二级减速器数字化建模设计

三维CAD课程设计说明书题目：二级减速器数字化建模设计院（部）：应用技术学院专业：机械设计制造及其自动化班级： 0886 学生姓名：胡指导教师：何丽红完成日期：2010年12月10日星期五目录第一章前言 ......................................... 第二章零部件的造型....................第三章工程图................................... 第四章虚拟装配 ..................................... 第五章小结 .......................................... 第六章参考文献.......................................第1章前言1.1 引言21世纪人类面临着实现经济和社会可持续发展的诸多重大挑战，制造业作为我国的支柱产业，在整个国民经济中占有举足轻重的地位，它是我国比较优势产业，是劳动密集及智力密集型产业。

而制造业的主体和基础是机床行业；2002年中国机床一跃成为世界最大的消费国和全球最大的机床进口国。

同时加入WTO以后，全球经济贸易的一体化，这对我国制造业的要求不断提高，各种技术壁垒已经阻碍了我国机床行业走向国际化。

如何刷新今天的被动局面，积极的应对挑战、抓住机遇、赢得发展的契机，成为机床行业普遍面临的问题。

在国外，机床改造已有较长的历史，在美国已有50多年的历史。

由于各国的政治、经济、科学技术的差异，机床的种类、性能、结构的繁杂多样，使机床的改造内涵更加丰富多彩，出现了机床的翻修、改进、改装、改造、再生、再造。

机床改造在汽车、机床、内燃机、航空等行业广泛应用，并批量投入生产。

设计课题涉及到课题的分析、资料的查询、资料摘录，整理收集的资料。

然后深入盐城市机床厂生产一线向使用者、设计者学习，从而了解所设计的产品的成本、生产效率、特殊用途、设计理念、以及产品的市场竞争力。

具体的了解机床的外形、主轴箱的大致结构，并记录了如何有所改进，最后确定设计的方案。

以及箱体的结构图，并进行相关零件的选型计算。

此种机床的构造设计要求我们具备相当强的实践知识和经济意识因此考虑到：动力装置、电机的选用，优化的配置企业内部现有各种资源，真正做到资源最小化，提高产品精度，实现了经济效益最大化的要求，更好的服务于生产和经济建设。

本课题就是从培养我们的工程实践意识、经济意识，树立正确的生产观出发，并结合机床厂的多年实践总结，该课题的设计由本本人单独完成，设计任务由指导老师作了明确指配：由于我负责该立式组合机床的总体设计和组合钻床主轴箱设计，故本人的设计说明书包括立式组合机床的总体设计和组合钻床主轴箱设计，附件有生产率计算卡、图的详细说明。

1.1.1减速器的功能单体高性能辅助发动机是一种将超高速飞轮、电动／发电机从物理功能与结构上合为一体的机电磁一体化装置,减速机是一种动力传达机构，利用齿轮的速度转换器，将马达的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的机构。

在目前用于传递动力与运动的机构中，减速机的应用范围相当广泛。

几乎在各式机械的传动系统中都可以见到它的踪迹，从交通工具的船舶、汽车、机车，建筑用的重型机具，机械工业所用的加工机具及自动化生产设备，到日常生活中常见的家电，钟表等等.其应用从大动力的传输工作，到小负荷，精确的角度传输都可以见到减速机的应用，且在工业应用上，减速机具有减速及增加转矩功能。

因此广泛应用在速度与扭矩的转换设备。

减速机的作用主要有： 1）降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。

2）速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。

大家可以看一下一般电机都有一个惯量数值。

1.1.2 减速器的基本设计思路目前在混合动力电动汽车上采用的辅助能源、动力装置是分立的，如下图1.1是几种混合动力电动汽车的动力能源系统，图中的三种结构均将混合动力电动汽车的能源明显划分为热机能和电能，由此产生了繁冗的机械、电气连接，使得整个系统结构臃肿，外部控制繁杂，最终导致不能发挥各功能器件的最大效率。

本课题设计思路是将混合动力汽车的动力部分从功能上分为主、辅动力系统，……。

图1.1 气相色谱装置框图1—流动相；2—样品；3—色谱柱与固定相；4—检测器1.3任务分配第一天：布置设计任务，查阅资料，拟定方案，零部件造型设计；第二天：零部件造型设计；第三天：工程图生成；第四天：虚拟装配、撰写说明书；第五天：检查、答辩。

（每人上交说明书和工程图打印稿，以及完整设计电子资料方可参加答辩）第二章：零部件的造型引言由于本课题属于一种创新设计，所设计的单体车用辅助发动机是一种机电磁一体化产品，其特定的功能要求决定了课题中电动／发电机设计的特殊性，经综合对比分析，最终采用盘式永磁同步电动／发电机。

由于该电动／发电机属特种电动／发电机范畴，目前国内外尚无完整成熟的相关资料可参考，因此本章有关盘式永磁同步电动／发电机的设计计算是探索性的、初步的，具体主要进行了如下几方面的分析计算设计：（1）电动／发电机选择分析； （2）电动／发电机初步结构确定； （3）电机永磁材料及转子铁心的结构确定； （4）电动／发电机的电磁计算。

