【文章內容簡介】 的基于特征方式，能夠將設計至生產全過程集成到一起，實現并行工程設計。它不但可以應用于工作站，而且也可以應用到單機上。 Pro/E 采用 了模塊方式，可以分別進行草圖繪制、零件制作、裝配設計、鈑金設計、加工處理等，保證用戶可以按照自己的需要進行選擇使用。 Pro/Engineer 是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數化功能定義、實體零件及組裝造型，三維上色實體或線框造型棚完整工程圖產生及不同視圖（三維造型還可移動，放大或縮小和旋轉）。 Pro/Engineer 是一陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 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計專用功能來實現，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，無需采用復雜的幾何設計方式。這系統(tǒng)的參數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系，任何一個參數改變，其也相關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計優(yōu)化更趨完美。造型不單可以在屏幕上顯示，還可傳送到繪圖機上或一些支持 Postscript 格式的彩色打印機。 Pro/Engineer 還可輸出三維和二維圖形給予其他應用軟件，諸如有限元分析及后置處理等，這都是通過標準數據交 換格式來實現，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 )具有大部分的設計能力，組裝能力 (人工 )和工程制圖能力 (不包括 ANSI， ISO， DIN或 JIS標準 )，并且支持符合工業(yè)標準的繪圖儀 (HP， HPGL)和黑白及彩色打印機的二維和三維圖形輸出。 Pro/Engineer 功能如下： （ 1） ． 特征驅動（例如：凸臺、槽、倒角、腔、殼等）； （ 2） ． 參數化（參數 =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之間（如表面積等）的關系來進行設計。 （ 4） ． 支持大型、復雜組合件的設計 (規(guī)則排列的系列組件，交替排列， Pro／ PROGRAM 的各種能用零件設計的程序化方法等 )。 (5)． 貫穿所有應用的完全相關性 (任何一個地方的變動都將引起與之有關的每個地方變動 )。其它輔助模塊將進一步提高擴展 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． 參數化設計 和特征功能 Pro/Engineer 是采用參數化設計的、基于特征的實體模型化系統(tǒng)，工程設計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計者提供了在設計上從未有過的簡易和靈活。 2． 單一數據庫 Pro/Engineer 是建立在統(tǒng)一基層上的數據庫上，不 像 一些傳統(tǒng)的 CAD/CAM 系統(tǒng)建立在多個數據庫上。所謂單一數據庫，就是工程中的資料全部來自一個庫，使得每一個獨立用戶在為一件產品造型而工作，不管他是哪一個部門的。換言之，在整個設計過程的任何一處發(fā)生改動，亦可以前后反應在整個設計過程的相關環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變， NC（數控）工具路徑也會自動更新；組裝工程圖如有任何變動，也完全同樣反應在整個三維模型上。這種獨特的數據結構與工程設計的完整的結合，使得一件產品的設計結合起來。這一優(yōu)點，使得設計更優(yōu)化，成品質量更高，產品能更好地推向市場，價格也更便宜。 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 12 頁 共 40 頁 第二章 減速器設計 機械傳動裝置設計 執(zhí)行機構需由原動機輸入動力才能工作。一般來說， 原動機與執(zhí)行機構直接相聯的陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 13 頁 共 40 頁 情況較為少見。通常是在二者之間設置一中間裝置，此中間裝置稱為傳動裝置。在機械中，傳動裝置的功用是根據執(zhí)行機構的工作要求，實現減速、增速、變速、改變運動形式或方位等。工程實踐表明，傳動裝置常是機械中的重要組成部分，在整機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的技術性能和運轉費用。因此，正確設計傳動裝置對保證整機的技術性能和質量指標具有相當重要的意義。 機械傳動裝置設計的一般步驟是：選擇機械傳動型式，計算各軸的運動和動力參數，傳動零件（如帶傳動、齒輪傳動和 /或鏈傳動、聯軸 器等）的設計計算，減速器部件（或其他部件）的結構設計與裝配圖繪制，主要零件（軸、齒輪、箱體等）結構設計與工作圖繪制。 ．選擇傳動型式的基本原則 一般來說，傳動裝置的設計要求是：傳動鏈短、傳動效率高、不同類型機構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動與執(zhí)行機構輸入運動的匹配等問題。選擇傳動型式的基本原則如下： 1．簡化傳動環(huán)節(jié) 在保證實現機器的預期功能的條件下，傳動環(huán)節(jié)即運動鏈應盡量簡短。因為運動鏈越短，使用的機構和零件數就越少，制造和裝配費用就越低；同時， 傳動的環(huán)節(jié)減少后降低了能量的損耗，使機器的效率也得以提高。此外，傳動環(huán)節(jié)減少，使機器的累積誤差減小，有利于提高機器的傳動精度。 機械傳動系統(tǒng)的總效率與其各個運動鏈的效率有關，而各個運動鏈的效率又決定于其中各傳動機構的效率。