二级齿轮减速器设计【说明书+SOLIDWORKS】
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摘 要摘 要本设计基于机械设计、机械原理、材料力学和Solidworks三维绘图软件等相关知识与理论。主要阐述了计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)及齿轮减速器的相关知识,介绍了Solidworks三维绘图软件,及其零件建模及装配等基本知识。首先,本文对Solidworks绘图软件进行了详尽的介绍;其次,利用Solidworks三维绘图软件将设计计算好的零部件进行了零件建模;然后,将建好的所有零部件模型选择恰当的配合方式进行了装配设计,得到了相应的装配体模型;最后,对减速器的齿轮和轴进行了运动仿真。关键字:齿轮减速器,Solidworks,零件建模,装配设计,运动仿真45AbstractABSTRACTThis paper is based on the mechanical design, mechanical principle, mechanics of materials and Solidworks 3d drawing software and relevant knowledge and theory. Mainly introduces the Computer Aided Design and Computer Aided Manufacturing (CAD/CAM), gear reducer and related knowledge; introduces Solidworks 3D drawing software, and its part modeling and assembly and other basic knowledge.Firstly, this paper makes a detailed introduction to the Solidworks drawing software; secondly, using Solidworks 3D drawing software to design good parts of parts modeling; then, the models are built with all parts of the choice of proper way of design for assembly, and get the assembly model; finally, conduct motion simulation to the reducer gear and shaft. Key Words: Gear reducer, Solidworks, Part modeling, Assembly design, Movement simulation目录目 录第1章引言1第2章课程设计内容及要求3第3章SOLIDWORKS软件介绍及背景53.1 Solidworks软件简介53.2 Solidworks软件特性53.3 Solidworks软件版本6第4章典型零部件的绘制过程84.1 低速轴模型的创建84.2 低速轴齿轮模型的创建114.2.1 输入基本参数和方程式式114.2.2 创建齿轮基本圆124.2.3 创建渐开线134.2.4 镜像渐开线144.2.5 拉伸齿根圆154.2.6 创建齿形164.2.7 创建齿轮中心孔174.2.8 创建齿轮腹板194.2.9 完成齿轮的创建23第5章典型零部件的装配过程245.1 轴与键的装配245.2 齿轮的装配255.3 轴与套筒的装配265.4 轴与轴承的装配275.5 轴的另一端套筒与轴承的装配285.6 轴与箱座的装配295.7 箱盖与箱座的装配315.8 螺栓、螺母的装配325.9 总装配图35第6章运动仿真376.1 创建仿真框架376.2 导入装配体376.3 建立齿轮啮合方程式386.4 加载电动机并仿真38总结39参考文献40致谢41第1章 引言第1章 引言随着人们生活水平的提高,消费者的价值观发生了变化,呈现出了多样化与个性化,用户对各类产品的质量,产品的更新换代的速度,以及产品从设计、制造到投放到市场的周期都提出了越来越高的要求。