畢業(yè)論文---二級減速器數(shù)字化建模設(shè)計

1、<p>　　三維CAD課程設(shè)計說明書</p><p>　　題 目： 二級減速器數(shù)字化建模設(shè)計 </p><p>　　院（部）： </p><p>　　專業(yè)： 班級： </p>&l

2、t;p>　　學(xué)生姓名： </p><p>　　指導(dǎo)教師： </p><p>　　完成日期： </p><p><b>　　目 錄</b&

3、gt;</p><p>　　前言 ......................................... </p><p>　　零部件的造型.................... </p><p>　　工程圖................................... </p><p>　　虛擬裝配

4、..................................... </p><p>　　小結(jié) .......................................... </p><p>　　參考文獻(xiàn)....................................... </p><p><b>　　第1章　前 言</b

5、></p><p><b>　　1.1 引言</b></p><p>　　21世紀(jì)人類面臨著實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會可持續(xù)發(fā)展的諸多重大挑戰(zhàn)，制造業(yè)作為我國的支柱產(chǎn)業(yè)，在整個國民經(jīng)濟(jì)中占有舉足輕重的地位，它是我國比較優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)，是勞動密集及智力密集型產(chǎn)業(yè)。而制造業(yè)的主體和基礎(chǔ)是機(jī)床行業(yè)；2002年中國機(jī)床一躍成為世界最大的消費(fèi)國和全球最大的機(jī)床進(jìn)口國。同時加入WTO以后，

6、全球經(jīng)濟(jì)貿(mào)易的一體化，這對我國制造業(yè)的要求不斷提高，各種技術(shù)壁壘已經(jīng)阻礙了我國機(jī)床行業(yè)走向國際化。如何刷新今天的被動局面，積極的應(yīng)對挑戰(zhàn)、抓住機(jī)遇、贏得發(fā)展的契機(jī)，成為機(jī)床行業(yè)普遍面臨的問題。在國外，機(jī)床改造已有較長的歷史，在美國已有50多年的歷史。由于各國的政治、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)技術(shù)的差異，機(jī)床的種類、性能、結(jié)構(gòu)的繁雜多樣，使機(jī)床的改造內(nèi)涵更加豐富多彩，出現(xiàn)了機(jī)床的翻修、改進(jìn)、改裝、改造、再生、再造。機(jī)床改造在汽車、機(jī)床、內(nèi)燃機(jī)、航空等行業(yè)

7、廣泛應(yīng)用，并批量投入生產(chǎn)。設(shè)計課題涉及到課題的分析、資料的查詢、資料摘錄，整理收集的資料。然后深入鹽城市機(jī)床廠生產(chǎn)一線向使用者、設(shè)計者學(xué)習(xí)，從而了解所設(shè)計的產(chǎn)品的成本、生產(chǎn)效率、特殊用途、設(shè)計理念、以及產(chǎn)品的市場競爭力。具體的了解機(jī)床的外形、主軸箱的大致結(jié)構(gòu)，并記錄了如何</p><p>　　1.1.1減速器的功能</p><p>　　單體高性能輔助發(fā)動機(jī)是一種將超高速飛輪、電動／發(fā)電機(jī)從

8、物理功能與結(jié)構(gòu)上合為一體的機(jī)電磁一體化裝置,減速機(jī)是一種動力傳達(dá)機(jī)構(gòu)，利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器，將馬達(dá)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速到所要的回轉(zhuǎn)數(shù)，并得到較大轉(zhuǎn)矩的機(jī)構(gòu)。在目前用于傳遞動力與運(yùn)動的機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。幾乎在各式機(jī)械的傳動系統(tǒng)中都可以見到它的蹤跡，從交通工具的船舶、汽車、機(jī)車，建筑用的重型機(jī)具，機(jī)械工業(yè)所用的加工機(jī)具及自動化生產(chǎn)設(shè)備，到日常生活中常見的家電，鐘表等等.其應(yīng)用從大動力的傳輸工作，到小負(fù)荷，精確的角度傳輸都可以見到減速

9、機(jī)的應(yīng)用，且在工業(yè)應(yīng)用上，減速機(jī)具有減速及增加轉(zhuǎn)矩功能。因此廣泛應(yīng)用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備。減速機(jī)的作用主要有：</p><p>　　1）降速同時提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機(jī)輸出乘減速比，但要注意不能超出減速機(jī)額定扭矩。</p><p>　　2）速同時降低了負(fù)載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。大家可以看一下一般電機(jī)都有一個慣量數(shù)值。</p><p>　　1.1

