【正文】 目錄 行星齒輪減速器的 PRO/E 的建模與仿真 ........................................................ 1 摘要 .................................................................................................................................... 1 Abstract............................................................................................................................... 2 第一章 緒論 .................................................................................................... 2 選題的依據(jù)、發(fā)展情況及其意義 .............................................................................. 2 PRO/E 行星齒輪的選題分析及設(shè)計內(nèi)容 .................................................................. 4 主要的工作內(nèi)容 ....................................................................................................... 4 第二章 NGW 型行星輪減速器方案確定 ........................................................ 5 混合輪系的確定 ......................................................................................................... 5 周轉(zhuǎn)輪系部分的選擇 .................................................................................................. 5 NGW 型行星輪減速器方案確定 ................................................................................ 5 第三章 NGW 型行星減速器結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................................ 8 基本參數(shù)要求與選擇 .................................................................................................. 8 方案設(shè)計 ...................................................................................................................... 8 齒輪的計算與校核 ...................................................................................................... 9 表 33 行星輪系的幾何尺寸 ........................................................................................ 21 軸上部件的設(shè)計計算與校核 ................................................................................... 22 第四章 PRO/E 的建模與運動仿真 ................................................................ 31 PRO/E 簡介 ............................................................................................................. 31 行星輪減速器的 PRO/E 建模 ................................................................................... 33 行星輪減速器的裝配 ................................................................................................ 35 . 減速器的傳動運動仿真與分析 ............................................................................ 39 第五章 結(jié)論 .................................................................................................. 47 參考文獻 ......................................................................................................... 48 1 1 行星齒輪減速器的 PRO/E 的建模與仿真 摘要 行星齒輪減速器 作為重要的傳動裝置，在機械、建筑領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。它具有體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動比大 、效率高 、 運動平穩(wěn) 等 特點。本設(shè)計基于這些特點對行星齒輪進行結(jié)構(gòu)設(shè)計，并對其進行 PRO/E 三維建模與運動仿真。首先通過比較各種類型的行星齒輪的特點，確定其方案；其次根據(jù)相應(yīng)的輸入功率、輸出速度、傳動比進行傳動設(shè)計與整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計；最后完成其 PRO/E 的三維建模，并對模型進行整體裝配，并完成傳動部分的運動仿真，并對其運動進行分析。 