圓錐-圓柱齒輪減速器三維裝配體建模

基于solidworks的柱齒輪減速器三維裝配體建?；赟olidworks的圓錐-圓柱齒輪減速器三維裝配體建模摘要隨著信息時代的到來，傳統制造業(yè)與計算機技術、信息技術緊密結合，越來越多的現代企業(yè)使用三維設計軟件從事產品設計開發(fā)工作。為適應21世紀社會發(fā)展的需要，順應現代制造業(yè)信息化的潮流，作為機械類專業(yè)的學生有必要加強三維設計能力的培養(yǎng)，熟練使用三維設計軟件。本題目研究的目的是在完成兩級圓錐-圓柱齒輪減速器的設計和二維裝配草圖設計的基礎上利用solidworks三維設計軟件對兩級圓錐一圓柱齒輪減速器中的所有零部件進行三維造型，并進行三維裝配體建模，為機械設計課程設計的改革積累經驗。關鍵詞：設計減速器；solidworks；三維模型以及運動仿真目錄第1章 前言和緒論前言選題的意義創(chuàng)新設計在國內外發(fā)展狀況及趨勢第2章減速器結構設計課題的目的減速器結構設計減速器結構方案第3章基于Solidworks的主要零部件三維造型Solidworks三維設計軟件簡介主要零件三維造型齒輪類零件的三維造型3.3三維模型的裝配1.高速軸裝配結論謝辭參考文獻第1章前言和緒論前言本次畢業(yè)設計的課題是設計減速器并應用solidworks創(chuàng)建三維模型以及運動仿真。減速器作為一種重要的機械傳動設備，是一種在原動機與工作機之間用來降低轉速的獨立傳動裝置，在機械設備中占有較大的比例。作為比較復雜的機械產品，減速器種類較多，結構相對復雜，因此此次設計在傳統設計思路的基礎上引入創(chuàng)新的思維和概念，在傳統設計理論的基礎上對機構進行創(chuàng)新性的設計，以實現高質量、高效率、低成本、易維護等目的，提高設計質量。此次設計主要包括五大部分：首先是課題的選定及前期的各種準備工作，包括搜集資料、參考書目、軟件的學習等等；然后是機械及機構的設計，如高速軸、低速軸的結構及其所用零部件的主要參數的確定；接下來是箱體以及各零部件的三維實體模型的建造，如箱座、箱蓋、螺栓、齒輪、各個軸，其中齒輪三維實體模型的建造是重點；第四部分是機械設備的總裝以及運動仿真，先進行的是各個主要機構的裝配，如高速軸、低速軸等，然后進行機械的總裝，這一切完成之后進行機械的運動仿真；最后是設計過程的整理以進行論文的編寫。選題的意義作為比較復雜的機械產品，減速器種類比較多，結構復雜，其中應用最廣泛的是展開式圓柱齒輪減速器。它是由傳動零件〔齒輪）、軸、軸承、箱體及其附件組成。改革開放以來,我國引進了一批先進的加工裝備。通過不斷引進、消化和吸收國外先進技術以及科研攻關，開始掌握了各種高速和低速重載齒輪裝置的設計制造技術。材料和熱處理質量及齒輪加工精度都有較大的提高，通用圓柱齒輪的制造精度可從JB179—60的8~9級提高到GB10o95—8的6級，高速齒輪的制造精度可穩(wěn)定在4~5級。部分減速器采用硬齒面后，體積和重量明顯減小，承載能力、使用壽命、傳動效率有了大幅度的提高，對節(jié)能和提高主機的總體水平起到明顯的作用。從1988年以來，我國相繼制定了50~60種齒輪和桿減速器的標準，研制了許多新型減速器，這些產品大多數達到20世紀80年代的國際水平。目前，我國可設計制造280Kw的水泥磨減速器、1700mm加軋鋼機的各種齒輪減速器?各種棒材、線材軋機用減速器可全部采用硬齒面。當今世界各國減速器及齒輪技術發(fā)展總趨勢是向六高、二低、二化方面發(fā)展。六高即高承載能力、高齒面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高傳動效率;二低即低噪聲、低成本;二化即標準化、多樣化。個國家的工業(yè)水平，因減速器和齒輪的設計與制造技術的發(fā)展，在一定程度上標志著此，開拓和發(fā)展減速器和齒輪技術在我國有廣闊的前景設計。因此此次設計就顯得意義深遠。個國家的工業(yè)水平，因創(chuàng)新設計在國內外發(fā)展狀況及趨勢作為此次設計的指導思想，創(chuàng)新設計對于當今世界的發(fā)展有著及其重要的作用和影響。