畢業(yè)設(shè)計(jì)---斜齒圓柱齒輪減速器三維建模及運(yùn)動(dòng)仿真分析

1、<p>　　論文題目：斜齒圓柱齒輪減速器三維建模</p><p><b>　　及運(yùn)動(dòng)仿真分析 </b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文在對(duì)二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器參數(shù)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，利用Pro/E軟件建立了減速器的三維實(shí)體模型并進(jìn)行虛擬裝配，其重點(diǎn)是關(guān)鍵部件斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化

2、建模過(guò)程。最后對(duì)該模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真分析，給輸入軸一定轉(zhuǎn)速，由仿真分析得出中間軸和輸出軸轉(zhuǎn)速，并將仿真結(jié)果與理論計(jì)算進(jìn)行對(duì)比，從而驗(yàn)證該結(jié)構(gòu)的有效性和可行性。</p><p>　　關(guān)鍵詞：減速器，Pro/E，建模，運(yùn)動(dòng)分析</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　This paper is based on t

3、he design of mechanical design course teaching practice in two-stage helical gear reducer on the basis of further optimization, using Pro/E software to establish a three-dimensional model reducer and the virtual assembly

4、, focusing on key components of the process of parametric modeling gear. Finally, kinematic simulation of the model, some given input shaft speed, obtained by the simulation speed intermediate shaft and output shaft, the

5、 simulation results will be compared</p><p>　　朗讀顯示對(duì)應(yīng)的拉丁字符的拼音</p><p>　　Keywords: Reducer, Pro/E, Modeling, Kinematics Analysis</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>&l

6、t;b>　　1 引言1</b></p><p>　　1.1設(shè)計(jì)研究的意義1</p><p>　　1.2文中采用軟件簡(jiǎn)介1</p><p>　　1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容2</p><p>　　2 減速器相關(guān)參數(shù)確定2</p><p>　　2.1已知參數(shù)及初步計(jì)算分析2</p>

7、<p>　　2.2 減速器相關(guān)零部件尺寸確定3</p><p>　　3減速器三維模型創(chuàng)建4</p><p>　　3.1漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪參數(shù)化建模方法5</p><p>　　3.1.1漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪參數(shù)化建模過(guò)程6</p><p>　　3.2 軸的三維模型建造方法16</p><p>　　3.2

8、.1 軸的設(shè)計(jì)思路16</p><p>　　3.2.2 軸的建模過(guò)程16</p><p>　　3.3 箱體及其他零部件模型建造17</p><p>　　4 減速器裝配過(guò)程簡(jiǎn)介18</p><p>　　5 Pro/E環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)仿真19</p><p><b>　　6結(jié)論22</b>&l

9、t;/p><p><b>　　致謝23</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)24</b></p><p><b>　　1 引言</b></p><p>　　1.1 設(shè)計(jì)研究的意義 </p><p>　　我國(guó)是世界制造大國(guó)，齒輪減速器由于具有固定傳

10、動(dòng)比、結(jié)構(gòu)緊湊、機(jī)體封閉并有較大剛度、傳動(dòng)可靠等特點(diǎn)而成為工程應(yīng)用中普遍使用的機(jī)械傳動(dòng)裝置，被廣泛應(yīng)用于建材、起重、運(yùn)輸、冶金、化工和輕工等行業(yè)。一些類(lèi)型的減速器已有系列標(biāo)準(zhǔn)，并由專(zhuān)業(yè)廠生產(chǎn)。但在傳動(dòng)布置、結(jié)構(gòu)尺寸、功率、傳動(dòng)比等有特殊要求，由標(biāo)準(zhǔn)不能選出時(shí)，需自行設(shè)計(jì)制造。由于有特殊要求的減速器其設(shè)計(jì)過(guò)程繁瑣、周期長(zhǎng)、效率低，因而在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)其進(jìn)行實(shí)體建模，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真等分析顯得十分重要[1]。而計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)/工程（CAD/

11、CAE）等技術(shù)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展已經(jīng)日趨成熟，計(jì)算機(jī)輔助繪圖作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助制造的重要組成部分，由于繪圖速度快且精度高，正廣泛應(yīng)用于航空、機(jī)械、電子、建筑等行業(yè)[2]。將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與傳統(tǒng)機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程相結(jié)合，能夠大大縮短產(chǎn)品設(shè)計(jì)周期，提高效率，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行仿真分析，能夠有效避免原材料的浪費(fèi)，最大限度降低生產(chǎn)成本。因此基于目前我國(guó)由制造業(yè)大國(guó)向制造業(yè)強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)的基本國(guó)情，減速器的實(shí)體建模及運(yùn)動(dòng)仿真分

12、析對(duì)其設(shè)計(jì)過(guò)程顯得尤為重要。</p><p>　　本文研究?jī)?nèi)容能夠在一定程度上縮短減速器的設(shè)計(jì)周期，降低生產(chǎn)成本，降低勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，提高減速器設(shè)計(jì)質(zhì)量。</p><p>　　1.2 文中采用軟件簡(jiǎn)介</p><p>　　本設(shè)計(jì)中減速器的實(shí)體模型及運(yùn)動(dòng)仿真分析均在Pro/E三維設(shè)計(jì)軟件中進(jìn)行。 </p><p>　?。?）P

13、ro/E三維設(shè)計(jì)軟件簡(jiǎn)介</p><p>　　Pro/ENGIEER Wildfire是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡(jiǎn)稱(chēng)PTC）推出的工程設(shè)計(jì)軟件，其最顯著的特征就是使用參數(shù)化的特征造型。涵蓋了產(chǎn)品從概念設(shè)計(jì)、工業(yè)造型設(shè)計(jì)、三維模型設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、動(dòng)態(tài)模擬與仿真，到工程圖的輸出、生產(chǎn)加工成產(chǎn)品的全過(guò)程。本軟件采用單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念，

14、改變了機(jī)械CAD／CAE／CAM 的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械CAD／CAE／CAM 領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。Pro/E引入了行為建模功能，可以通過(guò)對(duì)用戶(hù)的設(shè)計(jì)要求和目標(biāo)的分析，自動(dòng)得到最優(yōu)結(jié)果。它所涉及的主要行業(yè)包括工業(yè)設(shè)計(jì)、機(jī)械、仿真、制造和數(shù)據(jù)管理、電路設(shè)計(jì)、汽車(chē)、航天、玩具等[3]。將現(xiàn)代化的Pro/E三維技術(shù)應(yīng)用到在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，可以解決傳統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)中存在的很多不足。</p><p>　?。?

