【正文】 感謝您們?。? 附 錄 48 齒輪箱裝配圖 49 齒輪箱分解圖 50 加載器裝配圖 51 加。 最后，由于本次設(shè)計(jì)時(shí)間有限，本人經(jīng)驗(yàn)不足，肯定設(shè)計(jì)中還有很 多不完善的地方，希望老師批評(píng)指正。 畢業(yè)設(shè)計(jì)即將過(guò)去，大學(xué)生活即將結(jié)束，今后我一定會(huì)再深深地總結(jié)這次課題設(shè)計(jì)的得與失，更加完善自己成功的經(jīng)驗(yàn)，將它應(yīng)用我未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中，同時(shí)我也會(huì)更加深深地反省自己的失誤和缺點(diǎn)，努力地改正自己，克服不足，避免在未來(lái)的學(xué)習(xí)和工作中再一次出現(xiàn)。 我的畢業(yè)設(shè)計(jì)之所以能夠如此順利的進(jìn)行和得到如此成功的收獲，這除了歸功于得到學(xué)友們的幫助之外，更要?dú)w功于老師的正確輔導(dǎo)和指導(dǎo)，在此我對(duì)他們的熱情幫助表示深深的謝意。在課題設(shè)計(jì)中，在老師的悉心幫助下，指導(dǎo)下，學(xué)會(huì)了資料的查找、方案論證以及如何使用各種設(shè)計(jì)手冊(cè)等一些基礎(chǔ)設(shè)計(jì)知識(shí)，因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的綜合運(yùn)用，是踏上工作崗位前的練兵，它基本上是學(xué)習(xí)一些基本方法。 （ 4） 利用 Pro/Engineer 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù)，通過(guò)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)、加載器機(jī)構(gòu)部分創(chuàng)建機(jī)構(gòu)、添加驅(qū)動(dòng)器使其運(yùn)動(dòng)起來(lái)， 以進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)和加載器的運(yùn)動(dòng)模擬，達(dá)到機(jī)構(gòu)仿真的目的， 45 參考文獻(xiàn) [1] 王望予 . 汽車(chē)設(shè)計(jì) [M]. 機(jī)械工業(yè)出版社 [2] 王國(guó)林 . 汽車(chē)底盤(pán)構(gòu)造及維修 [M]. 高等教育出版社 . 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VDI – Berichte ,2020(Germany). 致 謝 隨著時(shí)間的推移，隨著設(shè)計(jì)內(nèi)容的完成，我也即將完成我的畢業(yè)設(shè)計(jì)，完成我的大學(xué)生涯的最后一次學(xué)業(yè)上的任務(wù)，心里有些開(kāi)心，也有些惆悵，因?yàn)槲揖鸵x開(kāi)母校、離開(kāi)大學(xué)了，我的大學(xué)生涯也結(jié)束了。 本次設(shè)計(jì)主要是進(jìn)行了以下幾方面內(nèi)容： （ 1） 對(duì)設(shè)計(jì)題目的來(lái)源及目的進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹 （ 2） 對(duì)變速器試驗(yàn)臺(tái)的性能指標(biāo)和總體構(gòu)成及工作原理進(jìn)行了闡述，了解變 速器試驗(yàn)臺(tái)性能指標(biāo)主要包括哪幾方面。 圖 蝸輪、蝸桿轉(zhuǎn)速關(guān)系 本章小結(jié) 本章利用 CAD/CAM/CAE 軟件 Pro/Engineer 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真技術(shù) ,通過(guò)對(duì)試驗(yàn)臺(tái)、加載器機(jī)構(gòu)部分創(chuàng)建機(jī)構(gòu)、添加驅(qū) 動(dòng)器、使其運(yùn)動(dòng)起來(lái)，以進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)和加載器的運(yùn)動(dòng)模擬，達(dá)到機(jī)構(gòu)仿真的目的，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析結(jié)果來(lái)測(cè)量運(yùn)動(dòng)元件之間的轉(zhuǎn)速關(guān)系，得到分析數(shù)據(jù)，達(dá)到了更好地研究模型功能。加載器的動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果見(jiàn)光盤(pán)附帶視頻文件 。 單擊 [定義分析 ]命令選項(xiàng)來(lái)為加載器定義運(yùn)動(dòng)類型，分析定義對(duì)話框如圖 所示，設(shè)置分析名稱為 jiazaiqi，分析類型為運(yùn)動(dòng)學(xué)，總時(shí)間為 30 秒。 打開(kāi)伺服電機(jī)定義對(duì)話框，接受系統(tǒng)缺省的名稱，在類型子對(duì)話框中選擇蝸桿的轉(zhuǎn)動(dòng)箭頭為連接軸，以定義原動(dòng)件為蝸桿，在輪廓子對(duì)話框中連接軸設(shè)計(jì)選擇 速度，模的數(shù)值為 120，以定義蝸桿轉(zhuǎn)速為等速旋轉(zhuǎn)，角速度為每秒轉(zhuǎn)過(guò) 120 度，如圖 所示。