Proe专业课程设计二级斜齿轮.doc

目录
绪论 3
第1章 设计内容 4
第2章 经典零部件设计过程 5
2.1闷盖设计 5
2.2透盖设计 6
2.3轴承设计 6
2.4油标设计 8
2.5键设计 8
第3章 齿轮、齿轮轴绘制 10
3.1 高速级大齿轮齿轮2模型创建 10
3.1.1 打开菜单栏：工具-参数 输入基础参数和关系式 10
3.1.2 创建齿轮基础圆 11
3.1.3 创建渐开线 12
3.1.4 镜像渐开线 13
3.1.5 拉伸齿根圆形成圆柱体。 14
3.1.6 创建齿形,绘制齿形图，拉伸齿形 15
3.1.7 齿槽阵列 16
3.1.8 创建腹板式齿轮结构 17
3.2 低速轴轴Ⅲ模型创建 17
3.3 下箱体 18
第4章装配过程 21
4.1 轴和键装配 21
4.2 齿轮装配 21
4.3 轴和封油盘装配 22
4.4 轴和轴承装配 23
4.5 总装配图 23
第5章 运动仿真 25
5.1创建装配连接 25
5.1.1装配箱体 25
5.1.2轴组装配 25
5.1.3减速器整体连接 26
5.2运动仿真 26
5.2.1 设置 26
5.2.2仿真 29
第6章 加工仿真 31
6.1定义设置加工仿真参数 31
6.2 电脑动态模拟加工，生成G代码 33
第7章 工程图 34
7.1导入低速轴 34
7.2截面绘制 34
7.3标注尺寸 34
7.4标注几何公差 34
第8章 心得体会 36
第9章 参考文件 37
附录 38
附录一 38
附录二 39
附录三 40
附录四 41

绪论

第1章 设计内容
此次设计内容为二级圆柱斜齿轮减速器。减速器是指原动机和工作机之间独立闭式传动装置，用来降低转速并对应地增大转速。在一些场所，也有用作增速装置，并称为增速器。减速器是一个经典机械基础部件，广泛应用于各个行业，如冶金、运输、化工、建筑、食品，甚至艺术舞台。含有一定代表性。
设计参数：
运输带工作力矩T/NM
运输带工作速度
卷筒直径D/mm
650
0.85
370
工作条件：
连续单向运转，工作时有轻微振动，使用期限，小批量生产，单班制工作，运输带速度许可误差为
各轴运动和动力参数
轴名
功率 p/kw
转矩 T/NM
转速
(r/min)
传动比
i
效率

输入
输出
输入
输出
电动机
Ⅰ轴
Ⅱ轴
Ⅲ轴
滚筒轴

3.81
3.62
3.44
3.41
3.97
3.74
3.59
3.42
3.33

63.18
258.25
748.76
726.45
26.33
61.92
253.09
733.78
711.92
1440
576
133.95
43.91
43.91
2.5i0
0.912
4.3i1
0.91238
3.05i2
0.91238
1i3
0.92169

第2章 经典零部件设计过程
减速器由众多零部件组成，经过箱体、齿轮、轴承、齿轮轴、端盖等零部件连接组合实现减速；大多数零部件在组成部分全部有共性，本章一轴承端盖、轴承、游标、键来做具体设计说明
2.1闷盖设计
闷盖主体为回转体，首先草绘出端盖平面，然后用拉伸和阵列就能够实现，最终依据需要进行倒圆角，最终模型见图2-1-1 。

图2-1-1图 阵列

图2-1-2拉伸成型
2.2透盖设计
一样作为旋转体，透盖设计和闷盖相同，用拉伸和阵列就能够实现，整体效果图所表示。

图2-2-2 实体图
2.3轴承设计
（1）内外圈创建。依据设计需要，轴承应该为深沟球轴承。按要求应有外圈，内圈及滚子。首先草绘出内外圈旋转截面（图2-3-1所表示）；