15、）Pro/E軟件系統(tǒng)主要功能如下：</p><p>　　1）真正的全相關(guān)性，任何地方的修改都會(huì)自動(dòng)反應(yīng)到所有相關(guān)地方；</p><p>　　2）具有管理并發(fā)進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)并行工程的能力；</p><p>　　3）具有強(qiáng)大的裝配功能，能夠始終保持設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖；</p><p>　　4）容易使用，可以極大的提高設(shè)計(jì)效率。</p>&

16、lt;p>　　Pro/E系統(tǒng)用戶(hù)界面簡(jiǎn)潔，概念清晰，符合工程設(shè)計(jì)人員的設(shè)計(jì)思想和習(xí)慣，整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，具有完整而統(tǒng)一的模型[4]。</p><p>　　1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　文中減速器參數(shù)選擇參考機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)中的二級(jí)斜齒圓柱齒輪減速器的數(shù)據(jù)，并在此基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化和優(yōu)化后，利用Pro/E軟件進(jìn)行三維實(shí)體建模，包括箱體、軸、齒輪軸、

17、斜齒圓柱齒輪及部分標(biāo)準(zhǔn)件，其中詳述斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化建模過(guò)程、減速器裝配及其運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真過(guò)程，并將仿真分析結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果對(duì)比，以驗(yàn)證該設(shè)計(jì)的正確性和可行性。該設(shè)計(jì)過(guò)程包括：</p><p><b>　　系統(tǒng)的總體介紹；</b></p><p>　　斜齒圓柱齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)；</p><p><b>　　軸的設(shè)計(jì)；</b>

18、</p><p>　　箱體及其他零部件設(shè)計(jì)；</p><p><b>　　運(yùn)動(dòng)仿真分析；</b></p><p>　　仿真結(jié)果與理論計(jì)算結(jié)果比較。</p><p>　　2 減速器相關(guān)參數(shù)確定</p><p>　　2.1 已知參數(shù)及初步計(jì)算分析</p><p>　　本設(shè)計(jì)中減

19、速器已知參數(shù)見(jiàn)表1：</p><p>　　表1 減速器已知參數(shù)</p><p>　　經(jīng)過(guò)初步計(jì)算后確定電機(jī)及傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比見(jiàn)表2：</p><p>　　表2 電機(jī)及傳動(dòng)裝置傳動(dòng)比</p><p>　　利用已知參數(shù)和計(jì)算分析結(jié)果，可初步確定傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，如圖1所示。</p><p>　　圖1 傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖<

20、/p><p>　　2.2 減速器相關(guān)零部件尺寸確定</p><p>　　（1）齒輪（齒輪軸）尺寸確定</p><p>　　經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)計(jì)算后確定減速器各齒輪（齒輪軸）相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表3：</p><p>　　表3 齒輪（齒輪軸）尺寸確定</p><p><b>　?。?）軸結(jié)構(gòu)草圖</b></p>

21、<p>　　參照表3的結(jié)構(gòu)尺寸，確定軸的結(jié)構(gòu)草圖，見(jiàn)圖2—圖4所示。</p><p><b>　　圖2 軸1結(jié)構(gòu)草圖</b></p><p><b>　　圖3 軸2結(jié)構(gòu)草圖</b></p><p><b>　　圖4 軸3結(jié)構(gòu)草圖</b></p><p><b

22、>　?。?）軸承結(jié)構(gòu)草圖</b></p><p>　　根據(jù)設(shè)計(jì)要求，軸承依次為：高速軸 30208；中間軸 30308；低速軸 30311（GB/T297-1994）。以軸承30311為例，其半截面草圖形狀見(jiàn)圖5所示：</p><p><b>　　（4）鍵的選取</b></p><p>　　軸1：由公稱(chēng)直徑d=32mm查手冊(cè)得

23、平鍵的尺寸為10×8mm，由聯(lián)軸器處軸長(zhǎng)L=58mm選鍵長(zhǎng)為45mm；</p><p>　　軸2：安裝小齒輪處軸的公稱(chēng)直徑d=46mm，查手冊(cè)鍵尺寸為14×9mm，由小齒輪寬度B=93mm選鍵長(zhǎng)L=80mm；安裝大齒輪處軸的公稱(chēng)直徑d=44mm，查手冊(cè)鍵尺寸為12×8mm，由大齒輪寬度B=50mm選鍵長(zhǎng)L=40mm；</p><p>　　軸3：安裝齒輪處軸的公

24、稱(chēng)直徑d=58mm，查手冊(cè)鍵尺寸為16×10mm，由齒輪寬度B=88mm選鍵長(zhǎng)L=80mm；安裝聯(lián)軸器處軸的公稱(chēng)直徑d=45mm，查手冊(cè)選鍵尺寸為14×9mm，由軸長(zhǎng)度L=84mm選鍵長(zhǎng)L=70mm；</p><p>　　圖5 軸承30311草圖半截面</p><p>　?。?）其他相關(guān)零部件</p><p>　　包括銷(xiāo)、螺釘、螺螺栓（含螺母）

25、、箱體等，其尺寸如表4所示：</p><p>　　3 減速器三維模型創(chuàng)建</p><p>　　減速器的三維模型創(chuàng)建是本設(shè)計(jì)過(guò)程的重要部分之一，同時(shí)也是后續(xù)運(yùn)動(dòng)仿真分析的基礎(chǔ)，仿真分析結(jié)果與理論計(jì)算值的吻合程度在一定程度上依賴(lài)模型創(chuàng)建的可行性和正確性。</p><p>　　表4 減速器相關(guān)零部件尺寸</p><p>　　3.1 漸開(kāi)線斜齒圓柱齒

26、輪參數(shù)化建模方法</p><p>　　文中對(duì)減速器關(guān)鍵零部件之一——齒輪采用通用參數(shù)化設(shè)計(jì)方法來(lái)構(gòu)建其三維模型。Pro/E中Program模塊是自動(dòng)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一項(xiàng)輔助工具，其功能是運(yùn)用簡(jiǎn)單的程序來(lái)控制特征的形成、尺寸的大小、零部件的形成、零部件的顯示、零部件的個(gè)數(shù)。當(dāng)零件或部件的程序設(shè)計(jì)完成后，后續(xù)再讀取該零件或組件時(shí)，即可以通過(guò)對(duì)程序的修改得到不同的幾何形狀，達(dá)到產(chǎn)品設(shè)計(jì)的要求。</p><

27、;p>　　漸開(kāi)線齒輪作為應(yīng)用最廣的通用機(jī)械零件，在Pro/E中沒(méi)有該零件的標(biāo)準(zhǔn)庫(kù)，不同齒數(shù)、模數(shù)和壓力角的齒輪雖然可以通過(guò)復(fù)雜的造型設(shè)計(jì)完成，但每次設(shè)計(jì)時(shí)總要做大量的重復(fù)工作，能否有效的建立齒輪的精確齒廓形狀對(duì)于提高齒輪的加工精度、優(yōu)化齒輪的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)非常重要。</p><p>　　漸開(kāi)線的形成是一直線沿一圓周做滾動(dòng)時(shí)，直線上任一點(diǎn)的軌跡，該點(diǎn)到圓心的距離逐漸增大。因此利用可變剖面掃描的作法，使一條直線沿著圓

28、弧線做掃描，而在掃描過(guò)程中，以漸開(kāi)線數(shù)學(xué)式控制直線到圓心的距離，掃描出一個(gè)輪齒的面組后，鏡像出另一個(gè)輪齒的面組，然后通過(guò)陣列來(lái)創(chuàng)建出齒輪的3D幾何模型，在創(chuàng)建齒輪的過(guò)程中，通過(guò)程序的設(shè)計(jì)，能在單純的輸入齒輪設(shè)計(jì)的已知條件下（如齒數(shù)Z、壓力角α、模數(shù)m等），系統(tǒng)即可自動(dòng)創(chuàng)建齒輪的3D幾何模型，便于以后的齒輪參數(shù)化建模[5]。</p><p>　　3.1.1 漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪參數(shù)化建模過(guò)程</p>&