10、.2 減速器的基本設(shè)計思路</p><p>　　目前在混合動力電動汽車上采用的輔助能源、動力裝置是分立的，如下圖1.1是幾種混合動力電動汽車的動力能源系統(tǒng)，圖中的三種結(jié)構(gòu)均將混合動力電動汽車的能源明顯劃分為熱機(jī)能和電能，由此產(chǎn)生了繁冗的機(jī)械、電氣連接，使得整個系統(tǒng)結(jié)構(gòu)臃腫，外部控制繁雜，最終導(dǎo)致不能發(fā)揮各功能器件的最大效率。本課題設(shè)計思路是將混合動力汽車的動力部分從功能上分為主、輔動力系統(tǒng)，……。</p&g

11、t;<p>　　圖1.1 氣相色譜裝置框圖</p><p>　　1—流動相；2—樣品；3—色譜柱與固定相；4—檢測器</p><p><b>　　1.3任務(wù)分配</b></p><p>　　第一天：布置設(shè)計任務(wù)，查閱資料，擬定方案，零部件造型設(shè)計；</p><p>　　第二天：零部件造型設(shè)計；</p

12、><p>　　第三天：工程圖生成；</p><p>　　第四天：虛擬裝配、撰寫說明書；</p><p>　　第五天：檢查、答辯。（每人上交說明書和工程圖打印稿，以及完整設(shè)計電子資料方可參加答辯）</p><p>　　第二章：零部件的造型</p><p><b>　　引言</b></p>

13、<p>　　由于本課題屬于一種創(chuàng)新設(shè)計，所設(shè)計的單體車用輔助發(fā)動機(jī)是一種機(jī)電磁一體化產(chǎn)品，其特定的功能要求決定了課題中電動／發(fā)電機(jī)設(shè)計的特殊性，經(jīng)綜合對比分析，最終采用盤式永磁同步電動／發(fā)電機(jī)。由于該電動／發(fā)電機(jī)屬特種電動／發(fā)電機(jī)范疇，目前國內(nèi)外尚無完整成熟的相關(guān)資料可參考，因此本章有關(guān)盤式永磁同步電動／發(fā)電機(jī)的設(shè)計計算是探索性的、初步的，具體主要進(jìn)行了如下幾方面的分析計算設(shè)計：</p><p>　?。?/p>

14、1）電動／發(fā)電機(jī)選擇分析；</p><p>　?。?）電動／發(fā)電機(jī)初步結(jié)構(gòu)確定；</p><p>　?。?）電機(jī)永磁材料及轉(zhuǎn)子鐵心的結(jié)構(gòu)確定；</p><p>　?。?）電動／發(fā)電機(jī)的電磁計算。</p><p><b>　　零件的選擇與分析</b></p><p>　　單體輔助發(fā)動機(jī)中，電能與機(jī)械

15、能之間的轉(zhuǎn)換是以電機(jī)及其控制為核心來實現(xiàn)的。裝置中的電機(jī)屬高速電機(jī)，應(yīng)兼有高速率電動機(jī)和發(fā)電機(jī)的特性，通常要求盡可能同時具有以下特點：</p><p><b>　　……</b></p><p><b>　　基本參數(shù)的確定</b></p><p>　　為提高整個裝置的質(zhì)量能量密度（em，Wh／kg），在本課題中必須采用高性能

16、永磁材料，通過對比分析，最終確定使用稀土素型Nb２Fe１４B作為電機(jī)的磁極材料，具體使用了牌號為NTP－33H的釹鐵硼永磁材料，其性能參數(shù)如下：</p><p><b>　　工作溫度：90℃；</b></p><p>　　永磁體剩磁密度：Br２０＝1.15Ｔ；　</p><p>　　工作溫度時剩磁密度： </p><p>

17、;<b>　　（2.1）</b></p><p>　　式中：，1%（Ｂr的不可逆去磁損失率）；</p><p>　　永磁體計算矯頑力：Hc２０＝875kＡ／m；</p><p>　　工作溫度時計算矯頑力：</p><p><b>　　（2.2）</b></p><p><

