一級圓錐齒輪減速器設(shè)計(jì)開題報(bào)告

本科畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告題 目一級圓錐齒輪減速器虛擬裝配與仿真設(shè)計(jì)學(xué) 號 學(xué)生姓名 所雌傣 專業(yè)班級 指導(dǎo)老師 2012年3月8日指導(dǎo)老師（簽名）： 年月日所在院（系）審查看法：負(fù)責(zé)人簽字（蓋公章） 年月日題目 一級圓錐齒輪減速器虛擬裝配與仿真設(shè)計(jì)一、選題的目的與探討意義一級圓錐齒輪傳動(dòng)與一般齒輪傳動(dòng)相比較具有質(zhì)量小、體積小、傳動(dòng)比大、承載實(shí)力大幾傳動(dòng)平穩(wěn)和傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。這些已被我國越來越多機(jī)械工程技術(shù)人員所了解和重視。圓錐齒輪不僅適用于高速、大功率，而且適用于低速、大轉(zhuǎn)矩的機(jī)械傳動(dòng)裝置上。它可以用作減速、增速和變速傳動(dòng)以與一些特殊的應(yīng)用中。這些功能對于現(xiàn)代機(jī)械傳動(dòng)的發(fā)展有著特殊重要的意義。因此，圓錐齒輪傳動(dòng)在起重運(yùn)輸、工程機(jī)械、冶金礦山、石油化工、建筑機(jī)械、輕工紡織、醫(yī)療器械、儀器儀表、汽車、船舶、兵器和航空航天等工業(yè)部門均獲得了日益廣泛的應(yīng)用。虛擬裝配是實(shí)際裝配過程在計(jì)算機(jī)上的本質(zhì)體現(xiàn)，即接受計(jì)算機(jī)仿真與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過仿真模型在計(jì)算機(jī)上仿真裝配全過程，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的的工藝規(guī)劃、加工制造、裝配和調(diào)試。從本質(zhì)上說，虛擬裝配就是要利用計(jì)算機(jī)生產(chǎn)出“虛擬產(chǎn)品”，它和CAD技術(shù)相結(jié)合，可以解決設(shè)計(jì)與裝配對象在設(shè)計(jì)和探討過程中難以實(shí)現(xiàn)的動(dòng)態(tài)性能。利用這一技術(shù)可以進(jìn)行虛擬零部件設(shè)計(jì)，并進(jìn)行相應(yīng)的裝配檢驗(yàn)，對產(chǎn)品的零部件與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)進(jìn)行分析、評價(jià)，并依據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果，修改設(shè)計(jì),從而在計(jì)算機(jī)虛擬環(huán)境中完成產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)過程，大大縮短新產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)過程。使設(shè)計(jì)人員在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段能了解到產(chǎn)品的可裝配性，在設(shè)計(jì)階段就能解決裝配中可能存在的問題，提高裝配效率，削減裝配時(shí)間，是降低裝配成本保證產(chǎn)品可裝配性的有效手段。虛擬裝配作為虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的一種單元技術(shù)，在虛擬制造、動(dòng)態(tài)仿真中發(fā)揮著重要的作用。作為虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)重要一環(huán)的虛擬裝配技術(shù)，越來越受到了人們的廣泛關(guān)注和重視。運(yùn)動(dòng)仿真設(shè)計(jì)不但可以對整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬，以驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案是否合理正確而且通過不斷完善，嚴(yán)格保證設(shè)計(jì)界段的質(zhì)量，還會(huì)縮短機(jī)器產(chǎn)品的研制周期，其應(yīng)用范圍機(jī)器廣泛，比如：許多困難的設(shè)備，由于其工作過程中的狀態(tài)無法具體化，甚至更無法拍攝，例如呈現(xiàn)磁場、電場、微觀粒子、電流、光束、氣流等，因此就不能給用戶展示形象直觀的產(chǎn)品運(yùn)行效果，而接受三維抽象模擬，就可以解決此類問題，大大省去了產(chǎn)品說明的時(shí)間，讓受眾能輕易地理解運(yùn)行狀態(tài)中產(chǎn)品的實(shí)際狀況。在三維創(chuàng)新設(shè)計(jì)也起著不行或缺的作用：許多制造企業(yè)由于成立不久，沒有足夠的設(shè)計(jì)力氣，或者沒有足夠的人手進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，但是卻又經(jīng)常遇到用戶提出的新產(chǎn)品開發(fā)要求，研制周期短，接受傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式，時(shí)間上根本不允許，而且生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間長，成本高。