29、lt;p>　　漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪的基本參數(shù)：齒數(shù)z，壓力角α，螺旋角β，法面模數(shù)mn，分度圓直徑d，齒寬B，齒頂高系數(shù)ha*，頂隙系數(shù)c*。</p><p>　　編輯程序及齒輪參數(shù)關(guān)系，以形成基本齒輪模型，基本齒輪模型形成的過(guò)程如下：</p><p>　　1）輸入?yún)?shù)、關(guān)系式，創(chuàng)建齒輪基本圓；</p><p><b>　　2）創(chuàng)建漸開(kāi)線；</b

30、></p><p>　　3）創(chuàng)建齒根圓及分度圓曲面；</p><p><b>　　4）創(chuàng)建掃描軌跡；</b></p><p>　　5）創(chuàng)建掃描混合截面；</p><p><b>　　6）創(chuàng)建輪齒。</b></p><p>　　下面以齒輪3為例，對(duì)上述斜齒圓柱齒輪創(chuàng)建步驟

31、逐一介紹：</p><p>　?。?）輸入基本參數(shù)、關(guān)系式，創(chuàng)建齒輪基圓</p><p>　?、賳螕簦谛陆▽?duì)話框中輸文件名“helical_gear2-1”，然后單擊確定；</p><p>　　②在主菜單上單擊“工具”/“參數(shù)”，系統(tǒng)彈出“參數(shù)”對(duì)話框。在“參數(shù)”對(duì)話框內(nèi)單擊按鈕，可以看到“參數(shù)”對(duì)話框增加了一行，依次輸入新參數(shù)的名稱(chēng)、值和說(shuō)明等。需要輸入的參數(shù)見(jiàn)

32、表5所示：</p><p><b>　　表5 創(chuàng)建齒輪參數(shù)</b></p><p>　　注意：表中未填的參數(shù)值，表示是由系統(tǒng)通過(guò)關(guān)系式將自動(dòng)生成的尺寸，用戶(hù)無(wú)需指定。完成后的參數(shù)對(duì)話框如圖6所示：</p><p>　?、墼谥鞑藛紊弦来螁螕簟肮ぞ摺?“關(guān)系”，系統(tǒng)彈出“關(guān)系”對(duì)話框。在“關(guān)系”對(duì)話框內(nèi)輸入齒輪的分度圓直徑關(guān)系、基圓直徑關(guān)系、齒根圓

33、直徑關(guān)系</p><p>　　和齒頂圓直徑關(guān)系，由這些關(guān)系式，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)生成表5中的未指定參數(shù)的值。</p><p>　　圖6 “參數(shù)”對(duì)話框</p><p><b>　　輸入的關(guān)系式如下：</b></p><p>　　ha=(hax+x)*mn </p&g

34、t;<p>　　hf=(hax+cx-x)*mn </p><p>　　d=mn*z/cos(beta) </p><p>　　da=d+2*ha </p><p>　　db=d*cos

35、(alpha) </p><p>　　df=d-2*hf </p><p>　　完成后的“關(guān)系”對(duì)話框如圖7所示。</p><p>　　圖7 “關(guān)系”對(duì)話框</p><p>　　④在工具欄內(nèi)單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對(duì)話框

36、。選擇“FRONT”面作為草繪平面，選取“RIGHT”面作為參考平面，參考方向?yàn)橄颉坝摇?，單擊“草繪”進(jìn)入草繪環(huán)境。在繪圖區(qū)以系統(tǒng)提供的原點(diǎn)為圓心，繪制四個(gè)任意大小的圓，</p><p>　　并且標(biāo)注圓的直徑尺寸，如圖8所示。在工具欄內(nèi)單擊按鈕，完成草圖的繪制；</p><p>　?、萦藐P(guān)系式驅(qū)動(dòng)圓的大小。在模型中右鍵單擊剛剛創(chuàng)建的草圖，在彈出的快捷菜單中單擊選取“編輯”；在主菜單上依次單

37、擊 “工具”/“關(guān)系”，系統(tǒng)彈出關(guān)系對(duì)話框，在“關(guān)系”對(duì)話框中輸入尺寸關(guān)系如下：</p><p><b>　　d0=df</b></p><p><b>　　d1=db</b></p><p><b>　　d2=d</b></p><p><b>　　d3=da<

38、;/b></p><p>　　此時(shí)“關(guān)系”對(duì)話框如圖9所示；</p><p>　　圖8 繪制二維草圖 圖9 “關(guān)系”對(duì)話框</p><p>　　其中d0、d1、d2、d3為圓的直徑尺寸代號(hào)，注意尺寸代號(hào)視具體情況會(huì)有所不同。da、db、df、d為用戶(hù)自定義的參數(shù)，即為齒頂圓直徑、基圓直徑、齒根圓直徑、分度圓直徑。通

39、過(guò)該關(guān)系式創(chuàng)建的圓即為基本圓。</p><p><b>　?。?）創(chuàng)建漸開(kāi)線</b></p><p>　?、賱?chuàng)建漸開(kāi)線依次在主菜單上單擊 “插入”/“模型基準(zhǔn)”/“曲線”，或者在工具欄上單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“曲線選項(xiàng)”菜單管理器；在“曲線選項(xiàng)”菜單管理器上依次單擊 “從方程”/“完成”，彈出“得到坐標(biāo)系”菜單管理器， </p>&l

40、t;p>　　②在繪圖區(qū)單擊選取系統(tǒng)坐標(biāo)系為曲線的坐標(biāo)系，彈出“設(shè)置坐標(biāo)類(lèi)型”菜單管理器，在“設(shè)置坐標(biāo)類(lèi)型”菜單管理器中單擊 “笛卡爾”，系統(tǒng)彈出一個(gè)記事本窗口；</p><p>　?、墼趶棾龅挠浭卤敬翱谥休斎肭€的方程，如下：</p><p><b>　　ang=90*t</b></p><p><b>　　r=db/2<

41、/b></p><p>　　s=pi*r*t/2</p><p>　　xc=r*cos(ang)</p><p>　　yc=r*sin(ang)</p><p>　　x=xc+s*sin(ang)</p><p>　　y=yc-s*cos(ang) </p><p><b>　　

42、z=0 </b></p><p>　　圖10 完成后的漸開(kāi)線</p><p>　　保存數(shù)據(jù)，退出記事本，完成后的漸開(kāi)線如圖10所示。</p><p>　?、茉诠ぞ邫趦?nèi)單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“基準(zhǔn)點(diǎn)”對(duì)話框，選取分度圓曲線和漸開(kāi)線作為參照，單擊“確定”，完成基準(zhǔn)點(diǎn)“PNT 0”的創(chuàng)建；單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“基準(zhǔn)軸”對(duì)話框，選取“TOP”面和“RIGHT”

