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1、海機M彳挈生 計算機輔助設計 課程設計說明書 題目： 齒輪減速器造型設計 院（部）： 應院 專業(yè)： 機械設計制造及其自動化 班級： 機設1082 學號：201213090212 學生姓名： 劉譯麟 指導教師： 何麗紅 譚加才 完成日期： 2013-1-4 湖南工程學院 課程設計任務書 ☆ 設計題目： 齒輪減速器造型設計 院（部） 應院 專業(yè) 機械設計 班級 1082 班 指導老師 何麗紅 譚加才 一、目的： 學習機械產(chǎn)品CAD設計基本方法，鞏固課程知識，提高動手實踐能力，進 一步提高運用計

2、算機進行三維造型及裝配設計、工程圖繪制方面的能力，了解 軟件間的數(shù)據(jù)傳遞交換等運用,掌握三維生 CADa件應用。 二、基本任務： 結合各人已完成機械原理、機械設計等課程設計成果，綜合應用 UG等CAD 軟件完成齒輪減速器三維實體造型及工程圖設計。 三、設計內(nèi)容及要求 1）減速器零部件三維造型設計。 建模必須依據(jù)本人機械設計課程設計所完成的減速器 進行各零、部件的三 維建模，要表達出零件的主要外形特征與內(nèi)特征，對于細部結構，也應盡量完 整的表達。 2）應用工程圖模塊轉化生成符合國家標準二維工程圖。 完成減速器裝配圖和一根軸的二維零件圖。 裝配圖上應標注外形尺寸、安裝尺寸、裝配

3、尺寸以及技術特性數(shù)據(jù)和技術 要求，并應有完整的標題欄和明細表。 零件工程圖上應包括符合國標的所需的內(nèi)容，標注規(guī)范（如尺寸、公差、 粗糙度、技術要求）。 3）減速器虛擬裝配。 將各零件按裝配關系進行正確定位，并生成爆炸圖。 4）撰寫課程設計說明書。 說明書應格式規(guī)范，涵蓋整個設計內(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（或建議，切忌抄涉）等，說明書的字數(shù)不少于3千字。 四、進度安排： 第一天：布置設計任務，查閱資料，擬定方案，零部件造型設計； 第二天：零部件造型設計； 第三天:工程圖生成； 第四天：

4、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 2 1.2 減速器的功能 3 1.3 減速器的工作原理 3 第二章減速器三維造型設計 4 2.1 箱蓋的設計 4 2.2 箱體的設計 2 0 2.3 大齒輪的設計 36 2.4 齒輪軸的設計 39 2.5 傳動軸的設計 41 第三章虛擬裝配 43 3.1 裝配圖 43 3.2 爆炸圖 45 第四章生成工程圖 46 4.1 傳動軸 46 4.2 總裝配圖 47 第五章總結 47 第六章參考文獻 48 1.1 引言 UG的開發(fā)始于1990年7月。如今大約十人正工作于

5、核心功能之上。當前版本具 有大約450,000行的C代碼。UG是一個在二和三維空間無結構網(wǎng)格上使用自適 應多重網(wǎng)格方法開發(fā)的一個靈活的數(shù)值求解偏微分方程的軟件工具。 其設計思想 足夠靈活地支持多種離散方案。因此軟件可對許多不同的應用再利用。 一個給 定過程的有效模擬需要來自于應用領域 ( 自然科學或工程 ) 、 數(shù)學 ( 分析和數(shù)值數(shù) 學 ) 及計算機科學的知識。 一些非常成功的解偏微分方程的技術， 特別是自適應 網(wǎng)格加密( adaptive meshrefinement )和多重網(wǎng)格方法在過去的十年中已被數(shù) 學家研究。 計算機技術的巨大進展， 特別是大型并行計算機的開發(fā)帶來了許多新 的可能

