二級(jí)齒輪減速器設(shè)計(jì)【說明書+SOLIDWORKS】,說明書+SOLIDWORKS,二級(jí),齒輪,減速器,設(shè)計(jì),說明書,仿單,solidworks 摘 要 摘 要 本設(shè)計(jì)基于機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理、材料力學(xué)和Solidworks三維繪圖軟件等相關(guān)知識(shí)與理論。主要闡述了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）及齒輪減速器的相關(guān)知識(shí)，介紹了Solidworks三維繪圖軟件，及其零件建模及裝配等基本知識(shí)。 首先，本文對(duì)Solidworks繪圖軟件進(jìn)行了詳盡的介紹；其次，利用Solidworks三維繪圖軟件將設(shè)計(jì)計(jì)算好的零部件進(jìn)行了零件建模；然后，將建好的所有零部件模型選擇恰當(dāng)?shù)呐浜戏绞竭M(jìn)行了裝配設(shè)計(jì)，得到了相應(yīng)的裝配體模型；最后，對(duì)減速器的齒輪和軸進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)仿真。 關(guān)鍵字：齒輪減速器，Solidworks，零件建模，裝配設(shè)計(jì)，運(yùn)動(dòng)仿真 45 Abstract ABSTRACT This paper is based on the mechanical design, mechanical principle, mechanics of materials and Solidworks 3d drawing software and relevant knowledge and theory. Mainly introduces the Computer Aided Design and Computer Aided Manufacturing (CAD/CAM), gear reducer and related knowledge; introduces Solidworks 3D drawing software, and its part modeling and assembly and other basic knowledge. Firstly, this paper makes a detailed introduction to the Solidworks drawing software; secondly, using Solidworks 3D drawing software to design good parts of parts modeling; then, the models are built with all parts of the choice of proper way of design for assembly, and get the assembly model; finally, conduct motion simulation to the reducer gear and shaft. Key Words: Gear reducer, Solidworks, Part modeling, Assembly design, Movement simulation 目錄 目 錄 第1章 引言 1 第2章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 3 第3章 SOLIDWORKS軟件介紹及背景 5 3.1 Solidworks軟件簡(jiǎn)介 5 3.2 Solidworks軟件特性 5 3.3 Solidworks軟件版本 6 第4章 典型零部件的繪制過程 8 4.1 低速軸模型的創(chuàng)建 8 4.2 低速軸齒輪模型的創(chuàng)建 11 4.2.1 輸入基本參數(shù)和方程式式 11 4.2.2 創(chuàng)建齒輪基本圓 12 4.2.3 創(chuàng)建漸開線 13 4.2.4 鏡像漸開線 14 4.2.5 拉伸齒根圓 15 4.2.6 創(chuàng)建齒形 16 4.2.7 創(chuàng)建齒輪中心孔 17 4.2.8 創(chuàng)建齒輪腹板 19 4.2.9 完成齒輪的創(chuàng)建 23 第5章 典型零部件的裝配過程 24 5.1 軸與鍵的裝配 24 5.2 齒輪的裝配 25 5.3 軸與套筒的裝配 26 5.4 軸與軸承的裝配 27 5.5 軸的另一端套筒與軸承的裝配 28 5.6 軸與箱座的裝配 29 5.7 箱蓋與箱座的裝配 31 5.8 螺栓、螺母的裝配 32 5.9 總裝配圖 35 第6章 運(yùn)動(dòng)仿真 37 6.1 創(chuàng)建仿真框架 37 6.2 導(dǎo)入裝配體 37 6.3 建立齒輪嚙合方程式 38 6.4 加載電動(dòng)機(jī)并仿真 38 總結(jié) 39 參考文獻(xiàn) 40 致謝 41 第1章 引言 第1章 引言 隨著人們生活水平的提高，消費(fèi)者的價(jià)值觀發(fā)生了變化，呈現(xiàn)出了多樣化與個(gè)性化，用戶對(duì)各類產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)品的更新?lián)Q代的速度，以及產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、制造到投放到市場(chǎng)的周期都提出了越來越高的要求。為了適應(yīng)這種變化，工廠的產(chǎn)品也向著多品種、中小批量方向發(fā)展。要適應(yīng)這種瞬息萬變的市場(chǎng)要求，則要求生產(chǎn)更具柔性。傳統(tǒng)的批量法則面臨這嚴(yán)重的挑戰(zhàn)，一場(chǎng)更加激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境正在形成。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）與計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）就是滿足這種新的要求而產(chǎn)生的一種新的制造方法。