43、面作為參考，單擊“確定”，完成“A_1”軸的創(chuàng)建；單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“基準(zhǔn)平面”對(duì)話框，選取“A_1”軸和基準(zhǔn)點(diǎn)“PNT 0”作為參照，創(chuàng)建“DTM1”平面；繼續(xù)單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“基準(zhǔn)平面”對(duì)話框，選取“DTM 1”面和“A _1”軸作為參考。在偏距文本框內(nèi)輸入旋轉(zhuǎn)角度為“360/（4*z）”，系統(tǒng)提示是否要添加特征關(guān)系，單擊“是”，在“基準(zhǔn)平面”對(duì)話框內(nèi)單擊“確定”，完成基準(zhǔn)平面的創(chuàng)建；</p><p>　　

44、在模型樹(shù)中右鍵單擊基準(zhǔn)平面“DTM 2”，在彈出的菜單上單擊 “編輯”。在主菜單上單擊 “工具”/“關(guān)系”，系統(tǒng)彈出“關(guān)系”對(duì)話框。此時(shí)系統(tǒng)顯示“DTM 1”面和“DTM 2”面間的夾角尺寸代號(hào)。單擊該尺寸代號(hào)，尺寸代號(hào)將自動(dòng)顯示在“關(guān)系”對(duì)話框中，輸入的關(guān)系式為：d6=360/(4*z)，完成后的“關(guān)系”對(duì)話框如圖11所示，單擊“確定”完成添加關(guān)系式；</p><p>　?、葭R像漸開(kāi)線：在繪圖區(qū)單擊漸開(kāi)線特征，

45、然后在工具欄內(nèi)單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“鏡像”特征定義操控面板，在繪圖區(qū)單擊選取剛剛創(chuàng)建的“DTM 2”平面作為鏡像平面，在“鏡像”特征定義操控面板內(nèi)單擊按鈕，完成漸開(kāi)線的鏡像。完成后的曲線如圖12所示。</p><p>　?。?）創(chuàng)建齒根圓及分度圓曲面</p><p>　?、僭诠ぞ邫趦?nèi)單擊按鈕，彈出“拉伸”定義操控面板，在面板內(nèi)單擊 “放置”/“定義”，彈出“草繪”定義對(duì)話框；選擇“FRONT

46、”面為草繪平面，“RIGHT”面作為參考平面，參考方向?yàn)椤绊敗保瑔螕簟安堇L”進(jìn)入草繪環(huán)境；</p><p>　　②在工具欄內(nèi)單擊按鈕，在繪圖區(qū)單擊選取齒根圓曲線，如圖13所示。</p><p>　　在工具欄內(nèi)單擊按鈕，完成草圖的繪制；</p><p>　　圖11 “關(guān)系”對(duì)話框 圖12 完成后的漸開(kāi)線</p><

47、p>　?、墼凇袄臁碧卣鞫x操控面板內(nèi)單擊選取“實(shí)體”按鈕、“拉伸到指定深度”按鈕，在拉伸深度文本框內(nèi)輸入深度值為B?；剀?chē)后系統(tǒng)提示是否添加特征關(guān)系，單擊 “是”，拉伸深度自動(dòng)調(diào)整到用戶(hù)設(shè)置的參數(shù)B的值，單擊按鈕，完成齒根圓的創(chuàng)建，完成后的齒根圓如圖14所示；</p><p>　?、軐㈥P(guān)系式添加到“關(guān)系”對(duì)話框，在模型樹(shù)中右鍵單擊齒根圓厚度尺寸代號(hào)，在彈出的快捷菜單中單擊 “編輯”；在主菜單上單擊 “工具”

48、/“關(guān)系”， </p><p>　　系統(tǒng)彈出“關(guān)系”對(duì)話框。此時(shí)系統(tǒng)顯示齒根圓厚度尺寸代號(hào)。單擊該尺寸代號(hào)，尺寸代號(hào)將自動(dòng)顯示在“關(guān)系”對(duì)話框中，輸入的關(guān)系式為d7=b，單擊“確定”完成添加關(guān)系式，至此完成齒根圓的創(chuàng)建；</p><p>　　圖13 選取齒根圓曲線 圖14 齒根圓拉伸特征</p><p>　?、葸M(jìn)入草繪環(huán)境與創(chuàng)建齒根

49、圓相同，不贅述。在工具欄內(nèi)單擊按鈕，在</p><p>　　繪圖區(qū)單擊選取分度圓曲線，如圖15所示。在工具欄內(nèi)單擊按鈕，完成草圖</p><p><b>　　的繪制；</b></p><p>　?、拊凇袄臁碧卣鞫x操控面板內(nèi)單擊選取“曲面”按鈕、“拉伸到指定深度”按鈕，在拉伸深度文本框內(nèi)輸入深度值為B，回車(chē)后系統(tǒng)提示是否添加特征關(guān)系，單擊 “

50、是”；拉伸深度自動(dòng)調(diào)整到用戶(hù)設(shè)置的參數(shù)B的值，在 “拉伸”特征定義操控面板內(nèi)單擊按鈕，完成分度圓曲面的創(chuàng)建，完成后的分度圓曲面如圖16所示。</p><p>　　圖15 選取分度圓曲線 圖16 分度圓拉伸特征</p><p>　　⑦將關(guān)系式添加到“關(guān)系”對(duì)話框，在模型樹(shù)中右鍵單擊分度圓曲面特征，在彈出的快捷菜單中單擊 “編輯”；在主菜單上單擊 “工具”

51、/“關(guān)系”，系統(tǒng)彈出“關(guān)系”對(duì)話框。此時(shí)系統(tǒng)顯示分度圓厚度尺寸代號(hào)，單擊該尺寸代號(hào)，尺寸代號(hào)將自動(dòng)顯示在“關(guān)系”對(duì)話框中，輸入的關(guān)系式為：d8=b，單擊“確定”完成添加關(guān)系式。</p><p><b>　?。?）創(chuàng)建掃描軌跡</b></p><p>　　首先在“RIGHT”平面創(chuàng)建一個(gè)斜直線，然后將這個(gè)曲線投影到分度圓曲面上。</p><p>

52、　?、僭诠ぞ邫趦?nèi)單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對(duì)話框；選擇“RIGHT”面作為草繪平面，“TOP”面為參考平面，參考方向?yàn)椤坝摇?，單擊“草繪”進(jìn)入草繪環(huán)境，繪制如圖17所示直線，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，完成草圖的繪制；</p><p>　　圖17 繪制二維草圖</p><p>　　②將關(guān)系式添加到“關(guān)系”對(duì)話框，在模型樹(shù)中右鍵單擊剛剛的草繪特征，在彈出的快捷菜單中單擊 “編輯”，在主菜單上單擊 “

53、工具”/“關(guān)系”，系統(tǒng)</p><p>　　彈出“關(guān)系”對(duì)話框。此時(shí)系統(tǒng)顯示直線相關(guān)的尺寸代號(hào)。單擊該尺寸代號(hào)，尺寸代號(hào)將自動(dòng)顯示在“關(guān)系”對(duì)話框中，輸入的關(guān)系式為：</p><p><b>　　d9=beta</b></p><p><b>　　d10=b</b></p><p>　　完成后的“關(guān)

