1、直齒減速器的三維設(shè)計(jì)與虛擬仿真【摘 要】 本文針對(duì)減速器的設(shè)計(jì)來探討機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中所涉及的細(xì)致問題, 并通過 Solidworks 繪制減速器的過程中所遇到的問題,探討了軟件三維設(shè)計(jì)與 虛擬仿真對(duì)當(dāng)今機(jī)械設(shè)計(jì)發(fā)展中的作用。 介紹了減速器的零件繪制原理與裝配及 其爆炸視圖的方法。以直齒輪為例的基于 SolidWorks 的減速器模擬仿真設(shè)計(jì), 詳細(xì)介紹了運(yùn)用 SolidWorks 軟件進(jìn)行減速器的三維實(shí)體建模過程,實(shí)現(xiàn)減速器 設(shè)計(jì)的虛擬仿真。關(guān)鍵詞:減速器, Soildworks ,三維實(shí)體建模,裝配和模擬仿真Abstract: In this paper, the design of gear

2、 to explore the mechanical design of the detailed issues involved, and by Solidworks reducer in the process of drawing problems, discusses the three-dimensional design and virtual simulation software, today's mechanical design development role. Drawing parts reducer introduced the principle and

3、method of assembly and the exploded view. Case Study of a straight gear reducer based SolidWorks Simulation design, detailing the use of SolidWorks software for three-dimensional solid modeling process reducer, Reducer design to achieve a virtual simulation.Key words: reducer, Solidworks, three-dime

4、nsional solid modeling, assembly and simulation目 錄1. 減速器的概述 . 41.1減速器的概念 . . 4 1.2減速器的主要型式及其特性 . 42. 虛擬仿真技術(shù) . 62.1虛擬仿真技術(shù)簡(jiǎn)介 . 6 2.2虛擬仿真技術(shù)在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 . 6 2.2.1虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)(Virtual Product Design . 6 2.2.2虛擬裝配設(shè)計(jì)(Virtual Assembly Design . 7 2.2.3、虛擬仿真設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品開發(fā)中應(yīng)用前景 . 73. 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 93.1減速器原始數(shù)據(jù)及傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì) . 9 3.1.1

5、設(shè)計(jì)要求及原始數(shù)據(jù) . . 9 3.1.2確定傳動(dòng)方案 . . 9 3.1.3選擇電動(dòng)機(jī) . . 10 3.1.4傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比的確定及各級(jí)傳動(dòng)比的分配 . 11 3.1.5裝置運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)的計(jì)算 . 12 3.2傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算及聯(lián)軸器的選擇 . 13 3.2.1減速器外傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì) . 13 3.2.2減速器內(nèi)傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)要點(diǎn) . 14 3.2.3聯(lián)軸器的選擇 . . 14 3.3減速器的構(gòu)造 . . 15 3.3.1軸系部件 . . 15 3.3.2箱體 . . 15 3.3.3附件 . . 154. 基于 SOLIDWORKS 的減速器三維設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)仿真 . 164.1仿真平

6、臺(tái)及功能架構(gòu) . 16 4.2減速器零件的三維實(shí)體建模 . 17 4.2.1 齒輪的三維實(shí)體建模的過程 . 18 4.2.2從動(dòng)軸的三維實(shí)體建模過程 . 22 4.2.3齒輪軸的三維實(shí)體建模過程 . 26 4.3減速器的裝配過程 . 29 4.4減速器工作原理動(dòng)態(tài)仿真 . 33結(jié)束語 . . 36謝 辭 . 37文 獻(xiàn) . 381. 減速器的概述減速器是一種由封閉在剛性殼體內(nèi)的齒輪傳動(dòng)、 蝸桿傳動(dòng)或齒輪蝸桿傳動(dòng) 所組成的獨(dú)立部件, 常用在動(dòng)力機(jī)與工作機(jī)之間作為減速的傳動(dòng)裝置; 在少數(shù)場(chǎng) 合下也用作增速的傳動(dòng)裝置,這時(shí)就稱為增速器。減速器由于結(jié)構(gòu)緊湊、 效率較 高、傳遞運(yùn)動(dòng)準(zhǔn)確可靠、使用維護(hù)簡(jiǎn)單

7、,并可成批生產(chǎn),故在現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用很 廣。減速器類型很多,按傳動(dòng)級(jí)數(shù)主要分為:單級(jí)、二級(jí)、多級(jí);按傳動(dòng)件類型 又可分為:齒輪、蝸桿、齒輪 -蝸桿、蝸桿 -齒輪等。 減速器系統(tǒng)框圖以下對(duì)幾種減速器進(jìn)行對(duì)比: 1圓柱齒輪減速器當(dāng)傳動(dòng)比在 8以下時(shí),可采用單級(jí)圓柱齒輪減速器。大于 8時(shí), 最好選用二 級(jí) (i=8 40 和二級(jí)以上 (i>40的減速器。單級(jí)減速器的傳動(dòng)比如果過大,則其外 廓尺寸將很大。 二級(jí)和二級(jí)以上圓柱齒輪減速器的傳動(dòng)布置形式有展開式、 分流 式和同軸式等數(shù)種。展開式最簡(jiǎn)單, 但由于齒輪兩側(cè)的軸承不是對(duì)稱布置, 因而 將使載荷沿齒寬分布不均勻,且使兩邊的軸承受力不等。為此,

8、在設(shè)計(jì)這種減速 器時(shí)應(yīng)注意:1 軸的剛度宜取大些; 2 轉(zhuǎn)矩應(yīng)從離齒輪遠(yuǎn)的軸端輸入,以減輕載 荷沿齒寬分布的不均勻; 3 采用斜齒輪布置,而且受載大的低速級(jí)又正好位于兩 軸承中間, 所以載荷沿齒寬的分布情況顯然比展開好。 這種減速器的高速級(jí)齒輪 常采用斜齒,一側(cè)為左旋,另一側(cè)為右旋,軸向力能互相抵消。為了使左右兩對(duì) 斜齒輪能自動(dòng)調(diào)整以便傳遞相等的載荷, 其中較輕的齠輪軸在軸向應(yīng)能作小量游 動(dòng)。同軸式減速器輸入軸和輸出軸位于同一軸線上,故箱體長(zhǎng)度較短。 但這種減 速器的軸向尺寸較大。圓柱齒輪減速器在所有減速器中應(yīng)用最廣。它傳遞功率的范圍可從很小至 40 000kW ,圓周速度也可從很低至 60m