CAD/CAM（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）技術(shù)是一門多學(xué)科綜合性技術(shù)，是當(dāng)今世界發(fā)展最快的技術(shù)之一，目前已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)。CAD/CAM等新技術(shù)在制造業(yè)的應(yīng)用，對(duì)制造業(yè)的制造模式和市場(chǎng)形勢(shì)產(chǎn)生了巨大影響，促進(jìn)了生產(chǎn)模式的轉(zhuǎn)變和制造業(yè)市場(chǎng)形勢(shì)的變化。 CAD/CAM技術(shù)的不斷發(fā)展與完善讓越來越多的工廠認(rèn)同了這種技術(shù)，與此同時(shí)，市場(chǎng)上出現(xiàn)了越來越多CAD/CAM/CAE一體化設(shè)計(jì)軟件。來自PTC公司的Solidworks就是其中最成功的一款設(shè)計(jì)軟件，自1988年問世以來，經(jīng)過短短十幾年時(shí)間，就成為全世界最普及的三維設(shè)計(jì)軟件之一，并廣泛應(yīng)用于電子、通信、機(jī)械、模具、汽機(jī)車、自行車、航天、家電、玩具、等行業(yè)，深受眾多大中型企業(yè)親睞。身為機(jī)械專業(yè)的大學(xué)生，掌握并熟練使用一款三維設(shè)計(jì)軟件也已成為必修課。 齒輪減速器，又稱齒輪減速機(jī)，是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩。齒輪減速器在各行各業(yè)中十分廣泛地使用著，是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。 齒輪減速器按照傳動(dòng)級(jí)數(shù)不同可分為單級(jí)和多級(jí)齒輪減速器；按照齒輪形狀可分為圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器和圓錐－圓柱齒輪減速器；按照傳動(dòng)的布置形式又可分為展開式、分流式和同軸式齒輪減速器。本文中所設(shè)計(jì)的減速器為展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器。 通過展開式二級(jí)圓柱齒輪減速器的繪制過程，可以給予一個(gè)了解計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）過程的一般步驟的機(jī)會(huì)，提供一個(gè)學(xué)習(xí)并掌握這類常用機(jī)械傳動(dòng)裝置繪制方法的平臺(tái)。此次課程設(shè)計(jì)，對(duì)于三維設(shè)計(jì)軟件的運(yùn)用是一個(gè)極大的鍛煉，同時(shí)也為踏入以后的實(shí)踐過程增添了一塊墊腳石。 第2章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 第2章 課程設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 （1）設(shè)計(jì)任務(wù) 設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)。要求傳動(dòng)系統(tǒng)中含有帶傳動(dòng)及兩級(jí)圓柱齒輪減速器。 （2）傳動(dòng)系統(tǒng)參考方案(如圖2-1) F V 1 2 3 4 5 6 圖2-1 參考方案圖 1—電動(dòng)機(jī)；2—帶傳動(dòng)；3—兩級(jí)圓柱齒輪減速器； 4—聯(lián)軸器；5—滾筒；6—輸送帶 （3）原始數(shù)據(jù) F=6000（N）—輸送帶有效拉力； V=0.44（m/s）—輸送帶工作速度； D=330（mm）—輸送帶滾筒直徑。 （4）工作條件 兩班工作制，工作載荷平穩(wěn)，電壓為380/220V三相交流電源，減速器壽命5年。 （5）任務(wù)內(nèi)容 根據(jù)小組成員設(shè)計(jì)計(jì)算出的數(shù)據(jù)結(jié)果繪制出傳動(dòng)系統(tǒng)中齒輪減速器各零件，并加以裝配、仿真。 第3章 SOLIDWORKS軟件介紹及背景 第3章 SOLIDWORKS軟件介紹及背景 3.1 Solidworks軟件簡(jiǎn)介 Solidworks（Solidworks操作軟件）是美國參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡(jiǎn)稱PTC）的重要產(chǎn)品。在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有著重要地位，并作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAM軟件之一。 3.2 Solidworks軟件特性 Solidworks是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化、基于特征的實(shí)體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能，它具有如下的特性和優(yōu)勢(shì)： 全相關(guān)性：Solidworks的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。 基于特征的參數(shù)化造型：Solidworks使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對(duì)工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通過給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。 