54、系”對(duì)話框如圖18所示，在“關(guān)系”對(duì)話框內(nèi)單擊“確定”完成添加關(guān)系式；</p><p>　　圖18 “關(guān)系”對(duì)話框 圖19 創(chuàng)建投影曲線</p><p>　?、蹎螕暨x取剛剛草繪的曲線，在主菜單上依次單擊 “編輯”/“投影”，系統(tǒng)彈出 “投影”曲線操控面板，在繪圖區(qū)單擊選取分度圓的曲面作為投影參照，</p><p>　　在“投影

55、曲線”定義面板上單擊按鈕，完成投影曲線的創(chuàng)建，如圖19所示。 </p><p>　?。?）創(chuàng)建掃描混合截面</p><p>　?、賳螕舭粹o，系統(tǒng)彈出“草繪”對(duì)話框；選擇“FRONT”面為草繪平面，“RIGHT”面為參考平面，參考方向?yàn)椤绊敗?，單擊“草繪”進(jìn)入草繪環(huán)境；</p><p>　?、谝砸呀?jīng)創(chuàng)建的漸開(kāi)線為基礎(chǔ)，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“類(lèi)型”單選框，單擊選

56、取“環(huán)”，繪制如圖20所示的二維草圖，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，完成草圖的繪制；</p><p>　　圖20 齒廓二維草圖</p><p>　　③將圓角尺寸添加到“關(guān)系”對(duì)話框，在模型樹(shù)中右鍵單擊剛剛草繪的截面，在彈出的快捷菜單中單擊 “編輯”；在主菜單上單擊 “工具”/“關(guān)系”，系統(tǒng)彈出“關(guān)系”對(duì)話框。此時(shí)系統(tǒng)顯示截面圓角的尺寸代號(hào)。單擊該尺寸代號(hào)，尺寸代號(hào)將自動(dòng)顯示在“關(guān)系”對(duì)話框中，輸入的

57、關(guān)系式為：</p><p><b>　　if hax>=1</b></p><p>　　d14=0.38*mn</p><p><b>　　end if</b></p><p><b>　　if hax<1</b></p><p>　　d14

58、=0.46*mn</p><p>　　end if   </p><p>　　在“關(guān)系”對(duì)話框內(nèi)單擊“確定”完成添加關(guān)系式；</p><p>　　下面在齒根圓的另一端面上創(chuàng)建相應(yīng)的截面，然后將截面旋轉(zhuǎn)到相應(yīng)位置。</p><p>　?、茉谥鞑藛紊弦来螁螕?“編輯”/“特征操作”，在“特征”菜單管理器上依次單擊“復(fù)制”/

59、“完成”，在“復(fù)制特征菜單管理器”上依次單擊“移動(dòng)”/“完成”，系統(tǒng)彈出“選取特征”菜單管理器，在繪圖區(qū)單擊選取上一步創(chuàng)建的截面特征，單擊 “完成”， 在“移動(dòng)特征”菜單管理器上單擊 “平移”，在“選取方向”菜單管理器中選取 “曲線/邊/軸”，然后在繪圖區(qū)選取齒根圓的端面作為參照，系統(tǒng)彈出“方向”菜單管理器，單擊“正向”；輸入偏移距離為b，系統(tǒng)提示是否添加關(guān)系式，單擊 “是”，在“移動(dòng)特征”菜單管理器中單擊 “完成移動(dòng)”，在“組可變尺寸

60、”菜單管理器中單擊 “完成”，在隨后彈出的“組元素”對(duì)話框中單擊“確定”，單擊“確定”，完成特征的復(fù)制，完成后的截面如圖21所示；</p><p>　　圖21 完成后的截面</p><p>　?、輰㈥P(guān)系式添加到“關(guān)系”對(duì)話框，在模型樹(shù)中右鍵單擊剛剛的復(fù)制特征，在彈出的快捷菜單中單擊 “編輯”；在主菜單上單擊“工具”/“關(guān)系”，系統(tǒng)彈出“關(guān)系”對(duì)話框，此時(shí)系統(tǒng)顯示兩個(gè)截面的尺寸代號(hào)。單擊該尺

61、寸代號(hào)，尺寸代號(hào)將自動(dòng)顯示在“關(guān)系”對(duì)話框中，輸入的關(guān)系式為：d15=b，在“關(guān)系”對(duì)話框內(nèi)單擊“確定”完成添加關(guān)系式；</p><p>　　⑥旋轉(zhuǎn)復(fù)制上一步復(fù)制的截面，在主菜單上依次單擊 “編輯”/“特征操作”， </p><p>　　在“特征”菜單管理器上依次單擊 “復(fù)制”/“完成”，在“復(fù)制特征菜單管理器”上依次單擊 “移動(dòng)”/“完成”，系統(tǒng)彈出“選取特征”菜單管理器，在繪圖區(qū)單擊選

62、取上一步創(chuàng)建的復(fù)制截面特征，在“選取特征”菜單管理器上單擊 “完成”，在“移動(dòng)特征”菜單管理器上單擊“旋轉(zhuǎn)”，系統(tǒng)彈出“選取方向”菜單管理器，在“選取方向”菜單管理器中單擊選取 “曲線/邊/軸”，然后在繪圖區(qū)單擊選取齒根圓的中心軸作為參照，系統(tǒng)彈出“方向”菜單管理器，單擊 “反向”/“正向”；系統(tǒng)提示輸入旋轉(zhuǎn)角度，輸入旋轉(zhuǎn)角度為“asin(2*b*tan(beta/d))”,系統(tǒng)提示是否添加關(guān)系式，單擊 “是”，在“移動(dòng)特征”菜單管理器

63、中單擊 “完成移動(dòng)”，在“組可變尺寸”菜單管理器中單擊 “完成”，在隨后彈出的“組元素”對(duì)話框中單擊“確定”，在“特征”菜單管理器中單擊“確定”，完成特征的復(fù)制，完成后的截面如圖22所示；</p><p>　　圖22 旋轉(zhuǎn)復(fù)制截面</p><p>　?、咝D(zhuǎn)角度尺寸添加到“關(guān)系”對(duì)話框，在模型樹(shù)中右鍵單擊剛剛旋轉(zhuǎn)復(fù)制的截面，在彈出的快捷菜單中單擊 “編輯”；在主菜單上單擊 “工具”/“關(guān)系

64、”，系統(tǒng)彈出“關(guān)系”對(duì)話框。此時(shí)系統(tǒng)顯示旋轉(zhuǎn)角度的尺寸代號(hào)。單擊該尺寸代號(hào)，尺寸代號(hào)將自動(dòng)顯示在“關(guān)系”對(duì)話框中，輸入的關(guān)系式為：</p><p>　　d22=asin(2*b*tan(beta/d))，在“關(guān)系”對(duì)話框內(nèi)單擊“確定”完成添加關(guān)系式；</p><p><b>　?。?）創(chuàng)建輪齒</b></p><p>　?、僭谥鞑藛紊弦来螁螕?

