【正文】 外很多學(xué)者進(jìn)行了研究。運(yùn)用AutoCAD進(jìn)行二維設(shè)計(jì)存在著工作量大、不直觀、容易出錯(cuò)、難于修改的缺點(diǎn)。實(shí)際上，基于AutoCAD的二維設(shè)計(jì)技術(shù)還不能算是一種嚴(yán)格意義上的設(shè)計(jì)技術(shù)，它只能說(shuō)是一種輔助繪圖技術(shù)。它雖然能將工程設(shè)計(jì)人員從繁重的手工繪圖工作中解放出來(lái)，但對(duì)復(fù)雜投影線的生成、設(shè)計(jì)模型修改以后的圖紙更新等問(wèn)題，基于AutoCAD的二維設(shè)計(jì)技術(shù)是無(wú)法做到的。（2) 齒輪類零件CAD三維設(shè)計(jì)研究現(xiàn)狀三維造型在可視化設(shè)計(jì)、裝配設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)分析、加工仿真等方面有著二維設(shè)計(jì)無(wú)法比擬的優(yōu)越性，是提高設(shè)計(jì)質(zhì)量的重要手段。目前，在我國(guó)市場(chǎng)上推出的商品化軟件中，比較優(yōu)秀的國(guó)外軟件有UG, SolidWorks, PRO/E, CATIA等。關(guān)于齒輪類零件三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)外不少學(xué)者進(jìn)行了研究，從目前可以查找到的公開(kāi)資料看，還沒(méi)有人在PRO/E環(huán)境下實(shí)現(xiàn)弧齒錐齒輪的三維精確造型。錐齒輪在幾何形狀上非常復(fù)雜，其設(shè)計(jì)和制造方法密切相關(guān)，加工中的切齒調(diào)整方案直接影響著齒輪副的嚙合質(zhì)量。我國(guó)在生產(chǎn)中廣泛使用的用于錐齒輪設(shè)計(jì)與加工的各種計(jì)算和計(jì)算機(jī)軟件大多停留在20世紀(jì)70年代初期的水平。由此可見(jiàn)，關(guān)于錐齒輪的設(shè)計(jì)討論對(duì)于提高我國(guó)錐齒輪的設(shè)計(jì)水平、降低研制成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量，具有重要的理論和實(shí)踐意義。 本課題的意義和研究?jī)?nèi)容及方法. 課題研究的意義弧齒錐齒輪在航空傳動(dòng)中有廣泛的應(yīng)用，在飛行器的動(dòng)力裝置中占有很重要的地位。弧齒錐齒輪傳動(dòng)在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方面與普通機(jī)械中應(yīng)用的齒輪既有相同之處，又有很大差別。近年來(lái)，人們對(duì)普通齒輪的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)進(jìn)行了較深入的研究，而對(duì)弧齒錐齒輪的CAD研究進(jìn)行得比較少。以往雖然人們對(duì)弧齒錐齒輪的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)也進(jìn)行過(guò)研究，編制過(guò)相應(yīng)的軟件，但由于受當(dāng)時(shí)計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展水平的限制，軟件的質(zhì)量比較低，使用也不太方便。目前國(guó)內(nèi)外對(duì)二維圖形和簡(jiǎn)單三維實(shí)體的造型較為成熟。對(duì)復(fù)雜的三維實(shí)體的造型尚不多見(jiàn)，特別是螺旋錐齒輪這類形狀復(fù)雜、精確齒形的三維實(shí)體造型設(shè)計(jì)更少。其原因是:一方面螺旋錐齒輪二維圖形參數(shù)化設(shè)計(jì)能夠滿足傳統(tǒng)的齒輪加工要求，另一方面運(yùn)用低級(jí)CAD軟件對(duì)復(fù)雜的三維實(shí)體很難實(shí)現(xiàn)參數(shù)化虛擬造型設(shè)計(jì)。隨著塑料齒輪的廣泛應(yīng)用和快速成型與虛擬制造技術(shù)的迅速發(fā)展，用大型的三維軟件實(shí)現(xiàn)螺旋錐齒輪的參數(shù)化造型將成為設(shè)計(jì)者的迫切需求?；↓X錐齒輪實(shí)體造型的意義:(1) 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)與建模系統(tǒng)是CAD技術(shù)與齒輪設(shè)計(jì)相結(jié)合的產(chǎn)物，也是兩者發(fā)展的趨勢(shì)所在。(2) 實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)過(guò)程自動(dòng)化避免了設(shè)計(jì)人員手動(dòng)查閱大量的數(shù)據(jù)，也避免了手工取點(diǎn)造型的復(fù)雜過(guò)程，可以將手算設(shè)計(jì)的工作人員從繁瑣、低效的工作中解放了出來(lái)。(3) 實(shí)現(xiàn)弧齒錐齒輪的設(shè)計(jì)，可以將設(shè)計(jì)計(jì)算、三維造型與繪制工程圖的無(wú)縫結(jié)合，同時(shí)為齒輪的有限元分析、機(jī)構(gòu)仿真和數(shù)控加工等工作奠定基礎(chǔ)。(4) 采用建立原始齒輪結(jié)構(gòu)模型并驅(qū)動(dòng)其特征參數(shù)，為其它復(fù)雜曲面的造型提供了有益的參考。. 課題研究的內(nèi)容本課題利用大型軟件PRO/E來(lái)實(shí)現(xiàn)齒輪，尤其弧齒錐齒輪的三維造型。具體內(nèi)容如下:（1） 研究直齒、斜齒圓柱齒輪及直齒錐齒輪的基本嚙合理論和建立數(shù)學(xué)模型，為弧齒錐齒輪的理論研究和數(shù)學(xué)模型的建立奠定基礎(chǔ)。（2） 深入掌握并熟練運(yùn)用PRO/E，在建立弧齒錐齒輪、圓柱齒輪和直齒錐齒輪的數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)弧齒錐齒輪三維造型；（3） 運(yùn)用PRO/E對(duì)弧齒錐齒輪的嚙合進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真和干涉檢查。. 課題的可行性分析PRO/E軟件是集CAD\CAM\CAE一體化的三維參數(shù)化軟件，是當(dāng)今世界上最為先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、制造和分析軟件之一，在國(guó)內(nèi)使用相當(dāng)廣泛。