1、 計算機輔助設(shè)計課程設(shè)計說明書題 目: 齒輪減速器造型設(shè)計 院(部: 應(yīng) 院 專業(yè): 機械設(shè)計制造及其自動化 班級: 0983 學(xué)號: 200913090331 學(xué)生姓名:指導(dǎo)教師: 何麗紅 譚加才 完成日期: 2011-12-19湖南工程學(xué)院課程設(shè)計任務(wù)書 設(shè)計題目:齒輪減速器造型設(shè)計院(部應(yīng)院專業(yè)機械設(shè)計班級0983 班指導(dǎo)老師何麗紅譚加才一、目的:學(xué)習(xí)機械產(chǎn)品CAD設(shè)計基本方法,鞏固課程知識,提高動手實踐能力,進一步提高運用計算機進行三維造型及裝配設(shè)計、工程圖繪制方面的能力,了解軟件間的數(shù)據(jù)傳遞交換等運用,掌握三維生CAD軟件應(yīng)用。二、基本任務(wù):結(jié)合各人已完成機械原理、機械設(shè)計等課程設(shè)計

2、成果,綜合應(yīng)用UG等CAD 軟件完成齒輪減速器三維實體造型及工程圖設(shè)計。三、設(shè)計內(nèi)容及要求1減速器零部件三維造型設(shè)計。建模必須依據(jù)本人機械設(shè)計課程設(shè)計所完成的減速器進行各零、部件的三維建模,要表達出零件的主要外形特征與內(nèi)特征,對于細部結(jié)構(gòu),也應(yīng)盡量完整的表達。2應(yīng)用工程圖模塊轉(zhuǎn)化生成符合國家標準二維工程圖。完成減速器裝配圖和一根軸的二維零件圖。裝配圖上應(yīng)標注外形尺寸、安裝尺寸、裝配尺寸以及技術(shù)特性數(shù)據(jù)和技術(shù)要求,并應(yīng)有完整的標題欄和明細表。零件工程圖上應(yīng)包括符合國標的所需的內(nèi)容,標注規(guī)范(如尺寸、公差、粗糙度、技術(shù)要求。3減速器虛擬裝配。將各零件按裝配關(guān)系進行正確定位,并生成爆炸圖。4撰寫課程

3、設(shè)計說明書。說明書應(yīng)格式規(guī)范,涵蓋整個設(shè)計內(nèi)容,包括總體方案的確定,典型零件造型的方法(要包含各主要特征的草圖,工程圖生成過程,虛擬裝配介紹,心得體會(或建議,切忌抄涉等,說明書的字數(shù)不少于3千字。四、進度安排: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;第二天:零部件造型設(shè)計;第三天:工程圖生成;第四天:虛擬裝配、撰寫說明書;第五天:檢查、答辯目錄第一章前言1.1引言 (21.2減速器的功能 (31.3減速器的工作原理 (3第二章減速器三維造型設(shè)計 (42.1箱蓋的設(shè)計 (42.2 箱體的設(shè)計 (202.3 大齒輪的設(shè)計 (362.4 齒輪軸的設(shè)計 (392.5 傳動軸的設(shè)計

4、(41第三章虛擬裝配 (433.1 裝配圖 (433.2 爆炸圖 (45第四章生成工程圖 (464.1 傳動軸 (464.2 總裝配圖 (47第五章總結(jié) (47第六章參考文獻 (481.1引言UG的開發(fā)始于1990年7月。如今大約十人正工作于核心功能之上。當前版本具有大約450,000行的C代碼。 UG是一個在二和三維空間無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上使用自適應(yīng)多重網(wǎng)格方法開發(fā)的一個靈活的數(shù)值求解偏微分方程的軟件工具。其設(shè)計思想足夠靈活地支持多種離散方案。因此軟件可對許多不同的應(yīng)用再利用。一個給定過程的有效模擬需要來自于應(yīng)用領(lǐng)域 (自然科學(xué)或工程、數(shù)學(xué)(分析和數(shù)值數(shù)學(xué) 及計算機科學(xué)的知識。一些非常成功的解偏微分

