　通過(guò)繪制安裝孔和鍵槽，直接利用除料（全部穿透方式）得到。

37、</p><p>　　.5.2.4 倒角</p><p>　　直接利用倒角工具（倒角邊相等），選擇倒角邊，并輸入倒角數(shù)值即可。</p><p>　　.5.3 斜齒圓柱齒輪軸特征分析</p><p>　　.5.3.1、斜齒圓柱齒輪實(shí)體部分這一部分與前面的斜齒圓柱齒輪特征相同,只是少了安裝孔和鍵槽部分。</p><p>

38、;　　.5.3.2、各個(gè)安裝及定位軸段分為兩種情況：有直接軸段長(zhǎng)度的和沒有直接軸段長(zhǎng)度的。</p><p>　　.5.3.2.1 有直接軸段長(zhǎng)度情況下，依次在各個(gè)軸段端面繪制各個(gè)軸段的外圓草圖，再經(jīng)過(guò)拉伸體進(jìn)行拉伸，拉伸深度為軸段長(zhǎng)度。</p><p>　　.5.3.2.2 在沒有直接軸段長(zhǎng)度情況下，利用創(chuàng)建一個(gè)平行于定位平面且距離為定位長(zhǎng)度的平面，再繪制草圖拉伸至指定平面即可。<

39、;/p><p>　　.5.3.3 倒角</p><p>　　這次的設(shè)計(jì)中涉及到兩種倒角方式：倒角邊相等和角度與倒角邊。</p><p>　　A、若是倒角邊相等，直接利用倒角工具，選擇倒角邊，并輸入倒角數(shù)值。</p><p>　　B、若是角度與倒角邊模式，利用倒角工具須選擇倒角選項(xiàng)為“角度和倒角邊”，再選擇倒角面和倒角邊，最后輸入倒角邊尺寸和角度

40、。</p><p>　　.5.3.4 倒圓弧</p><p>　　直接利用倒圓弧工具，選擇倒圓弧的邊，并輸入倒圓半徑便可得到。</p><p>　　.5.3.5 鍵槽</p><p>　　鍵槽也是通過(guò)除料方式得到，不過(guò)因?yàn)殒I槽底面的定位面是與其相背的另一圓弧面，因此須先建立一個(gè)與圓弧面相切的平面（通過(guò)建立某一參考平面的平行平面可得到），再

41、在平行平面模式下繪制鍵槽的平面圖樣，再利用除料工具除料至與其相對(duì)著的圓弧表面上。</p><p><b>　　6 建立電子表格</b></p><p>　　.6.1 直接數(shù)據(jù)的取得</p><p>　　根據(jù)給出的現(xiàn)有產(chǎn)品，獲得中間軸傳動(dòng)齒輪和中間軸（包括齒輪）的一些直接數(shù)據(jù)，并建立一個(gè)相對(duì)應(yīng)的EXCEL 表格。</p><

42、;p><b>　　具體直接數(shù)據(jù)有：</b></p><p>　　.6.1.1 齒輪的齒數(shù)Z 、模數(shù) m 、螺旋角b 以及齒寬L ；</p><p>　　.6.1.2 中間軸各個(gè)軸段的直徑D1 、D2 、。。。 Dn 和長(zhǎng)度L1 、 L2 、。。。 Ln ；</p><p>　　.6.1.3 安裝孔的尺寸H2 、鍵槽的長(zhǎng)度LH2 、寬度

43、H1、以及定位尺寸LH1 ；</p><p>　　.6.1.4 倒角尺寸C1 、C2 、。。。Cn，倒角角度A1、A2、。。。An 和倒圓弧的尺寸R1 、R2 、。。。 Rn （包括倒角和倒圓弧的抑制值）。</p><p>　　.6.2 間接數(shù)據(jù)的計(jì)算</p><p>　　在建立的EXCEL 表格中，利用函數(shù)公式和已獲得的直接數(shù)據(jù)，直接計(jì)算出中間軸傳動(dòng)齒輪和中間

44、軸（包括齒輪）的一些間接數(shù)據(jù)。</p><p>　　可獲得的間接數(shù)據(jù)有：</p><p>　　.6.2.1、根據(jù)齒輪的齒數(shù)Z 、模數(shù)mn計(jì)算出齒輪的分度圓直徑d 、齒頂圓直徑da 以及齒根圓直徑 df ；</p><p>　　.6.2.2、依照漸開線齒廓近似畫法的要求，根據(jù)齒輪的齒數(shù)Z 、齒頂圓直徑da 以及齒根圓直徑df計(jì)算特定點(diǎn)的坐標(biāo)( x1 , y1) ，(