9、/s一 70m /s ,甚至高達(dá) 150m /s 。傳動(dòng) 功率很大的減速器最好采用雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng)式。 這兩種布置方式可由兩對(duì)齒 輪副分擔(dān)載荷, 有利于改善受力狀況和降低傳動(dòng)尺寸。 設(shè)計(jì)雙驅(qū)動(dòng)式或中心驅(qū)動(dòng) 式齒輪傳動(dòng)時(shí),應(yīng)設(shè)法采取自動(dòng)平衡裝置使各對(duì)齒輪副的載荷能得到均勻分配,例如采用滑動(dòng)軸承和彈性支承。圓柱齒輪減速器有漸開線齒形和圓弧齒形兩大類。 除齒形不同外, 減速器結(jié) 構(gòu)基本相同。 傳動(dòng)功率和傳動(dòng)比相同時(shí), 圓弧齒輪減速器在長(zhǎng)度方向的尺寸要比 漸開線齒輪減速器約 30%。2圓錐齒輪減速器它用于輸入軸和輸出軸位置布置成相交的場(chǎng)合。 二級(jí)和二級(jí)以上的圓錐齒輪 減速器常由圓錐齒輪傳動(dòng)和圓柱齒輪

10、傳動(dòng)組成, 所以有時(shí)又稱圓錐圓柱齒輪減 速器。 因?yàn)閳A錐齒輪常常是懸臂裝在軸端的, 為了使它受力小些, 常將圓錐面崧, 作為,高速極:山手面錐齒輪的精加工比較困難,允許圓周速度又較低,因此圓 錐齒輪減速器的應(yīng)用不如圓柱齒輪減速器廣。3蝸桿減速器主要用于傳動(dòng)比較大 (j>10的場(chǎng)合。 通常說蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu)緊湊、 輪廓尺寸小, 這只是對(duì)傳減速器的傳動(dòng)比較大的蝸桿減速器才是正確的,當(dāng)傳動(dòng)比并不很大 時(shí),此優(yōu)點(diǎn)并不顯著。由于效率較低,蝸桿減速器不宜用在大功率傳動(dòng)的場(chǎng)合。 蝸桿減速器主要有蝸桿在上和蝸桿在下兩種不同形式。蝸桿圓周速度小于 4m/s時(shí)最好采用蝸桿在下式,這時(shí),在嚙合處能得到良好的潤(rùn)滑和

11、冷卻條件。 但蝸桿圓周速度大于 4m/s時(shí),為避免攪油太甚、發(fā)熱過多,最好采用蝸桿在上 式。4齒輪 -蝸桿減速器它有齒輪傳動(dòng)在高速級(jí)和蝸桿傳動(dòng)在高速級(jí)兩種布置形式。前者結(jié)構(gòu)較緊 湊,后者效率較高。通過比較,我們選定圓柱齒輪減速器。2. 虛擬仿真技術(shù)虛擬技術(shù)(Virtual Reality,以下略 VR ,就是由計(jì)算機(jī)直接把視覺、聽 覺、觸覺等多種合成信息提示給人的感覺器官,在人的周圍生成一個(gè)虛擬環(huán)境, 從而把人、 現(xiàn)實(shí)世界以及虛擬環(huán)境結(jié)合起來, 融為一體, 實(shí)現(xiàn)信息的交流和反饋。 人可以在虛擬環(huán)境中以最自然的形態(tài)實(shí)時(shí)地進(jìn)行操作和行動(dòng), 猶如在自身所處現(xiàn) 實(shí)環(huán)境中同樣的感受。隨著科學(xué)的發(fā)展與信息

12、技術(shù)的應(yīng)用, 虛擬仿真設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)開始使用于企業(yè) 的生產(chǎn)與制造之中, 使虛擬仿真設(shè)計(jì)得到有效地提升, 加強(qiáng)了設(shè)計(jì)人員對(duì)虛擬仿 真設(shè)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用,特別是在企業(yè)進(jìn)行新產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計(jì)與制造階段更受重視。 2.2.1虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)(Virtual Product DesignCAD 技術(shù)為企業(yè)在新產(chǎn)品開發(fā)過程中提供了有力的支持,但目前在虛擬產(chǎn)品 設(shè)計(jì)中多使用軟件組合來完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程。如復(fù)雜曲面的產(chǎn)品造型,多采用 Rhino 、 UG 、 Pro/Engineer等軟件的組合使用來完成虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型,其實(shí)質(zhì) 并沒有把設(shè)計(jì)人員從二維鼠標(biāo)與鍵盤上解放出來, 設(shè)計(jì)人員也并沒有真正參與到 虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)中來,在

13、某種角度上限制了設(shè)計(jì)人員的積極性與創(chuàng)造性的發(fā)揮。 隨著虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality技術(shù)與多媒體技術(shù)的發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)技 術(shù)與多媒體技術(shù)有機(jī)結(jié)合在新產(chǎn)品開發(fā)過程中的使用, 以及科技人員在不斷提高 的計(jì)算機(jī)操作的人機(jī)界面綜合技術(shù), 改善了虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)中人與計(jì)算機(jī)的交互方 式。目前,所采用的將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入 CAD 環(huán)境, 這將便于模擬新產(chǎn)品開發(fā)中 產(chǎn)品的某些性能,又便于設(shè)計(jì)人員對(duì)產(chǎn)品的修改。技術(shù)條件好的公司, 在進(jìn)行虛 擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí), 設(shè)計(jì)人員可以先利用現(xiàn)有的 CAD 系統(tǒng)建模, 再轉(zhuǎn)換到 VR 環(huán)境中, 讓設(shè)計(jì)人員或準(zhǔn)客戶來感知產(chǎn)品。設(shè)計(jì)人員也可以利用 VR-CAD 系統(tǒng),直接在虛