它是由美籍經濟學家熊彼特在《經濟發(fā)展理論》一書中首次提出的，為科技與經濟結合提供了比較系統的理論、觀點、思路、途徑和方法。創(chuàng)新是人類文明進步的原動力?；仡櫲祟悮v史發(fā)展，可以看到創(chuàng)新在人類進步中發(fā)揮了極其重要的作用。它不但對人類科學世界觀的形成和發(fā)展產生了重大而深遠的影響，而且使科學成為一種推動社會發(fā)展與變革的有力杠桿，極大地促進了人類文明的發(fā)展過程。本設計中運用最多的是其中的TRIZ(TheoryofInventiveProblemSolving)理論。TRIZ是俄文“發(fā)明問題解決理論”的縮寫，其英文翻譯為“TheoryofInventiveProblemSolving(TIPS)”。TRIZ的創(chuàng)立者G.S.Ahshuller從開始就堅信發(fā)明問題的基本原理是客觀存在的。任何領域的產品改進、技術的變革、創(chuàng)新和生物系統一樣，都存在產生、生長、成熟、衰老、滅亡的過程，是有規(guī)律可循的。人們如果掌握了這些規(guī)律，就可以能動地進行產品設計，并能預測產品的未來發(fā)展趨勢。TRIZ的產生可追溯到第二次世界大戰(zhàn)剛剛結束的1946年。在原蘇聯，以G.S.Ahshuller為首的研究人員開始了有關TRIZ理論和實踐的研究。其主要目的是研究人類進行發(fā)明創(chuàng)造、解決技術問題過程中所遵循的科學原理和法則。為此，由原蘇聯的大學、研究所和企業(yè)所組成的數百人的研究組織近50年來查閱并研究了世界各國近250萬件發(fā)明專利，從中總結出了TRIZ的基本原理。在東西方冷戰(zhàn)時代，TRIZ的研究一直被作為原蘇聯的國家機密，西方國家知之甚少。蘇聯解體后，大批TRIZ研究者移居美國等西方國家，TRIZ的研究與實踐得以迅速普及和發(fā)展。當今世界，創(chuàng)新能力的大小已經成為決定一個國家綜合實力強弱的重要因素。在國際競爭中已越來越明顯地表現為科技和人才的競爭，特別是科技創(chuàng)新能力和創(chuàng)新人才的競爭。為了適應世界經濟的激烈競爭和科技的迅速發(fā)展，世界各國都在調整經濟政策、科技政策和發(fā)展戰(zhàn)略，對科技創(chuàng)新、機械創(chuàng)新給予高度的重視。在創(chuàng)新設計方面，隨著科技和經濟的迅速發(fā)展，計算機在設計領域的應用已越來越廣闊。創(chuàng)新也由原來的仿生法、智爆法、聯想法、形象思維法和陣列法等基于認知的方法(CognitiveApproach)過渡向基于系統的方法(SystemApproach)方向發(fā)展，對設計進程和設計對象進行建模、模擬人類的認知思維模式，極大地推進了創(chuàng)新設計的自動化，并且利用系統論和信息論的研究成果，創(chuàng)新設計開始向智能化發(fā)展。機械創(chuàng)新設計是指充分發(fā)揮設計者的創(chuàng)新力，利用人類己有的相關科學技術成果，進行創(chuàng)新構思，設計出具有新穎性，創(chuàng)造性及實用性的機構或機械產品的一種實踐活動。它包含了兩個部分：一是改進完善生產或生活中現有機械產品技術性能、可靠性、經濟性、適用性，二是創(chuàng)造設計出新機器、新產品，以滿足新的生產或生活的需要。機械創(chuàng)新設計是相對常規(guī)機械設計而言的，它特別強調人在設計過程中，特別是在總體方案結構設計階段中的主導性及創(chuàng)造性作用。機械創(chuàng)新設計思維規(guī)律：一是最短路徑原則。設計者得到產品的功能要求后，往往首先檢索出最佳設計實例，這樣可以最迅速接近目標，然后運用價值工程方法，找出價值較低的極少數組件作為研究對象，再分析所得對象存在的矛盾，嘗試作最小變動以解決矛盾，如矛盾沒有解決則擬作更大變動或擴大研究對象范圍，最后得出最優(yōu)結果。通過這樣途徑所消耗的能量最少，體現了最短路徑原則。二是相似性聯想。湯川秀樹的定同理論認為，聯想能力就是找出事物彼此相似性的創(chuàng)造力，相似性是指事物間的內在聯系。機械設計過程是從功能要求到作用原理，再到物理結構的映射過程［1］。