由分析可 得，加載器中的蝸輪蝸桿是一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，與主體構(gòu)件之間是要用銷釘連接方式來(lái)定義連接。連接的定義主要是通過(guò) [用戶定義 ]工具欄來(lái)實(shí)現(xiàn)的。將主體構(gòu)件模型載入窗口中，用缺省位置完成加載器主體構(gòu)件的放置。取消使用系統(tǒng)缺省模板，選擇 “ mmns_asm_design”模板，最后單擊確定按鈕完成裝配文件的創(chuàng)建。將加載器機(jī)構(gòu)所要涉及到的所有構(gòu)件復(fù)制到同一目錄下，用于創(chuàng)建機(jī)構(gòu)，進(jìn)而完成機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)和運(yùn)動(dòng)仿真分析。然后以相 同的方法載入加載器機(jī)構(gòu)的第二個(gè)構(gòu)件，依次類推，創(chuàng)建加載器機(jī)構(gòu)主要包括新建機(jī)構(gòu)文件、載入主體機(jī)構(gòu)、定義連接和約束等操作。 圖 大小齒輪轉(zhuǎn)速關(guān) 加載器的運(yùn)動(dòng)仿真 1． 創(chuàng)建機(jī)構(gòu) 在進(jìn)行加載器組件機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)之前 ,首先要新建一個(gè)機(jī)構(gòu)文件 ([組件 ]),系統(tǒng)進(jìn)行裝配模式。 圖 伺服電動(dòng)機(jī)定義對(duì)話框 圖 分析定義對(duì)話框 4． 播放機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果及錄制運(yùn)動(dòng)影片 試驗(yàn)臺(tái)的動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果見(jiàn)光盤(pán)附帶視頻文件 ,運(yùn)動(dòng)學(xué)分析結(jié)果為 。 3． 進(jìn)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析 定義分析的內(nèi)容見(jiàn)圖 所示。 2． 創(chuàng)建伺服電動(dòng)機(jī) 伺服電動(dòng)機(jī)定義對(duì)話框如圖 所示。圖 為機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的流程圖。創(chuàng)建機(jī)構(gòu)以后必須添加驅(qū)動(dòng)器才能進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真。 機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真與零件裝配，兩者都利用（元件放置）對(duì)話框完成裝配或連接的設(shè)定，同時(shí) Pro/ENGINEER 將連接信息保存在裝配文件中，這意味著父裝配繼承了子裝配中的連接定義。 機(jī)構(gòu)仿真主要包括 2 個(gè)步驟：第一是創(chuàng)建機(jī)構(gòu)：第二是添加驅(qū)動(dòng)器。 機(jī)械運(yùn)動(dòng)仿真的特點(diǎn) 機(jī)械是由構(gòu)件組合而成的，而每個(gè)構(gòu)件都以一定的方式至少與另一個(gè)構(gòu)件相聯(lián)接。完成構(gòu)件的裝配和連接設(shè)定后，根據(jù)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)，添加驅(qū)動(dòng)器，即可完成仿真的設(shè)定。由于機(jī)構(gòu)要運(yùn)動(dòng) ,因此在進(jìn)行裝配時(shí) ,裝配 件不能完全約束 ,只能部分約束。 第 4 章 變速箱試驗(yàn)臺(tái)與加載器運(yùn)動(dòng)仿真 引言 Pro/ENGINEER 系統(tǒng)提供了機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真功能，利用這 個(gè)功能對(duì)實(shí)驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，可以幫助設(shè)計(jì)者更好地完成對(duì)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)，使原來(lái)在二維圖紙上難于表達(dá)和設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)變得直觀和易于修改，并且能夠大大簡(jiǎn)化試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程，縮短其開(kāi)發(fā)周期，減少開(kāi)發(fā)費(fèi)用，同時(shí)提高產(chǎn)品質(zhì)量，并且可以對(duì)試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)軌跡、位移、運(yùn)動(dòng)干涉、情況的分析，以便研究模型。 