但是，假如利用三維動(dòng)畫技術(shù)，首先對新產(chǎn)品進(jìn)行功能和結(jié)構(gòu)模擬，也便利進(jìn)行論證和溝通改進(jìn)，確認(rèn)設(shè)計(jì)方案后可快速轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)圖紙，逆推式的創(chuàng)新設(shè)計(jì)，大大增加了企業(yè)的市場應(yīng)變實(shí)力。機(jī)械產(chǎn)品常會(huì)出現(xiàn)故障，但往往不是很嚴(yán)峻，假如能讓用戶快速了解產(chǎn)品的工作原理和故障的處理方法，其實(shí)不用廠家出面解決，用戶可以自行處理,這樣，既節(jié)約了用戶解決問題的時(shí)間，又省去了產(chǎn)品制造者的差旅。但是，傳統(tǒng)修理說明書由于是靜態(tài)圖紙或圖形，不專業(yè)的用戶很難正確理解，因此事實(shí)上無論出現(xiàn)什么故障，用戶總是希望廠家前來解決，給雙方造成了很大不便。三維多媒體技術(shù)就可以解決上述問題，通過三維產(chǎn)品模擬，將修理和維護(hù)的方法直觀地演示給用戶，運(yùn)用戶更簡潔理解，以便能精確操作。仿真設(shè)計(jì)還可以進(jìn)行產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計(jì)通過全彩色三維造型直觀的視覺感受精確的色調(diào)處理，設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)真正的人機(jī)交互，不受時(shí)間、空間限制。在初始環(huán)節(jié)全方位接觸虛擬零部件與總成，便于盡早發(fā)覺設(shè)計(jì)缺陷，鞏固優(yōu)化良性技術(shù)延長，避開成品故障的伴生。增加新產(chǎn)品、發(fā)布、推廣的認(rèn)知力度，簡化生產(chǎn)結(jié)構(gòu)組織。因此，仿真設(shè)計(jì)當(dāng)前已經(jīng)成為機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)等方面探討的一種重要手段和方法，并在交通、國防、航空航天以與教學(xué)領(lǐng)域等都得到了廣泛的應(yīng)用。二、綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的探討現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢、探討方法與應(yīng)用領(lǐng)域等齒輪減速器在各行各業(yè)中特殊廣泛地運(yùn)用著，是一種不行缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題。國外的減速器，以德國、丹麥和日本處于領(lǐng)先地位，特殊在材料和制造工藝方面占據(jù)優(yōu)勢，減速器工作牢靠性好，運(yùn)用壽命長。但其傳動(dòng)形式仍以定軸齒輪傳動(dòng)為主，體積和重量問題，也未解決好。當(dāng)今的減速器是向著大功率、大傳動(dòng)比、小體積、高機(jī)械效率以與運(yùn)用壽命長的方向發(fā)展。因此，除了不斷改進(jìn)材料品質(zhì)、提高工藝水平外，還在傳動(dòng)原理和傳動(dòng)結(jié)構(gòu)上深化探討和創(chuàng)新,平動(dòng)齒輪傳動(dòng)原理的出現(xiàn)就是一例。減速器與電動(dòng)機(jī)的連體結(jié)構(gòu)，也是大力開拓的形式，并已生產(chǎn)多種結(jié)構(gòu)形式和多種功率型號的產(chǎn)品。目前，超小型的減速器的探討成果尚不明顯。在醫(yī)療、生物工程、機(jī)器人等領(lǐng)域中，微型發(fā)動(dòng)機(jī)已基本研制成功，美國和荷蘭近期研制的分子發(fā)動(dòng)機(jī)的尺寸在納米級范圍，如能輔以納米級的減速器，則應(yīng)用前景遠(yuǎn)大。虛擬裝配作為虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)的一種單元技術(shù)，在虛擬制造、動(dòng)態(tài)仿真中發(fā)揮著重要的作用。特殊是在當(dāng)今制造業(yè)正處于技術(shù)日新月異、市場需求多變、國際經(jīng)濟(jì)競爭日益激烈的環(huán)境中，企業(yè)須要以最快的速度、最好的質(zhì)量、最低的成本、最優(yōu)的服務(wù)和最清潔的環(huán)境來滿足不同顧客對產(chǎn)品的不同需求與持續(xù)多變、不行預(yù)料的全球化市場競爭。虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)正是適應(yīng)這種形勢，面對21世紀(jì)的產(chǎn)品開發(fā)模式。而作為虛擬產(chǎn)品設(shè)計(jì)生產(chǎn)重要一環(huán)的虛擬裝配技術(shù)，自然也得到了人們的廣泛關(guān)注和重視。國際上對該技術(shù)無論是在應(yīng)用、探討，還是在相關(guān)產(chǎn)品的產(chǎn)品化方面均取得了顯著的成果，而國內(nèi)對這方面的探討還剛剛起步。