proe一级减速器说明书---副本

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一、引言----------------------------------------------------------1
二、零件体的设计--------------------------------------------------2
1.减速器下箱体设计---------------------------------------------2
2.减速器上箱体设计---------------------------------------------5
3.大齿轮轴的设计-----------------------------------------------9
4.齿轮轴的设计------------------------------------------------17
5.轴承的设计--------------------------------------------------17
6.减速器其它附件的设计------------------------------------------------------------20
三、减速器的装配-------------------------------------------------22
1.装配大齿轮--------------------------------------------------22
2.装配小齿轮--------------------------------------------------23
3.装配轴承端盖------------------------------------------------24
4.装配轴承----------------------------------------------------24
5.装配上箱体--------------------------------------------------24
6.装配其他组件------------------------------------------------25
四、减速器仿真---------------------------------------------------28
五、齿轮机构的动力学分析-----------------------------------------31
六、结论---------------------------------------------------------34
七、致谢语-------------------------------------------------------35
八、参考文献-----------------------------------------------------36
一．引言
现如今已进入21世纪，计算机网络已经无处不在，各高校的计算机普及率达到鼎盛时期，而计算机辅助设计技术在工程技术领域已得到广泛的应用。

由于市场上的普遍需求和其强大的功能因素，Pro/ENGINEER现如今已经成为各高校推广的一款三维软件。

Pro/ENGINEER自上世纪八十年代由美国PTC公司推出以来，现如今已成为全世界最普及的一款三维制造软件，该软件以其具有参数化和全相关的单一数据库管理等特点，并将产品从设计到生产加工的过程集成在一起，让用户同时进行同一产品的设计与制造工作的优势，其应用已经横跨于机械、模具、汽车等各个领域。

对于我们大学生来说，掌握并熟练一门三维软件技术是尤其重要的，在学习了一年多时间的Pro/ENGINEER软件，我们对这款软件只是学到了一些简单的操作，所以我们更应该利用平时的时间，争取熟练掌握这门新兴的技术。

为了使我们能够更熟练的掌握这么课程，我们利用课程设计这个时间，运用Pro/ENGINEER这款软件，进行一次系统的训练，把减速器从零件设计，到装配，再到运动仿真，最后到二维工程图完成一次全部的操作。

课程设计是学习机械课程后进行的一项综合训练，通过这次课程设计我们应熟悉和掌握软件的Pro/ENGINEER装配建模设计相关的知识，利用这款软件掌握基本的建模工具，装配工具和工程图工具，达到能够熟练的运用。

掌握一级圆柱斜齿轮减速器的三维造型设计过程，并通过一级圆柱齿轮减速器的造型设计来熟悉复杂零件装配建模的设计方法。

通过课程设计这一实践环节，能够使我们更好地理解和掌握本课程的基本理论和方法，更加重视学生的学习能力，实践能力和独立思考能力的培养,特别是加强培养我们的创新意识和分析问题、解决问题的能力。

二．零件体的设计
1．减速箱下箱体的设计
（1）新建零件文件
在菜单栏选择“文件”下拉菜单，选
取“新建”选项，系统将弹出如图2-1所
示的新建对话框，选中其中的零件单选按
钮，在“名称”栏中输入“xiangtixia”，
不勾选“实用缺省模板”，单击，在弹
出的“新文件选项”对话框中选择
“mns_part_solid”将英制单位改为公制
单位（图2-2）单击进入三维实体建模环境：
图2-1 图2-2
（2）创建基座，以“FRONT”面为基准草绘
一个长方体，并进行拉伸，拉伸出底座。

再以“TOP”
“RIGHT”面为参照平面，草绘一个如下图形进行
双侧对称拉伸，拉伸出一个长方体。

效果如图
2-3：拉伸结果如图2-4所
示：
图2-3
图2-4
（3）同理，利用拉伸工具以侧面为基准，草绘如图2-5所示图形，后拉伸，再次选择侧面草绘，绘制如图2-6所示图形，再次拉伸。

