【文章內(nèi)容簡介】 的基于特征方式，能夠?qū)⒃O(shè)計(jì)至生產(chǎn)全過程集成到一起，實(shí)現(xiàn)并行工程設(shè)計(jì)。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。 Pro/E 采用 了模塊方式，可以分別進(jìn)行草圖繪制、零件制作、裝配設(shè)計(jì)、鈑金設(shè)計(jì)、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進(jìn)行選擇使用。 Pro/Engineer 是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實(shí)體零件及組裝造型，三維上色實(shí)體或線框造型棚完整工程圖產(chǎn)生及不同視圖（三維造型還可移動，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)）。 Pro/Engineer 是一陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 11 頁 共 40 頁 個功能定義系統(tǒng)，即造型是通過各種不同的設(shè)計(jì)專用功能來實(shí)現(xiàn)，其中包括：筋（ Ribs）、槽（ Slots）、倒角（ Chamfers）和抽空（ Shells）等，采用這種 手段來建立形體，對于工程師來說是更自然，更直觀，無需采用復(fù)雜的幾何設(shè)計(jì)方式。這系統(tǒng)的參數(shù)比功能是采用符號式的賦予形體尺寸，不象其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個參數(shù)改變，其也相關(guān)的特征也會自動修正。這種功能使得修改更為方便和可令設(shè)計(jì)優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機(jī)上或一些支持 Postscript 格式的彩色打印機(jī)。 Pro/Engineer 還可輸出三維和二維圖形給予其他應(yīng)用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交 換格式來實(shí)現(xiàn)，用戶更可配上 Pro/Engineer 軟件的其它模塊或自行利用 C 語言編程，以增強(qiáng)軟件的功能。它在單用戶環(huán)境下 (沒有任何附加模塊 )具有大部分的設(shè)計(jì)能力，組裝能力 (人工 )和工程制圖能力 (不包括 ANSI， ISO， DIN或 JIS標(biāo)準(zhǔn) )，并且支持符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的繪圖儀 (HP， HPGL)和黑白及彩色打印機(jī)的二維和三維圖形輸出。 Pro/Engineer 功能如下： （ 1） ． 特征驅(qū)動（例如：凸臺、槽、倒角、腔、殼等）； （ 2） ． 參數(shù)化（參數(shù) =尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等）； （ 3） ． 通過零件的特征值之間，載荷 /邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來進(jìn)行設(shè)計(jì)。 （ 4） ． 支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計(jì) (規(guī)則排列的系列組件，交替排列， Pro／ PROGRAM 的各種能用零件設(shè)計(jì)的程序化方法等 )。 (5)． 貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性 (任何一個地方的變動都將引起與之有關(guān)的每個地方變動 )。其它輔助模塊將進(jìn)一步提高擴(kuò)展 Pro／ ENGINEER 的基本功能。 目前 Pro/E 最高版本為 2021年 1 月發(fā)布的 Pro/ENGINEER Wildfire (野火)。 1． 參數(shù)化設(shè)計(jì) 和特征功能 Pro/Engineer 是采用參數(shù)化設(shè)計(jì)的、基于特征的實(shí)體模型化系統(tǒng)，工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角，您可以隨意勾畫草圖，輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過的簡易和靈活。 2． 單一數(shù)據(jù)庫 Pro/Engineer 是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不 像 一些傳統(tǒng)的 CAD/CAM 系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個部門的。換言之，在整個設(shè)計(jì)過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應(yīng)在整個設(shè)計(jì)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變， NC（數(shù)控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應(yīng)在整個三維模型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場，價格也更便宜。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 12 頁 共 40 頁 第二章 減速器設(shè)計(jì) 機(jī)械傳動裝置設(shè)計(jì) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)需由原動機(jī)輸入動力才能工作。