为了适应这种变化,工厂的产品也向着多品种、中小批量方向发展。要适应这种瞬息万变的市场要求,则要求生产更具柔性。传统的批量法则面临这严重的挑战,一场更加激烈的竞争环境正在形成。计算机辅助设计(CAD)与计算机辅助制造(CAM)就是满足这种新的要求而产生的一种新的制造方法。CAD/CAM(计算机辅助设计与制造)技术是一门多学科综合性技术,是当今世界发展最快的技术之一,目前已经形成产业。CAD/CAM等新技术在制造业的应用,对制造业的制造模式和市场形势产生了巨大影响,促进了生产模式的转变和制造业市场形势的变化。CAD/CAM技术的不断发展与完善让越来越多的工厂认同了这种技术,与此同时,市场上出现了越来越多CAD/CAM/CAE一体化设计软件。来自PTC公司的Solidworks就是其中最成功的一款设计软件,自1988年问世以来,经过短短十几年时间,就成为全世界最普及的三维设计软件之一,并广泛应用于电子、通信、机械、模具、汽机车、自行车、航天、家电、玩具、等行业,深受众多大中型企业亲睐。身为机械专业的大学生,掌握并熟练使用一款三维设计软件也已成为必修课。齿轮减速器,又称齿轮减速机,是原动机和工作机之间的独立的闭式传动装置,用来降低转速和增大转矩。齿轮减速器在各行各业中十分广泛地使用着,是一种不可缺少的机械传动装置。齿轮减速器按照传动级数不同可分为单级和多级齿轮减速器;按照齿轮形状可分为圆柱齿轮减速器、圆锥齿轮减速器和圆锥圆柱齿轮减速器;按照传动的布置形式又可分为展开式、分流式和同轴式齿轮减速器。本文中所设计的减速器为展开式二级圆柱齿轮减速器。通过展开式二级圆柱齿轮减速器的绘制过程,可以给予一个了解计算机辅助设计(CAD)过程的一般步骤的机会,提供一个学习并掌握这类常用机械传动装置绘制方法的平台。此次课程设计,对于三维设计软件的运用是一个极大的锻炼,同时也为踏入以后的实践过程增添了一块垫脚石。第2章 课程设计内容及要求第2章 课程设计内容及要求(1)设计任务设计带式输送机传动系统。要求传动系统中含有带传动及两级圆柱齿轮减速器。(2)传动系统参考方案(如图2-1) FV123456图2-1 参考方案图1电动机;2带传动;3两级圆柱齿轮减速器;4联轴器;5滚筒;6输送带(3)原始数据F=6000(N)输送带有效拉力;V=0.44(m/s)输送带工作速度;D=330(mm)输送带滚筒直径。(4)工作条件两班工作制,工作载荷平稳,电压为380/220V三相交流电源,减速器寿命5年。(5)任务内容根据小组成员设计计算出的数据结果绘制出传动系统中齿轮减速器各零件,并加以装配、仿真。第3章 SOLIDWORKS软件介绍及背景第3章 SOLIDWORKS软件介绍及背景3.1 Solidworks软件简介Solidworks(Solidworks操作软件)是美国参数技术公司(Parametric Technology Corporation,简称PTC)的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广,是现今最成功的CAD/CAM软件之一。3.2 Solidworks软件特性Solidworks是一套由设计至生产的机械自动化软件,是新一代的产品造型系统,是一个参数化、基于特征的实体造型系统,并且具有单一数据库功能,它具有如下的特性和优势:全相关性:Solidworks的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改,能够扩展到整个设计中,同时自动更新所有的工程文档,包括装配体、设计图纸,以及制造数据。全相关性鼓励在开发周期的任一点进行修改,却没有任何损失,并使并行工程成为可能,所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。