關(guān)鍵詞 ： 行星齒輪減速器、運動仿真、裝配、三維建模 2 2 The Dynamic Simulation of Plaary Gear Reducer Based on Pro/E Abstract Plaary gear reducer as an important transmission device is used extensively in machinery, construction area， which has the characteristics of small volume, light weight, pact structure, high efficiency, high speed ratio and smooth movement. The design is based on these features of plaary gear for structure design, and carries on the PRO/E 3d modeling and Dynamic Simulation. First, adopt the scheme through paring various types of plaary gears’ characteristics, Secondly, according to the corresponding input power、output speed and speed give the design of transmission and whole structure. Finally plete its the 3d modeling based on PRO/E, the whole assembly model and transmission part of Dynamic Simulation, and analyze its movement. Keywords: Plaary Gear Reducer、 Dynamic Simulation、 3Dmodeling 、 Assemble 第一章 緒論 選題的依據(jù)、 發(fā)展情況及其意義 在機械制造業(yè)，現(xiàn)在有很多企業(yè)把產(chǎn)品的設(shè)計、分析、制造、產(chǎn)品的數(shù)據(jù)管理和信息技術(shù)集于一體 .這種先進的管理方式屬于企業(yè)信息化的范疇。并且這種先進的管理方式也引發(fā)了設(shè)計領(lǐng)域的巨大的變化。第一次大的變化是八十年代 CAD 軟件的推廣，國內(nèi)普遍使用的是 AutoCAD 軟件。利用 AutoCAD 軟件使許多機械工程師逐漸地甩掉了圖板。第二次大的 變化是大量三維 CAD 軟件的出現(xiàn)， 如 Pro/Engineer、 Solidworks、 UG等。三維 CAD 軟件不僅僅可以實體造型，還可以利用設(shè)計出的三維實體模型進行模擬裝配和靜態(tài)干涉檢驗、機構(gòu)分析和動態(tài)干涉檢驗、動力學(xué)分析、強度分析等。因此運用三維設(shè)計軟件的真正意義不僅僅在于設(shè)計模型本身，而是設(shè)計出模型后的處理工作。 AutoCAD軟件雖然可以進行簡單的三維實體模型設(shè)計，但設(shè)計出模型后的處理工作是無法實現(xiàn)的。 3 3 在 Pro／ E環(huán)境下，對圓柱直齒輪建立了精確的參數(shù)化模型。通過定義各種約束，在裝配模塊中確定了齒輪副的相對位 置與嚙合關(guān)系。并使用機構(gòu)運動分析模塊，通過定義機構(gòu)的連接與伺服電機，實現(xiàn)了齒輪副的運動過程仿真。參數(shù)化設(shè)計的本質(zhì)是在可變參數(shù)的作用下，系統(tǒng)能夠自動維護所有的不變參數(shù)．參數(shù)化設(shè)計可以大大提高模型的生成和修改的速度，在產(chǎn)品的系列設(shè)計、相似設(shè)計及專用 CAD 系統(tǒng)開發(fā)方面都具有較大的應(yīng)用價值。虛擬裝配是在虛擬環(huán)境中，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)將設(shè)計的產(chǎn)品三維模型進行預(yù)裝配虛擬裝配可幫助產(chǎn)品擺脫對于試制物理樣機并裝配物理樣機的依賴，可以有效地提高產(chǎn)品裝配建模的質(zhì)量與速度。通過在計算機軟件平臺下對整套裝置的設(shè)計仿 真分析，能夠及時地 發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的缺陷，并根據(jù)分析結(jié)果進行實時改進 。參數(shù)化建模、虛擬裝配，運動仿真貫穿于整個計算機輔助設(shè)計全過程，可顯著地縮短研發(fā)周期，降低設(shè)計成本，提高工作效率。本次建模與運動仿真分析實現(xiàn)了圓柱直齒輪副的電子樣機設(shè)計，對現(xiàn)實齒輪制造過程有一定的指導(dǎo)意義。 4 4 PRO/E 行星齒輪的選題分析及設(shè)計內(nèi)容 本設(shè)計以 本設(shè)計基于 Pro/E 便于交互及強大的二維、三維繪圖功能 。先確定總體思路、設(shè)計總體布局，然后設(shè)置零部件，最后完成一個完整的設(shè)計。利用 PRO/E 模塊實現(xiàn)裝配中零部件的裝配、運動學(xué) 仿真等功能。 行星齒輪減速器的體積、重量及其承載能力主要取決于傳動參數(shù)的選擇，設(shè)計問題一般是在給定傳動比和輸入轉(zhuǎn)矩的情況下，確定各輪的齒數(shù)，模數(shù)和齒寬等參數(shù)。其中優(yōu)化設(shè)計采用 Pro/E 自帶的模塊，模擬真實 環(huán)境中的工作狀況 進行運動仿真 ，對元件進行運動分析 。 減速器作為獨立的驅(qū)動元部件，由于應(yīng)用范圍極廣，其產(chǎn)品必須按系列化進行設(shè)計，以便于制造和滿足不同行業(yè)的選用要求。針對其輸人功率和傳動比的不同組合，可獲得相應(yīng)的減速器系列。在以往的人工設(shè)計過程中，在圖紙上盡管能實現(xiàn)同一機座不同規(guī)格的部分系列表示，但其 圖形受到極大限制。采用 Pro/e 工具來實現(xiàn)這一過程，不僅能完善上述工作，方便設(shè)計操作，而且使系列產(chǎn)品的技術(shù)數(shù)據(jù)庫，圖形庫的建立、查詢成為可能，使設(shè)計速度加快。在設(shè)計過程中，我利用互聯(lián)網(wǎng)對本課題的各設(shè)計步驟與任務(wù)進行了詳細了解。采用計算機輔助設(shè)計的技術(shù)，利用 Pro/E 參數(shù)化建模， Pro/MECHANICA動態(tài)仿真。 主要的工作內(nèi)容 1. 設(shè)計計算部分：分析行星齒輪機構(gòu)傳動方案；并通過計算分析，確定行星輪系齒輪的齒數(shù)、模數(shù)和軸、行星架的各項參數(shù)，校核齒輪的接觸和彎曲強度；完成內(nèi)外嚙合齒輪、軸、行星架 的設(shè)計計算；在整機設(shè)計開發(fā)背景下，結(jié)合運動參數(shù)完成建模。 2. 工程仿真分析部分：本論文利用三維軟件 Pro/E 對行星輪減速器進行三維建模，并完成與整機的裝配 ；利用 Pro/MECHANICA 減速器機構(gòu)模型進行全局運動 仿真 ， 對內(nèi)外嚙合齒輪傳動進行運動 學(xué)分析。 5 5 第二 章 NGW 型行星輪減速器方案確定 混合輪系的確定 根據(jù)行星輪系可分為：定軸輪系、周轉(zhuǎn)輪系、混合輪系、封閉行星輪系，因為混合輪系可以獲得更大范圍的傳動比，實現(xiàn)多路傳遞、得到多速，所以選擇擇輪系為混 合輪系，選第一級為周轉(zhuǎn)輪系，第二級為定軸輪系。 周轉(zhuǎn)輪系部分的選擇 周轉(zhuǎn)輪系的類型很多，按其基本構(gòu)件代號可分為 2ZX、 3Z和 ZXF三大類 (其中 Z— 中心輪 )。其他各種復(fù)雜的周轉(zhuǎn)輪系，大抵可以看成這三類輪系的聯(lián)合貨組合機構(gòu)。按傳動機構(gòu)中