一般來說， 原動機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)直接相聯(lián)的陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 13 頁 共 40 頁 情況較為少見。通常是在二者之間設(shè)置一中間裝置，此中間裝置稱為傳動裝置。在機(jī)械中，傳動裝置的功用是根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工作要求，實(shí)現(xiàn)減速、增速、變速、改變運(yùn)動形式或方位等。工程實(shí)踐表明，傳動裝置常是機(jī)械中的重要組成部分，在整機(jī)的成本和重量中占有很大的比重，并在很大程度上決定整機(jī)的技術(shù)性能和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用。因此，正確設(shè)計(jì)傳動裝置對保證整機(jī)的技術(shù)性能和質(zhì)量指標(biāo)具有相當(dāng)重要的意義。 機(jī)械傳動裝置設(shè)計(jì)的一般步驟是：選擇機(jī)械傳動型式，計(jì)算各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)，傳動零件（如帶傳動、齒輪傳動和 /或鏈傳動、聯(lián)軸 器等）的設(shè)計(jì)計(jì)算，減速器部件（或其他部件）的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與裝配圖繪制，主要零件（軸、齒輪、箱體等）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與工作圖繪制。 ．選擇傳動型式的基本原則 一般來說，傳動裝置的設(shè)計(jì)要求是：傳動鏈短、傳動效率高、不同類型機(jī)構(gòu)在傳動鏈中的位置順序安排合理、傳動比分配合理，此外還要考慮傳動的輸出運(yùn)動與執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸入運(yùn)動的匹配等問題。選擇傳動型式的基本原則如下： 1．簡化傳動環(huán)節(jié) 在保證實(shí)現(xiàn)機(jī)器的預(yù)期功能的條件下，傳動環(huán)節(jié)即運(yùn)動鏈應(yīng)盡量簡短。因?yàn)檫\(yùn)動鏈越短，使用的機(jī)構(gòu)和零件數(shù)就越少，制造和裝配費(fèi)用就越低；同時， 傳動的環(huán)節(jié)減少后降低了能量的損耗，使機(jī)器的效率也得以提高。此外，傳動環(huán)節(jié)減少，使機(jī)器的累積誤差減小，有利于提高機(jī)器的傳動精度。 機(jī)械傳動系統(tǒng)的總效率與其各個運(yùn)動鏈的效率有關(guān)，而各個運(yùn)動鏈的效率又決定于其中各傳動機(jī)構(gòu)的效率。因此，當(dāng)系統(tǒng)中任何一個傳動型式具有較低的傳動效率時，將導(dǎo)致總效率的下降。系統(tǒng)中各個運(yùn)動鏈傳遞功率的大小往往相差很大，對于傳遞功率比較大的運(yùn)動鏈，選擇傳動機(jī)構(gòu)時應(yīng)考慮盡量選取效率較高的傳動機(jī)構(gòu)；對于傳遞功率較小的運(yùn)動鏈，選擇傳動機(jī)構(gòu)時可以著眼于滿足其它方面的要求，對效率的高 低可放在次要地位置考慮。 必須注意，減速比很大的機(jī)構(gòu)往往效率較低，因此，若傳遞功率較大的運(yùn)動鏈中需要用這類機(jī)構(gòu)時，應(yīng)注意適當(dāng)選取機(jī)構(gòu)的基本參數(shù)，以保證有高的傳動效率。 3．合理安排傳動機(jī)構(gòu)的順序 安排多級傳動的順序時，應(yīng)注意下列各點(diǎn)： l）摩擦傳動（如帶傳動、摩擦輪傳動等）的承載能力一般較低，在傳遞相同的轉(zhuǎn)矩時其結(jié)構(gòu)尺寸大于嚙合傳動，故在多級傳動中宜置于高速級，又因其工作平穩(wěn)性好，放置于高速級還能起減振緩沖作用。 2）鏈傳動具有固有的運(yùn)轉(zhuǎn)不均勻特性，沖擊甚大，故宜置于低速級。 3）考慮到大尺寸、大模數(shù)的圓錐齒輪加工比較困難，故在多級傳動中宜置于高速級，但這時圓周速度較大，需提高制造精度，故導(dǎo)致成本提高。 4）斜齒傳動的工作平穩(wěn)性優(yōu)于直齒傳動，相對來說應(yīng)置于高速級。 5）嚙合傳動中的蝸桿傳動多用于大傳動比和中小功率場合，其承載能力一般較齒輪傳動為低，為獲得較小的結(jié)構(gòu)尺寸，宜置于高速級。 6）改變運(yùn)動形式的傳動和機(jī)構(gòu)（如螺旋傳動、連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)）應(yīng)布置在多級傳動中的最后一級，即靠近執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 7）對于 NGW（ 2K－ H）型和 N（ K— H－ V）型內(nèi)嚙合行星傳動 ，因具有承載能力高而結(jié)構(gòu)尺寸小、效率高而傳動比大的特性，故在多級傳動中可置于低速級。 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 14 頁 共 40 頁 必須強(qiáng)調(diào)指出，上述諸點(diǎn)僅為一般建議而不是固定不變的。例如某些高精度的機(jī)器，有將帶傳動置于最后一級的低速級，目的是因其吸震特性改善運(yùn)轉(zhuǎn)精度；在機(jī)床分度傳動系統(tǒng)中，最后一級卻是蝸桿傳動；在焊接用設(shè)備中，工作臺傳動系統(tǒng)的最后一級采用圓錐齒輪傳動并非鮮見?？傊?，應(yīng)視具體情況具體分析，必需結(jié)合整機(jī)總體布置、技術(shù)性能要求、制造和裝配條件、原材料供應(yīng)情況、工作環(huán)境狀況、維護(hù)和修理等因素，綜合分析比較確定。 