基于特征的参数化造型:Solidworks使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象,并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如:设计特征有弧、圆角、倒角等等,它们对工程人员来说是很熟悉的,因而易于使用。装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数(不但包括几何尺寸,还包括非几何属性),然后修改参数很容易的进行多次设计叠代,实现产品开发。数据管理:加速投放市场,需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率,必须允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制,正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作,由于使用了Solidworks独特的全相关性功能,因而使之成为可能。装配管理:Solidworks的基本结构能够使您利用一些直观的命令,例如“啮合”、“插入”、“对齐”等很容易的把零件装配起来,同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理,这些装配体中零件的数量不受限制。易于使用:菜单以直观的方式联级出现,提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项,同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助,这种形式使得容易学习和使用。单一数据库:Solidworks是建立在统一基层上的数据库上,不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库,就是工程中的资料全部来自一个库,使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作,不管他是哪一个部门的。换言之,在整个设计过程的任何一处发生改动,亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如,一旦工程详图有改变,NC(数控)工具路径也会自动更新;组装工程图如有任何变动,也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合,使得一件产品的设计结合起来。这一优点,使得设计更优化,成品质量更高,产品能更好地推向市场,价格也更便宜。3.3 Solidworks软件版本由于Solidworks软件出现较早,市面上的版本也较多。目前Solidworks最高版本为Creo Parametric 2.0。但在市场应用中,不同的公司还在使用着从Proe2001到WildFire5.0的各种版本,WildFire3.0和WildFire5.0是主流应用版本。Solidworks软件系列都支持向下兼容但不支持向上兼容,也就是新的版本可以打开旧版本的文件,但旧版本默认是无法直接打开新版本文件。虽然PTC提供了相应的插件以实现旧版本打开新版本文件的功能,但在很多情况下支持并不理想容易造成软件的操作过程中直接跳出。在Solidworks软件版本中,除了使用类似solidworks2009,solidworks2010,solidworks2012版本区别,不同的日期代码代表主版本的发行日期顺序。通常每一个主版本中都会有C000、F000和Mxxx三个不同系列的日期代码,C000版代表的是测试版,F000是第一次正式版,而类似M010,M020.M200等属于成熟的正式发行版系列。