设计-有限元分析--文献综述终稿

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1、本科毕业设计文献综述Pro/E与减速器概述学生：何超学号：13专业：机械设计制造及其自动化班级：机A0632指导教师：李军机械与材料工程学院-OO九年一月文献综述夕 亠刖弓本篇毕业设计（论文）题H是基于Pro/e的减速器三维造型与装配。1985 年，PTC公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。1988年，VI. 0 的Pro/ENGTNEER诞生了。经过10余年的发展，Pro/ENGTNEER已经成为三 维建模软件的领头羊。目前已经发布了 Pro/ENGTNEER proewi 1 dfire5. 0o PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对 大型装配体

2、的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER 还提供了 H前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。Pro/E在H 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。Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、 饭金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。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

3、。装配管理：Pro/ENGINEER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。H前Pro/E最高版本为2008年1月发布的Pro/ENGTNEER Wi ldfire 4. 0（野火 4. 0）o当今的减速器是向着大功率、大传动比、小体积、高机械效率以及使用寿命 长的方向发展。因此，除了不断改进材料品质、提高工艺水平外，还在传动原理 和传动结构上深入探讨和创新。减速器与电动机的连体结构，也是人力开拓的形 式，并已生产多种结构形式和多种功率型号的

4、产詁。H前，超小型的减速器的研 究成果尚不明显。在医疗、生物工程、机器人等领域中，微型发动机已基木研制 成功，美国和荷兰近期研制的分子发动机的尺寸在纳米级范I韦I，如能辅以纳米级 的减速器，则应用前景远大。1、Pro/ENGINEER的基本情况Pro/E （ Pro/Engineer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 领域小占有着重要地位，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。经过10余年的发展，Pro/ENG

5、INEER己经成为三维建模软件的领头羊。 目前已经发布T Pro/ENGINEER proewildfire5. 0o PTC的系列软件包括了 在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、 功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了冃前所能达 到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。下面就Pro/ENGINEER的特点及 主要模块进行简单的介绍。全相关性：Pro/ENGINEER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，同吋自动更新 所有的工程文档，色括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励 在开

6、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：Pro/ENGTNEER使用用户熟悉的特征作为产站 几何模型的构造要索。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

7、，必须允许多个学科的工程师同吋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 Pro/ENGTNEER独特的全相关性功能，因而使之成为可能。装配管理：Pro/ENGINEER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，同吋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。Pro/E第一个提出了参

8、数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决 牲的相关性问题。另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进 行选择，而不必安装所有模块。Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产 全过程集成到一起，实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站，而且 也可以应用到单机上。Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、 镀金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。2、Pro/ENGINEER的发展趋势目前Pro/E最高版本为2008年1月发布的Pro/ENGINEER Wildfire 4. 0（野火4. 0） o Pro/ENGINEER有以下一些发展趋势。

9、2. 1参数化设计和特征功能Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工 程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、 倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。这一功能特性给工程 设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。22单一数据库Pro/Engineer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。

10、例如，一旦工程详图有改变，NC（数 控）工具路径也会H动更新。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來。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。Pro/Engineer是软件包，并非模块，它是该系统的基本部分，其中功 能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型，三维上色实体或线框造型 棚完整工程图产生及不同视图（三维造型还可移动，放大或缩小和旋转）。 Pro/Engineer是一个功能定义系统，即造型是通过各种不同的设计专用功 能来实现，其中包括：筋（Ribs）、槽（Slots）、倒角（Chamfers）和抽空 （Shells）

11、等，采用这种手段来建立形体，对于工程师来说是更自然，更 直观，无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数比功能是采用符号式 的赋予形体尺寸，不象其他系统是直接指定一些固定数值于形体，这样工 程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系，任何一个参数改变，其 也相关的特征也会口动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化 更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示，还可传送到绘图机上或一些支持 Postscript格式的彩色打印机。Pro/Engineer还可输出三维和二维图形给 予其他应用软件，诸如有限元分析及后置处理等，这都是通过标准数据交 换格式来实现，用户更可配上Pro/Engineer软件的其它