18、;b>　　……</b></p><p><b>　　計算分析</b></p><p>　　1、極數(shù)和極弧系數(shù)αp</p><p>　　對于一定的極弧系數(shù)，采用較少的極數(shù)使極間距離增加，漏磁顯著減少。但是極數(shù)太少勢必會對電動機(jī)的效率帶來不利的影響，因盤式永磁電動機(jī)一般采用波繞組，其支路數(shù)與極數(shù)無關(guān)，對于一定的電樞導(dǎo)體數(shù)，極數(shù)少的

19、電動機(jī)其端接部分較長，致使用銅量增加，電樞繞組銅損耗增加和效率降低，所以盤式永磁同步電動機(jī)盡管漏磁很大，但為了有較高的效率，仍然采用較多的極數(shù)，一般為6～12極。減少極弧系數(shù)有利于減少漏磁，但會引起每極磁通量降低，而磁通的降低又會導(dǎo)致匝數(shù)加大和氣隙增大，一般情況下選取0.8左右為最佳。</p><p><b>　　2、磁極尺寸的確定</b></p><p>　　在電樞

20、內(nèi)、外徑確定之后，磁極的內(nèi)、外徑隨即確定，關(guān)鍵問題是如何選擇永磁體的厚度。通過近似分析可以得出在理想情況下，永磁體最經(jīng)濟(jì)的尺寸是永磁體厚度近似等于氣隙長度，但這時氣隙磁密Bδ≈Br／2，如果永磁體的剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度不是很高，對于電機(jī)設(shè)計并不有利。為了提高氣隙磁密，不得不增加永磁體厚度。</p><p><b>　　……</b></p><p>　　表2.1給出了不同……

21、</p><p>　　表2.1 柱溫與樣品沸點的關(guān)系</p><p><b>　　箱體造型</b></p><p>　　1.啟動UG,新建一個文件“xiangti.prt”,單位毫米，進(jìn)入建模模塊，設(shè)置好適合個人操作的工作環(huán)境。</p><p>　　2.選擇『插入』/『草圖』命令,系統(tǒng)彈出智能動態(tài)創(chuàng)建草圖工具條,提示用

22、戶指定一個平面作為草圖平面繪制如圖所示的草圖。</p><p>　　3.選擇[文件]/[完成草圖]命令,退出草圖編輯狀態(tài)。</p><p>　　4.選擇[插入]/[設(shè)計特征]/[拉伸]命令,選取前面創(chuàng)建的草圖,如圖所示設(shè)置參數(shù),單擊[確定]按鈕,生成相應(yīng)拉伸實體。</p><p>　　5.選擇[插入]/[草圖]命令,選取YC-XC平面，單擊對號按鈕，進(jìn)入草圖模式。如

23、圖：</p><p>　　6.選擇[文件]/[完成草圖]命令,退出草圖編輯狀態(tài);</p><p>　　7．選擇[插入]/[設(shè)計特征]/[修剪體]命令,生成如圖:</p><p>　　8.加肋板,打連接螺栓孔和拉伸游標(biāo)凸臺</p><p>　　9.挖空腔體然后分別將文件復(fù)制，然后分別切去箱蓋和箱底得到</p><p>&

24、lt;b>　　齒輪造型</b></p><p>　　1.打開UG,通過設(shè)置參數(shù)來確定各齒輪的規(guī)格</p><p><b>　　下圖為大的斜齒輪</b></p><p><b>　　下圖為大直齒輪：</b></p><p><b>　　軸的造型</b></

25、p><p>　　軸的設(shè)計是通過[回轉(zhuǎn)]命令來實現(xiàn)的</p><p><b>　　草圖如下:</b></p><p><b>　　回轉(zhuǎn)后得到的圖如</b></p><p>　　其他軸的實體圖如下：</p><p><b>　　軸三:</b></p>

26、<p><b>　　第三章：工程圖</b></p><p><b>　　引言</b></p><p>　　NX 產(chǎn)品開發(fā)解決方案完全支持制造商所需的各種工具，可用于管理過程并與擴(kuò)展的企業(yè)共享產(chǎn)品信息。 NX 與 UGS PLM 的其他解決方案的完整套件無縫結(jié)合。這些對于 CAD 、 CAM 和 CAE 在可控環(huán)境下的協(xié)同、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管