14、擬環(huán)境中進(jìn)行設(shè)計(jì)與修改。 例如在對(duì)汽車的設(shè)計(jì)時(shí), 設(shè)計(jì)人員在具有全交互性的 設(shè)計(jì)環(huán)境中,利用頭盔顯示器、具有觸覺反饋功能的數(shù)據(jù)手 套、操縱桿、三 維位置跟蹤器等裝置,將視覺、聽覺、觸覺與虛擬概念產(chǎn)品模型相連,不僅可以 進(jìn)行虛擬的合作, 產(chǎn)生一種身臨其境的感覺, 而且還可以實(shí)時(shí)地對(duì)整個(gè)虛擬產(chǎn)品 (Virtual Product設(shè)計(jì)過程進(jìn)行檢查、評(píng)估,實(shí)地解決設(shè)計(jì)中的決策問題, 使設(shè)計(jì)思想得到綜合。 在交互性的虛擬環(huán)境快速成型設(shè)備上, 設(shè)計(jì)人員對(duì)虛擬產(chǎn) 品設(shè)計(jì)模型的直接設(shè)計(jì),提高了設(shè)計(jì)人員積極性與創(chuàng)造性的發(fā)揮。62.2.2虛擬裝配設(shè)計(jì)(Virtual Assembly Design虛擬裝配設(shè)計(jì)(V

15、irtual Assembly Design是虛擬設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品開發(fā)方面 具有較大影響力的一個(gè)領(lǐng)域。虛擬裝配(Virtual Assembly 采用計(jì)算機(jī)仿真與 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),通過仿真模型在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行仿真裝配,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的工藝規(guī)劃、 加工制造、裝配和調(diào)試,它是實(shí)際裝配的過程在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)體現(xiàn)。目前,就 其技術(shù)而言,已經(jīng)成熟, 雖尚沒有商用虛擬裝配系統(tǒng), 也尚未充分地應(yīng)用于新產(chǎn) 品開發(fā)的分析和評(píng)價(jià), 但這項(xiàng)技術(shù)在新產(chǎn)品開發(fā)中已得到肯定, 并具有很重要的 意義。過去傳統(tǒng)的產(chǎn)品開發(fā), 常需要花費(fèi)大量的時(shí)間、人力、物力來制作實(shí)物模型 進(jìn)行各種裝配實(shí)驗(yàn)研究, 力求在產(chǎn)品的可行性、 實(shí)用性和產(chǎn)品性能等方面

16、進(jìn)行各 種測(cè)試分析。 現(xiàn)代設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)人員在虛擬產(chǎn)品開發(fā)早期就應(yīng)考慮裝配問題, 在 進(jìn)行虛擬裝配的同時(shí)創(chuàng)建產(chǎn)品、分析裝配精度,及時(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。虛擬裝配的第一步是在 CAD 系統(tǒng)創(chuàng)建虛擬產(chǎn)品模型, 然后進(jìn)入并利用虛擬 裝配設(shè)計(jì)環(huán)境(Virtual Assembly Design Environment系統(tǒng),產(chǎn)品開發(fā)人員 在 VADE 系統(tǒng)中開展工作,借助虛擬裝配設(shè)計(jì)環(huán)境系統(tǒng),設(shè)計(jì)人員可以在虛擬環(huán) 境中使用各種裝配工具對(duì)設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行裝配檢驗(yàn), 幫助設(shè)計(jì)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì) 中的裝配缺陷, 全面掌握在虛擬制造中的裝配過程, 盡可能早地發(fā)現(xiàn)在新產(chǎn)品開 發(fā)過程中的設(shè)計(jì)、 生產(chǎn)和裝配工藝等問題。 利用這個(gè)

17、虛擬環(huán)境, 評(píng)價(jià)產(chǎn)品的公差、 選擇零部件的裝配順序、確定裝拆工藝,可將結(jié)果進(jìn)行可視化處理。實(shí)驗(yàn)表明,虛擬裝配設(shè)計(jì)的完善將有效縮短新產(chǎn)品開發(fā)的周期,減輕設(shè)計(jì)返 工的負(fù)擔(dān), 加快了引入高級(jí)設(shè)計(jì)方法和技術(shù)的速度, 提高新產(chǎn)品開發(fā)的質(zhì)量與可 靠性,同時(shí)也降低新產(chǎn)品開發(fā)的成本。隨著多媒體技術(shù)軟硬件飛速發(fā)展, 特別是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與多媒體技術(shù)有機(jī)結(jié) 合, 加快了設(shè)計(jì)人員從鍵盤和鼠標(biāo)上解脫下來的速度, 使虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)在新產(chǎn)品 開發(fā)應(yīng)用方面也得到提升。 雖然目前僅是起步階段, 在通過多種傳感器與多維的 信息環(huán)境進(jìn)行自然的交互方面,及實(shí)現(xiàn)全方位的認(rèn)識(shí)方面還有待于進(jìn)一步提高, 但在新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)應(yīng)用方面具有很大的潛

18、力, 而且應(yīng)用前景廣闊。 應(yīng)該深入開 發(fā)研究, 使虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)更好地幫助設(shè)計(jì)人員在新產(chǎn)品開發(fā)中提升設(shè)計(jì)創(chuàng)新思維 能力與產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平。2.2.3、虛擬仿真設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品開發(fā)中應(yīng)用前景隨著多媒體技術(shù)軟硬件飛速發(fā)展, 特別是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與多媒體技術(shù)有機(jī)結(jié) 合, 加快了設(shè)計(jì)人員從鍵盤和鼠標(biāo)上解脫下來的速度, 使虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)在新產(chǎn)品 開發(fā)應(yīng)用方面也得到提升。 雖然目前僅是起步階段, 在通過多種傳感器與多維的7信息環(huán)境進(jìn)行自然的交互方面,及實(shí)現(xiàn)全方位的認(rèn)識(shí)方面還有待于進(jìn)一步提高, 但在新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)應(yīng)用方面具有很大的潛力, 而且應(yīng)用前景廣闊。 應(yīng)該深入開 發(fā)研究, 使虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)更好地幫助設(shè)計(jì)人員在新產(chǎn)品開

19、發(fā)中提升設(shè)計(jì)創(chuàng)新思維 能力與產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平。虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)與新產(chǎn)品的開發(fā)都是建立在科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的基礎(chǔ)之上, 都需要 科學(xué)技術(shù)的支持。 新產(chǎn)品開發(fā)以科學(xué)技術(shù)理論為基礎(chǔ), 然而在新產(chǎn)品開發(fā)中的虛 擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)等問題上, 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)又為設(shè)計(jì)人員提供了有藝術(shù)創(chuàng)造性思維的空 間, 擴(kuò)展了設(shè)計(jì)人員的藝術(shù)設(shè)計(jì)思維, 使設(shè)計(jì)人員能夠從理論認(rèn)識(shí)到感性認(rèn)識(shí)對(duì) 產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和評(píng)價(jià)。 使設(shè)計(jì)人員在精神世界的存在中獲得心靈自由, 讓 設(shè)計(jì)更趨人性化、藝術(shù)化。 虛擬設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用, 使科學(xué)的思維方式 和藝術(shù)的思維方式悄悄地相互侵入和占有著。 科學(xué)的發(fā)明和創(chuàng)造溶入了藝術(shù)的想 象和品格, 藝術(shù)的創(chuàng)造和對(duì)產(chǎn)品形態(tài)美