结果如2-7所示。

图2-5 图2-6
图2-7
（4）选择上一步画出的图形，以“FRONT”面作为镜像平面，镜像刚才画出的图形。

以侧面作为基准平面草绘，画出如图2-8所示图形，以“FRONT”面做基准面，双向拉伸，结果如图2-9所示：
图2-8
图2-9
（5）切内腔：选择“FRONT”做基准面，画如图2-10所示矩形，选择双向拉伸，切出内腔。

结果如图所示2-11：
图2-10
图2-11
（6）以左右两个面为基准平面，画出出油孔和进油孔，再以侧面为基准面，画出两侧的加强筋。

最终结果如图2-12所示：
图2-12
（7）倒圆角：把需要倒圆角的地方倒圆角，选择插入-倒圆角进行倒圆角。

选择“孔”工具，画出如图2-13所示图形，保存并退出。

然后在下箱体上画出需要的孔。

最终结果如图2-14所示：
图2-14
图2-13
2．减速器上箱体的设计
（1）由基准面“RIGHT”偏移创建一个新的基准面，然后以基准面“FRONT”作为草绘平面，画出如图2-15所示图形。

然后选择双向拉伸，完成拉伸图形。

完成的拉伸
图形如图2-16所示：
图2-15 图2-16
（2）以侧面作为基准平面，画出如图2-17所示图形，拉伸，然后再以上次选用的平面做草绘平面，画出如图2-18所示图形，再次拉伸，最终结果如图2-19所示：
图2-17 图2-18
图2-19
（3）选择上两步画出的图形，以“FRONT”面作为镜像平面，镜像上两步画出的图形，结果如图2-20所示：
图2-20
（4）以“FRONT”面作为草绘平面，双向拉伸并去除材料，拉伸出一端，后对需要倒圆角的部分进行倒圆角，最终结果如图2-21所示：
图2-21
（5）以“FRONT”面做基准面，拉伸出上面的窥视孔，最终结果如图2-22所示：
图2-22
（6）以“FRONT”面做
基准平面，选择双向拉伸
并去除材料，拉出内腔。

最后结果如图2-24所示：
图2-24
（7）对各部分倒圆角，并分贝选择“FRONT”和“DTM1”面做基准面。

画出上箱体上的加强筋，最后结果如图2-25所示：
图2-25
（8）孔的创建，通过草绘特征创建孔，在草绘平面上画出如图2-26所示的图形，保存并退出，然后在上箱体上画出需要的孔。

最终的上箱体如图2-27所示：
图2-27
图2-26
3．大齿轮轴的设计
创建齿轮特征步骤:
a建模分析,输入参数，关系式，
b创建齿轮基本圆
c创建渐开线
d 镜像渐开线
e创建第一个轮齿
f阵列轮齿
g在齿轮上画出主轴
a建模分析
（1）在上工具栏中单击“新建”按钮，系统弹出【新建】对话框，选中零件单选按钮，在“名称”栏中输入“xiechiyuanzhuchilun2”，不勾选“实用缺省模板”，单击，在弹出的“新文件选项”对话框中选择mmns_part_solid，将英制单位改为公制单位,单击进入三维实体建模环境。

（2）在主菜单上单击“工具”——“参数”，系统弹出“参数”对话框，单击按钮，依次输入新参数的名称，值等。

需要输入的参数如下：Mn=3 Z=64 ANGLE=20 HAX=1 CX=0.25 X=0 B=50 HA=0 HF=0 D=0 DB=0 DA=0 DF=0 完成后的参数对话框如图2-28：
图2-28
（3）在主菜单上依次单击“工具”——“关系”，系统弹出“关系”对话框，在关系对话框内输入齿轮的分度圆直径关系，基圆直径关系，齿根圆直径关系和齿顶圆直径关系。

由这些关系式，系统便会自动生成上图未指定值的参数,输入的关系式如下：
ha=m
hf=1.25*m
d=mz
da=m*(z+2)
db=d*cos(angle)
df=m*(z-2.5)
b．创建齿轮基本圆
（1）在工具栏内单击按钮，系统弹出“草绘”对话框，选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“右”，如右图，单击草绘按钮，进入草绘环境。