5、方程的技術(shù),特別是自適應(yīng)網(wǎng)格加密(adaptive mesh refinement和多重網(wǎng)格方法在過去的十年中已被數(shù)學(xué)家研究。計算機技術(shù)的巨大進展,特別是大型并行計算機的開發(fā)帶來了許多新的可能。然而,所有這些技術(shù)在復(fù)雜應(yīng)用中的使用并不是太容易。這是因為組合所有這些方法需要巨大的復(fù)雜性及交叉學(xué)科的知識。最終軟件的實現(xiàn)變得越來越復(fù)雜,以致于超出了一個人能夠管理的范圍。 UG的目標是用最新的數(shù)學(xué)技術(shù),即自適應(yīng)局部網(wǎng)格加密、多重網(wǎng)格和并行計算,為復(fù)雜應(yīng)用問題的求解提供一個靈活的可再使用的軟件基礎(chǔ)。一般結(jié)構(gòu)一個如UG這樣的大型軟件系統(tǒng)通常需要有不同層次抽象的描述。UG具有三個設(shè)計層次,即結(jié)構(gòu)設(shè)計(arc

6、hitectural design、子系統(tǒng)設(shè)計(subsystem design和組件設(shè)計(component design。至少在結(jié)構(gòu)和子系統(tǒng)層次上,UG是用模塊方法設(shè)計的并且信息隱藏原則被廣泛地使用。所有陳述的信息被分布于各子系統(tǒng)之間。UG是用C語言來實現(xiàn)的。圖1給出了詳細的結(jié)構(gòu)設(shè)計,其構(gòu)建模塊是動態(tài)分布式數(shù)據(jù)庫(DDD: Dynamic Distributed Data Library、UG內(nèi)核、問題類和應(yīng)用。圖1:UG結(jié)構(gòu)設(shè)計 DDD 編程模式提供了處理不規(guī)則數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和并行機上分布式對象的一種并行編程模式。它處理分布式對象的識別(創(chuàng)建、分布式對象間的通訊及分布式對象的動態(tài)轉(zhuǎn)移等基本任務(wù)

7、?？商峁┍竟ぞ叩囊粋€獨立的版本,移植性通過提供對Paragon NX、PARIX、T3D/T3E shared mem、MPI和PVM的接口來保證。 UG內(nèi)核程序 UG 內(nèi)核程序意欲與待求解的偏微分方程是無關(guān)的。它提供幾何和代數(shù)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及許多網(wǎng)格處理選項、數(shù)值算法、可視化技術(shù)和用戶界面。當然,每個程序設(shè)計抽象都基于某種基本假設(shè)。網(wǎng)格管理子系統(tǒng)當前被編寫得僅支持層次結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)本身可支持更一般松耦合網(wǎng)格層次。并行化基于具有極小重疊的數(shù)據(jù)劃分。 UG內(nèi)核程序具有如下特征: 靈活的區(qū)域描述界面。由于UG可生成/修改網(wǎng)格,它需要區(qū)域邊界的一個幾何描述。當前支持兩種格式,正在進行CAD界面的工作

8、。一種支持二和三維無結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的管理器,具有多種元類型,如三角形、四邊形、四面體、棱柱、棱椎和六面體。為重新啟動的完全網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及解的存儲和加載。局部、層次加密和粗化。在每個網(wǎng)格層提供一個相容且穩(wěn)定的三角形剖分。一個靈活的稀疏矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)允許相應(yīng)于網(wǎng)格的節(jié)點、邊、面和元的自由度。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上已實現(xiàn)了一和二級BLAS類過程及迭代方法。已經(jīng)實現(xiàn)了問題無關(guān)的和面向?qū)ο罂蚣艿膹V泛的數(shù)值算法。包括BDF(1, BDF(2時間步方案、(不精確 Newton方法、CG、CR、BiCGSTAB、乘法局部多重網(wǎng)格、不同類型的的網(wǎng)格轉(zhuǎn)移算子、 ILU、Gauss-Seidel、Jacobi和SOR光滑器。這些算法可用

