二級(jí)齒輪減速器UG

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1、海機(jī)M彳挈生 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) 課程設(shè)計(jì)說明書 題目： 齒輪減速器造型設(shè)計(jì) 院（部）： 應(yīng)院 專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)： 機(jī)設(shè)1082 學(xué)號(hào)：201213090212 學(xué)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(xué)院 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書 ☆ 設(shè)計(jì)題目： 齒輪減速器造型設(shè)計(jì) 院（部） 應(yīng)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì) 班級(jí) 1082 班 指導(dǎo)老師 何麗紅 譚加才 一、目的： 學(xué)習(xí)機(jī)械產(chǎn)品CAD設(shè)計(jì)基本方法，鞏固課程知識(shí)，提高動(dòng)手實(shí)踐能力，進(jìn) 一步提高運(yùn)用計(jì)

2、算機(jī)進(jìn)行三維造型及裝配設(shè)計(jì)、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(yùn)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(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)等課程設(shè)計(jì)成果，綜合應(yīng)用 UG等CAD 軟件完成齒輪減速器三維實(shí)體造型及工程圖設(shè)計(jì)。 三、設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 1）減速器零部件三維造型設(shè)計(jì)。 建模必須依據(jù)本人機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)所完成的減速器 進(jìn)行各零、部件的三 維建模，要表達(dá)出零件的主要外形特征與內(nèi)特征，對(duì)于細(xì)部結(jié)構(gòu)，也應(yīng)盡量完 整的表達(dá)。 2）應(yīng)用工程圖模塊轉(zhuǎn)化生成符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)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(biāo)題欄和明細(xì)表。 零件工程圖上應(yīng)包括符合國(guó)標(biāo)的所需的內(nèi)容，標(biāo)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(jìn)行正確定位，并生成爆炸圖。 4）撰寫課程設(shè)計(jì)說明書。 說明書應(yīng)格式規(guī)范，涵蓋整個(gè)設(shè)計(jì)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(huì)（或建議，切忌抄涉）等，說明書的字?jǐn)?shù)不少于3千字。 四、進(jìn)度安排： 第一天：布置設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱資料，擬定方案，零部件造型設(shè)計(jì)； 第二天：零部件造型設(shè)計(jì)； 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(jì) 4 2.1 箱蓋的設(shè)計(jì) 4 2.2 箱體的設(shè)計(jì) 2 0 2.3 大齒輪的設(shè)計(jì) 36 2.4 齒輪軸的設(shè)計(jì) 39 2.5 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 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(dòng)軸 46 4.2 總裝配圖 47 第五章總結(jié) 47 第六章參考文獻(xiàn) 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(dāng)前版本具 有大約450,000行的C代碼。UG是一個(gè)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(gè)靈活的數(shù)值求解偏微分方程的軟件工具。 其設(shè)計(jì)思想 足夠靈活地支持多種離散方案。因此軟件可對(duì)許多不同的應(yīng)用再利用。 一個(gè)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(jì)算機(jī)科學(xué)的知識(shí)。 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(xué)家研究。 計(jì)算機(jī)技術(shù)的巨大進(jìn)展， 特別是大型并行計(jì)算機(jī)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?yàn)榻M 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(shí)。 最終軟件的實(shí)現(xiàn)變得越來 越復(fù)雜， 以致于超出了一個(gè)人能夠管理的范圍。 UG 的目標(biāo)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(jì)算， 為復(fù)雜應(yīng)用問題的求解提供一個(gè) 靈活的可再使用的軟件基礎(chǔ)。一般結(jié)構(gòu)一個(gè)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(gè)設(shè)計(jì)層次，即結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(architectural design) 、子系統(tǒng)設(shè)計(jì) (subsystem design) 和組件設(shè)計(jì) (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(jì)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(shí)現(xiàn)的。 圖1 給出了詳細(xì)的結(jié)構(gòu) 設(shè) 計(jì)，其 構(gòu) 建模塊 是 動(dòng)態(tài)分布 式數(shù)據(jù) 庫(kù) (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(jì) 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(jī)上分布式對(duì)象的一種并行編程模 式。 它處理分布式對(duì)象的識(shí)別 ( 創(chuàng)建 ) 、 分布式對(duì)象間的通訊及分布式對(duì)象的動(dòng)態(tài) 轉(zhuǎn)移等基本任務(wù)?？商峁┍竟ぞ叩囊粋€(gè)獨(dú)立的版本，移植性通過提供對(duì) 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(xiàng)、數(shù)值算法、可視化技術(shù)和用戶界面。 當(dāng)然，每個(gè)程序設(shè)計(jì)抽 象都基于某種基本假設(shè)。網(wǎng)格管理子系統(tǒng)當(dāng)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(gè)幾何描述。 當(dāng)前支持兩種格式，正在進(jìn)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(dòng)的完全網(wǎng)格結(jié)構(gòu)及解的存儲(chǔ) 和加載。 局部、層次加密和粗化。在每個(gè)網(wǎng)格層提供一個(gè)相容且穩(wěn)定的三角形 剖分。 一個(gè)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(diǎn)、邊、面和元的自 由度。在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)上已實(shí)現(xiàn)了一和二級(jí) BLASfe過程及迭代方法。已經(jīng)實(shí)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(shí)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(biāo)量方程。它們