在绘图区以系统提供的原点为圆心，绘制四个任意大小的圆，并且标注圆的直径尺寸，如右图所示。

在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制，如图2-29：
图2-29
（2）用关系式驱动圆的大小。

在模型中右键单击刚刚创建的草图，在弹出的快捷菜单中选取“编辑”,在主菜单中依次单击“工具”——“关系”，系统弹出关系对话框,在“关系”对话框内输入尺寸关系如下:
D0=d
D2=db
D1=da
D3=df
其中D0,D1,D2,D3为圆的直径尺寸代号，注意尺寸代号视具体情况会有所不同。

da，
db，df，d为用户自定义的参数，即为齿顶圆直径，基圆直径，齿根圆直径，分度圆直径，通过该关系式创建的圆即为分度圆。

：
c．创建渐开线
（1）依次单击主菜单上的“插入”——“模型基准”——“曲线",系统弹出“曲线选项”菜单管理器，如图2-30：
（2）在“曲线选项”菜单管理器上依次单击“从方程”——“完成”，弹出“得到坐标系”菜单管理器，如下图2-31：
（3）在绘图区单击选取系统坐标系为曲线的坐标系，弹出“设置坐标类型”菜单管理器，如图2-32：
图2-30 图2-31 图2-32
（4）在“设置坐标类型”管理器中单击笛卡尔，系统弹出一个记事本窗口，弹出的记事本窗口中输入曲线的方程，如下：
Theta=45*t
r=db/2
x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*pi*theta/180
y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*pi*theta/180
z=0
保存数据，退出记事本，完成的曲线如图2-33：
图2-33
d．镜像渐开线
（1）在工具内单击按钮，系统弹出“基准点”对话框，单击分度圆曲线作为参照，按住Ctrl键，单击渐开线作为参照，在基准点框内单击确定按钮，完成基准点PNT0的创建，在工具栏内单击按钮，系统弹出“基准轴”对话框，在绘图区单击选取“TOP”面作为参考平面，按住Ctrl键，单击选取“RIGHT”面作为参考，在基准轴对话框内单击【确定】，完成轴A的创建。

在工具栏内单击按钮，系统弹出“基准平面”对话框.在绘图区单击选取轴A作为参照，按住Ctrl键，继续单击基准点“PNT0”作为参照，继续在工具栏单击按钮，系统弹出“基准平面”对话框,在绘图区单击选取刚刚创建的平面作为参考平面，按住Ctrl键选取A轴作为参考。

在偏距文本框内输入旋转角度为“360/（4*z）”，系统提示是否要添加特征关系，单击【是】，在“基准平面”对话框内单击【确定】，完成基准平面的创建
(2) 将关系式添加到“关系”对话框。

在绘图区右键单击刚刚创建的基准平面“DTM2”，在弹出的快捷菜单上单击“编辑”,在主菜单上依次单击“工具”——“关系”，系统弹出“关系”对话框。

此时系统显示DTM1面和DTM2面间的夹角尺寸代号。

单击该尺寸代号，该代号将自动显示在关系对话框内，输入关系式：d7=360/（4*z）,完成的“关系”对话框如图2-34，在对话框内单击【确定】完成添加关系。

图2-34
（3）在绘图区单击渐开线特征，然后在工具
栏内单击按钮，系统弹出“镜像”特征定义操
作面板，在绘图区单击选取刚刚创建的“DTM2”
平面作为镜像平面，在镜像特征定义操控面板内
单击按钮，完成渐开线的镜像。

完成后的曲线
如图2-35。

图2-35 e．创建第一个齿
（1）在工具栏内单击按钮，
系统弹出“草绘”定义对话框，选择
“FRONT”面作为草绘平面，选取
“RIGHT”面作为参考平面，参考方
向为向“顶”，如图所示，单击【草
绘】进入草绘环境，在已经创建的渐
开线基础上，在工具栏内单击按
钮，依据原有图形画出如图2-36所示图形：图2-36
（2）单击右边的对号按钮，完成草绘，输入拉伸深度等于B，完成一个齿的创建，最后结果如图2-37所示：
图2-37
f．阵列轮齿
（1）选中上步画出的一个齿，选择工具栏中的按钮，在下方的工具栏中选择“轴”，个数输入64，角度输入360/z。