65、“插入”/“掃描混合”，在操控面板內(nèi)單擊“參照”菜單，系統(tǒng)彈出“參照”對(duì)話框，在“參照”對(duì)話框的“剖面控制”文本框內(nèi)單擊選取“垂直于軌跡”，在“水平/垂直控制”文本框內(nèi)輸入“垂直于曲面”，在繪圖區(qū)單擊選取分度圓上的投影曲線作為掃描混合的掃引線；</p><p>　?、谠凇皰呙杌旌稀碧卣鞫x操控面板上單擊 “剖面”菜單，系統(tǒng)彈出 “剖面”定義對(duì)話框，在第一項(xiàng)下拉菜單中選取“所選截面”，如圖23所示；在繪圖區(qū)單擊選取

66、如圖24所示的截面作為第一個(gè)掃描混合截面；在如圖23所示的“剖面”定義對(duì)話框內(nèi)單擊“插入”，在“剖面”列表框內(nèi)顯示“剖面 2”，在繪圖區(qū)單擊選取另一個(gè)截面；</p><p>　　圖23 “剖面”定義對(duì)話框 圖24 選取第一截面</p><p>　　注意兩個(gè)截面上掃描混合起始點(diǎn)的一致性，修改起始點(diǎn)的方法為，在如圖23所示的“剖面”對(duì)話框內(nèi)單擊“細(xì)節(jié)”，系統(tǒng)

67、彈出如圖“鏈”對(duì)話框；在“選項(xiàng)”選項(xiàng)卡內(nèi)單擊選取“終點(diǎn)”文本框，然后在繪圖區(qū)單擊選取起始點(diǎn)；</p><p>　?、墼凇皰呙杌旌稀碧卣鞫x操控面板內(nèi)單擊按鈕，完成第一個(gè)輪齒的創(chuàng)建，完成后的特征如圖25所示；</p><p>　　④在模型樹(shù)中單擊剛剛創(chuàng)建的第一個(gè)輪齒特征，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，或者依次在主菜單上單擊 “編輯”/“陣列”，系統(tǒng)彈出“陣列”定義操控面板， 在“陣列”特征定義面板內(nèi)單

68、擊“軸”陣列，在繪圖區(qū)單擊選取齒根圓的中心軸作為陣列參照，輸入陣列個(gè)數(shù)為“ 28”，偏移角度為“ 360/28”度，在“陣列”定義操控面板單擊按鈕，完成陣列特征的創(chuàng)建，如圖26所示；</p><p>　?、輰㈥嚵袇?shù)添加到“關(guān)系”對(duì)話框。在模型樹(shù)中右鍵單擊陣列特征，在彈出的快捷菜單中單擊“編輯”；在主菜單上單擊 “工具”/“關(guān)系”，系統(tǒng)彈出“關(guān)系”對(duì)話框。此時(shí)系統(tǒng)顯示陣列參數(shù)尺寸代號(hào)。單擊該尺寸代號(hào)，尺寸代號(hào)將自

69、動(dòng)顯示在“關(guān)系”對(duì)話框中，輸入的關(guān)系式為：</p><p><b>　　d58=360/z</b></p><p><b>　　p61=z</b></p><p>　　在“關(guān)系”對(duì)話框內(nèi)單擊“確定”完成添加關(guān)系式；</p><p>　?、拊诠ぞ邫谏蠁螕糁厣粹o，或者依次在主菜單上單擊 “編輯”/“再

70、生”，在形成的齒輪端面上畫(huà)草圖，以拉伸去除材料形成軸孔，同樣的方法拉伸出鍵槽，在端面與軸孔相交處倒45角，齒輪最終輪廓如圖27所示。</p><p>　　圖25 創(chuàng)建完成地一個(gè)輪齒 圖26 陣列形成輪齒 圖27 齒輪最終輪廓</p><p>　　3.2 軸的三維模型建造方法</p><p>　　3.2.1 軸的設(shè)計(jì)思路</p>

71、<p>　　軸的尺寸經(jīng)過(guò)計(jì)算和校核確定后，其建模過(guò)程相對(duì)來(lái)說(shuō)要簡(jiǎn)單。在Pro/E草圖模式中先畫(huà)出其半縱剖面大致形狀，然后利用尺寸驅(qū)動(dòng)的方法確定各段軸向尺寸和直徑，旋轉(zhuǎn)形成軸的模型后經(jīng)倒角等以形成軸的基本模型，最后拉伸去除材料形成鍵槽，即完成軸的三維模型建造。</p><p>　　3.2.2 軸的建模過(guò)程</p><p>　　下面以該減速器中軸Ⅱ?yàn)槔?，介紹軸的建模過(guò)程。</p

72、><p>　　①繪制草圖：草圖繪制方法在齒輪建造過(guò)程中已詳述，不再贅述。軸Ⅱ的二維草圖如前圖3所示；</p><p>　?、谛D(zhuǎn)形成實(shí)體：打開(kāi)旋轉(zhuǎn)選項(xiàng)卡，選擇旋轉(zhuǎn)成實(shí)體，旋轉(zhuǎn)軸選擇草圖中已畫(huà)好的虛線軸，旋轉(zhuǎn)角度按默認(rèn)值360°，單擊確定按鈕即可完成；</p><p>　?、鄣菇牵旱菇前ㄝS肩過(guò)渡處倒圓角和軸兩端倒45度角兩部分，完成倒角后的模型如圖28所示；&

73、lt;/p><p><b>　　圖28 軸Ⅱ結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　④創(chuàng)建鍵槽：創(chuàng)建鍵槽前需要先建立新的草繪平面，單擊創(chuàng)建平面按鈕，彈出“基準(zhǔn)平面”對(duì)話框，選擇FRONT面作為參照，偏移距離為22，單擊確定按鈕，即可完成平面DTM1的創(chuàng)建。在平面DTM1上草繪鍵槽的二維草圖如圖29所示，用拉伸除料創(chuàng)建鍵槽，同樣方法建立另一鍵槽；</p><

74、p>　　圖29 鍵槽二維草圖</p><p>　　軸的最終三維模型如圖30所示。</p><p><b>　　(a) 軸Ⅰ結(jié)構(gòu)圖</b></p><p>　　(b) 軸Ⅱ結(jié)構(gòu)圖 (c) 軸Ⅲ結(jié)構(gòu)圖</p><p>　　圖30 軸Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的三維模型結(jié)構(gòu)圖<

75、/p><p>　　3.3 箱體及其他零部件模型建造</p><p>　　箱體及其他零部件的模型建造需要綜合運(yùn)用Pro/E中三維建模的拉伸增料、拉伸除料、筋特征、倒圓角、孔工具、陣列等方法，在各尺寸計(jì)算正確無(wú)誤的情況下其建模過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單，這里只給出其最終模型結(jié)構(gòu)圖，如圖31-33所示，其建模過(guò)程不在贅述。</p><p>　　(a)上箱體模型

76、 (b)下箱體模型</p><p>　　圖31 上下箱體模型</p><p>　　圖32 軸承30311模型 圖33 通孔端蓋模型</p><p>　　其他標(biāo)準(zhǔn)件如螺栓（含螺母）、螺釘、銷(xiāo)、鍵等通過(guò)Pro/E標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)查找添加，這里只給出其模型圖，如圖34所示。</p><p>　　(a) 鍵