零件的选择与分析单体辅助发动机中，电能与机械能之间的转换是以电机及其控制为核心来实现的。

装置中的电机属高速电机，应兼有高速率电动机和发电机的特性，通常要求尽可能同时具有以下特点： ……基本参数的确定为提高整个装置的质量能量密度（e m ，Wh ／kg ），在本课题中必须采用高性能永磁材料，通过对比分析，最终确定使用稀土素型N b ２F e １４B 作为电机的磁极材料，具体使用了牌号为NTP －33H 的钕铁硼永磁材料，其性能参数如下：工作温度：90℃；永磁体剩磁密度：B r ２０＝1.15Ｔ； 工作温度时剩磁密度： ()202011 1.043100100rr r t B IL B B T -∂⎡⎤⎡⎤=-⨯-=⎢⎥⎣⎦⎣⎦（2.1） 式中：()的温度系数Br B r %12.0=∂，=IL 1%（Ｂr 的不可逆去磁损失率）；永磁体计算矫顽力：H c ２０＝875k Ａ／m ； 工作温度时计算矫顽力：()201201793.5/100100r c c B IL H t H kA m ∂⎡⎤⎡⎤=--⨯-=⎢⎥⎣⎦⎣⎦ （2.2） …… 计算分析1、极数和极弧系数αp对于一定的极弧系数，采用较少的极数使极间距离增加，漏磁显著减少。

但是极数太少势必会对电动机的效率带来不利的影响，因盘式永磁电动机一般采用波绕组，其支路数与极数无关，对于一定的电枢导体数，极数少的电动机其端接部分较长，致使用铜量增加，电枢绕组铜损耗增加和效率降低，所以盘式永磁同步电动机尽管漏磁很大，但为了有较高的效率，仍然采用较多的极数，一般为6～12极。

减少极弧系数有利于减少漏磁，但会引起每极磁通量降低，而磁通的降低又会导致匝数加大和气隙增大，一般情况下选取0.8左右为最佳。

2、磁极尺寸的确定在电枢内、外径确定之后，磁极的内、外径随即确定，关键问题是如何选择永磁体的厚度。

通过近似分析可以得出在理想情况下，永磁体最经济的尺寸是永磁体厚度近似等于气隙长度，但这时气隙磁密B δ≈Br ／2，如果永磁体的剩余磁感应强度不是很高，对于电机设计并不有利。

为了提高气隙磁密，不得不增加永磁体厚度。

……表2.1给出了不同……表2.1 柱温与样品沸点的关系样品沸点（℃）固定液含量（%）柱温（℃） 300~400 1~3 200~250 200~300 5~10 150~180 100~200 10~15 90~110 <10015~25沸点或沸点以上箱体造型1.启动UG,新建一个文件“xiangti.prt”,单位毫米，进入建模模块，设置好适合个人操作的工作环境。

2.选择『插入』/『草图』命令,系统弹出智能动态创建草图工具条,提示用户指定一个平面作为草图平面绘制如图所示的草图。

3.选择[文件]/[完成草图]命令,退出草图编辑状态。

4.选择[插入]/[设计特征]/[拉伸]命令,选取前面创建的草图,如图所示设置参数,单击[确定]按钮,生成相应拉伸实体。

5.选择[插入]/[草图]命令,选取YC-XC平面，单击对号按钮，进入草图模式。

如图：7．选择[插入]/[设计特征]/[修剪体]命令,生成如图:8.加肋板,打连接螺栓孔和拉伸游标凸台9.挖空腔体然后分别将文件复制，然后分别切去箱盖和箱底得到齿轮造型1.打开UG,通过设置参数来确定各齿轮的规格 下图为大的斜齿轮下图为大直齿轮：轴的造型轴的设计是通过[回转]命令来实现的草图如下:回转后得到的图如其他轴的实体图如下：轴三:第三章：工程图引言NX 产品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具，可用于管理过程并与扩展的企业共享产品信息。

NX 与UGS PLM 的其他解决方案的完整套件无缝结合。

这些对于CAD 、CAM 和CAE 在可控环境下的协同、产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充。

工程图的导出工程图的导出是通过[起始][制图]命令来实现的1：轴的导出进入轴的模型图中，在工具栏点击右键打开应用然后选择制图即可进入工程图生成模块主视图局部剖视图完整的工程图2.箱盖工程图的导出箱盖主视图箱盖仰视图箱盖左视图整体第4章虚拟装配4.1 引言NX 允许制造商以数字化的方式仿真、确认和优化产品及其开发过程。

通过在开发周期中较早地运用数字化仿真性能，制造商可以改善产品质量，同时减少或消除对于物理样机的昂贵耗时的设计、构建，以及对变更周期的依赖。

4.2 总体装配方案我们根据减速器的结构和各零件之间的连接方式，制定了应用三种装配方式相结合的装配方案：1．自底向上自底向上的装配就是首先创建各零部件模型，再把各零部件组合成子装配，最后生成装配部件的装配部件的装配方法。

2．自顶向下自顶向下装配就是指首先设计完成装配体，并再装配中创建零部件模型，然后再拆成子装配体和单个可以直接用于加工的零件模型。

3.混合装配混合装配就是将自底向上和自顶向下结合起来的装配方法。

4.3 装配过程说明打开UG程序并新建一个文件，执行[装配]命令,程序将会弹出装配的命令框,如下图然后添加部件第五章：小节单体辅助发动机是一种新型混合动力汽车的辅助能源装置，它能在不降低车辆性能的前提下起到平衡主发动机的功率输出、充分利用车辆的闲余能源从而达到节能减废降噪的目的，具有大储能、高功率、无污染、高效率、适用广、无噪声、长寿命等优点。

辅助发动机主要是由高速飞轮转子、磁浮轴承系统、电动/发电机等组成，是一种典型的机电磁一体化产品，涉及到机械、材料、电工、热工、计算机等多学科的交叉。