M系列的版本可以打开C000和F000系列版本的文件,而C000版本则无法打开相同主版本的F000和Mxxx版本的Solidworks文件,比如WildFire4.0 C000版本的Solidworks将无法打开WildFire4.0 M060版本Solidworks所创建的文件,但反过来则可以。本文所使用的Solidworks版本为Solidworks 5.0 M060中文野火版,是各版本中国内较为常用并且较为稳定易用的版本之一。第4章 典型零部件的绘制过程第4章 典型零部件的绘制过程4.1 低速轴模型的创建(1)启动Solidworks,设置系统的工作目录。(2)单击【新建】按钮,在【新建】对话框中输入零件名“低俗轴”,(采用“零件”模板),单击【确定】按钮。(3)单击基础特征工具栏中的【旋转】按钮,在弹出的窗口中选择“前视基准面”面为草绘基准平面,接受“右视基准面”为默认参考平面,进入草绘模式,绘制如图4-1所示的图形:图4-1 轴的旋转草绘图(4)完成草绘,以指定角度旋转360,如图4-2,完成旋转如图4-3所示:图4-2 旋转操控面板图4-3 旋转完成图(5)在工具栏内单击按钮,弹出【基准平面】对话框,然后选择基准面前视基准面,在对话框【平移】文本编辑框输入偏移值35,单击【确定】完成建立基准面基准面一的操作,如图4-3中所示。(6)选择工具栏内的拉伸工具,弹出拉伸控制面板,在面板内单击【放置】【定义】,弹出【草绘】定义对话框,选择“基准面一”面作为草绘平面,接受系统默认的参考与方向,单击【草绘】进入草绘环境。用直线及圆弧绘制工具草绘出如图4-4所示图形。图4-4 键槽草绘图(7)单击【继续当前部分】按钮,拉伸控制面板中,单击【指定深度值】旁的下拉项选择【穿透】按钮。点击【方向】,点击【去材料】,单击确定,如下图4-5所示。拉伸完成如图4-6所示。图4-5 拉伸操控面板图4-6 键槽(8)两端面倒角及轴过渡段倒圆角。单击特征工具栏中的【倒角】工具,在弹出的窗口中设置倒角的大小和标注形式,标注形式为45*D,大小为3,如图4-7,按住Ctrl键选择要倒角的两端面的边,单击完成两端面的倒角。单击特征工具栏中的【倒圆角】工具,在弹出的窗口中设置圆角大小为2,如图4-8,选定要倒圆角的过渡段的边,确定,从而完成圆角创建。过度圆角操控面板至此低速轴模型创建完成,低速轴完整模型图如下图4-9:图4-7 低速轴利用同样的方法可以依次绘制出中间轴和高速轴模型。4.2 低速轴齿轮模型的创建 4.2.1 输入基本参数和方程式式(1)启动Solidworks,设置系统的工作目录。(2)单击【新建】按钮,在【新建】对话框中输入零件名称“齿轮”, (采用“零件”模板)单击【确定】按钮。(3)齿轮参数的设定。单击【工具】【参数】,弹出参数对话框,单击添加参数。(4)插入齿轮各值间的方程式。单击【工具】【方程式】,如图4-10,在弹出的对话框中输入齿轮各值的方程式式,如下:ha=mhf=1.25*mda=m*(z+2)d=m*zdb=d*cos(angle)df=m*(z-2.5)图4-8 方程式对话框(5)重生成参数。点击【重生成】按钮,再选择【工具】【方程式】,在弹出的对话框中可以看到以往设置为零的选项会生成尺寸。4.2.2 创建齿轮基本圆(1)以“前视基准面”面为草绘平面,接受默认参考面进行草绘,绘四个同心圆,四个圆从内到外依次为齿根圆、基圆、分度圆、齿顶圆,选择【标注尺寸】项,对所画的四个圆从内到外进行尺寸标注(尺寸大小任意)。点击【确定】,草绘结束。(2)运用方程式将所画的四个圆定尺寸,双击所画的四个圆,出现圆的尺寸,选择【信息】【切换尺寸】,可以发现圆的尺寸由数字变为d0、d1、d2、d3。(3)用方程式将四个圆的尺寸变为标准值。选择【工具】【方程式】,弹出方程式对话框,在其中输入如下方程式:d3=da;d2=d;d1=db;d0=df。(4)点击【确定】按钮,再单击【再生成】按钮,从而再生成齿轮的四个基本圆。4.2.3 创建渐开线(1)用方程创建齿轮中齿的轮廓渐开线。点击【插入基准曲线】按钮,在弹出的【菜单管理器】中选择【从方程】,单击【完成】。弹出【曲线:从方程】对话框,选取坐标系,在窗口中选择【笛卡尔】。