20、的探索又滲入科學(xué)的理論和品質(zhì), 虛擬設(shè) 計(jì)在新產(chǎn)品開發(fā)中的應(yīng)用是科學(xué)與藝術(shù)的融合。893. 減速器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)減速器是在原動(dòng)件 (一般為電動(dòng)機(jī) 和工作機(jī)之間的獨(dú)立傳動(dòng)部件,作為整 部機(jī)器中的一個(gè)部件, 往往需要從整體考慮采用何種形式才合理, 因此, 在進(jìn)行 減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)之前不僅需進(jìn)行傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì), 還要進(jìn)行傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)計(jì)算 等項(xiàng)工作,為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供條件。原始數(shù)據(jù)是減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的前提, 而傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)的目的是確定傳動(dòng) 方案、選定電動(dòng)機(jī)型號(hào)、合理分配傳動(dòng)比、計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù),以 按照原始數(shù)據(jù)要求達(dá)到設(shè)計(jì)結(jié)果。主要完成由輸送帶運(yùn)送機(jī)器零、部件的工作。該機(jī)室內(nèi)工作,單向運(yùn)轉(zhuǎn),工

21、作有輕微振動(dòng),兩班制。要求使用期限十年,大修期三年。輸送帶速度允許誤差 5 %。在中小型機(jī)械廠小批量生產(chǎn)。輸送帶工作拉力 F = 6500 N ,輸送帶速度 v = 0.9 m/,卷筒直徑 D = 400 mm 。 帶式輸送機(jī)工作裝置如下圖所示:3.1.2確定傳動(dòng)方案 傳動(dòng)裝置總體設(shè)計(jì)的目的是確定傳動(dòng)方案、 選定電機(jī)型號(hào)、 合理分配傳動(dòng)比 以及計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù),為計(jì)算各級(jí)傳動(dòng)件準(zhǔn)備條件。合理的傳動(dòng)方案應(yīng)首先滿足機(jī)器的功能要求, 如所傳遞功率的大小, 轉(zhuǎn)速和 運(yùn)動(dòng)形式。此外還要滿足工作可靠、傳動(dòng)效率高、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、尺寸緊湊、工藝性 好、使用維護(hù)方便等要求。 要同時(shí)滿足這些要求是比較困難

22、的, 因此在設(shè)計(jì)過程 中,往往需要擬定多種傳動(dòng)方案,通過分析比較,擇優(yōu)選取。帶式運(yùn)輸機(jī)主要有四種傳動(dòng)方案:帶圓柱齒輪傳動(dòng)、二級(jí)圓柱齒輪傳動(dòng)、單級(jí)蝸桿傳動(dòng)、錐圓 柱齒輪傳動(dòng)。合理的選擇電動(dòng)機(jī)是正確使用的先決條件。選擇恰當(dāng),電動(dòng)機(jī)就能安全、經(jīng) 濟(jì)、可靠地運(yùn)行;選擇得不合適,輕者造成浪費(fèi),重者燒毀電動(dòng)機(jī)。選擇電動(dòng)機(jī) 的內(nèi)容包括很多,例如電壓、頻率、功率、轉(zhuǎn)速、啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、防護(hù)形式、結(jié)構(gòu)形 式等,但是結(jié)合農(nóng)村具體情況,需要選擇的通常只是功率、轉(zhuǎn)速、防護(hù)形式等幾 項(xiàng)比較重要的內(nèi)容,因此在這里介紹一下電動(dòng)機(jī)的選擇方法及使用。電動(dòng)機(jī)選擇步驟電動(dòng)機(jī)的選擇一般遵循以下三個(gè)步驟:一 . 型號(hào)的選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)很多,

23、 通常選用異步電動(dòng)機(jī)。 從類型上可分為鼠籠式與繞線式 異步電動(dòng)機(jī)兩種。常用鼠籠式的有 J 、 J2、 JO 、 JO2、 JO3系列的小型異步電動(dòng)機(jī) 和 JS 、 JSQ 系列中型異步電動(dòng)機(jī)。繞線式的有 JR 、 JR O2系列小型繞線式異步電 動(dòng)機(jī)和 JRQ 系列中型繞線式異步電動(dòng)機(jī)。從電動(dòng)機(jī)的防護(hù)形式上又可分為以下幾種:1.防護(hù)式。這種電動(dòng)機(jī)的外殼有通風(fēng)孔,能防止水滴、鐵屑等物從上面或 垂直方向成 45º以內(nèi)掉進(jìn)電動(dòng)機(jī)內(nèi)部, 但是灰塵潮氣還是能侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部, 它 的通風(fēng)性能比較好, 價(jià)格也比較便宜, 在干燥、 灰塵不多的地方可以采用。 “J” 系列電動(dòng)機(jī)就屬于這種防護(hù)形式。2.

24、封閉式。這種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子,定子繞組等都裝在一個(gè)封閉的機(jī)殼內(nèi),能 防止灰塵、鐵屑或其它雜物侵入電動(dòng)機(jī)內(nèi)部, 但它的密封不很嚴(yán)密, 所以還不能 在水中工作, “JO”系列電動(dòng)機(jī)屬于這種防護(hù)形式。在農(nóng)村塵土飛揚(yáng)、 水花四濺 的地方(如農(nóng)副業(yè)加工機(jī)械和水泵廣泛地使用這種電動(dòng)機(jī)。3.密封式。這種電動(dòng)機(jī)的整個(gè)機(jī)體都嚴(yán)密的密封起來,可以浸沒在水里工 作,農(nóng)村的電動(dòng)潛水泵就需要這種電動(dòng)機(jī)。實(shí)際上,農(nóng)村用來帶動(dòng)水泵、機(jī)磨、脫粒機(jī)、扎花機(jī)和粉碎機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械的 小型電動(dòng)機(jī)大多選用 JO 、 JO2系列電動(dòng)機(jī)。在特殊場(chǎng)合可選用一些特殊用途的電動(dòng)機(jī)。 如 JBS 系列小型三相防爆異步電 動(dòng)機(jī), JQS 系列井用潛水泵三