77、 (b) 銷(xiāo) (c) 螺母</p><p>　　(d) 螺栓 (e) 螺釘</p><p>　　圖34 其他標(biāo)準(zhǔn)件模型</p><p><b>　　4 減速器裝配過(guò)程</b></p><p&

78、gt;　　減速器的裝配過(guò)程用于將前面已經(jīng)建立好的各零部件模型組裝在一起，為后面的運(yùn)動(dòng)仿真及分析做基礎(chǔ)。其大致過(guò)程如下所示：</p><p>　　（1）選擇“新建”，選中類(lèi)型中的“組件”，子類(lèi)型按默認(rèn)“設(shè)計(jì)”，在名稱(chēng)一欄輸入“zhuangpei1”，取消“使用缺省模板”復(fù)選框，單擊確定按鈕，選中“mns_asm_design”作為裝配模板；</p><p>　　（2）選擇“插入”/“元件”/

79、“裝配”，或直接單擊右側(cè)插入元件按鈕，即可依次選擇要裝配的各元件；</p><p>　?。?）選擇要插入的元件，單擊打開(kāi)，系統(tǒng)彈出放置對(duì)話框，按默認(rèn)“用戶(hù)定義”、“自動(dòng)”放置第一個(gè)零件，單擊確定按鈕即可；</p><p>　?。?）選擇需要裝配的其他零件，在彈出的對(duì)話框中選擇“用戶(hù)定義”和合適的裝配方式，單擊放置按鈕，依次選擇兩零件上將配合的部分，即可將其裝配一起，重復(fù)上述步驟，直到完全約

80、束即可單擊確定按鈕，完成兩個(gè)零件的裝配。</p><p>　　（5）重復(fù)上述步驟，依次裝配好各個(gè)單元，如圖35(a)、(b)、(c)所示；</p><p>　　（6）將三軸依次裝配到下箱體上，其中先打開(kāi)下箱體零件，以缺省模式放置箱體，即后面添加的零件以下箱體為參照，然后添加軸Ⅰ，以銷(xiāo)釘定義，選取箱體上小軸承孔軸線和軸Ⅰ的軸線，則其軸線自動(dòng)對(duì)齊。單擊放置，在平移選項(xiàng)中選取兩個(gè)配合較近的面，以

81、偏距來(lái)確定其正確位置；在連接定義對(duì)話框單擊確定，即裝配好Ⅰ軸，同樣方法來(lái)裝配Ⅱ軸、Ⅲ軸，最后裝配圖如圖35(d)所示；</p><p>　?。?）將上箱體，軸承端蓋、螺栓、螺母等零部件按照類(lèi)似方法裝配，最終完成后的裝配圖如圖35(e)所示；</p><p><b>　　(a) 軸Ⅰ裝配圖</b></p><p>　　(b) 軸Ⅱ裝配圖

82、 (c) 軸Ⅲ裝配圖</p><p>　　(d) 三軸裝配完成后的模型 (e) 減速器總裝配圖</p><p>　　圖35 減速器各部件裝配過(guò)程</p><p>　　5 Pro/E環(huán)境中的運(yùn)動(dòng)仿真及結(jié)果分析</p><p>　　機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析可以完成各種機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真，在運(yùn)動(dòng)

83、分析中，可以在不考慮模型系統(tǒng)的作用力情況下分析機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，并測(cè)量主體位置、速度和加速度的改變，檢查元件之間的關(guān)系等，這里介紹使用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析模擬機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的基本過(guò)程，由于組件模型建立已經(jīng)在裝配中完成，剩余過(guò)程主要包括連接設(shè)置、伺服電動(dòng)機(jī)定義、建立運(yùn)動(dòng)特性測(cè)量、定義并執(zhí)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析及查看運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果等。</p><p>　?。?）連接設(shè)置：完成組件裝配后，接下來(lái)是進(jìn)入機(jī)構(gòu)（Mechanism）環(huán)境進(jìn)行連接設(shè)置，主要是對(duì)

84、兩對(duì)齒輪副連接位置的設(shè)定，定義標(biāo)準(zhǔn)齒輪副過(guò)程如下：</p><p>　　選擇“插入”/“出輪副”命令，或單擊按鈕彈出“齒輪副定義”對(duì)話框，在“名稱(chēng)”欄輸入名稱(chēng)或接受內(nèi)定名稱(chēng)，在“類(lèi)型”列表中選取默認(rèn)的“標(biāo)準(zhǔn)”類(lèi)型齒輪副，在“齒輪1”欄中單擊選取按鈕選取一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸Ⅰ，在“節(jié)圓”欄中輸入節(jié)圓直徑值49.93，單擊“齒輪2”按鈕以同樣的方法來(lái)定義齒輪2，在“屬性”欄中會(huì)自動(dòng)顯示齒輪比值，單擊確定按鈕完成齒輪副1的定義；

85、</p><p>　　以同樣的方法可完成齒輪副2的定義，完成后的模型圖中顯示定義的齒輪副，如圖36所示；</p><p>　　（2）伺服電動(dòng)機(jī)定義：伺服電機(jī)是動(dòng)力學(xué)分析的動(dòng)力源，伺服電機(jī)可以為連接接頭設(shè)定各種位置、速度和加速度，使機(jī)構(gòu)以特定方式運(yùn)轉(zhuǎn)，伺服電機(jī)施加位置、速度和加速度的方式是以時(shí)間函數(shù)的形式表達(dá)的，通過(guò)定義時(shí)間函數(shù)，如常數(shù)、線性函數(shù)、自定義函數(shù)等，可以得出每一時(shí)間各個(gè)主體的位置

86、（輪廓）。</p><p>　　圖36 完成齒輪副定義的模型</p><p>　　建立伺服電機(jī)的操作如下：</p><p>　　選擇“插入”/“伺服電動(dòng)機(jī)”命令，彈出“伺服電動(dòng)機(jī)定義”對(duì)話框，在“名稱(chēng)”欄輸入伺服電動(dòng)機(jī)的名稱(chēng)，在“類(lèi)型”欄選伺服電動(dòng)機(jī)的類(lèi)型“運(yùn)動(dòng)軸”，運(yùn)動(dòng)軸伺服電動(dòng)機(jī)用于建立某一方向上的明確定義的運(yùn)動(dòng)。確定類(lèi)型后，在“輪廓”欄定義運(yùn)動(dòng)的類(lèi)型，在規(guī)范下

87、拉列表選擇速度，模下拉列表選擇常數(shù)，定義轉(zhuǎn)速值360，完成后單擊確定按鈕退出伺服電動(dòng)機(jī)定義；</p><p>　?。?）建立運(yùn)動(dòng)特性測(cè)量：建立運(yùn)動(dòng)結(jié)果測(cè)量可以將機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析得到的結(jié)果使用圖表的形式獲取每一時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù)，使使用者可以準(zhǔn)確的捕獲用來(lái)改進(jìn)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的信息，以完成機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。建立結(jié)果測(cè)量的步驟如下：</p><p>　　選擇“分析”/“測(cè)量”命令，彈出“測(cè)量結(jié)果”對(duì)話框，單擊“新