45、x 2, y2) ，( x3 , y3) ；</p><p>　　.6.2.3、通過(guò)計(jì)算A,B,C,D的值從而進(jìn)一步求出x4 、y4 和rc ；</p><p>　　.6.2.4、根據(jù)求出的4 x 、4 y 和齒輪的齒數(shù)計(jì)算出c x 、c y ；</p><p>　　.6.2.5、根據(jù)齒輪的分度圓直徑和螺旋角計(jì)算出斜齒輪的導(dǎo)程p 。</p><p

46、>　　為了簡(jiǎn)便起見，計(jì)算時(shí)只要輸入第一組數(shù)據(jù)的函數(shù)公式，隨后利用表格的快速計(jì)算功能直接下拉即可完成所有組的數(shù)值計(jì)算。在隨后的建模過(guò)程中需要借助使用到這些數(shù)據(jù)來(lái)建模。</p><p><b>　　7 建模過(guò)程</b></p><p>　　.7.1 中間軸傳動(dòng)軸及齒輪的建模過(guò)程</p><p>　　.7.1.1 打開Solid Edg

47、e,新建并選擇“Normal.par”模式。如圖7-1所示。</p><p><b>　　圖7-1</b></p><p>　　.7.1.2、選擇旋轉(zhuǎn)拉伸體，再選擇繪圖平面（ x - z 平面）。如圖7-2所示。</p><p><b>　　圖7-2</b></p><p>　　.7.1.3、選擇矩

48、形，在平面上任意畫出一個(gè)矩形，然后根據(jù)已知直接尺寸的軸段標(biāo)注長(zhǎng)度尺寸以及繞軸尺寸，并將其定位基準(zhǔn)軸上，完成旋轉(zhuǎn)截面圖形。如圖7-3（a~e）所示。</p><p>　?。╝） （b） （c）</p><p><b>　?。╠）</b></p><p><b>　

49、　（e）</b></p><p><b>　　圖7-3</b></p><p>　　.7.14，選擇旋轉(zhuǎn)軸定義截面旋轉(zhuǎn)的中心軸，并點(diǎn)擊“完成”進(jìn)入旋轉(zhuǎn)拉伸生成實(shí)體界面；選擇選項(xiàng)“旋轉(zhuǎn)360°”生成軸實(shí)體。如圖7-4（a~e）所示。</p><p>　?。╝） （b）<

50、;/p><p><b>　?。╠）</b></p><p><b>　?。╡）</b></p><p><b>　　圖7-4</b></p><p>　　.7.1.5 剩余軸段有直接尺寸的可依據(jù)上述方法獲得，而由關(guān)聯(lián)尺寸生成定位的軸段（如圖7-5（a）），可以利用“共線”進(jìn)行自動(dòng)

51、生產(chǎn)截面圖，再繞指定軸旋轉(zhuǎn)拉伸而成。如圖7-5（a~e）所示。</p><p>　　（a） （b）</p><p><b>　?。╟）</b></p><p>　?。╠） （e） </p><p><b>　　圖7-5&

52、lt;/b></p><p>　　.7.1.6、選擇倒角功能，可選擇“等邊倒角”、“距離與角度倒角”以及“不等邊倒角”。選擇“距離與角度倒角”，再選擇需要倒角的拉伸面，點(diǎn)擊“√”確認(rèn)后，出現(xiàn)指定倒角邊與倒角角度輸入項(xiàng)目，輸入完成后再選擇需要倒角的邊，點(diǎn)擊“√”后得到倒角后的實(shí)體視圖，再點(diǎn)擊“完成”結(jié)束此步驟。如圖7-6（a~d）所示。</p><p><b>　?。╝）&l

53、t;/b></p><p><b>　?。╞）</b></p><p><b>　?。╟）</b></p><p><b>　?。╠）</b></p><p><b>　　圖7-6</b></p><p>　　.7.1.7

54、在已完成的軸段上進(jìn)行齒輪建模：</p><p>　　a、創(chuàng)建齒廓草圖并選擇繪圖平面（齒頂圓柱體端面），繪制齒頂圓和齒根圓，并保證與原草圖同心及直徑尺寸。如圖7-7（a~b）所示。</p><p><b>　　（a）</b></p><p><b>　?。╞）</b></p><p><b>