6、。 然而，所有這些技術在復雜應用中的使用并不是太容易。這是因為組 合所有這些方法需要巨大的復雜性及交叉學科的知識。 最終軟件的實現(xiàn)變得越來 越復雜， 以致于超出了一個人能夠管理的范圍。 UG 的目標是用最新的數(shù)學技術， 即自適應局部網(wǎng)格加密、 多重網(wǎng)格和并行計算， 為復雜應用問題的求解提供一個 靈活的可再使用的軟件基礎。一般結構一個如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具有三個設計層次，即結構設計(architectural design) 、子系統(tǒng)設計 (subsystem design) 和組件設計 (component design) 。 至 少在結構和子系統(tǒng)層

7、次上，UG是用模塊方法設計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語言來實現(xiàn)的。 圖1 給出了詳細的結構 設 計，其 構 建模塊 是 動態(tài)分布 式數(shù)據(jù) 庫 (DDD: Dynamic Distributed Data Library) 、UG內(nèi)核、問題類和應用。 圖1: UG吉構設計 DDD 編程模式 提供了處理不規(guī)則數(shù)據(jù)結構和并行機上分布式對象的一種并行編程模 式。 它處理分布式對象的識別 ( 創(chuàng)建 ) 、 分布式對象間的通訊及分布式對象的動態(tài) 轉移等基本任務。可提供本工具的一個獨立的版本，移植性通過提供對 Paragon NX PARIX

8、T3D/T3E shared mem> MPI 和 PVM勺接口來保證。 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關的。 它提供幾何和代數(shù)數(shù)據(jù)結構及許 多網(wǎng)格處理選項、數(shù)值算法、可視化技術和用戶界面。 當然，每個程序設計抽 象都基于某種基本假設。網(wǎng)格管理子系統(tǒng)當前被編寫得僅支持層次結構化網(wǎng)格。 數(shù)據(jù)結構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)域邊界的一個幾何描述。 當前支持兩種格式，正在進行CA曲面的 工作。 一種支持二和三維無結構網(wǎng)格的管理器，具有多種元類型，

9、如三角形、 四邊形、四面體、棱柱、棱椎和六面體。為重新啟動的完全網(wǎng)格結構及解的存儲 和加載。 局部、層次加密和粗化。在每個網(wǎng)格層提供一個相容且穩(wěn)定的三角形 剖分。 一個靈活的稀疏矩陣數(shù)據(jù)結構允許相應于網(wǎng)格的節(jié)點、邊、面和元的自 由度。在數(shù)據(jù)結構上已實現(xiàn)了一和二級 BLASfe過程及迭代方法。已經(jīng)實現(xiàn)了問 題無關的和面向對象框架的廣泛的數(shù)值算法。包括 BDF(1), BDF(2)時間步方案、 (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)格轉移算子、ILU、Gauss-Seidel、Jacobi和SOR)t滑器。這些算法可用于 方程組及標量方程。它們

10、可被任意地嵌套到簡單的腳本命令中，例如， BDF(2) 使用Newton法在每個時間步求解非線性問題，Newton法使用具有BiCGSTABl口 速的多重網(wǎng)格， 多重網(wǎng)格使用一個 ILU 光滑器和特殊的適合于跳躍系數(shù)的截斷網(wǎng) 格轉移、粗層解法器使用一個ILU預條件的BiCGSTAB腳本語言解釋程序和交 互式圖形工具提供了程序運行時的簡單的可視化工具， 進一步， 例如， 稀疏矩陣 數(shù)據(jù)結構可用圖形給出，這對調(diào)試是非常有用的。 UG的設備驅動程序支持 X11 和Apple Macintosh。還提供對AVS TECPLO和GRAPE勺圖形輸出。 此功能的 數(shù)據(jù)并行實現(xiàn)基于DDD問題類層次

11、一個問題類使用UG內(nèi)核程序來對一類特 殊偏微分方程實現(xiàn)離散化、 誤差估計子和最終的一個非標準解法器。 只有當不能 用任何已提供的工具來實現(xiàn)時才需要提供解法器。 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關。 基于最新版 UG 內(nèi)核程序的問題類包括：標量對流擴散、非線性擴散、線彈性、彈塑性、不可壓 縮、多孔滲流中密度驅動流和多相。所有這些問題類運行 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，兩者的設計、制造和 使用特點各不相同。 其主要類型：齒輪減速器；蝸桿減速器；齒