图2-3-1绘制草图
（2）首个滚子创建。首先使滚子旋转轴线在内圈外圈中间直径，且平行于内圈平面上，其次进行滚子旋转轮廓草绘，图所表示。

图2-3-2旋转成型
（3）全部滚子创建。选择轴方法进行阵列,效果图所表示。

图2-3-3整列滚子

（4）保持架创建。草绘图图所表示。

图2-3-4绘制草图

绕轴线旋转，完成了轴承建模，整体结构图所表示。

图2-3-5轴承实体图
2.4油标设计
经过拉伸--旋转—拉伸—剪切 标识 便能够完成游标建模，整体模型图所表示。

图2-4-1油标实体图
2.5键设计
对于非回转类零件，有时我们能够经过拉伸创建基础模型。首先做出表面形
状（图4-5-1所表示），然后拉伸至指定厚度，模型显示图4-5-2所表示。

图2-5-1绘制草图

图2-5-2键实体

第3章 齿轮、齿轮轴绘制
此次设计减速器是二级斜齿轮传动减速器，齿轮、箱体作为减速器关键部件，同时齿轮、箱体绘制含有一定复杂性，同时在proe绘图操作中能够系统学习利用proe软件，所以本章对斜齿轮、齿轮轴、下箱体单独做具体设计说明
3.1 高速级大齿轮齿轮2模型创建
3.1.1 打开菜单栏：工具-参数 输入基础参数和关系式

图3-1-1 齿轮绘制订义参数
打开菜单栏：工具-关系 输入以下公式
ha=(hax+x)*mn
hf=(hax+cx-x)*mn
d=mn*z/cos(β)
da=d+2*ha
db=d*cos(α)
df=d-2*hf

d0=da
d1=db
d2=df
d3=d
完成后关系对话框图所表示：

图3-1-2 定义齿轮计算公式
3.1.2 创建齿轮基础圆
画出四个同心圆，分别标识为：
d0=da（分度圆直径）, d1=db（齿顶圆直径）d2=df（齿根圆直径），d3=d（基园直径）。工具栏内单击按钮，完成草图绘制。图所表示：

图3-1-3 草绘齿轮节圆
3.1.3 创建渐开线
（1）方程创建齿轮中齿轮廓——渐开线。输入关系式，以下：ang=90*t
r=db/2
s=PI*r*t/2
xc=r*cos(ang)
yc=r*sin(ang)
x=xc+s*sin(ang)
y=yc-s*cos(ang)
z=0
（2）单击“文件”→“保留”，再单击“文件”→“退出”，在“曲线：从方程”对话框中选择确定，完成第一段渐开线创建，图：

图3-1-4 渐开线创建
3.1.4 镜像渐开线
（1）创建一个基准点。在工具栏内单击按钮，或依次在主菜单上单击 “插入”→ “模型基准”→ “点”→ “点”，系统弹出“基准点”对话框，图所表示；击选择分度圆曲线作为参考，按住Ctrl键，单击第一段渐开线作为参考，放大视图，检验所创建点是否在两条曲线交点处，单击“基准点”对话框中确实定按钮，完成基准点“PNT0”创建。
（2）创建一根基准轴。单击工具栏上“创建轴”按钮，系统弹出“基准轴”对话框， 在绘图区单击选择“TOP”面，按住Ctrl键，选择“RIGHT”面，在“基准轴”对话框中点击确定按钮，完成“A-1” 轴创建，图：