55、;　　圖7-7</b></p><p>　　b、創(chuàng)建一個(gè)點(diǎn)，并保證點(diǎn)到x 、z 軸的尺寸等于Xc ，Yc 。如圖7-8（a）所示。</p><p>　　c、以點(diǎn)( c c ) x , y 為圓心繪制一個(gè)圓，并使此圓的半徑等于Rc ，再修剪掉多余部分圓弧，留下齒廓部分，再對(duì)z 軸鏡像出另個(gè)齒側(cè)的齒廓部分，再修剪掉多余的齒頂圓和齒根圓部分，點(diǎn)擊“完成”后便得到一個(gè)完整的齒槽端面輪廓

56、。如圖7-8（a~f）所示。</p><p>　?。╝） （b） （c）</p><p>　　（d） （e） （f）</p><p><b>　　圖7-8</b></p&

57、gt;<p>　　.7.1.8 選擇螺旋除料，并打開螺旋線選項(xiàng)，選擇垂直方式，再選擇y - z 平面中的以y 軸為基準(zhǔn)作一條旋轉(zhuǎn)軸，點(diǎn)擊“完成”后再選擇齒槽端面輪廓圖，并點(diǎn)擊“更多”選項(xiàng)選擇輪齒的旋向，輸入導(dǎo)程，確定后預(yù)覽并完成，得到一個(gè)齒槽的實(shí)體。如圖7-9（a~g）所示。</p><p><b>　　（a）</b></p><p><b>

58、;　　（b）</b></p><p><b>　?。╟）</b></p><p><b>　　（d） </b></p><p><b>　?。╡）</b></p><p><b>　?。╢）</b></p><p>

59、<b>　?。╣）</b></p><p><b>　　圖7-9</b></p><p>　　.7.1.9 創(chuàng)建圓形陣列，單擊齒槽實(shí)體特征并確定，再選擇齒輪圓柱體端面，以x軸與z 軸交點(diǎn)為圓心作圓（與齒頂圓重合），并點(diǎn)定圓弧上一起點(diǎn)，再選擇全循環(huán)方式，并輸入個(gè)數(shù)（即齒數(shù)），點(diǎn)擊“完成”后便形成了一個(gè)完整的齒輪實(shí)體。如圖7-10（a~f）所示。&

60、lt;/p><p>　　（a） （b）</p><p>　?。╟） （d）</p><p>　　(e) （f）</p><p><b>　　圖7-10</b></p>

61、<p>　　.7.1.10 鍵槽的繪制。在繪制鍵槽前，先作出x – y平面的平行平面，并與需要構(gòu)建鍵槽的軸段圓弧面相切，再選擇創(chuàng)建草圖，并選擇平行平面模式，選定定位平面并指定尺寸和方向，在此平面上繪制鍵槽的草圖，點(diǎn)擊“完成”后再選擇除料功能，選擇鍵槽草圖后確定，并選擇“貫穿”模式，指定除料方向后便完成的鍵槽的操作。如圖7-11（a~i）所示。</p><p>　　(A)

62、 </p><p>　　(B) （c）</p><p>　?。╠） （e）</p><p>　?。╣） (H)</p><p>　?。╥）

63、 (J)</p><p><b>　　圖7-11</b></p><p>　　.7.1.11 選擇倒角功能，參照第6步，對(duì)需要倒角的端面進(jìn)行倒角，點(diǎn)擊“完成”后得到倒角后的實(shí)體。如圖7-12所示。</p><p><b>　　圖7-12</b></p>

64、<p>　　.7.1.12 在完成建模前，還需對(duì)部分可選特征進(jìn)行抑制變量的添加。因?yàn)楦鱾€(gè)倒圓/弧、倒角特征并不是都需要表現(xiàn)在具體的一根中間軸或是傳動(dòng)齒輪上的。我們需要可以通過(guò)控制這些抑制變量從而來(lái)控制具體特征的有無(wú)。具體操作如圖7-13所示，右鍵點(diǎn)擊某一特征后選擇“添加抑制變量”即可。</p><p><b>　　圖7-13</b></p><p>　　

