【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 = 11680 Nm；按經(jīng)驗(yàn)選軸的材料為45鋼調(diào)質(zhì)處理。(1) 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì)算[16]:式中:為軸的抗扭剖面模數(shù)；d 為左、右半軸的直徑。 取= 60MPa ，則因軸有鍵槽，故直徑上應(yīng)加4%～5%，所以，取d =100mm。(2) 剛度計(jì)算: 按扭轉(zhuǎn)變形計(jì)算:L 取500mm，為軸截面的極慣性矩；取[] = ；G =80因d 取100mm，故可滿足扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度。同理，選取右半軸直徑為120mm，銷軸直徑為60mm。6 實(shí)體設(shè)計(jì) Pro/E 實(shí)體建模概述有關(guān)齒輪減速器設(shè)計(jì)的理論日臻成熟，但整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程比較煩瑣[17]。目前國(guó)內(nèi)、外齒輪減速器CAD系統(tǒng)不僅廣泛使用三維繪圖技術(shù)，而且將模塊化技術(shù)與系統(tǒng)相結(jié)合，幾年便推出一套新的產(chǎn)品樣本。作為當(dāng)前世界上使用最廣泛的三維CAD 軟件，Pro/Engineer具有許多其它軟件所不能比擬的優(yōu)勢(shì)，它是CAD/CAM/CAPP集成的軟件，因此若采用其作為圖形支撐軟件，可為以后的加工制造奠定良好的基礎(chǔ)。Pro/Engineer是由美國(guó)PTC公司開(kāi)發(fā)的3維CAD/CAM 軟件，在工業(yè)造型設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)制造行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，具有創(chuàng)建高級(jí)、優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品模型和設(shè)計(jì)方案并造就一流產(chǎn)品的能力[18] 。提供了強(qiáng)大的數(shù)字設(shè)計(jì)功能和完善的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)體系，從而解決日益復(fù)雜的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)問(wèn)題。運(yùn)用Pro/Engineer軟件，設(shè)計(jì)人員可以在計(jì)算機(jī)上輕松實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)計(jì)和制造。其特點(diǎn)：(1)從設(shè)計(jì)思想看，Pro/E系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)的全相關(guān)性，任何修改都會(huì)反映到所有相關(guān)對(duì)象。它具有實(shí)現(xiàn)并行工程的能力；它具有強(qiáng)大的裝配能力能夠始終保持設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖，提高設(shè)計(jì)效率。(2)從實(shí)用性看，Pro/E系統(tǒng)界面簡(jiǎn)潔，概念清晰，符合工程技術(shù)人員的設(shè)計(jì)思想與習(xí)慣，整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫(kù)上具有完整而統(tǒng)一的模型。 零件實(shí)體設(shè)計(jì)行星減速器本體內(nèi)的傳動(dòng)零件由1個(gè)太陽(yáng)輪、3個(gè)行星輪和一個(gè)內(nèi)齒圈組成。其模型設(shè)計(jì)的大致順序應(yīng)為：1)傳動(dòng)件設(shè)計(jì)；2)軸、鍵和軸承組合零部件的設(shè)計(jì)；3)機(jī)架與吊鉤等其他附件設(shè)計(jì)。由于成功完成各零件模型的創(chuàng)建工作量大且復(fù)雜，又由于齒輪的齒廓曲線是傳動(dòng)和運(yùn)動(dòng)仿真所必須考慮的、應(yīng)精確創(chuàng)建的、特定的一般曲線，并且實(shí)踐也表明齒輪輪齒的3D建模和其他零部件相比是對(duì)軟件應(yīng)用熟練程度要求較高的部分之一[19]。