图3-1-5 轴“A-1”创建
（3）过“A-1”轴和点“PNT0”创建平面。 单击“确定”按钮，完成“DTM1”创建，图所表示：

图3-1-6 “DTM1”创建
（4）创建平面“DTM2”。创建初始步骤同“DTM1”。
（5）镜像渐开线。完成后曲线图所表示：

图3-1-7 完成后镜像渐开线
3.1.5 拉伸齿根圆形成圆柱体。
图所表示：

图3-1-8 拉伸后齿根圆
3.1.6 创建齿形,绘制齿形图，拉伸齿形。在拉伸特征定义操控面板中选择“实体”按钮，拉伸深度可临时不定，单击完成拉伸，以下图：

图3-1-9 齿槽初步拉伸
3.1.7 齿槽阵列
齿齿槽阵列。选定复制齿槽，单击“阵列”按钮，点击图中尺寸，变其值为“360/z”，具体操作图：

图

3-1-10 齿槽阵列

图3-1-11 齿槽全部生成
3.1.8 创建腹板式齿轮结构

图3-1-12 完成后齿轮
3.2 低速轴轴Ⅲ模型创建
（1）开启Pro/ENGINEER,设置系统工作目录,进入草绘模式，绘制图所表示图形：

图3-1-1 齿轮草绘
（2）完成齿轮制作，经过数次拉伸完成以下图形：

图3-1-2 齿轮轴拉伸
（3）经过拉伸切出键槽

图3-1-3键槽绘制
（4）两端面倒角及轴过渡段倒圆角。在弹出窗口中设置圆角大小为2，选定要倒圆角边，确定，从而完成圆角创建。
至此低速轴模型创建完成，低速轴完整模型图以下图：

图3-1-4倒角
3.3 下箱体
从整体来看，下箱体基础模型为一个长方形壳，故创建思绪以下：
（1） 依据尺寸拉伸一个长方体壳，同时创建上下表面加固板，在此建模过程中需要确定壳体积足以容得下齿轮，最终需要倒出对应圆角和倒角图。

图3-3-1 下箱体箱体拉伸
（2） 创建安装轴承部位具体形状

图3-3-2 下箱体轴承放置图
（3） 创建图所表示加强肋。

图3-3-3 下箱体加强肋
（4） 创建油标孔和放油孔。
a 油标孔。应该和侧面成一定夹角，方便油标插入和取出。
b 放油孔。放油孔内表面应该略低于壳底面，方便排出废油。

图3-3-4 游标绘制
（5） 创建各个部位螺栓孔。
下箱体创建过程到此为止，整体模型图所表示。

图3-3-5 下箱体实体

第4章装配过程
减速器制造需要经过设计、制造、组装才能完成运行，减速器装配也是检验设计和制造是否合格，经过完成装配关系约束状态，来实现各个零件组成部件，再由部件组装成套件，最终完成总装。轴和键、齿轮和轴、轴和油封、轴和轴承装配是最基础装配。
4.1 轴和键装配
键和轴装配。当 “约束状态”为“完全约束”时，单击，如此完成键和轴装配，图：

图4-1-1 键和轴装配
4.2 齿轮装配
高速级大齿轮齿轮和中间轴装配。选择约束条件，经过键和键槽配合，完成约束状态为“完全约束”，单击，完成齿轮和轴装配，图：

图4-2-1 齿轮和轴装配
4.3 轴和封油盘装配
装配封油盘。单击“添加组件定义操控面板”中“放置”，连接方法为“用户定义”。首先约束为同轴，单击选中轴中心线“A-1”，再单击选中封油盘中心轴“A-2”，完成轴约束。此时约束状态为“部分约束”。再单击“放置控制面板”中“新建约束”，选择齿轮轴一个面，再选择封油盘小圆一个平面，在“放置控制面板”中选择偏距为“0”，按“Enter”键，此时封油盘会约束在轴上，观察，假如封油盘在齿轮内部则单击“反向”，此时约束状态为“完全约束”，单击，完成一个封油盘装配，图：

图4-3-1 轴和封油盘装配
4.4 轴和轴承装配
选择 “添加组件定义操控面板”中“放置”，连接方法为“用户定义”。首先约束为同轴，单击选中轴中心线“A-1”，再单击选中轴承中心轴“A-3”，完成轴约束，此时约束状态为“部分约束”。再单击“放置控制面板”中“新建约束”，选择挡油环小圆一个面，再选择轴承一个平面，在“放置控制面板”中选择偏距为“0”，按“Enter”键，此时轴承会约束在轴上，仔细观察，假如轴承在挡油环内部，则单击“反向”，此时约束状态为“完全约束”， 单击，完成一个轴承装配，图：

图4-4-1 轴承装配
4.5 总装配图
新建零件- fangzhen-缺省模式-mmns_asm_design，
插入——元件 ——装配——打开下箱体文件，用户定义下使用“缺省”模式；
打开上箱体，经过面面对齐，螺栓口连接，实现上下箱体装配；