另外它所提供的模塊及其良好的高級(jí)語(yǔ)言接口，使PRO/E的圖形功能和計(jì)算功能有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，便于用戶去從事各種工作需要。因此，在PRO/E環(huán)境下對(duì)弧齒錐齒輪進(jìn)行建模，完全可以實(shí)現(xiàn)。（倒數(shù)第三頁(yè)里有東東）電動(dòng)機(jī)所需工作功率為：；工作機(jī)所需功率為：；傳動(dòng)裝置的總效率為：；傳動(dòng)滾筒 滾動(dòng)軸承效率 閉式齒輪傳動(dòng)效率 聯(lián)軸器效率 代入數(shù)值得：所需電動(dòng)機(jī)功率為：略大于 即可。選用同步轉(zhuǎn)速1460r/min ；4級(jí) ；型號(hào) 取滾筒直徑（1）總傳動(dòng)比(2)分配動(dòng)裝置各級(jí)傳動(dòng)比取兩級(jí)圓柱齒輪減速器高速級(jí)傳動(dòng)比則低速級(jí)的傳動(dòng)比 電機(jī)端蓋組裝CAD截圖 運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)計(jì)算 、精度等級(jí)、材料及齒數(shù)1按傳動(dòng)方案，選用斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)。2絞車為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)精度（GB 1009588）。3材料選擇。由表101選擇小齒輪材料為40Cr（調(diào)質(zhì)），硬度為280 HBS，大齒輪材料為45鋼（調(diào)質(zhì)）硬度為240 HBS，二者材料硬度差為40 HBS。4選小齒輪齒數(shù)，大齒輪齒數(shù)。取5初選螺旋角。初選螺旋角由《機(jī)械設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)計(jì)算公式（1021）進(jìn)行試算，即（1）試選載荷系數(shù)1。（2）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖1030選取區(qū)域系數(shù)。（3）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖1026查得，則。（4）計(jì)算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩。（5）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表107 選取齒寬系數(shù)（6）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表106查得材料的彈性影響系數(shù)（7）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖1021d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 。13計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。（9）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖（1019）取接觸疲勞壽命系數(shù)。 。（10）計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力。取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版式（1012）得（11）許用接觸應(yīng)力（1）試算小齒輪分度圓直徑===（2）計(jì)算圓周速度（3）計(jì)算齒寬及模數(shù) ==2mmh==（4）計(jì)算縱向重合度=（5）計(jì)算載荷系數(shù)K。已知使用系數(shù)根據(jù)v= m/s,7級(jí)精度，由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖108查得動(dòng)載系數(shù)由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表104查得的值與齒輪的相同，故由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖 1013查得由《機(jī)械設(shè)計(jì)》=（6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得分度圓直徑，由式（1010a）得（7）計(jì)算模數(shù) 由式（1017）（1）計(jì)算載荷系數(shù)。 =（2）根據(jù)縱向重合度 ，從《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖1028查得螺旋角影響系數(shù)（3）計(jì)算當(dāng)量齒數(shù)。（4）查齒形系數(shù)。由表105查得（5）查取應(yīng)力校正系數(shù)。由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版表105查得（6）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖1024c查得小齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ；大齒輪的彎曲強(qiáng)度極限 ；（7）由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版圖1018取彎曲疲勞壽命系數(shù) ，；（8）計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力。取彎曲疲勞安全系數(shù)S＝,由《機(jī)械設(shè)計(jì)》第八版式（1012）得（9）計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較。=由此可知大齒輪的數(shù)值大。對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) 大于由齒面齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算