电力牵引机结构设计

第一章引言

1.1 CAD/CAM的发展现状

CAD/CAM技术作为电子信息技术的重要组成部分，其应用已遍及各个工程领域，是工程设计、产品制造业界的一场革命。经过四十多年的发展，CAD/CAM技术有了长足的进步。以前CAD/CAM技术大都是在工作站平台上运行和开发，随着计算机水平的大幅提高，目前CAD/CAM软件均可以在微机上运行。微机平台为普及CAD的应用创造了绝好的条件。在此基础上，CAD/CAM软件厂商展开了新一轮的竞争。目前CAD/CAM软件动态如下:

一、 AutoCAD

AutoCAD是Autodesk公司的主导产品。Autodesk公司是世界第四大PC软件公司。目前在CAD/CAE/CAM工业领域内，该公司是拥有全球用户量最多的软件供应商，也是全球规模最大的基于PC平台的CAD和动画及可视化软件企业。Autodesk公司的软件产品已被广泛地应用于机械设计、建筑设计、影视制作、视频游戏开发以及Web网的数据开发等重大领域。

AutoCAD是当今最流行的二维绘图软件，它在二维绘图领域拥有广泛的用户群。AutoCAD有强大的二维功能，如绘图、编辑、剖面线和图案绘制、尺寸标注以及二次开发等功能，同时有部分三维功能。在许多实际应用领域(如机械、建筑、电子)中，一些软件开发商在AutoCAD的基础上已开发出许多符合实际应用的软件。

二、 SOLIDEDGE

SOLIDEDGE是真正Windows软件。它不是将工作站软件生硬地搬到Windows平台上，而是充分利用Windows基于组件对象模型(COM)的先进技术重写代码。SOLIDEDGE与MicrosoftOffice兼容，与

Windows的OLE技术兼容，这使得设计师们在使用CAD系统时，能够进行Windows下字处理、电子报表、数据库操作等。

SOLIDEDGE具有友好的用户界面，它采用一种称为SmartRibbon 的界面技术，用户只要按下一个命令按钮，既可以在SmartRibbon上看到该命令的具体的内容和详细的步骤，同时在状态条上提示用户下一步该做什么。

SOLIDEDGE是基于参数和特征实体造型的新一代机械设计CAD系统，它是为设计人员专门开发的，易于理解和操作的实体造型系统。

三、 Unigraphics(UG、NX)

UG是UnigraphicsSolutions公司的拳头产品。该公司首次突破传统CAD/CAM模式，为用户提供一个全面的产品建模系统。在UG中，优越的参数化和变量化技术与传统的实体、线框和表面功能结合在一起，这一结合被实践证明是强有力的，并被大多数CAD/CAM软件厂商所采用。

四、 Pro/Engineer

Pro/Engineer系统是美国Parametric Technology Corporation(简称PTC)的产品。PTC公司提出的单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念改变了机械CAD/CAE/CAM的传统观念，这种全新的概念已成为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准。利用该概念开发出来的第三代机械CAD/CAE/CAM产品Pro/Engineer软件能将设计至生产全过程集成到一起，让所有的用户能够同时进行同一产品的设计制造工作，即实现所谓的并行工程。

本次毕业设计采用的是二维软件AutoCAD2007。 AutoCAD作为CAD软件的根基，做二维图无疑是最好的。

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1.2 非标准机械设计概论

（一）非标准机械设计的特点：

1.单间或小批量生产；

2.设计难度大。缺少可以直接采用的设计计算方法、资料和实践

数据；缺少加工工艺设备；缺少完整的试验及改进过程；材料的选择和热处理的选择受到制约。

3.普遍采用哪个焊接结构设计。

4.对设计可靠性有特殊要求。

（二）非标准机械设计对工业企业发展的重要作用

1. 推动新产品的开发和加快产品的更新换代。

2. 填补市场空缺及开拓市场。

3. 促进工业企业的技术改造。

（三）非标准机械设计的新趋势

1. 适应市场需要及满足用户要求已成为衡量非标准机械设计成败的主要标尺；

2. 普遍采用商品化的标准零配件，提升设计、制造水平；

1）提高了非标准机械的工作可靠性。

2）降低了非标准机械的制造成本。

3）提高了设计效率及缩短了制造周期。

3. 设计工作范围日益扩大；

4. 选用国际名牌零配件，与世界机械技术水平接轨；

5. 非标准机械产业走向专业化；

1）标志着非标准机械产业的发展已经达到了一个新的水品。 2）提高了非标准机械的设计与制造水平。

3）减少了单件生产带来的困难。

（四）非标准机械零件的合理设计

1.合理设计零件的结构形状和尺寸；

2.设计零件要有良好的加工艺性和装配工艺性；

3.合理确定加工精度、配合种类及表面加工质量；

4.合理选择热处理及表面处理方法。

1.3 本论文主要内容

本论文根据已有的牵引机的结构图，认真研读牵引机的总装图，了解牵引机的结构组成，推敲其工作原理。并对牵引机中部分重要零件的结构设计过程进行推敲，写出设计过程。

第二章牵引机简介

2.1牵引机的定义

牵引机包括牵引电动机、牵引发电机、辅助电机等。

牵引机是铁路干线电力机车、工矿电力机车、电力传动内燃机车和各种电动车辆（如蓄电池车、城市电车、地下铁道电动车辆）上用于牵引的电机。

牵引电动机在机车或动车上用于驱动一根或几根动轮轴

的电动机。牵引电动机有多种类型，如直流牵引电动机、交流异步牵引电动机和交流同步牵引电动机等。直流牵引电动机，尤其是直流串励电动机有较好调速性能和工作特性，适应机车牵引特性的需要，获得广泛应用。

2.2牵引机的工作原理

牵引电动机的工作原理与一般直流电动机相同，但有特殊的工作条件：空间尺寸受到轨距和动轮直径的限制；在机车运行通过轨缝和道岔时要承受相当大的冲击振动；大、小齿轮啮合不良时电枢上会产生强烈的扭转振动;在恶劣环境中运