25、相異步電動(dòng)機(jī)以及 DM2系列深井泵用三相異步電動(dòng) 機(jī)。二 . 功率的選擇一般機(jī)械都注明應(yīng)配套使用的電動(dòng)機(jī)功率, 更換或配套時(shí)十分方便, 有的農(nóng) 業(yè)機(jī)械注明本機(jī)的機(jī)械功率, 可把電動(dòng)機(jī)功率選得比它大 10%即可 (指直接傳動(dòng) 。10一些自制簡(jiǎn)易農(nóng)機(jī)具, 我們可以憑經(jīng)驗(yàn)粗選一臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn), 用測(cè)得的電功 率來選擇電動(dòng)機(jī)功率。電動(dòng)機(jī)的功率不能選擇過小, 否則難于啟動(dòng)或者勉強(qiáng)啟動(dòng), 使運(yùn)轉(zhuǎn)電流超過 電動(dòng)機(jī)的額定電流,導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)過熱以致燒損。電動(dòng)機(jī)的功率也不能選擇太大, 否則不但浪費(fèi)投資,而且電動(dòng)機(jī)在低負(fù)荷下運(yùn)行,其功率和功率因數(shù)都不高, 造 成功率浪費(fèi)。選擇電動(dòng)機(jī)功率時(shí), 還要兼顧變壓器容量的大小

26、,一般來說,直接啟動(dòng)的最大一臺(tái)鼠籠式電動(dòng)機(jī),功率不宜超過變壓器容量的 1/3。三 . 轉(zhuǎn)速的選擇選擇電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速, 應(yīng)盡量與工作機(jī)械需要的轉(zhuǎn)速相同,采用直接傳動(dòng),這 樣既可以避免傳動(dòng)損失, 又可以節(jié)省占地面積。 若一時(shí)難以買到合適轉(zhuǎn)速的電動(dòng) 機(jī),可用皮帶傳動(dòng)進(jìn)行變速,但其傳動(dòng)比不宜大于 3。異步電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速(同步轉(zhuǎn)速有 3000r/min、 1500r/min、 1000r/min、 750r/min等。異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速一般要低 2%5%, 在功率相同的情 況下,電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越低體積越大,價(jià)格也越高,而且功率因數(shù)與效率較低;高轉(zhuǎn) 速電動(dòng)機(jī)也有它的缺點(diǎn), 它的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較小而啟動(dòng)電流大, 拖

27、動(dòng)低轉(zhuǎn)速的農(nóng)業(yè)機(jī) 械時(shí)傳動(dòng)不方便, 同時(shí)轉(zhuǎn)速高的電動(dòng)機(jī)軸承容易磨損。 所以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上一般選 用 1500r/min的電動(dòng)機(jī),它的轉(zhuǎn)速也比較高,但它的適應(yīng)性較強(qiáng), 功率因數(shù)也比 較高。 11(2 應(yīng)注意使各級(jí)傳動(dòng)尺寸協(xié)調(diào), 結(jié)構(gòu)勻稱合理, 避免各零件發(fā)生干涉及安裝 不便。(3 應(yīng)使傳動(dòng)裝置的外廓尺寸盡可能緊湊。應(yīng)該注意, 以上傳動(dòng)比的分配只是初步的,待各級(jí)傳動(dòng)比的參數(shù)(如齒輪 與鏈輪的齒數(shù);帶輪直徑等確定后,還應(yīng)核算傳動(dòng)裝置的實(shí)際傳動(dòng)比。一般允 許總傳動(dòng)比的實(shí)際值與設(shè)計(jì)要求的規(guī)定值有±3%±5%的誤差。還應(yīng)指出, 合理分配傳動(dòng)比是設(shè)計(jì)傳動(dòng)裝置應(yīng)考慮的重要問題, 但為了獲得更

28、為 合理的機(jī)構(gòu), 有時(shí)單從傳動(dòng)比分配這一點(diǎn)出發(fā)還不能得到完善的結(jié)果, 此時(shí)還應(yīng) 采取調(diào)整其他參數(shù)(齒寬系數(shù)等 或改變齒輪材料等辦法, 以滿足預(yù)定的設(shè)計(jì)要 求。為進(jìn)行傳動(dòng)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算, 應(yīng)計(jì)算傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù), 即各軸的 轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩。設(shè) n 1、 n 2和 n w 分別為 軸、 軸和工作軸的轉(zhuǎn)速; p 1、 p 2和 p w 分別為 、 和工作軸的功率; T 1、 T 2和 T W 分別為 軸、 軸和工作軸的輸入轉(zhuǎn)矩, i 01、 i 12和 i 2w 分別為電動(dòng)機(jī)軸到 軸、 軸到 軸、 軸到工作軸之間的傳動(dòng)比; 0112、 23分別為電動(dòng)機(jī)軸到 軸 軸至 軸 軸至工作軸之間的傳

29、動(dòng)效率。 1213 內(nèi)傳動(dòng)零件主要有圓柱齒輪傳動(dòng)錐齒輪傳動(dòng)蝸桿傳動(dòng)。在減速器外傳動(dòng)零件設(shè)計(jì)完成后,各傳動(dòng)件的傳動(dòng)比可能有所變化,因而 引起傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)的變動(dòng), 這是應(yīng)先對(duì)其參數(shù)做相應(yīng)的修改, 再對(duì) 減速器內(nèi)傳動(dòng)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):(1 選擇齒輪材料和熱處理方法時(shí), 要考慮到毛配的制造方法 . 當(dāng)輪齒的頂圓直 徑 da 500mm 時(shí),一般選用鍛造毛配,當(dāng) da >500mm 時(shí),由于受鍛造設(shè)備能力 的限制, 多采用鑄造毛配。 同一減速器內(nèi)各級(jí)大小齒輪的材料應(yīng)盡可能一致, 以 減少材料牌號(hào)和簡(jiǎn)化工藝要求。(2齒輪傳動(dòng)的幾何參數(shù)和尺寸應(yīng)分別進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化圓整或計(jì)算