单击后面的对号，完成轮齿的阵列，结果如图2-38所示：
图2-38
（2）单击拉伸按钮，选择齿轮的一个侧面作为草绘平面，单击草绘工具栏中的圆，以远点为中心，画出两个同心圆，单击对号按钮，定义拉伸深度，点击确定。

选择画出的凹槽，以“FRONT”面作为镜像平面，镜像画出的凹槽。

最后结果如图2-39所示：
图2-39
（3）以凹槽面为草绘平面，选择拉伸，单击草绘工具栏中的圆按钮，在水平轴上画出一个圆，单击对号，完成草绘，定义拉伸深度，做出一个通孔。

选中做出的通孔，单击
阵列按钮，选择轴，输入阵列个数4，角度为90度，单击确定，完成阵列，结果如图2-40所示：
图2-40
g．在齿轮上画出主轴
（1）选择拉伸按钮，
选择一个齿轮侧面作为草
绘平面，画出最近的一个
主轴，完成草绘，定义拉
伸深度，完成拉伸。

再以
上次画出的主轴作为草绘
平面，选择拉伸。

继续拉
伸主轴，最后拉伸出完全
的主轴，并对需要倒圆角
的部分倒圆角。

结果如图2-41所示：图2-41
（2）选择另一边做为草绘平面，选择拉伸，定义拉伸深度，确定拉伸，照上画出齿轮另一面的主轴，对需要倒圆角的地方倒圆角。

最终的齿轮轴如图2-42所示：
图2-42
4．齿轮轴的设计
依照大齿轮轴的创建方法，可以画出齿轮轴，最后的齿轮轴如图2-43所示：
图2-43
5.轴承的设计
（1）单击旋转工具，以“FRONT”面作为草绘平面，画出如图2-44所示图形，单击对号，以过原点
的竖直线作为旋转中心
线。

单击确定，完成旋转
图2-44
（2）以“FRONT”面作为草绘平面，选择
旋转，画出如图2-45所示的图形，完成旋转，
完成中间滚珠挡圈的创建
图2-45
（3）单击旋转按钮，
以“RIGHT”面为草绘平
面，画出如图2-46所示
的图形，完成中间滚珠的
创建，单击完成的一个滚
珠，选择右边的阵列按
钮，选择轴，输入个数
12，角度30，完成所有
滚珠的创建。

图2-46
（4）继续选择旋转按钮，以“FRONT“面作为草绘平面，画出如图2-47所示图形，单击确定，完成轴承内圈的创建，完成轴承内的倒圆角。

最终的轴承图如图2-48所示：
图2-62
图2-47
图2-48
（5）依照上述方法画出大轴承，最后大轴承如图2-49所示：
图2-49
6．减速器其它附件的设计
(1)用旋转和拉伸去除特征创建轴承端盖，草绘和效果如下图：
图2-50
(2)用拉伸和旋转切除创建轴承端盖螺钉，并进行螺纹修饰，倒角为45x0.5
图2-51
(8)用拉伸和旋转切除创建机盖机座连接螺栓，并进行螺纹修饰，倒角为45x0.5，效果图如下：
图2-52
(9)用拉伸，拉伸切除和旋转切除创建机盖和机座连接螺母，并进行螺纹修饰，草绘和效果图如下：
图2-53
(11)用拉伸和旋转切除创建连接螺栓，并进行螺纹修饰，倒角大小45x0.6，草绘和效果图如下：
图2-54
(12)用拉伸和旋转切除创建连接螺母，并进行螺纹修饰，草绘和效果图如下：
图2-55
三．减速器装配
图3-1
pro/e中装配的基本方法是每个学生都应该熟悉掌握的内容，熟悉装配中的各种约束以及装配方法和注意事项，在日后进行产品设计的设计过程中是必不可少的。

正确的装配方法有利于机械的“仿真”与机械的模拟检测。

1．装配大齿轮轴
单击新建按钮，去掉使用缺省模板，选择组件，在弹出的对话框中选择如下右图，进入装配环境，创建一个和“ASM-RIGHT”面平行的基准面，单击按钮，将下箱体添加到装配环境中。