9、于方程組及標量方程。它們可被任意地嵌套到簡單的腳本命令中,例如,BDF(2使用Newton法在每個時間步求解非線性問題,Newton法使用具有BiCGSTAB加速的多重網(wǎng)格,多重網(wǎng)格使用一個ILU光滑器和特殊的適合于跳躍系數(shù)的截斷網(wǎng)格轉(zhuǎn)移、粗層解法器使用一個ILU預(yù)條件的BiCGSTAB。腳本語言解釋程序和交互式圖形工具提供了程序運行時的簡單的可視化工具,進一步,例如,稀疏矩陣數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可用圖形給出,這對調(diào)試是非常有用的。UG的設(shè)備驅(qū)動程序支持X11和Apple Macintosh。還提供對AVS、TECPLOT和GRAPE的圖形輸出。此功能的數(shù)據(jù)并行實現(xiàn)基于DDD。問題類層次一個問題類使用UG

10、內(nèi)核程序來對一類特殊偏微分方程實現(xiàn)離散化、誤差估計子和最終的一個非標準解法器。只有當不能用任何已提供的工具來實現(xiàn)時才需要提供解法器。離散化可由一些工具支持,這些工具允許元素類型和維數(shù)與有限元和有限體積法代碼無關(guān)?；谧钚掳鎁G 內(nèi)核程序的問題類包括:標量對流擴散、非線性擴散、線彈性、彈塑性、不可壓縮、多孔滲流中密度驅(qū)動流和多相。所有這些問題類運行2D/3D且是并行的。1.2減速器的分類與作用:減速器基本分類1、減速器按用途可分為通用減速器和專用減速器兩大類,兩者的設(shè)計、制造和使用特點各不相同。其主要類型:齒輪減速器;蝸桿減速器;齒輪蝸桿減速器;行星齒輪減速器。2、一般的減速器有斜齒輪減速器(包

11、括平行軸斜齒輪減速器、蝸輪減速器、錐齒輪減速器等等、行星齒輪減速器、擺線針輪減速器、蝸輪蝸桿減速器、行星摩擦式機械無級變速機等等。1圓柱齒輪減速器單級、二級、二級以上二級。布置形式:展開式、分流式、同軸式。2圓錐齒輪減速器用于輸入軸和輸出軸位置成相交的場合。3蝸桿減速器主要用于傳動比i>10的場合,傳動比較大時結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點是效率低。目前廣泛應(yīng)用阿基米德蝸桿減速器。4齒輪蝸桿減速器若齒輪傳動在高速級,則結(jié)構(gòu)緊湊;減速器的作用:a降速同時提高輸出扭矩,扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比,但要注意不能超出減速機額定扭矩。b減速同時降低了負載的慣量,慣量的減少為減速比的平方。1.3減速器的工作原

12、理a、減速機一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設(shè)備,把電動機.內(nèi)燃機或其它高速運轉(zhuǎn)的動力通過減速機的輸入制動器軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來達到減速的目的,普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果,大小齒輪的齒數(shù)之比,就是傳動比。b、減速機與變頻器的區(qū)別減速機是通過機械傳動裝置來降低電機(馬達轉(zhuǎn)速,而變頻器是通過改變交流電頻率以達到電機(馬達速度調(diào)節(jié)的目的。通過變頻器降低電機轉(zhuǎn)速時,可以達到節(jié)能的目的。減速器的三維設(shè)計2.1 箱蓋的設(shè)計:1. 進入UG NX7.5軟件,選擇【新建】命令,在彈出的新建對話框中模板選“模型”,新建一個文件,文件名為“xianggai2”,單位選擇為“