30、其精確值。如模 數(shù)必須取標(biāo)準(zhǔn)值; 中心距和齒寬應(yīng)圓整; 分度圓齒、 頂圓和齒根圓直徑、 螺旋角、 變位系數(shù)等嚙合幾何尺寸必須計(jì)算精確值。一般長(zhǎng)度尺寸(以 mm 為單位應(yīng)精 確到小數(shù)點(diǎn)后 23位,角度應(yīng)精確到秒(" 。為了便于制造和測(cè)量,中心距應(yīng) 盡量圓整成為偶數(shù)、 0或 5結(jié)尾的數(shù)值。對(duì)于直齒圓柱齒輪傳動(dòng),可以通過調(diào)整 模數(shù) m 和齒數(shù) z ,或采用角度變位來達(dá)到;對(duì)于斜齒圓柱齒輪傳動(dòng),還可以通過 調(diào)整螺旋角 來實(shí)現(xiàn)中心距圓整的要求。齒輪的結(jié)構(gòu)尺寸(如輪轂、 輪輻及輪緣 尺寸如按經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算,應(yīng)進(jìn)行圓整。(3考慮到裝配后兩嚙合的齒輪可能產(chǎn)生的軸向位置誤差,為了便于裝配及保 證全齒寬接

31、觸,常取小齒輪齒寬 b1=b2+(510 mm , b2為大齒輪齒寬。齒寬應(yīng) 取圓整值。由于本次設(shè)計(jì)主要的內(nèi)傳動(dòng)零件是圓柱齒輪傳動(dòng), 錐齒輪傳動(dòng)和蝸桿傳動(dòng)將 不再詳述。減速器常通過聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸工作機(jī)軸相連接。 聯(lián)軸器的選擇包括聯(lián)軸器 類型和尺寸(型號(hào)等的合理選擇。聯(lián)軸器的類型應(yīng)根據(jù)工作要求選定。 連接電動(dòng)機(jī)軸與減速器高速軸 (輸入軸 的聯(lián)軸器,由于軸的轉(zhuǎn)速較高, 一般應(yīng)選用具有緩沖吸振作用的彈性聯(lián)軸器。 連 接減速器低速軸(輸出軸與工作機(jī)軸的聯(lián)軸器,由于軸的轉(zhuǎn)速較低,傳遞的轉(zhuǎn) 矩較大, 又因?yàn)闇p速器軸與工作機(jī)軸之間往往有較大的軸線偏移, 因此常選用具 有較大補(bǔ)償兩軸線偏移作用的聯(lián)軸器,如齒

32、式聯(lián)軸器。對(duì)于中小型減速器, 其輸 出軸與工作機(jī)軸的軸線偏移量不大時(shí), 也可選用彈性套柱銷聯(lián)軸器這類彈性聯(lián)軸 器。14減速器的結(jié)構(gòu)因類型用途不同而異,但無論采用何種類型的減速器,其基 本結(jié)構(gòu)都是由軸系部件箱體及附件三大部分組成。軸系部件包括傳動(dòng)零件軸和軸承組合。 軸系部件的主要功能是實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)零件 要求的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),保證各零件有確定的軸向位置。減速器箱外傳動(dòng)零件有鏈輪帶輪等;箱內(nèi)零件有圓柱齒輪錐齒輪蝸桿渦輪 等。傳動(dòng)零件決定減速器的技術(shù)特性,通常根據(jù)傳動(dòng)零件的種類命名減速器。 減速器多采用階梯軸,傳動(dòng)部件與軸多以平鍵連接。軸承組合包括軸承軸承蓋密封裝置以及調(diào)整墊片等。減速器的支撐零件是箱體, 箱體

33、的結(jié)構(gòu)對(duì)減速器的工作性能, 加工工藝材料 消耗,質(zhì)量及成本等有很大影響,設(shè)計(jì)時(shí)必須全面考慮。箱體按制造方式的不同可分為鑄造箱體和焊接箱體。箱體按類型結(jié)構(gòu)形式不同剖分式和整體式。為了減速器的正常工作, 減速器的箱體上通常設(shè)置一些附加裝置, 以便于減速器 的注油排油通氣吊運(yùn)檢查油面高度檢查傳動(dòng)部件嚙合情況, 保證加工精度和裝拆 方便等。其附件主要有窺視孔和窺視孔蓋、通氣器、油面指示器、定位銷、起蓋 螺母、起吊裝置、放油孔和油塞、油杯。154. 基于 Solidworks 的減速器三維設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)仿真目前計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域常用的三維設(shè)計(jì)軟件很多,比如 UG 、 ProE 、 Mastercam 、 S

34、olidWorks 等。從各軟件的性價(jià)比和本文所述減速器的設(shè)計(jì)工作需 要, SolidWorks 當(dāng)屬首選。以下對(duì)該軟件作一相關(guān)介紹:SolidWorks 是世界上第一款完全基于 Windows 的 3D CAD軟件 ,自 1995年 問世以來 ,以其優(yōu)異的三維設(shè)計(jì)功能 ,易學(xué)易用建模能力強(qiáng)操作簡(jiǎn)便等一系列 的優(yōu)點(diǎn) , 極大地提高了設(shè)計(jì)效率 , 在與同類軟件的激烈競(jìng)爭(zhēng)中已經(jīng)確立了它的市 場(chǎng)地位 , 已經(jīng)成為三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件的標(biāo)準(zhǔn)。其主要功能有:Ø在操作界面方面, 提供了一整套完整的動(dòng)態(tài)界面和鼠標(biāo)拖動(dòng)控制功能。 嶄新 的屬性管理員用來高效管理整個(gè)設(shè)計(jì)過程和步驟, 同時(shí)特征模板提供了良好

35、的操 作環(huán)境。Ø配置管理是 SolidWorks 軟件體系結(jié)構(gòu)中非常獨(dú)特的一部分,它涉及零件的 設(shè)計(jì)、裝配體設(shè)計(jì)和二維工程圖等多個(gè)方面。Ø可以動(dòng)態(tài)查看裝配體的所有運(yùn)動(dòng)。 并且可以對(duì)運(yùn)動(dòng)的零部件進(jìn)行動(dòng)態(tài)干涉檢 查和間隙檢測(cè)。Ø無與倫比的、基于特征的實(shí)體建模功能。通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁特征、高級(jí) 抽殼、特征陣列以及打孔等操作來實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。Ø較優(yōu)秀的、 全相關(guān)的鈑金設(shè)計(jì)功能。可以直接使用各種類型的法蘭、 薄等特 征,正交切除、角處理以及邊線切口等鈑金操作。Ø提供幾乎所有 CAD 軟件的輸入及輸出格式轉(zhuǎn)換器。另外, Solidworks 軟件內(nèi)部無縫