利用轴对齐和面对齐条件添加下箱体：
图3-2 图3-3
单击添加按钮，将下箱体添加进来，如图3-4；利用下箱体和大齿轮的轴线对齐和平面对齐装配键。

单击，将大齿轮添加进来，利用大齿轮与轴的中心线对齐和大齿轮与轴肩的面对齐完全约束，效
果如下图3-5：
图3-4 图3-5
2．装配小齿轮
将小齿轮轴添加到装配环境中，缺省约束。

单击，利用下箱体的基准轴与齿轮轴的轴线对齐以及两个面匹配完全约束，效果如下：
图3-6
3．装配轴承端盖
新建装配环境，将轴承端盖放置进来缺省约束，单击，将端盖放置进来，如图所示，在将螺钉放置进来，并进行阵列其他螺钉。

利用轴线对齐和面匹配完全约束，效
果如图3-8；单击，
图3-7 图3-8
4．装配轴承
进入上个装配环境，单击，将大轴承放置，利用轴线对齐和面匹配完全约束，装配好另一侧的轴承，效果如图3-9：将小轴承依照同样的方法装配上，最后如图3-10所示：
图3-9 图3-10
5．装配上箱体
进入装配环境，单击，将上箱体添加到装配界面中，利用轴对齐和面对齐完
全约束，完成上箱体的装配，结果如图：
图3-11
6 装配其他组件
将轴承端盖添加到装配环境中，缺省约束。

单击按钮，将大轴承端盖装配添加进来，利用销钉装配方式，把大轴承端盖的轴线与下箱体的轴线对齐，并将大轴承端盖的内面与下箱体外腔的一面匹配完全约束，效果图3-12；
图3-12
再次单击，将小齿轮装配添加进来，采用销钉装配，利用小齿轮端盖轴线与下箱体的轴线对齐，并使小轴承端盖的内面与下箱体外腔的一面匹配完全约束，效果如
图3.13：
图3-16
单击，将螺栓添加进来，利用两轴线对齐和两端面匹配完全约束，效果如图3-17；
图3-17
单击，将销钉放置进来，利用轴线对齐和两个面偏距将销钉完全约束，同理将另一个销钉约束。

单击，将螺母装配进来，结果如图3-18：
图3-18
完成整机装配的效果如下：
图3-19
四．减速器运动仿真
装配完成后，检查减速器是否干涉，单击“分析”——“模型”——“全局干涉”，出现下图对话框（图4-2），单击，进行干涉分析，直到没有干涉为止。

在主菜单上单击“应用程序”——“机构”，进入仿真界面，单击，进入快照界面，建立当前的快照，以便在仿真之后能够回到初始状态。

单击，弹出齿轮副参数设置对话框，如图4-3：
图4-2 图4-3设置好两个齿轮的参数。

单击【确定】完成。

单击定义伺服电动机。

弹出如下对话框：
图4-4 图4-5
在第一个对话框中运动轴选取小齿轮轴，在第二个对话框中设置速度为10转每秒。

单击【确定】完成。

单击，进行机构分析，设置参数如图4-6；单击【运行】，进行机构仿真。

仿真完后按确定推出。

单击，进行仿真播放，如图：4-7
图4-6 图4-7
最后进行保存。

仿真的效果如图：
图4-8
五．齿轮机构的动力学分析
1．定义重力
单击动态工具栏中的按钮，弹出质量属性对话框，参照类型选择组件，选中绘图区域内的模型，选择缺省，单击确定。

2.定义质量和阻尼器
单击动态工具栏中的按钮，弹出重力对话框，在“模”文本框中输入9806.65，
单击确定。

选择工具栏中的按钮，出现阻尼器操控板，单击按钮，选择齿轮机构的轴线，在C文本框中输入20.单击确定。

3.定义外载荷
菜单工具栏中的插入-力/力矩命令，类型选择点力，选择轴线，常数输入100，定义力矩的坐标系，完成后单击确定，完成扭矩的定义。

4.运动分析
单击运动工具栏中的按钮，弹出定义分析对话框，类型选择动态，持续时间输入10，外部负荷中勾选启用重力和启用所有摩擦，选择运行，查看齿轮的运行情况，单击确定，退出该对话框。