在CBR系統中，功能要求、作用原理與物理結構可作為實例索引，因此可統稱它們?yōu)樗饕椖?。同一索引的不同類索引項目之間的聯想可稱為縱向聯想，而不同索引的同類索引的聯想可稱為橫向聯想。判斷聯想是否合理的依據是相似性，相似性由已有產品實例確定。比如，“超聲波研磨機產品實例”使“超聲波振動”作用原理與“研磨”功能要求縱向地產生了內在聯系；又如，多種產品實例可滿足同一功能要求，那么它們用于實現該功能的作用原理及物理結構具有相似性。功能要求是聯想的起點，經驗豐富的設計師通常記憶有大量的設計實例，因而掌握縱向及橫向相似性，所以能迅速地進行橫向及縱向的聯想，能觸類旁通，得出具有相似作用原理及物理結構的實例（簡稱相似實例）并進行組合優(yōu)化，最后得到最優(yōu)解。機械創(chuàng)新設計的目標是：由所需求的機械功能出發(fā)，改進、完善現有機械或創(chuàng)造發(fā)明新機械以實現預期的功能，并使其具有良好的工作品質及經濟性。機械創(chuàng)新設計是一門有待開發(fā)的新的設計技術和方法。由于技術專家們采用的工具和建立的結構學、運動與動力學模型不同，逐漸形成了各具特色的理論體系與方法，因此提出的設計過程也不盡相同，但是其實質是統一的。機械創(chuàng)新設計的特點有：（1） 渉及多種學科，如機械、液壓、電力、氣動、電子、電磁及控制等多種科技的交叉與融合；（2） 設計過程中相當部分工作是非數據性、非計算性的，必須要依靠在知識和經驗積累基礎上思考、推理、判斷，以及和發(fā)散性思維相結合的方法；（3） 應盡可能在較多方案中進行方案優(yōu)選；（4） 機械創(chuàng)新設計是多次反復,多次篩選的過程,每一個設計階段都有其特定的內容與方法。設計的步驟減速器創(chuàng)新設計的過程一般分為四個階段：1）確定（選定或發(fā)明）機械的基本原理。它可能涉及機械學對象的不同層次、不同類型的機構組合、或不同學科知識技術的問題。（2）各零部件的結構類型綜合及優(yōu)選。優(yōu)選的結構類型對機械整體性能和經濟性具有重大影響，它多伴隨機械的發(fā)明。（3）各主要零部件的幾何尺寸綜合及其參數優(yōu)選。其難點在于求得非先行方程組的完全解（或多解），為優(yōu)選方案提供較大的空間。使該問題有了突破性進展。（4）對設計好的機械結構進行三維實體的模型建造，建好之后進行裝配，總裝之后進行三維實體模型的運動仿真。本次設計的具體步驟是：各階段時間安排及應完成的工作：第1?2周：參觀工廠及實驗室，資料搜集，熟悉課題。第3?4周：學習有關的基本知識，確定設計方案，動手完成減速器創(chuàng)新設計實驗。第5?6周：完成零件測繪，完成零件的三維造型第7?9周：分析零件的結構，給出創(chuàng)新設計方案。第10?12周：完成減速器運動創(chuàng)新設計方案的三維裝配體建模及實驗室實物模擬第13?14周：撰寫畢業(yè)論文，準備畢業(yè)答。設計過程中應注意的事項機械結構設計實在充分了解產品計劃和總體方案所考慮的設計意圖和全部結構的基礎上進一步創(chuàng)造的過程，必要時可能需要修改甚至推翻前階段的結論。應當注意到問題是：首先在總體方案設計過程中要考慮到方案的可行性要求，機構創(chuàng)新設計中要在各可選方案中仔細比較，確定最終所選的機構方案。在結構設計計算過程中應該根據題目的要求進行認真的校核計算，以達到題目要求。主要應當仔細學習三維設計軟件(Solidworks)，集中精力做好三維制圖，包括零件和裝配體的三維圖。第2章減速器結構設計課題的目的此次設計的追星齒輪減速器的基本結構由傳動零件(齒輪)、軸和軸承、箱體、潤滑和密封裝置以及減速器附件等組成。設計的目的主要有三個方面：加深學生對減速器工作原理的認識，進一步了解結構組成及其運動特性；訓練學生的工程實踐動手能力；培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識及綜合設計能力。減速器結構設計2.2.1減速器結構方案\//5—11本題目研究的目的是在完成兩級圓錐-圓柱齒輪減速器的設計和二維裝配草圖設計的基礎上利用solidworks三維設計軟件對兩級圓錐一圓