65、至此，整個(gè)中間軸（包括齒輪）的建模過(guò)程已全部完成，得到的便是一個(gè)完整的中間軸的實(shí)體模型。如圖7-14所示。</p><p>　　此處只是建立了一個(gè)中間軸的齒輪為右旋齒輪的模型，還須建立一個(gè)齒輪為左旋齒輪的模型，具體步驟方法與此相同，只是選擇螺旋除料的螺旋線選項(xiàng)不同而已。</p><p><b>　　圖7-14</b></p><p>　　8

66、 變量表與電子表格建立關(guān)聯(lián)</p><p><b>　　.8.1 變量表</b></p><p>　　建模過(guò)程中所涉及的變量如下：</p><p>　　1）齒輪的齒數(shù)Z 、模數(shù) m 、螺旋角b 以及齒寬L ；</p><p>　　2）中間軸各個(gè)軸段的直徑D1 、D2 、。。。 Dn 和長(zhǎng)度L1 、 L2 、。。。 Ln

67、 ；</p><p>　　3）安裝孔的尺寸H2 、鍵槽的長(zhǎng)度LH2 、寬度H1、以及定位尺寸LH1 ；</p><p>　　4）倒角尺寸C1 、C2 、。。。Cn，倒角角度A1、A2、。。。An 和倒圓弧的尺寸R1 、R2 、。。。 Rn （包括倒角和倒圓弧的抑制值）</p><p>　　5)、Da 、Df 分別為齒頂圓半徑和齒根圓半徑</p>&l

68、t;p>　　6)、Xy 、Yc 為點(diǎn)c 的坐標(biāo)值，Rc為齒廓圓弧的半徑</p><p>　　7)、p 為斜齒輪的導(dǎo)程</p><p>　　8)、suprs_r1、suprs_r2、suprs_r3、suprs_c2、suprs_c3 分別為倒圓弧的倒角的抑制變量。</p><p>　　.8.2 變量表與電子表格建立關(guān)聯(lián)</p><p>

69、;　　在建模過(guò)程完成后，點(diǎn)擊工具欄里“工具”打開下拉菜單，選擇“變量”選項(xiàng)，便會(huì)出現(xiàn)一個(gè)零件的變量表。另外，在建好的電子表格內(nèi)上方插入一行空白行作為關(guān)聯(lián)行，將建模過(guò)程中所使用的一組數(shù)據(jù)復(fù)制至關(guān)聯(lián)行。以齒輪的齒數(shù)Z （即陣列個(gè)數(shù)）為例，在變量表的最下端空白行的名稱欄中填入“ Z ”，再將電子表格中關(guān)聯(lián)行齒數(shù)所對(duì)應(yīng)的單元格進(jìn)行復(fù)制，在變量表“ Z ”行最前一列處右擊，并選擇“粘貼鏈接”，再在變量表里找到對(duì)應(yīng)的陣列個(gè)數(shù)的變量，將其值改為“ Z

70、 ”并確認(rèn)（此處要注意區(qū)分大小寫）。這樣電子表格中的齒數(shù)便與變量表里有陣列個(gè)數(shù)建立了關(guān)聯(lián)。其余變量與電子表格建立關(guān)聯(lián)的步驟一致，此處略過(guò)。當(dāng)所有變量均已與電子表格建立關(guān)聯(lián)后，整個(gè)零件的三維模型便與這個(gè)電子表格的關(guān)聯(lián)行建立了關(guān)聯(lián)。如圖8-1所示。</p><p><b>　　圖8-1</b></p><p>　　.8.2.1 前期準(zhǔn)備工作的補(bǔ)充說(shuō)明</p>

71、<p>　?。?）軸體分類，尺寸歸類。如圖8-2所示。</p><p><b>　　圖8-2</b></p><p>　?。?）參數(shù)輸入。如圖8-3所示。</p><p><b>　　圖8-3</b></p><p><b>　　9 測(cè)試</b></p&

72、gt;<p>　　為了驗(yàn)證變量表與電子表格關(guān)聯(lián)行的數(shù)據(jù)有無(wú)實(shí)際關(guān)聯(lián)，并檢查建模過(guò)程中有無(wú)遺漏及錯(cuò)誤，需要對(duì)建好的三維模型進(jìn)行測(cè)試。將電子表格中的任意一行復(fù)制至關(guān)聯(lián)行，并打開零件模型進(jìn)行確認(rèn)整個(gè)中間軸傳動(dòng)齒輪或是中間軸（包括齒輪）有無(wú)相應(yīng)變動(dòng)，并確認(rèn)有無(wú)特征及線條的變異。</p><p>　　測(cè)試如下（每類各測(cè)三組）：</p><p>　　.9.1 右旋中間軸。如圖9-1（a~