由于加工技術(shù)超前于裝配技術(shù)多年，兩者已經(jīng)形成了很大的反差，裝配工藝已經(jīng)成為現(xiàn)代化生產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)。當(dāng)前，國外對于裝配探討理論和實(shí)際操作方面出現(xiàn)了一些新的理論和方法:如在有關(guān)一些小的零件盒裝配中出現(xiàn)的特殊狀況提出了諸如非抓式操作、變更流理論以與敏捷裝配等新的觀點(diǎn)。另外國外許多知名企業(yè)已在主動(dòng)的開展虛擬產(chǎn)品開發(fā)、制造技術(shù)的探討。虛擬產(chǎn)品開發(fā)、制造在汽車、飛機(jī)、工程機(jī)械以與武器等產(chǎn)品上的應(yīng)用是咧和成果已接連見諸報(bào)端。加利福尼亞的軍火承包商RockwellInternational開發(fā)了將現(xiàn)有CAD數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換傳遞到虛擬環(huán)境的軟件，工程技術(shù)人員能看到設(shè)備部件是如何被裝配的，而無需制造物理模型；波音飛機(jī)公司接受虛擬裝配技術(shù)在計(jì)算機(jī)上建立了波音777的最終模型；福特汽車公司已經(jīng)支配應(yīng)用虛擬環(huán)境技術(shù)與汽車設(shè)計(jì)與工程。該公司的先進(jìn)車輛技術(shù)組應(yīng)用虛擬制造技術(shù)與裝配仿真和虛擬成形，以提高空氣動(dòng)力學(xué)、人機(jī)工程學(xué)和表面建模的效果；摩托羅拉自1994年起適用虛擬產(chǎn)品開發(fā)技術(shù)。據(jù)報(bào)道，該技術(shù)節(jié)約了該公司數(shù)百萬美元的培訓(xùn)費(fèi)用。該公司有起先講此項(xiàng)技術(shù)用于工廠技術(shù)人員的在崗培訓(xùn)。三、對本課題將要解決的主要問題與解決問題的思路與方法、擬接受的探討方法（技術(shù)路途）或設(shè)計(jì)（試驗(yàn)）方案進(jìn)行說明設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容.擬定傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)方案.電動(dòng)機(jī)的選擇.傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)和動(dòng)力參數(shù)的選擇.傳動(dòng)件與軸的設(shè)計(jì)計(jì)算校核計(jì)算以與軸承、鍵的選擇.減速器的結(jié)構(gòu)與其它零件的設(shè)計(jì).繪制減速器裝配圖、零件圖.三維建模、虛擬現(xiàn)實(shí)裝配與仿真設(shè)計(jì).編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書，為答辯作準(zhǔn)備設(shè)計(jì)（探討）方案減速器的原理設(shè)計(jì)一齒輪的設(shè)計(jì)與校核一軸的設(shè)計(jì)與校核一軸承的選擇一鍵和聯(lián)軸器的設(shè)計(jì)與校核f箱體的設(shè)計(jì)一其他零部件的設(shè)計(jì)一繪制裝配圖一三維建模一虛擬仿真一編寫說明書四、檢索與本課題有關(guān)參考文獻(xiàn)資料的簡要說明［1］張展,齒輪減速器現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.利電力機(jī)械.2001,23機(jī)械58-60［2］尹飛鴻,減速器CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］常州工學(xué)院學(xué)報(bào).2011,14院學(xué)34-37［3］張展，齒輪減速器現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢［J］.水利電力機(jī)械.1992［4］濮良貴紀(jì)名剛，機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）；高等教化出版社［5］吳宗澤羅圣國，機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊（第三版）；高等教化出版社［6］牛鳴岐王保民王振甫，機(jī)械原理課程設(shè)計(jì)手冊；重慶高校出版社［7］楊可楨程光蘊(yùn)李仲生，機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）；高等教化出版社［8］何銘新錢可強(qiáng)徐祖茂，機(jī)械制圖（第六版）；高等教化出版社［9］王茂元，機(jī)械制造技術(shù)；機(jī)械工業(yè)出版社［10］孫波，機(jī)械專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)寶典；西安電子科技高校出版社'll］程靜，Pro/EngineerWildfire三維造型與虛擬裝配入門指導(dǎo)；國防工業(yè)出版社五、畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)程支配1、第一階段（第3周）：查閱資料，完成開題報(bào)告。2、其次階段（第4、5周）：探討設(shè)計(jì)任