4．合理分配傳動比 由原動機(jī)的 輸出轉(zhuǎn)速 n和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的輸入轉(zhuǎn)速 nw，可求出傳動系統(tǒng)的總傳動比 i，然后分配給各級傳動。即 12 nwni i i in?? 式中： 12, , , ni i i —— 分別為各級傳動的傳動比。 合理地分配傳動比，是傳動系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的一個重要問題。它將直接影響到傳動系統(tǒng)的外廓尺寸、重量、潤滑及傳動機(jī)構(gòu)的中心距等很多方面，因此必須認(rèn)真對待。 具體分配時應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： 1）選取每一級的傳動比時，其值應(yīng)在常用的范圍內(nèi)，在特殊情況下也可以超過所允許的最大值。各類傳動的傳動比薦用值和最大值見表 2－ 4。 2）分配傳動比應(yīng)注意使各傳動件的尺寸協(xié)調(diào)、結(jié)構(gòu)合理、避免各零件 干涉與安裝不便。例如在圖 21所示的帶傳動－圓柱齒輪傳動中，第一級帶傳動的傳動比不要過大（通常小于齒輪傳動的傳動比），否則可能會使從動大帶輪的半徑超過齒輪傳動裝置輸入軸的中心高，造成安裝不便或困難。 3）應(yīng)使傳動零件和軸系零件的尺寸保持勻稱協(xié)調(diào)并不得產(chǎn)生干涉現(xiàn)象。例如圖 22所示的雙級圓柱齒輪傳動中，由于高速級傳動比取得過大，致使高速級大齒輪與低速軸發(fā)生干涉，無法安裝。 4）當(dāng)一級傳動的傳動比過大時，應(yīng)分成多級傳動，以減小尺寸并改善傳動性能?？倐鲃颖却笥?8的齒輪傳動，采用兩級傳動時的外廓尺寸和重量要比采用單 級傳動時減小頗多（如圖 23所示）。同理，當(dāng)傳動比大于 30時，宜設(shè)計(jì)成三級（或以上）傳動。 5）一般說來，在多級傳動中，宜使相鄰兩級傳動比的差值不要太大。這樣能使輸入軸與輸出軸之間的各中間軸獲得較高的轉(zhuǎn)速和較小的轉(zhuǎn)矩，從而能使軸和軸上的傳動零件獲得較小的尺寸，藉以得到比較緊湊的結(jié)構(gòu)，使所設(shè)計(jì)的傳動系統(tǒng)具有最小的外廓尺寸。 6) 同類幾級傳動裝置，通常把傳動比最大的一級裝在轉(zhuǎn)速最低的位置，而其他各級可在較高的轉(zhuǎn)速下工作。 7) 對于設(shè)計(jì)成獨(dú)立部件形式的多級齒輪減速器，各級傳動比的分配另有推薦的關(guān)系式。 圖 2— 1帶傳動－圓柱齒輪傳動 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 15 頁 共 40 頁 圖 2－ 2高速級大齒輪與低速軸發(fā)生干涉 圖 2— 3 總傳動比等于 8時單級齒輪傳動與兩級齒輪傳動的外廓尺寸比較 傳動零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算 傳動零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算的大致步驟是：依據(jù)原動機(jī)的轉(zhuǎn)速和功率，以及各級傳動的傳動比和效率，計(jì)算出傳動系統(tǒng)中各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)（即轉(zhuǎn)速、功率或轉(zhuǎn)矩）；依據(jù)傳動零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則和公式，確定出其主要幾何參數(shù)。 各軸運(yùn)動和動力參數(shù)的計(jì)算 各軸的運(yùn)動和動力參數(shù)主要是指軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩，它是進(jìn)行傳動零部件設(shè)計(jì)計(jì)算的 重要依據(jù)?，F(xiàn)以圖 24所示的雙級圓柱齒輪減速器為例，說明機(jī)器傳動系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率及轉(zhuǎn)矩的計(jì)算。 圖 24雙級圓柱齒輪減速器簡圖 電動機(jī)軸； 2— 高速軸； 3— 中間軸； 4— 低速軸； 5— 工作機(jī)軸； 6— 電動機(jī)； 7— 帶傳動； 8— 高速齒輪傳動； 9— 低速齒輪傳動； 10— 聯(lián)軸器； 11— 工作機(jī) ： 展開式二級圓柱齒輪減速器。 ： 類型： Y 系列三相異步電動機(jī)； 型 號： 工作機(jī)所需輸入功率： 2 .8 71000W WFvP kW???。 6 1 5 2 3 4 7 10 9 8 110 陜西理工學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 第 16 頁 共 40 頁 電機(jī)所需功率：1 2 3 3 .1 5WWd PPP kW? ? ? ?? ? ?。 其中， W? 為滾筒工作效率， 1? 為高速級聯(lián)軸器效率， 2? 為兩級圓柱齒輪減速器效率， 3? 為高速級聯(lián)軸器效率， 電機(jī)轉(zhuǎn)速 n 選： 1500 /minr ； 所以查表選電機(jī)型號為： Y112M4 電機(jī)參數(shù)： 額定功率： mp? 4Kw 滿載轉(zhuǎn)速： mn ＝ 1440 /minr 電機(jī)軸直徑 ： mmmd ??? ： 121440 1 3 .51 0 6 .5mwni i in? ? ? ?總 （ 6 0 1 0 0 0 1 0 6 . 5 / m inw vnrD?????） 其中： 1i 為高速級傳動比， 2i 為低速級傳動比，且 12( ~ )ii? ， 取 ? ，則有： , 3ii??； （ 8） 電機(jī)軸： P kW?? ； 1440 / minmnr? ；