弹出【记事本】对话框,输入方程式式,如下图4-11:图4-9 笛卡尔坐标系参数方程(2)单击【文件】【保存】,再单击【文件】【退出】,在【曲线:从方程】对话框中选择确定,完成第一段渐开线的创建,如图4-12::图4-10 渐开线的创建4.2.4 镜像渐开线(1)创建一个基准点。在工具栏内单击按钮,或者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,单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,检查所创建的点是否位于两条曲线的交点处,单击【基准点】对话框中的确定按钮,完成基准点“PNT0”的创建。(2)创建一根基准轴。单击工具栏上的【创建轴】按钮,系统弹出【基准轴】对话框,在绘图区单击选取“TOP”面,按住Ctrl键,选取“右视基准面”面,在【基准轴】对话框中点击确定按钮,完成“A-1”轴的创建。(3)过“A-1”轴和点“PNT0”创建平面。单击工具栏上的【基准平面】按钮,弹出【基准平面】对话框,单击“A-1”轴,按住Ctrl键选择“PNT0”点。单击【确定】按钮,完成“基准面一”的创建。(4)创建平面“DTM2”。创建初始步骤同“基准面一”。选择“基准面一”作为参考平面,按住Ctrl键,选择“A-1”轴,此时出现旋转角度,角度以默认为准,单击【确定】,完成“DTM2”的创建。(5)用【方程式】确定创建的两平面间的夹角的大小,选择【工具】【方程式】,在【方程式】对话框中输入方程式式:d6=90/z。单击【确定】,再单击【重置】按钮完成对尺寸d6的定义。(6)镜像渐开线。选择第一段渐开线,单击【镜像】按钮,系统弹出镜像面板对话框,并要求选择一个项目进行镜像,选择先前创建的DTM2平面作为镜像平面,在【镜像】特征定义操控面板内单击按钮,完成渐开线的镜像。4.2.5 拉伸齿根圆(1)在工具栏中单击【拉伸】按钮,弹出【拉伸】定义操控面板,在面板内单击【放置】【定义】,弹出【草绘】定义对话框,选取“前视基准面”面作为草绘平面,接受系统默认的参考平面,单击【草绘】,系统进入草绘环境。(2)选择【利用边】按钮,在绘图区单击选取齿根圆曲线,单击草绘工具栏中的,完成草绘。(3)选取拉伸形式为设置为【从草绘平面以指定的深度拉伸】,如图4-13,单击【拉伸】操控面板中的,完成齿根圆的拉伸。图4-11 拉伸操控面板(4)运用【方程式】选项确定齿根圆的宽度。单击【工具】【方程式】,单击拉伸后的图形,此时图形中会出现齿根圆的宽度d7在弹出的【方程式】对话框中输入d7=b,单击【确定】,【再生】完成齿根圆的拉伸创建。4.2.6 创建齿形(1)在工具栏内单击按钮,弹出【拉伸】定义操控面板,在面板内单击【放置】【定义】,弹出【草绘】定义对话框,选择“前视基准面”面作为草绘平面,接受系统默认的参考平面,单击【草绘】进入草绘环境。(2)绘制如图4-14所示的二维草图,在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制。图4-12 齿形的草绘图(3)单击【继续当前部分】按钮,拉伸控制面板中,单击【指定深度值】旁的下拉项选择【穿透】按钮。点击【方向】,点击【去材料】,如图4-15,单击确定。图4-13 拉伸操控面板(4)运用【方程式】将齿形标准化。单击【工具】【方程式】,系统会弹出【方程式】对话框,再单击初步拉伸成的齿形,发现视图中会出现两个尺寸:齿宽d8和圆角半径d9。在方程式对话框中输入方程式式,d8=b;if hax=1,d9=0.38*m,endif;if hax1,d9=0.46*m,endif。(5)【再生成】标准齿形,点击【再生成】按钮,标准齿形齿形创建完成。再利用阵列工具,以中心轴为轴线,将齿形全部绘制出来。如图4-16: 图4-14 齿形绘制完成图 4.2.7 创建齿轮中心孔(1)单击按钮,在【拉伸操控面板】中选择【放置】【定义】,弹出【草绘】对话框,选择上面所画齿轮的一个面作为参考平面,接受系统默认的参照平面,点击【草绘】进入草绘界面。