二級(jí)齒輪減速器UG

1、 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)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CAD軟件應(yīng)用。二、基本任務(wù)：結(jié)合各

2、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

3、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：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21.2減速器的功能31.3減速器的工作原理3第二章 減速器三維造型設(shè)計(jì)42.1箱蓋的設(shè)計(jì)42.2 箱體的設(shè)計(jì)202.3 大齒輪的設(shè)計(jì)362.4 齒輪軸的設(shè)計(jì)3

4、92.5 傳動(dòng)軸的設(shè)計(jì)41第三章 虛擬裝配433.1 裝配圖433.2 爆炸圖45第四章 生成工程圖464.1 傳動(dòng)軸464.2 總裝配圖47第五章 總結(jié)47第六章 參考文獻(xiàn)481.1引言UG的開發(fā)始于1990年7月。如今大約十人正工作于核心功能之上。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(wú)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

5、分方程的技術(shù)，特別是自適應(yīng)網(wǎng)格加密（adaptive mesh refinement）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。 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)

6、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(yǔ)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結(jié)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

7、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、T3D/T3E shared mem、MPI和PVM的接口來保證。 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(wú)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

8、，正在進(jìn)行CAD界面的工作。 一種支持二和三維無(wú)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格的管理器，具有多種元類型，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)BLAS類過程及迭代方法。 已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了問題無(wú)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、

9、Jacobi和SOR光滑器。這些算法可用于方程組及標(biāo)量方程。它們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BiCGSTAB加速的多重網(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(yǔ)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、TECPLOT和GRAPE的圖形輸出。 此功能的數(shù)據(jù)并

10、行實(shí)現(xiàn)基于DDD。 問題類層次 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(wú)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；齒輪蝸桿減速器

11、；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(wú)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)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。

12、 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)G NX7.5軟件，選擇【新建】命令，在彈出的新

13、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坐標(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，【基準(zhǔn)平面】，建立四個(gè)基準(zhǔn)平面。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】。13. 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

14、標(biāo)注如下：14. 選擇，【完成草圖】15. 選擇，【拉伸】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27.大軸承凸臺(tái)上的孔：28.選擇【實(shí)例特征】里的【圓形陣列】：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】

15、在選擇【矩形】。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：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坐標(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-YC坐標(biāo)平面為草圖平面，建立草圖，繪制

16、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】。11.選擇，【完成草圖】。選擇，【拉伸】。14. 選擇【求和】。15. 建立基準(zhǔn)平面，選擇【插入】 ，【修剪】，【拆分體】。16.選擇【抽殼】。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：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)注如下：20. 選擇，【完成草圖】。選擇，【拉伸】。 21. 確定大端軸承凸臺(tái)孔的位置。22. 選擇

17、，【打孔】。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。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：，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】38.螺紋形成。39.選擇【矩形墊塊】。

18、 3.3 大齒輪設(shè)計(jì)1.選擇GC工具箱，選擇齒輪建模，柱齒輪。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：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】。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.選擇GC工具箱，選擇【齒輪建?！浚局X輪】。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： 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)，4.建立兩個(gè)基準(zhǔn)面 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。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