所以，本文就以傳動(dòng)中漸開(kāi)線直齒輪、軸以及軸承的三維實(shí)體造型為討論重點(diǎn)，詳細(xì)介紹它們的實(shí)體建模方法與步驟。 齒輪實(shí)體設(shè)計(jì)在齒輪模型建立前，首先對(duì)模型包含的特征進(jìn)行分析，并對(duì)這些特征進(jìn)行分類；然后根據(jù)齒輪的特點(diǎn)，制定特征建立的順序。由于本文減速器中的太陽(yáng)輪、行星輪均為漸開(kāi)線型直齒圓柱齒輪，因此本文將以太陽(yáng)輪為例介紹齒輪在pro/e中的實(shí)體建模方法，行星輪的實(shí)體設(shè)計(jì)則可以在同類型齒輪的基礎(chǔ)上直接修改參數(shù)而得到。，太陽(yáng)輪的相關(guān)參數(shù)如下：基圓半徑： ra= (m*z*cos (A))/2 =132mm 分度圓直徑：d＝280mm齒頂圓直徑：da=齒根圓直徑：df=255mm齒輪寬度： b=145mm步驟 1 建立新文件(1) 單擊工具欄中創(chuàng)建新文件的圖標(biāo)(2) 輸入零件名稱:sun_gear→按【】(3) 單擊按鈕進(jìn)入零件設(shè)計(jì)工作環(huán)境。步驟 2 以拉伸的方式創(chuàng)建齒輪基體 (1) 拉伸工具的圖標(biāo)，打開(kāi)拉伸特征操控板。選擇拉伸為實(shí)體，拉伸尺寸為145。(2) 單擊儀表板中放置按鈕，點(diǎn)選基準(zhǔn)平面FRONT為草繪平面。(3) 單擊草繪按鈕進(jìn)入草繪工作環(huán)境。(4) ，小圓直徑為100，鍵寬為28的草圖后，單擊按鈕，返回到拉伸特征操控板。單擊按鈕，完成特征的建立，完成如下圖：步驟 3 建立漸開(kāi)線(1) 選擇菜單【插入】→【模型基準(zhǔn)】→【曲線】命令，系統(tǒng)彈出【得到坐標(biāo)系】菜單和【曲線：從方程】對(duì)話框。(2) 選擇坐標(biāo)類型為【笛卡爾】，系統(tǒng)彈出記事本對(duì)話框，在記事本中填寫漸開(kāi)線參數(shù)方程[20]。 m=10 z=28 A=20 r= (m*z*cos (A))/2 fi=t*90 Arc= (pi*r*t)/2 x=r*cos (fi) +Arc*sin (fi) y=r*sin (fi)Arc*sin (fi) z=0(3) 選擇記事本窗口中的菜單【文件】→【保存】→【退出】命令，關(guān)閉記事本窗口，完成對(duì)方程式的添加。(4) 單擊按鈕完成如下圖所示的曲線。步驟 4 建立齒輪的基圓、齒根圓與分度圓(1) 單擊按鈕，打開(kāi)【草繪的基準(zhǔn)曲線】對(duì)話框。(2) 選擇FRONT基準(zhǔn)面為草繪平面，其他接受系統(tǒng)的默認(rèn)設(shè)置，單擊按鈕，進(jìn)入草繪工作環(huán)境。(3) 單擊繪制圓按鈕，分別繪制圓心與基準(zhǔn)中心重合的三個(gè)圓，將三個(gè)圓的尺寸改為280（分度圓直徑）、264（基圓直徑）、255（齒根圓直徑），單擊，完成三個(gè)圓的建立，完成如下圖：步驟 5 鏡像漸開(kāi)線(1) 選中上面建立的漸開(kāi)線曲線，單擊按鈕。(2) 選擇TOP基準(zhǔn)面為鏡像平面，單擊按鈕，完成如下圖：步驟 6 旋轉(zhuǎn)復(fù)制漸開(kāi)線曲線(1) 在模型樹中選取鏡像復(fù)制的漸開(kāi)線，單擊移動(dòng)工具按鈕。(2) 在打開(kāi)的特征操控板中，單擊按鈕，然后選取基準(zhǔn)軸線A2為旋轉(zhuǎn)參照。(3) （當(dāng)齒槽等于齒厚，則3600/36+=）。單擊按鈕，完成如下圖：(4) 操作同上，旋轉(zhuǎn)復(fù)制剛剛旋轉(zhuǎn)復(fù)制完成的漸開(kāi)線，只是與原來(lái)旋轉(zhuǎn)方向相反，（3600/28=）且在【參照】面板中【保留原件】復(fù)選框。單擊按鈕，完成曲線的旋轉(zhuǎn)復(fù)制，完成如下圖：步驟 7 建立齒槽輪廓曲線(1) 單擊草繪基準(zhǔn)曲線按鈕，打開(kāi)【草繪的基準(zhǔn)曲線】對(duì)話框。(2) 單擊【使用先前的】按鈕，單擊按鈕，進(jìn)入草繪工作環(huán)境。(3) 單擊按鈕，在打開(kāi)的【類型】對(duì)話框中選【環(huán)】選項(xiàng)，然后分別選中齒頂圓、齒根圓和兩條漸開(kāi)線。單擊【類型】對(duì)話框中的【關(guān)閉】按鈕，關(guān)閉此對(duì)話框。(4) 單擊按鈕，繪制兩條與漸開(kāi)線相切的線段，連接齒根圓與連條漸開(kāi)線。單機(jī)動(dòng)態(tài)剪切按鈕，剪除多余線條。