草绘如图4-18,单击,完成草绘。在【拉伸操控面板】中设置拉伸方向为经过齿轮实体,选择【去除材料】按钮,如图4-17,单击,完成【拉伸】,拉伸后如图4-19:图4-15 拉伸操控面板图4-16 中心孔草绘图图4-17 中心孔完成图(2)点击【倒角工具】,在【倒角工具操控面板】中选择【倒角形式】为【45*D】,在【倒角大小】中输入大小为1.5,单击,完成中心孔倒角。4.2.8 创建齿轮腹板(1)单击【拉伸】按钮弹出【拉伸】定义操控面板,在面板内单击 【放置】【定义】,弹出【草绘】定义对话框,选择“前视基准面”面作为草绘平面,接受系统默认的参考平面,单击【草绘】进入草绘环境。草绘出如图4-20所示图形:图4-18 凹槽草绘图(2)草绘完毕后,单击,完成草绘,进行单向拉伸,单击【去除材料】按钮,如图4-21,单击,完成拉伸。同样的方法,在齿轮另一侧也拉伸出凹槽。拉伸后的齿轮如图4-22。图4-19 拉伸操控面板图4-20 齿轮凹槽完成图(3)单击【拉伸】按钮,弹出【拉伸定义操控面板】,在面板内单击【放置】【定义】,弹出【草绘】定义对话框,选择齿轮的一个平面作为草绘平面,接受系统默认的参考平面,单击【草绘】进入草绘环境。草绘如图4-23所示图形,单击,完成草绘,在拉伸操控面板中选择【拉伸方向】为经过齿轮实体,拉伸长度为大于或等于齿轮的宽度,单击【去除材料】按钮,如图4-24,单击,完成一个腹板孔的拉伸。图4-21 腹板孔草绘图图4-22 拉伸操控面板(4)选中刚刚拉伸的孔,单击【阵列工具】,选择轴阵列,并选定A_1轴为中心轴,阵列个数为6,单击完成阵列。完成后如图4-25。图4-23 腹板孔完成图4.2.9 完成齿轮的创建完成以上所有步骤,至此齿轮的创建完成。其他中间轴大、小齿轮,高速轴齿轮用同样的方法即可绘制出来。第5章 典型零部件的装配过程第5章 典型零部件的装配过程5.1 轴与键的装配(1)单击【将原件添加到组件】按钮,在【打开】对话框中选择低速轴“低俗轴.prt”,确定,再次单击【将原件添加到组件】按钮调出低速轴键。如图5-1所示:图5-1 键的添加单击【添加组件定义操控面板】中的【放置】,连接方式为【用户定义】。键的装配需要约束三个面重合。首先约束第一个面:单击选中键槽底部的一个平面,再选择键与键槽相对应的一个平面,完成第一个面的约束,此时约束状态为【部分约束】。再进行第二个面的约束:单击【新建约束】,选中键槽的一个侧面,同时选中键的一个侧面,在【放置定义面板】中选择【约束方式】为【配对】,完成第二个面的约束。进行第三个面的约束:单击【新建约束】,选择键槽中的一个半圆面,再单击选择键上相应的半圆面,系统自动进行重合约束。此时【约束状态】为【完全约束】,单击,如此完成键与轴的装配,如图5-2:图5-2 键与轴的装配5.2 齿轮的装配(1)在之前所装配的基础上,单击【将原件添加到组件】按钮,在【打开】对话框中选择低速轴齿轮,调出齿轮。如图5-3所示:图5-3 齿轮的添加(2)单击【添加组件定义操控面板】中的【放置】,连接方式为【用户定义】。首先约束为同轴,单击选中轴的中心线“A-1”,再单击选中齿轮的中心线“A-1”,完成轴的约束,此时【约束状态】为【部分约束】。下面进行面的约束,单击【放置控制面板】中的【新建约束】,选择齿轮轴轴肩上的一个面,再选择齿轮上与其约束的一个平面,在【放置控制面板】中选择【配对】,齿轮会自动约束在轴上,观察,若发现齿轮上的键槽与轴上的键没有约束对齐,则还需在齿轮与键上个创建一个键槽与键的中心平面进行面重合的约束,完成后约束状态为【完全约束】,单击,完成齿轮与轴的装配,如图5-4:图5-4 齿轮与轴的装配5.3 轴与套筒的装配(1)在之前所装配的基础上,单击【将原件添加到组件】按钮,在【打开】对话框中选择套筒,调出套筒。如图5-5:图5-5 套筒的添加(2)单击【添加组件定义操控面板】中的【放置】,连接方式为【用户定义】。首先约束为同轴,单击选中轴的中心线“A-1”,再单击选中套筒的中心轴“A-3”,完成轴的约束,此时约束状态为【部分约束】。