73、c）</p><p>　?。╝） 測(cè)試C類右旋17齒 （b） 測(cè)試C類右旋22齒</p><p>　?。╟） 測(cè)試C類右旋23齒</p><p><b>　　圖9-1</b></p><p>　　.9.2 左旋中間軸。如圖9-2（a~c）</p><p>　　（a）中間軸

74、左旋21齒 （b）中間軸左旋22齒 （c）中間軸左旋10齒</p><p><b>　　圖9-2</b></p><p>　　測(cè)試結(jié)果正常，沒有特征及線條的變異情況發(fā)生，且各變量與電子表格關(guān)聯(lián)行的數(shù)據(jù)能夠同步地發(fā)生相應(yīng)的變化。</p><p>　　10 總結(jié)與體會(huì)</p><p>　　.10.1

75、SE軟件用于圖形設(shè)計(jì)、生成時(shí)非常便捷可靠地。</p><p>　　.10.2 變量化的參數(shù)修正，非常便利于設(shè)計(jì)者的修改與變更。</p><p>　　.10.3 同一族類近似型的零件圖面可很容易的構(gòu)成零件庫(kù)，便于制圖與管理。</p><p>　　.10.4 作圖過(guò)程中必須隨時(shí)檢查，一些不經(jīng)意的小錯(cuò)誤往往會(huì)導(dǎo)致圖形生成發(fā)生意外或得到并非設(shè)計(jì)者意圖中的理想圖形。&l

76、t;/p><p>　　.10.5 畢業(yè)論文設(shè)計(jì)中曾遇到這樣或那樣的問(wèn)題，在不斷地解決問(wèn)題中，個(gè)人能力有了逐步提高，每次解決一個(gè)問(wèn)題，都有充足的喜悅感。</p><p>　　.10.6 近一個(gè)半月的操作，編輯，大大提高了SG軟件的操作能力，也逐步熟悉了圖形設(shè)計(jì)的一些常規(guī)要求，這一切均得益于指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)，在此表示非常的感謝。</p><p><b>　　

77、致 謝</b></p><p>　　三年大學(xué)生活即將結(jié)束，想到此，三年中的每一個(gè)生活插曲都在我的腦海中閃閃而過(guò)。經(jīng)過(guò)五個(gè)多月的實(shí)習(xí)，我在蘇州軸承廠的師傅和學(xué)校指導(dǎo)老師的幫助下，順利的完成了畢業(yè)論文要求的任務(wù)。</p><p>　　畢業(yè)實(shí)習(xí)是高職高專院校人才培養(yǎng)過(guò)程中一項(xiàng)重要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，能夠更好地實(shí)現(xiàn)學(xué)生理論和實(shí)踐的結(jié)合；是學(xué)生根據(jù)自身所學(xué)專業(yè)知識(shí)，到相關(guān)企事業(yè)單位開展工程

78、研究和生產(chǎn)實(shí)踐，以課題論文和項(xiàng)目成果的形式，展示學(xué)生的理論與技術(shù)應(yīng)用水平、實(shí)踐能力的綜合性實(shí)踐活動(dòng)。并為我以后的學(xué)習(xí)和工作打下了基礎(chǔ)。</p><p>　　通過(guò)這次實(shí)習(xí)，我把我所學(xué)的專業(yè)知識(shí)與實(shí)踐結(jié)合起來(lái)，使我在實(shí)踐過(guò)程中的工作能夠事半功倍，而且我還能更好地理解在學(xué)校所學(xué)的知識(shí)，做到了理論與實(shí)踐相結(jié)合。在軸承廠里，我學(xué)到更多的知識(shí)，這是書本上所不能體現(xiàn)的。而且，我增強(qiáng)了自己的動(dòng)手能力和實(shí)踐能力。</p>

79、;<p>　　在此，我要誠(chéng)摯的感謝我的指導(dǎo)老師樊一兵，在畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給予的支持和建議，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)更加的完善。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] Solid Edge 同步建模技術(shù)快速入門 張劍澄，賈仲文，姚民軍 編著 清華大學(xué)出版社2009年3月第1版</p><p>　　[2