36、集成了兩大插件 Animator 和 eDrawings , 通 過這兩插件功能,可以將 Solidworks 建立的減速器裝配實(shí)體進(jìn)行安裝過程拆卸 過程以及減速器工作原理進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真, 圖 4-1體現(xiàn)了本研究工作所采用的軟件 及功能應(yīng)用。16 17圖 4-1仿真軟件選擇及其功能應(yīng)用 4.2 減速器零件的三維實(shí)體建模Solidworks 軟件包含了各種用于創(chuàng)建零件特征和基準(zhǔn)特征的命令。其中基 礎(chǔ)實(shí)體特征主要有拉伸凸臺(tái)基體、 旋轉(zhuǎn)凸臺(tái)基體等, 在基礎(chǔ)實(shí)體特征上可添加圓 角、倒角、筋、抽殼、拔模及異型孔、線性陣列、圓周陣列、鏡像等放置特征, 這些特征的創(chuàng)建對(duì)實(shí)體造型的完整性非常重要。 在處理復(fù)雜的

37、幾何形狀時(shí)還需要 其他高級(jí)特征選項(xiàng), 包括掃描放樣凸臺(tái)基體及參考幾何體中基準(zhǔn)軸基準(zhǔn)面這些定 位特征等。通過以上特征造型技術(shù)在 Solid works中能設(shè)計(jì)出需要的實(shí)體特征。本減 速器零件實(shí)體模型主要包括箱體、箱蓋、齒輪、齒輪軸、軸承等。其主要零件實(shí) 體見圖 4-1。箱體 箱蓋18 齒輪齒輪軸圖 4-1 4.2.1 齒輪的三維實(shí)體建模的過程這里先給出直齒輪的各項(xiàng)參數(shù):模數(shù) m=3、齒數(shù) z=81。通過這些參數(shù),可以 計(jì)算出:分度圓直徑 =243mm、齒頂圓直徑 =249mm、齒根圓直徑 =235.5mm。直齒輪 建模的操作步驟如下: (1單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具,新建一個(gè)零件文件 。 (

38、2在特征管理器設(shè)計(jì)樹中選擇“前視基準(zhǔn)面” ,單擊 (草圖繪制工 具,進(jìn)行草圖 1的繪制。單擊草圖工具欄中的 (圓工具,以草圖原點(diǎn)為圓心 分別繪制出齒頂圓、分度圓、齒根圓。選擇分度圓,單擊草圖工具欄中的 (構(gòu) 造幾何線工具,使分度圓變?yōu)樘摼€實(shí)體。 (3 單擊 (中心線 工具, 過草圖原點(diǎn)繪制一條垂直的對(duì)稱虛線。 單擊 (點(diǎn)工具,移動(dòng)鼠標(biāo)指針到分度圓與中心線相交的位置, 按下鼠標(biāo)左鍵確定點(diǎn) 的位置。(4 保持點(diǎn)的選擇, 單擊草圖工具欄中的(圓周草圖陣列 工具, 在 “排 列”選項(xiàng)欄的“數(shù)量”文本框中輸入 324,單擊確定按鈕, 結(jié)束圓周陣列的操作。19圖 1 繪制樣條曲線圖 2 鏡像和剪裁實(shí)體(5

39、單擊草圖工具欄中的(樣條曲線工具,在點(diǎn)的引導(dǎo)下繪制如圖 1所示的曲線。 (6 按住 Ctrl 鍵, 選擇曲線與垂直中心線, 單擊草圖工具欄中的 (鏡 像實(shí)體工具,完成曲線的鏡像復(fù)制操作。接著,單擊 (剪裁實(shí)體工具,選 擇“剪裁到最近端”選項(xiàng),剪裁齒頂圓,如圖 2所示。(7 單擊草圖工具欄中的 (分割實(shí)體工具,選擇齒根圓進(jìn)行分割,如 圖 3 所示。單擊圖形區(qū)域右上角的 圖標(biāo)完成草圖 1的繪制。(8單擊特征工具欄中的(拉伸凸臺(tái) /基體工具,設(shè)置拉深深度為 60mm , 單擊“所選輪廓”選項(xiàng)框,并在圖形區(qū)域中選取齒根圓的輪廓,單擊確定按鈕完 成拉伸 1特征的繪制,如圖 4所示。 20圖 3 繪制齒輪

40、齒廓 圖 4 繪制拉伸 1特征(9 在圖形區(qū)域中選擇拉伸 1實(shí)體的上表面, 單擊標(biāo)準(zhǔn)視圖工具欄中的 (前 視工具,單擊草圖繪制工具,進(jìn)行草圖 2的繪制。鼠標(biāo)右鍵單擊特征管理器設(shè) 計(jì)樹中的“草圖 1” ,在快捷菜單中選擇“顯示”命令。選擇草圖 1的齒狀輪廓, 利用轉(zhuǎn)換實(shí)體引用工具和旋轉(zhuǎn)實(shí)體工具完成草圖 2的繪制,如圖 5所示。圖 5 繪制草圖 2(10利用 “放樣” 、 “倒角” 、 “陣列(圓周 ”等特征工具,完成輪齒的陣 列,如圖 6所示。圖 6 輪齒 (11在草圖繪制狀態(tài)下,繪制并確定輪輻的尺寸。利用“旋轉(zhuǎn) -切除”特 征工具,完 成輪輻的繪制。如圖 7、 8所示。 圖 7旋轉(zhuǎn)切除 圖 8

41、 輪輻 圖 9 拉伸切除(12在草圖繪制狀完成輪轂的繪制。如圖 9所示態(tài)下繪制輪轂形狀并確 定尺寸,利用“拉伸切除”工具。(13 在草圖繪制狀態(tài)下繪制輪轂分布孔及定位, 利用 “簡(jiǎn)單直孔” 及 “圓 周陣列”等工具完成直齒輪三維實(shí)體模型的繪制。如圖 10所示。(14單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“保存” 工具, 文件取名為 “直齒輪 .sldprt ” 。圖 10 直齒輪三維實(shí)體模型分操作步驟如下:(1單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“新建”工具,新建一個(gè)零件文件 。(2 在特征管理器設(shè)計(jì)樹中選擇“前視基準(zhǔn)面” ,單擊 (草圖繪制工具,進(jìn)行草圖 1的繪制。單擊草圖工具欄中的 (圓工具,以草圖原點(diǎn)為圓心 繪制一個(gè)直徑為