27、理、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、數(shù)字化實體模型和可視化都是一個補(bǔ)充。</p><p><b>　　工程圖的導(dǎo)出</b></p><p>　　工程圖的導(dǎo)出是通過[起始][制圖]命令來實現(xiàn)的</p><p><b>　　1：軸的導(dǎo)出</b></p><p>　　進(jìn)入軸的模型圖中，在工具欄點擊右鍵打開應(yīng)用</p>

28、;<p>　　然后選擇制圖 即可進(jìn)入工程圖生成模塊</p><p><b>　　主視圖</b></p><p><b>　　局部剖視圖</b></p><p><b>　　完整的工程圖</b></p><p>　　2.箱蓋工程圖的導(dǎo)出</p><

29、;p><b>　　箱蓋主視圖</b></p><p><b>　　箱蓋仰視圖</b></p><p><b>　　箱蓋左視圖</b></p><p><b>　　整體</b></p><p><b>　　第4章　虛擬裝配</b>

30、</p><p><b>　　4.1　引言</b></p><p>　　NX 允許制造商以數(shù)字化的方式仿真、確認(rèn)和優(yōu)化產(chǎn)品及其開發(fā)過程。通過在開發(fā)周期中較早地運(yùn)用數(shù)字化仿真性能，制造商可以改善產(chǎn)品質(zhì)量，同時減少或消除對于物理樣機(jī)的昂貴耗時的設(shè)計、構(gòu)建，以及對變更周期的依賴。</p><p>　　4.2　總體裝配方案</p><

31、;p>　　我們根據(jù)減速器的結(jié)構(gòu)和各零件之間的連接方式，制定了應(yīng)用三種裝配方式相結(jié)合的裝配方案：</p><p><b>　　1．自底向上</b></p><p>　　自底向上的裝配就是首先創(chuàng)建各零部件模型，再把各零部件組合成子裝配，最后生成裝配部件的裝配部件的裝配方法。</p><p><b>　　2．自頂向下</b>

32、;</p><p>　　自頂向下裝配就是指首先設(shè)計完成裝配體，并再裝配中創(chuàng)建零部件模型，然后再拆成子裝配體和單個可以直接用于加工的零件模型。</p><p><b>　　混合裝配</b></p><p>　　混合裝配就是將自底向上和自頂向下結(jié)合起來的裝配方法。</p><p>　　4.3 裝配過程說明</p&g

33、t;<p>　　打開UG程序并新建一個文件，執(zhí)行[裝配]命令,程序?qū)棾鲅b配的命令框,如下圖</p><p><b>　　然后添加部件</b></p><p><b>　　第五章：小節(jié)</b></p><p>　　單體輔助發(fā)動機(jī)是一種新型混合動力汽車的輔助能源裝置，它能在不降低車輛性能的前提下起到平衡主發(fā)動

34、機(jī)的功率輸出、充分利用車輛的閑余能源從而達(dá)到節(jié)能減廢降噪的目的，具有大儲能、高功率、無污染、高效率、適用廣、無噪聲、長壽命等優(yōu)點。</p><p>　　輔助發(fā)動機(jī)主要是由高速飛輪轉(zhuǎn)子、磁浮軸承系統(tǒng)、電動/發(fā)電機(jī)等組成，是一種典型的機(jī)電磁一體化產(chǎn)品，涉及到機(jī)械、材料、電工、熱工、計算機(jī)等多學(xué)科的交叉。本課題對飛輪電池儲能涉及的三大關(guān)鍵技術(shù)——飛輪轉(zhuǎn)子設(shè)計、永磁電機(jī)與磁浮軸承及其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了初步的理論分析與設(shè)計計算

35、，結(jié)論如下：</p><p>　?。?）該變速器是一種由密閉的箱體，相互嚙合的兩對齒輪，傳動軸及軸承等所組成的獨立部件，其特點是主動變位齒輪是臺階式的，一端部齒輪與從動變位齒輪聯(lián)接，另一端部與軸承、擋圈固定聯(lián)接，軸承的外套與軸承座聯(lián)接，軸承座與副殼體表面聯(lián)接固定。此減速器由于主、從齒輪采用變位齒輪，主動變位齒輪的另一端部增加軸承、軸承座，改變過去的懸臂狀態(tài)，加強(qiáng)齒輪的工作強(qiáng)度，提高了減速器的壽命。本傳動機(jī)構(gòu)的特點