图4-5-1上箱体

图4-5-3 总装图

第5章 运动仿真
运动仿真是在电脑上实现减速器运动模拟，运动仿真能够检验齿轮啮合，轴和轴承，轴和箱体配合是否完美，同时检验是否达成减速要求。
5.1创建装配连接
5.1.1装配箱体
新建零件- fangzhen-缺省模式-mmns_asm_design，
插入——元件 ——装配——打开下箱体文件，用户定义下使用“缺省”模式。

图5-1-1下箱体
5.1.2轴组装配
将输入轴、中间轴、输出轴装配体插入，连接方法全部定义为销钉，方便自由转动。其它定位和一般装配一样。

图5-1-2各轴装配
5.1.3减速器整体连接
打开下箱体，经过面面对齐，完成上下箱体对齐，用螺栓螺钉完成上下箱体连接，连接游标、窥视孔，以下图

图5-1-3 箱体总装配
5.2运动仿真
5.2.1 设置
我们能够使用先前装配图，不过在仿真之前需要将上箱体和和它相关零件选为隐藏模式。接下来定义仿真步骤为：
1 应用程序，机构
2 选择电机
3 设置两组齿轮副

齿轮副1中齿轮1具体参数图。

图5-1-1齿轮1参数

齿轮副1中齿轮2具体参数图。

图5-1-2齿轮2参数

齿轮副2中齿轮1具体参数图 。

图5-1-3齿轮1参数
齿轮副2中齿轮2具体参数图。

图5-1-4齿轮2参数
定义旋转轴，应用程序—机构—齿轮，首先定义齿轮和轴配合关系

图5-1-5定义旋转轴

选择电动机，定义伺服电机。

图5-1-6定义伺服电机
加载电机，完成后出现电机提醒，图中橙色曲线，加载输入轴。

图5-1-7加载电机
从性价比和整体传动比综合，考虑来看，选择电动机型号：Y112M-4，额定功率 4kw，同时转速1500，总传动比32.8，V带2.5。
5.2.2仿真
首先定义分析方法:将终止时间和帧频全部设置为20，然后运行后选择确定，设置方框图

图5-2-1仿真设置

将分析结果选择回放：选择AVI形式保留图像，具体运动过程仿真见视频文件.AVI；

图5-2-2 AVI视频

第6章 加工仿真
加工仿真是在电脑上经过选择夹具、刀具、加工参数等来实习机床加工动态模拟，最终生成加工代码G代码，最终达成加工要求。
6.1定义设置加工仿真参数
新建制造加工文件

图6-1-1新建制造文件
添加夹具装置，定义夹具零点坐标，方便固定工件安全加工位置

图6-1-2添加夹具
打开需要加工工件下箱体，经过面面对齐完成约束条件，固定箱体加工位置

图6-1-3打开下箱体
定义加工参数，选择加工刀具，加工路径，设置安全距离，主轴转速等

图6-1-4参数定义

图6-1-5安全值设置
6.2 电脑动态模拟加工，生成G代码
进行屏幕演示，生成G代码，具体G代码见说明书附录4；

图6-2-1 屏幕演示

图6-2-7 生成G代码

第7章 工程图
工程图是加工一个零部件必备图纸要求，具体表现加工零件尺寸、加工要求、材料处理等，在proe绘图软件中来绘制工程图，比起CAD绘图来显著方便简练多了，更能确保图纸尺寸正确度，以确保零件加工质量
7.1导入低速轴
以箱体、低速轴为例，新建——绘图——disuzhou——空——A4——确定，进入绘图界面，选择通常，将鼠标放入界面内，完成轴导入。
7.2截面绘制
打开轴零件图，在键截面建立基准轴。
7.3标注尺寸
标注轴长度和直径。