因此，當系統(tǒng)中任何一個傳動型式具有較低的傳動效率時，將導致總效率的下降。系統(tǒng)中各個運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動鏈，選擇傳動機構時應考慮盡量選取效率較高的傳動機構；對于傳遞功率較小的運動鏈，選擇傳動機構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，減速比很大的機構往往效率較低，因此，若傳遞功率較大的運動鏈中需要用這類機構時，應注意適當選取機構的基本參數，以保證有高的傳動效率。 3．合理安排傳動機構的順序 安排多級傳動的順序時，應注意下列各點： l）摩擦傳動（如帶傳動、摩擦輪傳動等）的承載能力一般較低，在傳遞相同的轉矩時其結構尺寸大于嚙合傳動，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轉不均勻特性，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，為獲得較小的結構尺寸，宜置于高速級。 6）改變運動形式的傳動和機構（如螺旋傳動、連桿機構、凸輪機構）應布置在多級傳動中的最后一級，即靠近執(zhí)行機構。 7）對于 NGW（ 2K－ H）型和 N（ K— H－ V）型內嚙合行星傳動 ，因具有承載能力高而結構尺寸小、效率高而傳動比大的特性，故在多級傳動中可置于低速級。 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 14 頁 共 40 頁 必須強調指出，上述諸點僅為一般建議而不是固定不變的。例如某些高精度的機器，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轉精度；在機床分度傳動系統(tǒng)中，最后一級卻是蝸桿傳動；在焊接用設備中，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瑧暰唧w情況具體分析，必需結合整機總體布置、技術性能要求、制造和裝配條件、原材料供應情況、工作環(huán)境狀況、維護和修理等因素，綜合分析比較確定。 4．合理分配傳動比 由原動機的 輸出轉速 n和執(zhí)行機構的輸入轉速 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)設計中的一個重要問題。它將直接影響到傳動系統(tǒng)的外廓尺寸、重量、潤滑及傳動機構的中心距等很多方面，因此必須認真對待。 具體分配時應注意以下幾點： 1）選取每一級的傳動比時，其值應在常用的范圍內，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）分配傳動比應注意使各傳動件的尺寸協(xié)調、結構合理、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）應使傳動零件和軸系零件的尺寸保持勻稱協(xié)調并不得產生干涉現象。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）當一級傳動的傳動比過大時，應分成多級傳動，以減小尺寸并改善傳動性能。總傳動比大于 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，當傳動比大于 30時，宜設計成三級（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速和較小的轉矩，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構，使所設計的傳動系統(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速最低的位置，而其他各級可在較高的轉速下工作。 7) 對于設計成獨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系式。 圖 2— 1帶傳動－圓柱齒輪傳動 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 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 傳動零部件的設計計算 傳動零部件的設計計算的大致步驟是：依據原動機的轉速和功率，以及各級傳動的傳動比和效率，計算出傳動系統(tǒng)中各軸的運動和動力參數（即轉速、功率或轉矩）；依據傳動零部件的設計計算準則和公式，確定出其主要幾何參數。 各軸運動和動力參數的計算 各軸的運動和動力參數主要是指軸的轉速、功率和轉矩，它是進行傳動零部件設計計算的 重要依據?，F以圖 24所示的雙級圓柱齒輪減速器為例，說明機器傳動系統(tǒng)各軸的轉速、功率及轉矩的計算。 圖 24雙級圓柱齒輪減速器簡圖 電動機軸； 2— 高速軸； 3— 中間軸； 4— 低速軸； 5— 工作機軸； 6— 電動機； 7— 帶傳動； 8— 高速齒輪傳動； 9— 低速齒輪傳動； 10— 聯軸器； 11— 工作機 ： 展開式二級圓柱齒輪減速器。 ： 類型： Y 系列三相異步電動機； 型 號： 工作機所需輸入功率： 2 .8 71000W WFvP kW???。 6 1 5 2 3 4 7 10 9 8 110 陜西理工學院畢業(yè)論文（設計） 第 16 頁 共 40 頁 電機所需功率：1 2 3 3 .1 5WWd PPP kW? ? ? ?? ? ?。 其中， W? 為滾筒工作效率， 1? 為高速級聯軸器效率， 2? 為兩級圓柱齒輪減速器效率， 3? 為高速級聯軸器效率， 電機轉速 n 選： 1500 /minr ； 所以查表選電機型號為： Y112M4 電機參數： 額定功率： mp? 4Kw 滿載轉速： mn ＝ 1440 /minr 電機軸直徑 ： 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） 電機軸： P kW?? ； 1440 / minmnr? ；