36、是：減速器橫向尺寸較小，兩大吃論浸油深度可以大致相同。結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，軸向尺寸大，中間軸較長、剛度差，中間軸承潤滑較困難。</p><p>　　在原動機(jī)與工作機(jī)之間的一種減速裝置。為方便減速器的制造、裝配及使用 ，還在減速器上設(shè)置一系列附件，如檢查孔、透氣孔、油標(biāo)尺或油面指示器、吊鉤及起蓋螺釘?shù)取Ｔ谠瓌訖C(jī)于變速器間采用是機(jī)械設(shè)備中應(yīng)用較多的傳動裝置帶傳動，主要有主動輪、從動輪和傳動帶組成。工作時靠帶與帶輪間的摩擦或嚙

37、合實現(xiàn)主、從動輪間運(yùn)動和動力的傳遞,具有結(jié)構(gòu)簡單、傳動平穩(wěn)、價格低廉、緩沖吸振及過載打滑以保護(hù)其他零件的優(yōu)點。</p><p>　　經(jīng)過一周的機(jī)械三維CAD課程設(shè)計，使我學(xué)習(xí)并掌握了更多的UG的知識，通過這次實習(xí)我也能把上課所學(xué)到的理論知識聯(lián)系到實際的UG設(shè)計中去，從而更加鞏固了上課時學(xué)習(xí)的內(nèi)容和提高了UG設(shè)計的水平，了解了設(shè)計時需要的內(nèi)容和設(shè)計步驟，及其設(shè)計出的零件組成。</p><p>

38、;　　（2）這次實習(xí)使我能更加了解了UG的知識，使我鞏固理論知識，提高實際問題的思考分析能力，進(jìn)一步提高了我獨立解決問題的能力。也使我進(jìn)一步認(rèn)識二級圓柱齒輪減速器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，掌握各部分的計算和進(jìn)行正確的選擇；進(jìn)一步加強(qiáng)了我獨立工作能力的培養(yǎng)、鞏固專業(yè)知識、鍛煉了專業(yè)技能。</p><p>　　通過本次對雙速圓柱齒輪減速器的UG建模、裝配和UG工程圖的轉(zhuǎn)化，我們加深了UG的操作使用并從中學(xué)會了UG中的工程圖與Aut

39、o CAD等二維圖形的轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化后，我們必須用CAXA軟件對所做的工程圖進(jìn)行了編輯、標(biāo)注，所以這次課程設(shè)計不僅使我們對以前所學(xué)的Auto CAD和UG軟件的操作得到了鞏固和加強(qiáng)，而且還使我們掌握了一種新的軟件—CAXA軟件，這次的課程設(shè)計還使我們對以前學(xué)的機(jī)械制圖進(jìn)行了一次全面的復(fù)習(xí)。相信本周所學(xué)的也將會對以后的課程有很大的幫助，但我們不能忘記在課程設(shè)計中還存在很多問題，希望老師能提出。</p><p>　　在

40、這里我真誠感謝何麗紅老師和彭浩舸老師，感謝他們對我們制作的指導(dǎo)。</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)</p><p>　　李麗華 UG NX6.0入門與提高 北京：電子工業(yè)出版社</p><p>　　朱 理 機(jī)械原理 高等教育出版社</p><

41、p>　　徐錦康 機(jī)械設(shè)計 高等教育出版社</p><p>　　機(jī)械設(shè)計手冊編委會 機(jī)械設(shè)計手冊 機(jī)械工業(yè)出版社</p><p><b>　　致 謝</b></p><p>　　本課題是在何麗紅老師的精心指導(dǎo)和熱情關(guān)懷下完成的，在此謹(jǐn)向?qū)煴硎咀钪孕牡母?/p>

42、謝和最誠摯的敬意，謝謝指導(dǎo)老師老師的悉心教導(dǎo)和裝備制造系按排的實習(xí)，這次更加提高自我的知識和發(fā)現(xiàn)自身存在的不足，來使我們的知識能更豐富，能為國家做出自己的貢獻(xiàn)。</p><p>　　再有要感謝一起學(xué)習(xí)生活的同學(xué)們，與他們的一次次交流使我得以不斷進(jìn)步和提高。</p><p>　　我能夠?qū)Ｐ膶W(xué)習(xí)，順利完成學(xué)業(yè)，與我的父母的培養(yǎng)、鼓勵和支持是分不開的，在此向他們表示最誠摯的感謝！</p&g