再单击【放置控制面板】中的【新建约束】,选择齿轮一个面,再选择套筒的一个平面,在【放置控制面板】中选择偏距为“0”,按“Enter”键,此时套筒会约束在轴上。如图5-6所示:图5-6 套筒的装配5.4 轴与轴承的装配(1)在之前所装配的基础上,单击【将原件添加到组件】按钮在【打开】对话框中选择轴承,调出轴承,如图5-7。图5-7 轴承的添加(2)单击【添加组件定义操控面板】中的【放置】,连接方式为【用户定义】。首先约束为同轴,单击选中轴的中心线“A-1”,再单击选中轴承的中心轴“A-3”,完成轴的约束,此时约束状态为【部分约束】。再单击【放置控制面板】中的【新建约束】,选择套筒小圆的一个面,再选择轴承的一个平面,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,如果轴承位于套筒的内部,则单击【反向】,此时约束状态为【完全约束】, 单击,完成一个轴承的装配,如图5-8:图5-8 轴承的装配5.5 轴的另一端套筒与轴承的装配轴另一端挡油环与轴承的装配方法与之前一样,同样是要约束轴与面对齐。装配后完成后如图5-9:图5-9 轴的总装配图5.6 轴与箱座的装配(1)单击【将原件添加到组件】按钮在【打开】对话框中选择箱体,调出箱体,单击完成;再次单击在【打开】对话框中选择之前做好的轴组件,调出如图5-10:图5-10 轴与箱座的添加(2)单击【添加组件定义操控面板】中的【放置】,连接方式为【用户定义】。单击选中轴身的任意一个曲面,再选择与其对应箱体的凹槽的一个曲面,完成第一个约束,此时约束状态为【部分约束】。单击【新建约束】,选中轴上轴承偏向中间的平面,同时选中箱体对应的内侧面,在【放置定义面板】中选择【约束方式】为【对齐】,完成第二个面的约束。此时【约束状态】为【完全约束】,单击,如此完成箱座与轴的装配。如图5-11:图5-11 轴与箱座的装配利用同样的方法装配其他两个轴组件。5.7 箱盖与箱座的装配(1)在之前的基础上,单击【将原件添加到组件】按钮,在【打开】对话框中选择箱盖,调出箱盖,如图5-12:图5-12 箱盖的添加(2)单击【添加组件定义操控面板】中的【放置】,连接方式为【用户定义】。单击选中箱盖的下表面,再选择与其对应箱座上表面,在【放置定义面板】中选择【约束方式】为【配对】,完成第一个约束,此时约束状态为【部分约束】。单击【新建约束】,选中箱盖的一个螺栓孔曲面,同时选中箱座对应的螺栓孔面,完成第二个约束。单击【新建约束】,选中箱盖的另一个螺栓孔曲面,同时选中箱座对应的螺栓孔面,完成第三个约束,此时【约束状态】为【完全约束】,单击,如此完成箱座与轴的装配。如图5-13:图5-13 箱盖的装配5.8 螺栓、螺母的装配(1)单击【将原件添加到组件】按钮在【打开】对话框中选择螺栓。如图5-14:图5-14 螺栓的添加(2)单击【添加组件定义操控面板】中的【放置】,连接方式为【用户定义】。单击选中螺栓头的下表面,再选择与其对应的箱盖的上表面,在【放置定义面板】中选择【约束方式】为【配对】,完成第一个约束,此时约束状态为【部分约束】。单击【新建约束】,选中箱盖的一个螺栓孔曲面,同时选中对应的螺柱的曲面,完成第二个约束。此时【约束状态】为【完全约束】,单击,完成螺栓的装配,如图5-15。图5-15 螺栓的装配(3)单击【将原件添加到组件】按钮在【打开】对话框中选择螺母。如图5-16:图5-16 螺母的添加(4)单击【添加组件定义操控面板】中的【放置】,连接方式为【用户定义】。单击选中螺母的上下任一表面,再选择与其对应的箱座的表面,在【放置定义面板】中选择【约束方式】为【配对】,完成第一个约束,此时约束状态为【部分约束】。单击【新建约束】,选中螺母的螺栓孔曲面,同时选中对应的螺栓柱的曲面,完成第二个约束。此时【约束状态】为【完全约束】,单击,完成螺母的装配。如图5-17。图5-17 螺母的装配其他各装配过程基本相同,利用重合、对齐、插入等约束分别将各个零件对应装配在一起。5.9 总装配图全部装配完成后点击【视图】【分解】【分解视图】,即可以观察分解爆炸图,再次点击即可取消分解。