10、可被任意地嵌套到簡(jiǎn)單的腳本命令中，例如， BDF(2) 使用Newton法在每個(gè)時(shí)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(gè) ILU 光滑器和特殊的適合于跳躍系數(shù)的截?cái)嗑W(wǎng) 格轉(zhuǎn)移、粗層解法器使用一個(gè)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(yùn)行時(shí)的簡(jiǎn)單的可視化工具， 進(jìn)一步， 例如， 稀疏矩陣 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可用圖形給出，這對(duì)調(diào)試是非常有用的。 UG的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序支持 X11 和Apple Macintosh。還提供對(duì)AVS TECPLO和GRAPE勺圖形輸出。 此功能的 數(shù)據(jù)并行實(shí)現(xiàn)基于DDD問題類層次

11、一個(gè)問題類使用UG內(nèi)核程序來對(duì)一類特 殊偏微分方程實(shí)現(xiàn)離散化、 誤差估計(jì)子和最終的一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)解法器。 只有當(dāng)不能 用任何已提供的工具來實(shí)現(xiàn)時(shí)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(biāo)量對(duì)流擴(kuò)散、非線性擴(kuò)散、線彈性、彈塑性、不可壓 縮、多孔滲流中密度驅(qū)動(dòng)流和多相。所有這些問題類運(yùn)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(jì)、制造和 使用特點(diǎn)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(jī)械無級(jí)變速機(jī)等等。 1）圓柱齒輪減速器 單級(jí)、二級(jí)、二級(jí)以上二級(jí)。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(chǎng)合。 3）蝸桿減速器 主要用于傳動(dòng)比 i>10 的場(chǎng)合，傳動(dòng)比較大時(shí)結(jié)構(gòu)緊湊。其缺點(diǎn)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(dòng)在高速級(jí)，則結(jié)構(gòu)緊湊； 減速器的作用： a）降速同時(shí)

13、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。 b）減速同時(shí)降低了負(fù)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(jī)一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動(dòng)設(shè)備， 把電動(dòng)機(jī) . 內(nèi)燃機(jī)或其它高速運(yùn)轉(zhuǎn) 的動(dòng)力通過減速機(jī)的輸入制動(dòng)器軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來 達(dá)到減速的目的，普通的減速機(jī)也會(huì)有幾對(duì)相同原理齒輪達(dá)到理想的減速效果， 大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動(dòng)比。 b、減速機(jī)與變頻器的區(qū)別 減速機(jī)是通過機(jī)械傳動(dòng)裝置來降低電機(jī) （馬達(dá)） 轉(zhuǎn)速， 而變頻器是通過改變交流 電頻率以達(dá)到電機(jī)（馬達(dá)）速度調(diào)節(jié)的目的。通過變頻