88、建測(cè)量”按鈕彈出“測(cè)量定義”對(duì)話框，在“名稱(chēng)”欄輸入測(cè)量名稱(chēng)或接受內(nèi)定名稱(chēng)，在“類(lèi)型”欄下拉列表選擇測(cè)量結(jié)果的類(lèi)型為“速度”，在“點(diǎn)或運(yùn)動(dòng)軸”欄單擊按鈕，并在組件中選擇要定義測(cè)量的點(diǎn)或運(yùn)動(dòng)軸，重復(fù)操作，依次選取三軸，在“評(píng)估方法”欄選擇每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)度，單擊確定按鈕額完成測(cè)量定義；</p><p>　?。?）定義并執(zhí)行運(yùn)動(dòng)學(xué)分析：通過(guò)設(shè)置機(jī)構(gòu)建模圖元定義機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)方式之后，建立一個(gè)運(yùn)動(dòng)分析計(jì)算機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中主體的各

89、種運(yùn)動(dòng)特性。使用機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析模塊可以建立位置分析和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析。定義運(yùn)動(dòng)分析的操作過(guò)程如下：</p><p>　　選擇“分析”/“機(jī)構(gòu)分析”命令，單擊按鈕彈出“分析定義”對(duì)話框，在名稱(chēng)欄輸入分析的名稱(chēng)或接受內(nèi)定名稱(chēng)，在“類(lèi)型”欄下拉列表中選擇分析類(lèi)型“運(yùn)動(dòng)學(xué)”，在“優(yōu)先選項(xiàng)”欄完成優(yōu)先選項(xiàng)設(shè)置，在“電動(dòng)機(jī)”欄中選擇使用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，單擊“運(yùn)行”按鈕執(zhí)行運(yùn)動(dòng)分析，完成后單擊確定按鈕。</p><p

90、>　?。?）查看運(yùn)動(dòng)分析結(jié)果：Mechanism的結(jié)果查看主要是通過(guò)結(jié)果回放和使用圖形顯示測(cè)量結(jié)果的方式完成的。分析后在“測(cè)量結(jié)果”對(duì)話框顯示的結(jié)果集，在結(jié)果集列表選擇一個(gè)結(jié)果集，結(jié)果測(cè)量列表將顯示最后時(shí)間的測(cè)量值，單擊按鈕可以使用圖形窗口顯示測(cè)量結(jié)果，要同時(shí)顯示多個(gè)測(cè)量結(jié)果，可以在測(cè)量列表按Ctrl鍵連續(xù)選取多個(gè)結(jié)果測(cè)量，單擊可在同一窗口顯示多個(gè)測(cè)量結(jié)果。如果要在同一窗口分別繪制圖形，則勾選“分別繪制測(cè)量圖形”復(fù)選框顯示測(cè)量結(jié)果

91、的圖形，結(jié)果如圖37所示。</p><p>　　圖37 分別繪制測(cè)量結(jié)果</p><p>　?。?）理論分析：前述減速器設(shè)計(jì)過(guò)程已確定該減速器第Ⅰ級(jí)理論傳動(dòng)比為i0=5.20，第Ⅱ級(jí)理論傳動(dòng)比為i1=3.33。仿真過(guò)程定義輸入軸轉(zhuǎn)速n1=360deg/sec，則經(jīng)過(guò)理論計(jì)算如式（1）、（2）可得：</p><p><b>　　中間軸轉(zhuǎn)速：</b>

92、;</p><p><b>　　式（1）</b></p><p><b>　　輸出軸的轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　式（2） </b></p><p>　　仿真所測(cè)結(jié)果為：中間軸轉(zhuǎn)速69.1179 deg/sec，輸出軸轉(zhuǎn)速為20.5874 deg/sec。Ⅱ、Ⅲ

93、軸轉(zhuǎn)速偏差計(jì)算由式（3）、（4）可得：</p><p><b>　　式（3）</b></p><p><b>　　式（4）</b></p><p>　　結(jié)果對(duì)照如下表6所示： </p><p>　　表6 轉(zhuǎn)速理論值與仿真值對(duì)照</p><p>　　工程應(yīng)用中一般認(rèn)為，凡偏差量

94、小于或等于5%時(shí)即可認(rèn)為設(shè)計(jì)滿足要求。</p><p>　　由表6可見(jiàn)仿真所得數(shù)據(jù)與理論計(jì)算數(shù)據(jù)基本相吻合，但仍存在一定差距，但此偏差遠(yuǎn)小于5%，造成差距原因主要是文中的理論值只記錄到小數(shù)點(diǎn)后兩位，而軟件中的自動(dòng)計(jì)算精度較高，因此會(huì)存在一定誤差，可以認(rèn)為在誤差允許范圍內(nèi)，該機(jī)構(gòu)滿足傳動(dòng)特性要求。</p><p><b>　　6 結(jié)論</b></p>&l

95、t;p>　　文中應(yīng)用三維造型設(shè)計(jì)軟件Pro/E建立了斜齒圓柱齒輪的三維模型，并對(duì)其進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真分析，給定輸入軸轉(zhuǎn)速，得到減速器其他各軸輸出轉(zhuǎn)速，將所得結(jié)果與理論計(jì)算值相比較基本相符，并說(shuō)明了存在誤差的原因，由此說(shuō)明仿真模型的正確性和該設(shè)計(jì)的可行性。為減速器的優(yōu)化設(shè)計(jì)等相關(guān)分析提供一定的分析基礎(chǔ)。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　本

96、論文是指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和幫助下完成的，從軟件的學(xué)習(xí)、結(jié)構(gòu)分析、零件的設(shè)計(jì)及裝配過(guò)程中問(wèn)題的解決到最后動(dòng)畫(huà)制作成功后的審閱修正，指導(dǎo)老師都給予了殷切指導(dǎo)和關(guān)注，并提出許多中肯的建議，使論文和動(dòng)畫(huà)演示得以最終完善。指導(dǎo)老師學(xué)識(shí)淵博，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，開(kāi)拓進(jìn)取、責(zé)任心強(qiáng)，畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，我除了學(xué)到許多專(zhuān)業(yè)知識(shí)外，還從導(dǎo)師身上學(xué)到對(duì)工作高度負(fù)責(zé)的精神和對(duì)知識(shí)一絲不茍的態(tài)度。所有這些都將使我受益終生。在此，我要衷心感謝我的指導(dǎo)老師，感謝他們?cè)谥笇?dǎo)我做畢業(yè)

97、設(shè)計(jì)期間對(duì)我們無(wú)私的關(guān)懷和耐心細(xì)致的指導(dǎo)，同時(shí)，也衷心的感謝在畢業(yè)設(shè)計(jì)期間關(guān)心、支持、幫助過(guò)我的全體同學(xué)！并向他們致以崇高的敬意！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 龔溎義等.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（第二版）[M].高等教育出版社,1989</p><p>　　[2] 王蘭美等.機(jī)械制圖[M].高等教育出

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