12、模块或自行利用C 语言编程，以增强软件的功能。它在单用户环境下（没有任何附加模块）具 有大部分的设计能力，组装能力（人工）和工程制图能力（不包括ANSI, ISO, DTN或JTS标准），并II支持符合工业标准的绘图仪（IIP, IIPGL）和黑白及彩 色打印机的二维和三维图形输出o Pro/Engineer功能如下：（1）特征驱动（例如：凸台、槽、倒角、腔、壳等）；（2）参数化（参数二尺寸、图样小的特征、载荷、边界条件等）；（3）通过零件的特征值Z间，载荷/边界条件与特征参数Z间（如表而 积等）的关系来进行设计。（4）支持大型、复杂组合件的设计（规则排列的系列组件，交替排列， Pro / P

13、ROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等）。（5）贯穿所有应用的完全相关性（任何一个地方的变动都将引起每个地 方变动）。其它辅助模块将进一步提高扩展Pro / ENGINEER的基本功能。3、减速器的概述减速器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，以满足工作需要，在某些场合也用来增速，称为增速器。选用减速器时应根据工作机的选用条件，技术参数，动力机的性能， 经济性等因素，比较不同类型、甜种减速器的外廓尺寸，传动效率，承载 能力，质量，价格等，选择最适合的减速器。减速器的类别、品种、型式很多，H前已制定为行（国）标的减速器 有40余种。减速器的类别是根据所采用的齿

14、轮齿形、齿廓曲线划分；减速 器的品种是根据使用的需要而设计的不同结构的减速器；减速器的型式是 在基本结构的基础上根据齿面硬度、传动级数、出轴型式、装配型式、安 装型式、联接型式等因素而设计的不同特性的减速器。与减速器联接的工作机载荷状态比较复杂，对减速器的影响很大，是 减速器选用及计算的重要因素，减速器的载荷状态即工作机（从动机）的 载荷状态，通常分为三类：均匀载荷、小等冲击载荷、强冲击载荷。正确的安装，使用和维护减速器，是保证机械设备正常运行的重要环 节。因此，在您安装减速器时，请务必严格按照下面的安装使用相关事项， 认真地装配和使用。第一步是安装前确认电机和减速器是否完好无损，并且严格检查

15、电机 与减速器相连接的各部位尺寸是否匹配，这里是电机的定位凸台、输入轴 与减速器凹槽等尺寸及配合公差。第二步是旋下减速器法兰外侧防半孔上的螺钉，调整夹紧环使其侧孔 与防尘孔对齐，插入内六角旋紧。之后，取走电机轴键。第三步是将电机与减速器口然连接。连接吋必须保证减速器输出轴与 电机输入轴同心度一致，且二者外侧法兰平行。如同心度不一致，会导致 电机轴折断或减速机齿轮磨损。减速机型号选择及注意事项尽量选用接近理想减速比，对减速机的寿命而言, 扭力计算非常重要，并且要注意加速度的最大转矩值（TP）,是否超过减速机之最 大负载扭力。适用功率通常为市而上的伺服机种的适用功率,减速机的适用性很高，工作 系数

16、都能维持在1.2以上,但在选用上也可以以自己的需要来决定。要点有二， 一是选用伺服电机的出力轴径不能大于表格上最大使用轴径。二是若经扭力计算 工作，转速可以满足平常运转，但在伺服全额输出时,有不足现象吋，我们可以在 电机侧Z驱动器，做限流控制，或在机械轴上做扭力保护，这是很必要的。通用减速机的选型包括提出原始条件、选择类型、确定规格等步骤。相比之 下，类型选择比较简单，而准确提供减速器的工况条件，掌握减速器的设计、制 造和使用特点是通用减速器正确合理选择规格的关键。规格选择要满足强度、热平衡、轴伸部位承受径向载荷等条件。按机械功率 或转矩选择规格(强度校核)，通用减速器和专用减速器设计选型方法的最大不 同在于，前者适用于各个行业，但减速只能按一种特定的工况条件设计，故选用 时用户需根据各自的要求考虑不同的修正系数，工厂应该按实际