(5) 單擊草繪工具欄中按鈕，完成齒槽輪廓線的繪制，完成如下圖：步驟 8 切出第一個(gè)齒槽(1) 單擊特征工具欄的按鈕，打開(kāi)拉伸特征操控板。(2) 單擊按鈕，打開(kāi)【剖面】對(duì)話框，單擊【使用先前的】按鈕，單擊按鈕，進(jìn)入草繪工作環(huán)境。(3) 單擊按鈕，選取步驟7建立的齒槽輪廓曲線，單擊，返回拉伸特征操控板，選擇【穿透】方式，單擊去除材料按鈕后調(diào)整生成與去除材料的方向，再此單擊中鍵完成齒輪的第一個(gè)切槽，完成如下圖：步驟 9 倒圓角(1) 單擊特征工具欄中的按鈕，打開(kāi)圓角特征操控板。(2) 選取圖兩條底線設(shè)定半徑值為2。單擊按鈕，完成齒槽圓角的建立，完成如下圖：步驟 10 旋轉(zhuǎn)方式復(fù)制齒輪切槽(1) 選擇菜單【編輯】→【特征操作】命令，打開(kāi)【特征】菜單，選擇【復(fù)制】→【移動(dòng)】→【選取】→【獨(dú)立】→【完成】命令。(2) 按下Ctrl鍵，選擇建立的齒槽特征和圓角特征，單擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)選擇。(3) 單擊【旋轉(zhuǎn)】→【曲線/邊/軸】命令，然后選擇模型中的基準(zhǔn)軸線A_2。單擊【正向】按鈕。(4) 依次選擇【完成移動(dòng)】、【完成】命令，單擊鼠標(biāo)中鍵，完成齒槽特征的復(fù)，完成如下圖：步驟 11 陣列復(fù)制齒槽(1) 在模型樹中選中步驟10復(fù)制的切槽特征，單擊按鈕，打開(kāi)特征操控板，，在操控板中輸入陣列數(shù)為27（281=27）。(2) 單擊按鈕，完成全部輪齒的建立。步驟 12 添加修飾特征用創(chuàng)建切透模型的切減實(shí)體特征對(duì)齒輪進(jìn)行齒輪花鍵和邊孔結(jié)構(gòu)的制作，隱藏基準(zhǔn)特征，最后完成如下圖：步驟 13 保存文件 選下拉式菜單下的【文件】→【保存副本】命令，輸入新的文件名。按照相同的方法可完成行星齒輪和內(nèi)齒圈的實(shí)體建模。 行星齒輪和內(nèi)齒圈實(shí)體 滾動(dòng)軸承實(shí)體設(shè)計(jì)本零件的尺寸：根據(jù)GB/T 276－1995，內(nèi)徑為100mm，外徑為180mm[21]。步驟 1 旋轉(zhuǎn)生成軸承內(nèi)外擋圈(1) 草繪前的設(shè)置。啟動(dòng)Pro/Engineer Wildfire 后，單擊工具欄中的圖標(biāo)，在彈出的新建對(duì)話框的【類型】欄中選擇【零件】，在【名稱】文本框中輸入“bear”，在【子類型】欄中選擇【實(shí)體】，單擊【確定】按鈕加以確認(rèn)，即可新建一個(gè)零件。從繪圖區(qū)域右邊的工具欄中選取工具，按智能菜單區(qū)的提示，單擊按鈕，然后按彈出的草繪平面選取對(duì)話框的提示，選取FRONT平面作為繪圖平面，此時(shí)草繪平面選取對(duì)話框?qū)@示參照方向。單擊【草繪】按鈕完成繪圖前的設(shè)置。(2) 繪制滾動(dòng)軸承內(nèi)外圈旋轉(zhuǎn)截面草圖。單擊繪圖區(qū)域右邊的按鈕，繪制一條通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的豎直中心線；分別單擊繪圖區(qū)域右邊的按鈕、按鈕和按鈕，畫出矩形、直線和圓。單擊按鈕，在單擊草圖中預(yù)刪除的線段，將其刪除。(3) 修改尺寸。單擊繪圖區(qū)域右邊的快捷圖標(biāo)中的按鈕，完成草圖繪制。(4) 生成滾動(dòng)軸承內(nèi)外圈的實(shí)體圖。在繪圖區(qū)下面的智能菜單中輸入旋轉(zhuǎn)角度，單擊智能菜單右邊的按鈕完成實(shí)體繪制。 草繪的內(nèi)外圈圖形 編輯后的草繪圖形 旋轉(zhuǎn)生成的實(shí)體步驟 2 生成滾動(dòng)體并陣列。(1) 繪制單個(gè)滾動(dòng)體。從繪圖區(qū)域右邊的快捷圖標(biāo)中選取工具。按照繪圖區(qū)下面的智能菜單區(qū)的提示，先選擇基準(zhǔn)軸作為參照，接著選擇FRONT基準(zhǔn)平面作為參照，在旋轉(zhuǎn)角度輸入框中輸入“45”，單擊【確定】按鈕完成基準(zhǔn)平面DTM1插入。從繪圖區(qū)域右邊的快捷圖標(biāo)中選取工具，按照智能菜單區(qū)的提示，單擊按鈕，然后按彈出的草繪平面選取對(duì)話框的提示，選取剛才建立的DTM1平面作為繪圖平面，再選取TOP平面作為繪圖參照平面。此時(shí)草繪平面選取對(duì)話框?qū)@示參照方向，單擊【草繪】按鈕。，同時(shí)，會(huì)出尺寸參照對(duì)話框。選擇按鈕，單擊草繪圖上的軸線A_2，再單擊按鈕，然后選取草繪圖上的水平中