12、輪—蝸桿減速 器；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 擦式機械無級變速機等等。 1）圓柱齒輪減速器 單級、二級、二級以上二級。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合。 3）蝸桿減速器 主要用于傳動比 i>10 的場合，傳動比較大時結構緊湊。其缺點是效率低。 目前廣泛應用阿基米德蝸桿減速器。 4）齒輪—蝸桿減速器 若齒輪傳動在高速級，則結構緊湊； 減速器的作用： a）降速同時

13、提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能 超出減速機 額定扭矩。 b）減速同時降低了負載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。 1.3 減速器的工作原理 a、 減速機一般用于低轉速大扭矩的傳動設備， 把電動機 . 內(nèi)燃機或其它高速運轉 的動力通過減速機的輸入制動器軸上的齒數(shù)少的齒輪嚙合輸出軸上的大齒輪來 達到減速的目的，普通的減速機也會有幾對相同原理齒輪達到理想的減速效果， 大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動比。 b、減速機與變頻器的區(qū)別 減速機是通過機械傳動裝置來降低電機 （馬達） 轉速， 而變頻器是通過改變交流 電頻率以達到電機（馬達）速度調(diào)節(jié)的目的。通過變頻

14、器降低電機轉速時，可以 達到節(jié)能的目的。 減速器的三維設計 2.1箱蓋的設計： 1 .進入UGNX7.5軟件，選擇【新建】命令，在彈出的新建對話框中模板選“模 型”，新建一個文件，文件名為“ xianggai2 "，單位選擇為“毫米”。 2 .選擇【開始|建?！棵钸M入建模模塊。選擇 XC-YC^標平面為草圖平面，建 立草圖，繪制草圖并標注如下： 5.選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標注 如下： 6.選擇，【完成草圖】 7.選擇，【拉伸】 8.選擇，【基準平面】，建立四個基準平面 止在期心》：山人他人 國證在麥工口用歸丸里.存我：

15、山都■-，與 A.料比方西舞場i眠湛a9.本培 比4任玳月?T殍隊.更捋勃脂常.加 里爾要口, areuSJ2i^i. ijfiaatj 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】  ◎ — X 13 .選擇【草

16、圖】，選擇XC-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標 注如下： 14 .選擇，【完成草圖】 15 .選擇，【拉伸】 口?聲-一田*”； + 16 .選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標注 如下： 17.選擇，【完成草圖】 18,選擇【求和】。 19.選擇，【拉伸】 20.選擇基準點 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

17、 27.大軸承凸臺上的孔: 28 .選擇【實例特征】里的【圓形陣列】： 過慮器 4^-4 4( 6 7 8 9 ;明等666(5 (3(5。晉C57^F^ 4sls^曾沉沉沉簡 孑孑 管 Z7 )1 - 9 0 41

18、C4eT&g 抒&I 1為重的密普Jt 繼續(xù)?… 小軸承上的凸臺，也是如此 29 .選擇【螺紋】： 30.選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標 注如下： 31 .選擇，【完成草圖】. 32 .選擇，【拉伸】. 33.選擇【墊塊

19、】在選擇【矩形】 0 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:

20、 2.2 .箱體設計： 1 .選擇【新建】命令，在彈出的新建對話框中模板選“模型”，新建一個文件， 文件名為“xiangti ”，單位選擇為“毫米”。 2 .選擇【開始|建模】命令進入建模模塊。選擇 XC-YC^標平面為草圖平面，建 立草圖，繪制草圖并標注如下： 3 .選擇，【完成草圖】 4 .選擇，【拉伸】。 5 .選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標注 如下： 6.選擇，【完成草圖】 7.選擇，【拉伸】。 8 .選擇【草圖】，選擇XC

21、-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標注 如下： 9 .選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標注 如下: 10.選擇，【完成草圖】。選擇，【拉伸】 反向 用拍 lifi 園 百 一畝 mm： 結束 |1 司 百 1"廠 mm T! 書家 人 布RC求柳 |利■動雕i 二 L群體⑴ 血 很慢 V 幢置 V 最基 V 3 .*. 國做 是示結果回I .好,[一用[S5K 1 目標 ，【修剪】，【拆分體】 11.選擇，【完成草圖】。選擇，【拉伸】 14.選