14、器降低電機(jī)轉(zhuǎn)速時(shí)，可以 達(dá)到節(jié)能的目的。 減速器的三維設(shè)計(jì) 2.1箱蓋的設(shè)計(jì)： 1 .進(jìn)入U(xiǎn)GNX7.5軟件，選擇【新建】命令，在彈出的新建對(duì)話框中模板選“模 型”，新建一個(gè)文件，文件名為“ xianggai2 "，單位選擇為“毫米”。 2 .選擇【開始|建模】命令進(jìn)入建模模塊。選擇 XC-YC^標(biāo)平面為草圖平面，建 立草圖，繪制草圖并標(biāo)注如下： 5.選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo)注 如下： 6.選擇，【完成草圖】 7.選擇，【拉伸】 8.選擇，【基準(zhǔn)平面】，建立四個(gè)基準(zhǔn)平面 止在期心》：山人他人 國(guó)證在麥工口用歸丸里.存我：

15、山都■-，與 A.料比方西舞場(chǎng)i眠湛a9.本培 比4任玳月?T殍隊(duì).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(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo) 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(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo)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(zhǔn)點(diǎn) 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(tái)上的孔: 28 .選擇【實(shí)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(jiǎn) 孑孑 管 Z7 )1 - 9 0 41

18、C4eT&g 抒&I 1為重的密普J(rèn)t 繼續(xù)?… 小軸承上的凸臺(tái)，也是如此 29 .選擇【螺紋】： 30.選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo) 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(jì)： 1 .選擇【新建】命令，在彈出的新建對(duì)話框中模板選“模型”，新建一個(gè)文件， 文件名為“xiangti ”，單位選擇為“毫米”。 2 .選擇【開始|建?！棵钸M(jìn)入建模模塊。選擇 XC-YC^標(biāo)平面為草圖平面，建 立草圖，繪制草圖并標(biāo)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(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo)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(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo)注 如下： 9 .選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo)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(dòng)雕i 二 L群體⑴ 血 很慢 V 幢置 V 最基 V 3 .*. 國(guó)做 是示結(jié)果回I .好,[一用[S5K 1 目標(biāo) ，【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(zhǔn)平面，選擇【插入】 15.求和。 16.選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo) 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(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo) 20.選擇，【完成草圖】。選擇，【拉伸】 “遺擇曲跣NJ 右向 “指定實(shí)fit 應(yīng)向 21.確定大端軸承凸臺(tái)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(shí)例特征】，【圓形陣列】 小端軸承凸臺(tái)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(diǎn)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(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo) 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(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo) 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(tái)】 37.選擇，【孔】 d屣點(diǎn)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(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo)注 如下： 口1061 3.3大齒輪設(shè)計(jì) 1.選才IGCT具箱，選擇齒輪建模，柱齒輪 蘇.便國(guó)輪匡位a修 法性］福曲o半， 齒嫡 擊史《 法向壓力用《曉時(shí)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(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo)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(jì) 1.選才IGCX具箱，選擇【齒輪建?！?，【柱齒輪】 標(biāo)淮齒輪［空位由希j 2.選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo)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(jì)，  OuKHf OTfiJiflll Qami 口通用 I iH I i&# 11 nut 2.5傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì) 1.選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標(biāo)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(zhǔn)平面 4.選擇【插入】，選擇【設(shè)計(jì)特征】，選擇【鍵槽】。 第二個(gè)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(jì)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(duì)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(xué)這個(gè)軟 件。 參考文獻(xiàn)： 1 .劉平安等.UGNX7.0中文版機(jī)械設(shè)計(jì)與提高.北京：電子工業(yè) 出版社；2010 2 .徐錦康.機(jī)械設(shè)計(jì).北京；高等教育出版社；2004.4。 3 .王昆.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì).北京；高等教育出版社；1996。 4 .朱理.機(jī)械原理.北京；高等教育出版社；2010.4。