圖 渦輪軸 圖 齒輪箱放油螺栓 35 圖 加載器上箱體 圖 加載器下箱體 圖 電機(jī) 圖 電機(jī)底座 圖 扭矩轉(zhuǎn)速傳感器 圖 扭矩轉(zhuǎn)速傳感器底座 36 圖 變速箱 圖 變速箱支架 圖 圓錐滾子軸承 圖 聯(lián)軸器 圖 電機(jī)軸 圖 齒輪軸 37 本章小結(jié) 本章在試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，利用三維工程軟件 Pro/Engineer 的實(shí)體造型功能，建立了試驗(yàn)臺(tái)所有零部件的實(shí)體模型，并主要闡述了典型的齒輪零 件（包括齒輪箱大齒輪、蝸輪）、深溝球軸承、齒輪箱箱體的三維模型建模方法。完成后的特征如圖 所示。 圖 創(chuàng)建支承特征 圖 5．陣列流動(dòng)體、倒圓角，使用“陣列”工具完成對(duì)滾動(dòng)體的陣列操作。完成后的特征如圖 所示。完成后的特征如圖 所示。完成后的特征如圖 所示。具體建模分析過(guò)程如下。 創(chuàng)建流動(dòng)軸承，我采用了 Pro/Engineer 提供的“拉伸特征”工具和“旋轉(zhuǎn)特征”工具。后得到的蝸桿模型如下圖 所示： 圖 蝸桿模型圖 蝸輪的建模分析 過(guò)程 31 蝸輪模型創(chuàng)建過(guò)程中難點(diǎn)是如何創(chuàng)建漸開(kāi)線齒槽掃描截面和掃描軌跡，掃描軌跡我能過(guò)曲面相交操作創(chuàng)建，對(duì)于漸開(kāi)線齒槽掃描截面創(chuàng)建方法，首先創(chuàng)建漸開(kāi)線，接下來(lái)以草繪工具創(chuàng)建齒槽截面輪廓曲線并使用復(fù)制特征操作移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)齒槽輪廓曲線，從而創(chuàng)建出齒槽掃描截面，蝸輪總的建模過(guò)程可分為以下幾個(gè)步驟： 1． 創(chuàng)建齒輪基本圓和齒廓曲線，如圖 所示： 圖 完成后的齒廓曲線 2．創(chuàng)建掃引軌跡和圓柱體，如圖 所示： 圖 完成后的掃引軌跡 32 3．變截面掃描生成一個(gè)輪齒后陣列創(chuàng)建輪齒，如圖 所示： 4．蝸輪的修整，完成蝸輪整個(gè)模型建立，如圖 所示： 圖 輪齒陣列后模型 圖 修整后的蝸輪模型 軸承建模過(guò)程 33 軸承是重要的機(jī)構(gòu)零件，它在各類機(jī)械產(chǎn)品中都有著廣泛的應(yīng)用。 M,傳動(dòng)比為 65， 根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)要求和常規(guī)設(shè)計(jì)方法，得到蝸輪蝸桿的參數(shù)如表 所示。 加載器的具體裝配圖如下圖 所示。 蝸桿是主動(dòng)件，蝸輪是從動(dòng)件，扭矩通過(guò)蝸桿輸入，通 過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)蝸桿使蝸桿的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成垂直方向上的蝸輪的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)讓試驗(yàn)臺(tái)兩個(gè)半聯(lián)軸節(jié)相對(duì)扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度位移，然后將其鎖緊，這樣在系統(tǒng)內(nèi)就施加了載荷。 加載器的結(jié)構(gòu)與參數(shù)簡(jiǎn)介 本次試驗(yàn)臺(tái)加載器是采用 簡(jiǎn)式加載器 中的一種 。加速時(shí)，不僅平移質(zhì)量產(chǎn)生慣性力，旋轉(zhuǎn)質(zhì)量也要產(chǎn)生慣性力偶矩。汽車(chē)加速行駛時(shí)，需要克服其質(zhì)量加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性力，就是加速阻力。 當(dāng) Fj（ Ff+Fw+Fi ） ? 0時(shí)，汽車(chē)能夠在坡道上正 常起步、勻速或加速行駛。 建立完成的上、下箱體模型如下圖 、 所示： 圖 齒輪箱上箱體模型 28 圖 齒輪箱下箱體模型 加載器的建模過(guò)程 加載阻力的確定 加載阻力主要是模擬在汽車(chē)運(yùn)行過(guò)程中，變速器輸出軸上所受的載荷，所以需要根據(jù)前面所確定的模型將作用在車(chē)輪上的行駛阻力，簡(jiǎn)化到變速器的輸出軸上。圖 所示 圖 將上下箱體實(shí)體化利用倒角等方式對(duì)分別進(jìn)行細(xì)節(jié)加工。整個(gè)箱體的建模分析如下： 1． 先利用鏡像、拉伸增料方式和減料方式建立齒輪箱加速器箱體大體結(jié)構(gòu)。 25 圖 完成后的小齒輪 齒輪箱建模分析過(guò)程 升速器箱體結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，在創(chuàng)建箱體零件前，我根據(jù)設(shè)計(jì)結(jié)果在頭腦中勾勒出箱體的三維實(shí)體模型，將箱體分為兩大部分來(lái)建模，即升速器上箱體和下箱體，然后將實(shí)體模型按照特征類型劃分。得到齒輪的實(shí)體三維模型，如圖 所示。得到下圖 所示的模型。 圖 完成后的 漸開(kāi)線 圖 完成后的單個(gè)輪齒 4．陣列輪齒，將第 3 步創(chuàng)建的輪齒進(jìn)行陣列，完成齒輪的基本外形。 3． 創(chuàng)建掃描軌跡和掃描混合截面，完成單個(gè)輪齒特征創(chuàng)建。