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1、机械工程学院大学生课外科技训练多级减速器建模装配设计与运动仿真设计者： 检测 0402 苏伙成，徐海泉，韩雪指导教师：唐晓初陈雪李静助理指导：研二学生于振波设计思想现代产品设计制造是计算机辅助集成设计制造。从产品中每个零件三维实体模型和相关属性的建立到零件的连接，到整个产品的计算机装配， 干涉检查，运动仿真，运动性能分析，有限元分析，产品外观的工业造型，最终数控加工完成成品，都是在计算机上基于同一数据库完成的。即产品中 单个零件的三维实体数据模型在上 述产品设计制造 全部过程 中全程共享 。Pro/E计算机辅助设计 软件能够实现现代产品设计 目标，而多级减速器又 是典型的机械产品，因此，我们课
2、外科技活动小组选择了多级减速器在Pro/E计算机辅助设计 软件平台上完成零件建模、装配设计 与运动仿真。设计内容 ： 1、减速器 零件三维实体建模2 、仿真装配3 、运动仿真技术路线：采用特征 建模和参数化建模设计 方法生成零件三维实体模型， 所有零件的数字模型可以直接转化成DXF格式文件，进行数控加工 ；实现全部零件仿真装配，装配模型 可以进行 装配干涉检查 ；完成多级减速器 的运动仿真。设计步骤1、零件特征建模每个零件都是 由其上的若干个基本特征结构组 成。如图所示 的传动轴是由圆柱特征、倒角特征 和键槽等特征组 成，这些特征与 加工制造 信息直接对应。这些结构特征 的尺寸随着 设计条件发
3、生变化，因此，在零件建模设计 过程中要将其参数化，并记录这些 实体特征信息 。图1。 传动轴的结构特征组成零件的 特征不仅具有结构尺寸 的变化，还具有方向、位置和组合方式的变化，其组合方式包括叠加、挖切、相交、相切、截切。在图所示的泵套中，显示了不同方向和位置的圆孔特征，它们的组合方式是挖切。这些信息 也要记录保存下来 ，提供给零件实体建模和数控加工制造。我们采用了特征 建模方法实现了零件低速齿轮轴，高速齿轮轴，与高速轴和低速轴相配合的键，高速轴轴承，低速轴轴承，上箱体，下箱体等的实体建模。 图2，图3 为用特征建模方法设计的齿轮轴和箱体实体模型。图2齿轮轴图3箱体2、齿轮三维参数化建模参数化
4、模型具有广泛的通用性，通过改变设计参数可以改变零件结构形状。大大提高了设计效率。齿轮 建模的参数由模数、齿数、压力角及齿轮厚度决定 。他们分别由 M、Z、PRSANGLE 、B 表示。设计是在 参数对话框中添加相应的参数。如图 4。图 4 添加齿轮设计参数根据绘制的基本圆草图（图 5），建立参数关系式以确定齿轮 的基本圆的尺寸。D2 为分度圆，D1 为基圆，D0 为齿根圆，D3 为齿顶圆。如图 6图 5齿轮基本圆图 6建立参数关系式创建渐开线齿 槽的轮廓曲线 。单击“基准”工具栏中的3、多级减速器的仿真装配现代产品设计 过程中，零件在计算机上的 虚拟装配，不仅可以在零件加工制造之前进行干涉检查
5、，还可以进行 运动性能分析。 在加工之前进行干涉检查和运动特性分析可以大大缩短设计周期，降低加工制造成 本。零件在产品装配中的 信息包括零件本身的实体信息，零件之间的定位关系，约束关系和装配顺序信息。零件实体 信息由零件建模设计 记录并保存；定位关系信息由零件装配 时的插入点，安装方向和安装位置信息组成；装配约束关系包括两零件之间的匹配关系、对齐关系、同轴关系、平行关系、垂直关系、相切关系、啮合关系、嵌入关系、对中关系等，传动轴和键槽的装配关 系属于嵌入和平行关系，一对齿轮的装配关系属于啮合关系。使用 等工具，根据各个零件之间的定位连接关系分别采用了对 齐、匹配、插入、相切等配合方式进行 约束仿真装配。 图 10是轴与平键 和齿轮的仿真装配连接 图。图 10轴与键和齿轮装配4、仿真运动使用等工具进行仿真运动。仿真运动课外科技训练的意义:可以让我们学习到 PRO/E 软件的基 本使用方法 ，可为实际工作中计算机辅助设计 奠定基础，同 时丰富 了我们 的机算机 绘图知识。学 校举办的课外科技训练可以加强我们学习的兴趣，令我们更加努力学习。