各个轴、齿轮、轴承等的总装配图和分解图:图5-18 总装配图图5-19 总装配图分解爆炸图第6章 运动仿真第6章 运动仿真6.1 创建仿真框架(1)在菜单栏中点击【新建组件】,命名为“fangzhen”,取消【缺省模板】,点击【确定】,选择“mmns_asm_design”,点击【确定】。6.2 导入装配体(1)创建三个基准面,分别和TOP垂直相交建立三个基准轴,基准轴AA-1和基准轴AA-2间距离为低速轴齿轮和中间轴大齿轮的中心距。基准轴AA-2和基准轴AA-3之间的距离为中间轴小齿轮和高速轴的中心距。(2)选择装配操作指令【将原件添加到组件】按钮将齿轮轴导入,单击【添加组件定义操控面板】中的【放置】,连接方式为【用户定义】,点击【销钉连接】,点击齿轮轴的轴线和基准轴AA-1完成轴的对齐。单击【新建约束】,点击齿轮轴轴承内端面和ASM_前视基准面基准平面,约束方式为【配对】。如图6-1。图6-1 高速轴的导入同样的方式导入中间轴和高速轴。如图6-2。图6-2 导入所有轴系6.3 建立齿轮啮合方程式(1)在工具栏中选择【应用程序】,在下拉菜单中选择【机构】,然后设置运动方程式,定义为【齿轮副连接】,点击两啮合的齿轮的轴,设置各齿轮的分度圆直径,完成啮合方程式的确定。6.4 加载电动机并仿真(1)点击【应用程序】,选择【机构】,点击【伺服电机】项目,建立伺服电动机,选择要加电机的轴,即高速轴,然后再点击编辑栏中选择【轮廓】按钮,将【规范】改为【速度】,然后设置速度。(2)选择【执行电机】进行机构分析,完成后点击【回放】按钮。点击播放,图形窗口即可动画显示传动件的运动情况。总结总结此次课程设计是我在大学中的一次宝贵经历,它让我学习到了许多新知识,同时也巩固了我四年以来所学的相关知识,让我学会了遇到问题时主动去查询各种资料来解决它。通过这次课程设计,我学习到了Solidworks中各种基本功能的运用,让我对Solidworks中零部件的画法和装配方法以及运动仿真等方面有了基本的认识和了解,同时也让自己能够较为熟练的运用Solidworks中的一些基本绘图功能,如拉伸、旋转、倒角、镜像、阵列、孔工具、基准点或面的创建等,同时对参数法绘图的相关知识也有了一定的认识和了解。通过本次课程设计,我也认识到了自己一些学习能力上的不足之处,以后在知识学习上更应该认真、谨慎,在学习中注重细节。由于能力水平有限,难免本文中出现疏漏、不足之处,恳请老师和同学指正和批评。参考文献参考文献1李高峰,吴超,田涛.Solidworks 4.0野火版辅助绘图.铁道出版社2黄小龙,高宏,周建国-Solidworks 3.0零件设计实例精讲.人民邮电出版社3李雷,黄凯,高奇.Solidworks产品装配与机构仿真.化学工业出版社4李彪.Solidworks应用案例教程.哈尔滨工程大学出版社5程能林.产品造型设计手册.机械设计出版社6王先逵.机械制造工艺学.机械工业出版社致谢致谢首先,也是最主要感谢的是我的指导老师,杨峰老师。她为人随和热情,治学严谨细心。从开题开始,到中间的绘图制作,一直到最后论文的反复修改、润色,杨老师始终认真负责地给予了深刻而细致地指导。正是杨老师的无私帮助与热忱鼓励,我的课程设计才能够得以顺利完成。在这里,我真诚地感谢杨老师这段时间的辛勤付出!然后,我要感谢我的初期、中期检查老师,李世蓉老师。李老师在检查过程中指出了我绘图设计中的不足,并且给了我不少指导和点拨,指明了我后期的方向。在这里,我衷心的感谢李老师的帮助和指导。同时,我要感谢学校给予我了这次课程设计的实践机会,不仅使得我能在毕业前能够巩固大学四年来学习的知识,还使我进一步提升了自己的实践能力。在最后,感谢在整个课程设计过程中帮助过我的每一位人。有很多可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,虽然可能只是小小的帮助,但对我而言却是莫大的助力,感谢你们!
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