42、55mm 的圓,使用(智能尺寸完全定義草圖。(3 單擊圖形區(qū)域右上角 結(jié)束草圖 1的繪制, 然后單擊特征工具欄的 (拉 伸凸臺(tái) /基體工具,設(shè)置拉伸深度為 80mm, 單擊(確定按鈕完成拉伸 1特征 的繪制。(4選擇拉伸 1特征的端面,單擊 (草圖繪制工具,進(jìn)行草圖 2的繪 制。單擊草圖工具欄中的 (圓工具,繪制直徑為 60mm 的圓,且圓心與草圖 原點(diǎn)有“重合”幾何關(guān)系,單擊右上角的 圖標(biāo)結(jié)束草圖 2的繪制,然后使用特 征工具欄的(拉伸凸臺(tái) /基體工具繪制出深度為 74mm 的軸體,即拉伸 2特征 如圖 11所示。 圖 11 拉伸 2的特征 圖 12拉伸(5 用同樣的方法繪制如圖所示的實(shí)體,

43、 拉伸 3特征為直徑 74mm, 高 13mm 的 圓柱體,而拉伸 4特征為直徑 60mm, 高 108mm 的圓柱體,如圖 12所示。(6單擊特征工具欄(倒角工具,選擇如圖所示的四條邊,選“角度距 離”單選鈕,設(shè)置距離為 2mm 角度 45度,單擊(確定完成特征的繪制。 圖 13 倒角(7 在特征管理器設(shè)計(jì)樹中選擇 “前視基準(zhǔn)面” , 單擊 (草圖繪制 工具, 進(jìn)行草圖 5的繪治。單擊 (中心線工具,過草圖原點(diǎn)繪制一條水平線;單擊 (矩形工具,繪制高為 1mm 寬為 2mm 的矩形,按住 Ctrl 鍵選擇四邊形的右 上端點(diǎn)以及拉伸 1實(shí)體點(diǎn),在“添加幾何關(guān)系”中選擇“重合” ,如圖 14所示

44、。 圖 14 添加幾何關(guān)系 圖 15 旋轉(zhuǎn)切除(9單擊右上角的 圖標(biāo)結(jié)束草圖 5的繪制,然后單擊特征工具欄(旋轉(zhuǎn) 切除工具,設(shè)置旋轉(zhuǎn)切除角度為 360度,單擊(確定按鈕完成特征的繪制, 如圖 15所示(10在特征管理器設(shè)計(jì)樹中選擇“前視基準(zhǔn)面” ,單擊參考幾何體工具欄 中的(基準(zhǔn)面工具,繪制出一個(gè)與前視基準(zhǔn)面等距為 40mm 的基準(zhǔn)面 1 。(11保持基準(zhǔn)面 1的選擇, (草圖繪制工具,進(jìn)行草圖 6的繪制, 單擊 (中心線工具,過草圖原點(diǎn)繪制一條水平線,保持中心線的選擇,單擊 草圖工具欄中的 (動(dòng)態(tài)鏡像實(shí)體 工具, 使中心線變?yōu)殓R像軸, 然后單擊 (直線 工具任意繪制出一段水平直線,此時(shí)鏡像軸

45、的另一端將出現(xiàn)與其相對(duì)應(yīng)的直線 段。單擊(智能尺寸工具對(duì)兩直線段進(jìn)行尺寸標(biāo)注。給定距離為 16mm 。單擊 (動(dòng)態(tài)鏡像實(shí)體 工具結(jié)束鏡像操作, 然后單擊草圖工具欄中的 (切線狐 工具, 以兩條直線的端點(diǎn)為起點(diǎn)繪制出兩個(gè)相對(duì)應(yīng)的切線半圓。(12再次單擊(智能尺寸工具,對(duì)兩切線半圓進(jìn)行尺寸設(shè)置,注意系統(tǒng)將圓弧距默認(rèn)為兩圓心距離的尺寸。 單擊初始的默認(rèn)尺寸, 系統(tǒng)將在尺寸上顯示 控制點(diǎn),選擇其中的一個(gè)控制點(diǎn),按住鼠標(biāo)左鍵將其拖動(dòng)到圓弧的最大端點(diǎn)處, 用同樣的方法完成另一個(gè)控制點(diǎn)的移動(dòng)。雙擊尺寸數(shù)值,改變圓弧點(diǎn)的距離為 70mm 如圖 16所示,繼續(xù)尺寸的標(biāo)注知道草圖完全定義。 圖 16 草圖的繪制(

46、13單擊右上角的 圖標(biāo)結(jié)束草圖 6的繪制,然后單擊特征工具欄的(拉 伸切除工具,在“終止條件”選項(xiàng)框中選擇“到離指定面指定的距離” ,接著 在圖形區(qū)域的右上角單擊 圖標(biāo)顯示特征管理設(shè)計(jì)樹,并在其中選擇“前視基 準(zhǔn)面”為切除特征的指定面,設(shè)置切除距離為 21.5mm 。單擊(確定按鈕完成 特征的繪制,如圖 17所示。(14在征管理設(shè)計(jì)樹中選擇“基準(zhǔn)面 1” ,并用步驟(11到步驟(13 的方法在其上繪制出另一個(gè)鍵槽,如圖 18所示并標(biāo)注尺寸。 圖 17 特征的繪制 圖 18 基準(zhǔn)面的繪制 圖 19 從動(dòng)軸的三維實(shí)體模型(15單擊標(biāo)準(zhǔn)工具欄中的“保存”工具,文件取名為“從動(dòng)軸 .sldprt ”

47、如圖 19所示。這里先給出直齒輪的各項(xiàng)參數(shù):模數(shù) m=3、齒數(shù) z=18參數(shù),可以計(jì)算出:分度圓直徑 =54mm、齒頂圓直徑 =60mm、齒根圓直徑 =46.5mm。直齒輪建模的操步 驟如下: 圖 20草圖 圖 21放樣特征 圖 22 圓周陣列 圖 23 拉伸特征 圖 24 旋轉(zhuǎn)切除草圖 圖 25 鍵槽的繪制 圖 26旋轉(zhuǎn)切除特征 圖 27拉伸特征圖 28齒輪軸的三維建模(1單擊新建工具選擇“裝配體”模板,單擊確定;(2單擊“插入零部件”屬性管理器中的“瀏覽”按鈕,在“打開”對(duì)話框中 選擇“底座”文件;(3 將鼠標(biāo)指針放到圖形區(qū)域的任意處,單擊左鍵調(diào)出減速器底座,默認(rèn)此特 征為固定;(4單擊裝配體工具欄的“插入零部件工具” ,選擇菜單欄中的“插入” -“零 部件” -