5.结果分析
单击运动工具栏中的按钮，弹出测量结果对话框，图形类型中选择测量与时间，点击创建新测量按钮，在名称中输入“zhoushouli”，类型选择连接反作用，选择作用轴，分量选择径向力，评估方法中选择每个时间步长，定义完成后单击确定，返回测量结果对话框，在结果集中选择“AnalysisDefinition2”，测量列表框中选择轴受力，单击按钮，系统将自动运算轴受力的情况。

六．结论
经过三个礼拜的课程设计，我终于完成了减速器从零件设计到整机装配，再到工程图的设计，最后到说明书的完成。

能够熟练的掌握和运用pro/e软件是这次课程设计的挑战，我基本上处于边学习边研究边完成的过程。

Pro/e作为我们机械设计方向的主要课程，我们很有必要把它学好。

在这段期间，我学到了很多，我开始了独立的学习和尝试，查阅大量的书籍和资料，查找在大学期间所学的知识。

使自己的减速器一步一步慢慢的建立起来，每一次改进都会让我收获很多，每完成一个零件都会让我兴奋不已。

从刚开始斜齿轮的纠结，到最后装配出现的一次次错误，我觉得每一步都是一个挑战，我需要靠自己去尝试，去解决问题，是在不行只能求助同学和老师，所以我觉得这个课程设计的每一步都蕴含着很多辛酸。

尽管课程设计即将结束，但是我觉得在这次设计中凸显了我的很多不足，首先是缺乏设计的规范性，还没有完全掌握减速器的实际加工工程，我觉得设计零件和装配也要像实际情况一样，而不是根据自己的主观臆断来决定。

还有一点就是自己对pro/e的掌握不够深刻，导致很多学过的东西都忘了，只能从新去探究学习。

尽管如此，但是这次设计的每一步都是我辛辛苦苦独立完成的，而且在设计的期间，我也不断地帮助别人，不管是认识的还是不认识的，我都一视同仁，我决定在帮助别人的过程中不断帮别人解决了问题，同时也使自己的操作得到了锻炼和加深印象。

这次设计一定会使我受益匪浅的，我感受到在今后的学习还是工作中，一定要用心去完成，独立思考，认真专研。

用心去做好每一件事，没有专研就没有成功，没有努力就没有进步。

七．致谢语
为期三个礼拜的课程设计即将结束，在此我要感谢学校给我们提供这次课程设计的机会和设计场所，同时也感谢曾老师和李老师对我们耐心的指导，另外还要感谢所有帮助过我的同学，特别是一些在这次课程设计中认识的同学。

我觉得这次设计是一个很好的锻炼机会，不仅体现了我们个人对三位软件Pro/ENGINEER的操作能力，同时也体现我们的交际能力，毕竟这不是一场完全靠自己就能在规定的时间内独立完成，我们需要互相探讨，互相研究，结合大家的能力，完美的完成这次课程设计，相信这次课程设计对我的设计能力会有很大的进步。

八．参考文献
[1] 林清安主编.《完全精通Pro/ENGINEER》综合教程 (第七版).电子工业出版社.2011.7
[2] 杨民强主编.《Pro/ENGINEER2001中文版产品设计实例教程》（第一版）.机械工业出版社.2006.7
[3] 葛正浩胡志刚主编.《Pro/ENGINEER Wildfie3.0 典型机械零件设计实训教程》（第一版）.2008.1
[4] 胡家秀主编.《简明机械零件设计实用手册》（第一版）.机械工业出版社.2006.1
[5] 肖黎明主编.《Pro/ENGINEER零件设计完成解析》（第二版）.中国铁道出版社.2009.10
[6] 张智明李预斌主编《精通Pro/ENGINEER中文野火版零件设计篇》（第一版）.中国青年电子出版社 .2004.9 中国
[7] 张忠林张永锐主编《Pro/ENGINEER Wildfire5.0机械设计行业应用实践》（第一版）.机械工业出版社.2010.5。