13、毫米”。2.選擇【開始|建?！棵钸M入建模模塊。選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 3. 選擇,【完成草圖】4. 選擇【拉伸】 5. 選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 6. 選擇,【完成草圖】7. 選擇,【拉伸】 8. 選擇,【基準平面】,建立四個基準平面。 9. 單擊【插入】,選擇【修剪】里【拆分體】。 10. 選擇【抽殼】。 11. 選擇【求和】。 12. 選擇【倒圓角】。 13. 選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 14. 選擇,【完成草圖】15. 選擇,【拉伸】 16

14、.選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 17. 選擇,【完成草圖】18,選擇【求和】。 19. 選擇,【拉伸】 20.選擇基準點。 23.選擇【孔】。 24.選擇【鏡像特征】。 25.選擇【拔模】。 26.選擇命令查找器,找到NX5 之前的孔 , ,27.大軸承凸臺上的孔: 28.選擇【實例特征】里的【圓形陣列】: 繼續(xù)小軸承上的凸臺,也是如此。29.選擇【螺紋】: 30. 選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 31.選擇,【完成草圖】.32. 選擇,【拉伸】. 33.選擇【墊塊】在選擇【矩形】。 34.矩形墊

15、塊上打孔: 35.倒圓角: 36.螺紋: 37. 選擇【腔體】在選擇【矩形】。 38.倒圓角: 1.選擇【新建】命令,在彈出的新建對話框中模板選“模型”,新建一個文件,文件名為“xiangti”,單位選擇為“毫米”。2.選擇【開始|建模】命令進入建模模塊。選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 3. 選擇,【完成草圖】。4. 選擇,【拉伸】。 5. 選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 6. 選擇,【完成草圖】。7. 選擇,【拉伸】。 8. 選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 9.

16、選擇,【完成草圖】。選擇,【拉伸】。 10.選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 11.選擇,【完成草圖】。選擇,【拉伸】。 14. 選擇【求和】。 15. 建立基準平面,選擇【插入】,【修剪】,【拆分體】。 16.選擇【抽殼】。 15. 求和。 16.選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 17.選擇,【完成草圖】。選擇,【拉伸】。 18.選擇【拔模】。 19. 選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 20. 選擇,【完成草圖】。選擇,【拉伸】。 21. 確定大端軸承凸臺

17、孔的位置。 22. 選擇,【打孔】。 23. 選擇【實例特征】,【圓形陣列】。 小端軸承凸臺也是這樣的方法。 24. 選擇,【鏡像特征】。 25.螺紋的形成。 26. 軸承旁孔,點的確定。 27.打孔。 28.選擇,【鏡像特征】,可以等到另外一邊。 29. 選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: ,30.選擇【完成草圖】,選擇【選擇拉伸】。 31. 選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 32. 選擇【完成草圖】,選擇【選擇拉伸】。 33.拔模。 箱蓋,箱座聯(lián)接孔。34.選擇【孔】。 35.地角螺釘 36.選擇,【

18、凸臺】 37.選擇,【孔】 38.螺紋形成。 39.選擇【矩形墊塊】。 3.3 大齒輪設(shè)計1.選擇GC工具箱,選擇齒輪建模,柱齒輪。 2.選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 3.選擇【完成草圖】,選擇【拉伸】。 4.選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 5.選擇【完成草圖】,選擇【拉伸】。 6.選擇【孔】。 7.在選擇【圓形陣列】,選擇【倒圓角】。就可以得到 2.4 齒輪軸的設(shè)計1.選擇GC工具箱,選擇【齒輪建?！?【柱齒輪】。 2.選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 3.選擇【完成草圖】,選擇【拉伸】。 每節(jié)都如此,操作,倒上C2的斜角。鍵槽的設(shè)計,4.建立兩個基準面 2.5 傳動軸的設(shè)計1.選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面,建立草圖,繪制草圖并標注如下: 2.選擇【完成草圖】,選擇【回轉(zhuǎn)】。以X軸為指定矢量。 倒C2的斜角。軸上鍵的確定。3.建立基準平面。 4.選擇【插入】,選擇【設(shè)計特征】,選擇【鍵槽】。 第二個鍵也是如此。 3.1總裝配圖通過約束。 3.2爆炸圖 4.1傳動軸 4.2總裝配