22、擇【求和】 ?現(xiàn)這11 一應用j【幽璃j ： (Siffl I ?消 | 匚|忤 Z選擇陣（.1） 刀且 產(chǎn)選修體恒1 布下t米卻j *透抒住1” 設盍 (137 nim 喻 曲自講用 事和 15.建立基準平面，選擇【插入】 15.求和。 16.選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標 注如下：

23、 17.選擇，【完成草圖】。選擇，【拉伸】 19.選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標 20.選擇，【完成草圖】。選擇，【拉伸】 “遺擇曲跣NJ 右向 “指定實fit 應向 21.確定大端軸承凸臺孔的位置 尺寸 直徑 深度限制 深度 孩棒危 22.選擇，【打孔】

24、 23.選擇【實例特征】，【圓形陣列】 小端軸承凸臺也是這樣的方法。 24.選擇，【鏡像特征】。 25.螺紋的形成。 26.軸承旁孔，點的確定 27.打孔 28.選擇，【鏡像特征】，可以等到另外一邊。 歌狀*1尺寸 29.選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標 注如下：

25、30.選擇【完成草圖】，選擇【選擇拉伸】  31.選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標 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】 37.選擇，【孔】 d屣點0 白亭1 1 EH ［取不1 38.螺紋形成。

26、 39.選擇【矩形墊塊】 0 2.選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標注 如下： 口1061 3.3大齒輪設計 1.選才IGCT具箱，選擇齒輪建模，柱齒輪 蘇.便國輪匡位a修 法性］福曲o半， 齒嫡 擊史《 法向壓力用《曉時1 蟠融方向 左曲 8名由 I- 13. Ol DOl !"臉T!感［［盤淀? f 5. 0CJL3O]

27、 日.g 柯I ~ZO. DOOO |o mm Id 由歸道理，度 口 二中 口離 3.選擇【完成草圖】，選擇【拉伸】 4.選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標注 如下： 5.選擇【完成草圖】，選擇【拉伸】 石 isi : ▼指定矢星(U 叵］［ 3-1 反同 區(qū) 。同制 人 而|＞五| 布

28、爾 I聲求差 “選擇體(1) 由 嫉餞 丫 6.選擇【孔】 7.在選擇【圓形陣列】，選擇【倒圓角】。就可以得到 2.4齒輪軸的設計 1.選才IGCX具箱，選擇【齒輪建?！?，【柱齒輪】 標淮齒輪［空位由希j 2.選擇【草圖】,選擇XC-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標注 如下：

29、 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 鍵槽的設計，  OuKHf OTfiJiflll Qami 口通用 I iH I i&# 11 nut 2.5傳動軸的設計 1.選擇【草圖】，選擇XC-YC坐標平面為草圖平面，建立草圖，繪制草圖并標注 如下： 2.選擇【完成草圖】，選擇【回轉】。以X軸為指定矢量

30、 回g Q 倒C2的斜角。 軸上鍵的確定。 3.建立基準平面 4.選擇【插入】，選擇【設計特征】，選擇【鍵槽】。 第二個鍵也是如此。 3.1總裝配圖 通過約束。 3.2爆炸圖

31、 4.2總裝配圖的工程圖  心得總結： 這次課程設計很累！很辛苦，真的，一筆一筆自己畫出來，我真的。 。不知道怎 么說！差距真的好大沒有按照老師的步驟一步一步來，所以有些步驟不對了！而 且好多圖忘記存了！導致任務也沒完成的太好！老師見諒！我一定好好學這個軟 件。 參考文獻： 1 .劉平安等.UGNX7.0中文版機械設計與提高.北京：電子工業(yè) 出版社；2010 2 .徐錦康.機械設計.北京；高等教育出版社；2004.4。 3 .王昆.機械設計基礎課程設計.北京；高等教育出版社；1996。 4 .朱理.機械原理.北京；高等教育出版社；2010.4。