图7-3-1下箱体工程图
7.4标注几何公差
包含圆跳动、圆柱度和对称度标注，轴工程图完成，图

图6-4-1低速轴工程图

图6-4-1低速轴工程图明细栏

其它轴工程图步骤同上可得。

第8章 心得体会
此次CAD/CAM课程设计是我在大学中一次宝贵设计经历，它既涵盖了机械设计课程设计方面知识，又包含Pro/E中高级功效利用，让我在设计过程中既复习了机械设计方面内容，又对Pro/E零部件画法和装配方法和“运动仿真”及“运动分析”等方面有了较为全方面认识和了解，同时也让自己能够熟练利用Pro/E中部分基础绘图功效，如拉伸、旋转、抽壳、倒角、镜像、阵列、孔工具、基准创建等，同时对参数法绘图也有了一定认识，获益匪浅。
此次设计中为提升自己在设计等方面能力，我选择二级圆柱斜齿轮减速器作为设计课题。在设计过程中，我仔细回想了以往机械设计课程设计中步骤及尺寸等确实定方法，同时结合在“中国一拖集团”参观同轴式变速箱，初步确定了自己设计思绪和减速器大致信息。同时为了培养自己严谨认真设计作风，又主动翻阅《课程设计手册》，尽可能使减速器上每一个零件尺寸全部符合国家标准。如此不仅复习了机械设计方面知识，对自己意志力、耐力和良好工作作风培养全部起到了很好促进作用。
经过本课程设计，巩固了经过课程学习到知识，提升了动手实践能力，让我在综合利用计算机进行设计尤其是进行较为复杂装配图和零件图绘制、通常三维装配、图形仿真方面能力得到提升，深入提升二维图形绘制能力和进行CAD二次开发能力，了解软件数据交换及和CAM系统数据传输等。在此次课程设计中，对我绘图能力有了很大提升，使我了解了很多实际问题，更是对自己动手能力有了大幅度提升，也让我明白了一个道理，要想在任何方面有好发展，必需要发挥主动、主动、刻苦、肯钻精神，只有永不满足自己所拥有知识，才能在自己所学习领域有所建树。

第9章 参考文件
[1]张忠林.Pro/ENGINEER Wildfire 5.0机械设计应用实践.北京:机械工业出版社.
[2]王立新. Pro/ENGINEER Wildfire 4.0汉字版标准教材.北京:清华大学出版社.
[3]陆玉.机械设计课程设计.北京:机械工业出版社.
[4]濮良贵.机械设计.北京:高等教育出版社.
[5]Pro/ENGINEER 机械设计实例讲堂.人民邮电出版社.
[6]林清安.完全精通Pro/ENGINEER野火4.0汉字版综合教程.北京：电子工业出版社.

附录
附录一：减速器装配图

减速器装配图分解图

附录二：
工程图 轴

附录三：
工程图 箱体

附录四：加工G代码

减速器下箱体加工G代码：

%O0000
N0010T24M06
S500M03
G00G43Z300.H24
X27.3638Y.1772
Z13.2264
G01Z9.2264F120.
X-2.0882
Z300.
G00X27.5469Y1.1319
Z11.2264
G01Z9.2264
X-2.2713
Z300.
G00X27.5469Y2.0866
Z11.2264
G01Z9.2264
X-2.2713
Z300.
G00X27.5469Y3.0413
Z11.2264
G01Z9.2264
X-2.2713
Z300.
G00X27.5469Y3.9961
Z11.2264
G01Z9.2264
X-2.2713
Z300.
G00X27.5469Y4.9508
Z11.2264
G01Z9.2264
X-2.2713
Z300.
G00X27.5469Y5.9055
Z11.2264
G01Z9.2264
X-2.2713
Z300.
G00X27.5469Y6.8602
Z11.2264
G01Z9.2264
X-2.2713
Z300.
G00X27.5469Y7.815
Z11.2264
G01Z9.2264
X-2.2713
Z300.
G00X27.5469Y8.7697
Z11.2264
G01Z9.2264
X-2.2713
Z300.
G00X27.5469Y9.7244
Z11.2264
G01Z9.2264
X-2.2713
Z300.
G00X27.5469Y10.6791
Z11.2264
G01Z9.2264
X-2.2713
Z300.
G00X27.3638Y11.6339
Z11.2264
G01Z9.2264
X-2.0882
Z300.
M30
%