二級齒輪減速器UG

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1、海機M彳挈生 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： 機設(shè)1082 學號：201213090212 學生姓名： 劉譯麟 指導(dǎo)教師： 何麗紅 譚加才 完成日期： 2013-1-4 湖南工程學院 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 1082 班 指導(dǎo)老師 何麗紅 譚加才 一、目的： 學習機械產(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

2、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 CADa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

3、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：

4、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 2 1.2 減速器的功能 3 1.3 減速器的工作原理 3 第二章減速器三維造型設(shè)計 4 2.1 箱蓋的設(shè)計 4 2.2 箱體的設(shè)計 2 0 2.3 大齒輪的設(shè)計 36 2.4 齒輪軸的設(shè)計 39 2.5 傳動軸的設(shè)計 41 第三章虛擬裝配 43 3.1 裝配圖 43 3.2 爆炸圖 45 第四章生成工程圖 46 4.1 傳動軸 46 4.2 總裝配圖 47 第五章總結(jié) 47 第六章參考文獻 48 1.1 引言 UG的開發(fā)始于1990年7月。如今大約十人正工作于

5、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 ( 自然科學或工程 ) 、 數(shù)學 ( 分析和數(shù)值數(shù) 學 ) 及計算機科學的知識。 一些非常成功的解偏微分方程的技術(shù)， 特別是自適應(yīng) 網(wǎng)格加密( adaptive meshrefinement )和多重網(wǎng)格方法在過去的十年中已被數(shù) 學家研究。 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

6、。 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(architectural 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

7、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吉構(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)?？商峁┍竟ぞ叩囊粋€獨立的版本，移植性通過提供對 Paragon NX PARIX

8、T3D/T3E shared mem> MPI 和 PVM勺接口來保證。 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CA曲面的 工作。 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，

9、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 BLASfe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)t滑器。這些算法可用于 方程組及標量方程。它們

10、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BiCGSTABl口 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 TECPLO和GRAPE勺圖形輸出。 此功能的 數(shù)據(jù)并行實現(xiàn)基于DDD問題類層次

11、一個問題類使用UG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)。 基于最新版 UG 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

12、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

13、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

14、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UGNX7.5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“毫米”。 2 .選擇【開始|建?！棵钸M入建模模塊。選擇 XC-YC^標平面為草圖平面，建 立草圖，繪制草圖并標注如下： 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 止在期心》：山人他人 國證在麥工口用歸丸里.存我：

15、山都■-，與 A.料比方西舞場i眠湛a9.本培 比4任玳月?T殍隊.更捋勃脂常.加 里爾要口, areuSJ2i^i. ijfiaatj 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】  ◎ — X 13 .選擇【草

16、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】 口?聲-一田*”； + 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】 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?！?。 26.選擇命令查找器，找到NX5之前的孔

17、 27.大軸承凸臺上的孔: 28 .選擇【實例特征】里的【圓形陣列】： 過慮器 4^-4 4( 6 7 8 9 ;明等666(5 (3(5。晉C57^F^ 4sls^曾沉沉沉簡 孑孑 管 Z7 )1 - 9 0 41

18、C4eT&g 抒&I 1為重的密普Jt 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

19、】在選擇【矩形】 0 34.矩形墊塊上打孔: 35.倒圓角: 36.螺紋: 37.選擇【腔體】在選擇【矩形】 38.倒圓角:

20、 2.2 .箱體設(shè)計： 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?！棵钸M入建模模塊。選擇 XC-YC^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

21、-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標注 如下： 9 .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: 10.選擇，【完成草圖】。選擇，【拉伸】 反向 用拍 lifi 園 百 一畝 mm： 結(jié)束 |1 司 百 1"廠 mm T! 書家 人 布RC求柳 |利■動雕i 二 L群體⑴ 血 很慢 V 幢置 V 最基 V 3 .*. 國做 是示結(jié)果回I .好,[一用[S5K 1 目標 ，【修剪】，【拆分體】 11.選擇，【完成草圖】。選擇，【拉伸】 14.選

22、擇【求和】 ?現(xiàn)這11 一應(yīng)用j【幽璃j ： (Siffl I ?消 | 匚|忤 Z選擇陣（.1） 刀且 產(chǎn)選修體恒1 布下t米卻j *透抒住1” 設(shè)盍 (137 nim 喻 曲自講用 事和 15.建立基準平面，選擇【插入】 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：

23、 17.選擇，【完成草圖】。選擇，【拉伸】 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 20.選擇，【完成草圖】。選擇，【拉伸】 “遺擇曲跣NJ 右向 “指定實fit 應(yīng)向 21.確定大端軸承凸臺孔的位置 尺寸 直徑 深度限制 深度 孩棒危 22.選擇，【打孔】

24、 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。 歌狀*1尺寸 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：

25、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。 34 .選擇【孔】 35.地角螺釘 36.選擇，【凸臺】 37.選擇，【孔】 d屣點0 白亭1 1 EH ［取不1 38.螺紋形成。

26、 39.選擇【矩形墊塊】 0 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： 口1061 3.3大齒輪設(shè)計 1.選才IGCT具箱，選擇齒輪建模，柱齒輪 蘇.便國輪匡位a修 法性］福曲o半， 齒嫡 擊史《 法向壓力用《曉時1 蟠融方向 左曲 8名由 I- 13. Ol DOl !"臉T!感［［盤淀? f 5. 0CJL3O]

27、 日.g 柯I ~ZO. DOOO |o mm Id 由歸道理，度 口 二中 口離 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】 石 isi : ▼指定矢星(U 叵］［ 3-1 反同 區(qū) 。同制 人 而|＞五| 布

28、爾 I聲求差 “選擇體(1) 由 嫉餞 丫 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.選才IGCX具箱，選擇【齒輪建?！浚局X輪】 標淮齒輪［空位由希j 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：

29、 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，  OuKHf OTfiJiflll Qami 口通用 I iH I i&# 11 nut 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

30、 回g Q 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

31、 4.2總裝配圖的工程圖  心得總結(jié)： 這次課程設(shè)計很累！很辛苦，真的，一筆一筆自己畫出來，我真的。 。不知道怎 么說！差距真的好大沒有按照老師的步驟一步一步來，所以有些步驟不對了！而 且好多圖忘記存了！導(dǎo)致任務(wù)也沒完成的太好！老師見諒！我一定好好學這個軟 件。 參考文獻： 1 .劉平安等.UGNX7.0中文版機械設(shè)計與提高.北京：電子工業(yè) 出版社；2010 2 .徐錦康.機械設(shè)計.北京；高等教育出版社；2004.4。 3 .王昆.機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計.北京；高等教育出版社；1996。 4 .朱理.機械原理.北京；高等教育出版社；2010.4。