數(shù)據(jù)管理：加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了Solidworks獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。 裝配管理：Solidworks的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對(duì)齊”等很容易的把零件裝配起來，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。 易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級(jí)出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時(shí)還提供了簡(jiǎn)短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。 單一數(shù)據(jù)庫：Solidworks是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上，不象一些傳統(tǒng)的CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個(gè)數(shù)據(jù)庫上。所謂單一數(shù)據(jù)庫，就是工程中的資料全部來自一個(gè)庫，使得每一個(gè)獨(dú)立用戶在為一件產(chǎn)品造型而工作，不管他是哪一個(gè)部門的。換言之，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的任何一處發(fā)生改動(dòng)，亦可以前后反應(yīng)在整個(gè)設(shè)計(jì)過程的相關(guān)環(huán)節(jié)上。例如，一旦工程詳圖有改變，NC（數(shù)控）工具路徑也會(huì)自動(dòng)更新；組裝工程圖如有任何變動(dòng)，也完全同樣反應(yīng)在整個(gè)三維模　型上。這種獨(dú)特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)的完整的結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)合起來。這一優(yōu)點(diǎn)，使得設(shè)計(jì)更優(yōu)化，成品質(zhì)量更高，產(chǎn)品能更好地推向市場(chǎng)，價(jià)格也更便宜。 3.3 Solidworks軟件版本 由于Solidworks軟件出現(xiàn)較早，市面上的版本也較多。 目前Solidworks最高版本為Creo Parametric 2.0。但在市場(chǎng)應(yīng)用中，不同的公司還在使用著從Proe2001到WildFire5.0的各種版本，WildFire3.0和WildFire5.0是主流應(yīng)用版本。 Solidworks軟件系列都支持向下兼容但不支持向上兼容，也就是新的版本可以打開舊版本的文件，但舊版本默認(rèn)是無法直接打開新版本文件。雖然PTC提供了相應(yīng)的插件以實(shí)現(xiàn)舊版本打開新版本文件的功能，但在很多情況下支持并不理想容易造成軟件的操作過程中直接跳出。 在Solidworks軟件版本中，除了使用類似solidworks2009,solidworks2010,solidworks2012版本區(qū)別，不同的日期代碼代表主版本的發(fā)行日期順序。通常每一個(gè)主版本中都會(huì)有C000、F000和Mxxx三個(gè)不同系列的日期代碼，C000版代表的是測(cè)試版，F(xiàn)000是第一次正式版，而類似M010，M020...M200等屬于成熟的正式發(fā)行版系列。M系列的版本可以打開C000和F000系列版本的文件，而C000版本則無法打開相同主版本的F000和Mxxx版本的Solidworks文件，比如WildFire4.0 C000版本的Solidworks將無法打開WildFire4.0 M060版本Solidworks所創(chuàng)建的文件，但反過來則可以。 本文所使用的Solidworks版本為Solidworks 5.0 M060中文野火版，是各版本中國內(nèi)較為常用并且較為穩(wěn)定易用的版本之一。 第4章 典型零部件的繪制過程 第4章 典型零部件的繪制過程 4.1 低速軸模型的創(chuàng)建 （1）啟動(dòng)Solidworks,設(shè)置系統(tǒng)的工作目錄。 （2）單擊【新建】按鈕，在【新建】對(duì)話框中輸入零件名“低俗軸”，(采用“零件”模板)，單擊【確定】按鈕。 （3）單擊基礎(chǔ)特征工具欄中的【旋轉(zhuǎn)】按鈕?，在彈出的窗口中選擇“前視基準(zhǔn)面”面為草繪基準(zhǔn)平面，接受“右視基準(zhǔn)面”為默認(rèn)參考平面，進(jìn)入草繪模式，繪制如圖4-1所示的圖形： 圖4-1 軸的旋轉(zhuǎn)草繪圖 （4）完成草繪，以指定角度旋轉(zhuǎn)360°，如圖4-2，完成旋轉(zhuǎn)如圖4-3所示： 圖4-2 旋轉(zhuǎn)操控面板 圖4-3 旋轉(zhuǎn)完成圖 （5）在工具欄內(nèi)單擊按鈕，彈出【基準(zhǔn)平面】對(duì)話框，然后選擇基準(zhǔn)面前視基準(zhǔn)面，在對(duì)話框【平移】文本編輯框輸入偏移值35，單擊【確定】完成建立基準(zhǔn)面基準(zhǔn)面一的操作，如圖4-3中所示。 （6）選擇工具欄內(nèi)的拉伸工具，彈出拉伸控制面板，在面板內(nèi)單擊【放置】→【定義】，彈出【草繪】定義對(duì)話框，選擇“基準(zhǔn)面一”面作為草繪平面，接受系統(tǒng)默認(rèn)的參考與方向，單擊【草繪】進(jìn)入草繪環(huán)境。用直線及圓弧繪制工具草繪出如圖4-4所示圖形。 圖4-4 鍵槽草繪圖 （7）單擊【繼續(xù)當(dāng)前部分】按鈕，拉伸控制面板中，單擊【指定深度值】旁的下拉項(xiàng)選擇【穿透】按鈕。點(diǎn)擊【方向】，點(diǎn)擊【去材料】，單擊確定，如下圖4-5所示。拉伸完成如圖4-6所示。 圖4-5 拉伸操控面板 圖4-6 鍵槽 （8）兩端面倒角及軸過渡段倒圓角。單擊特征工具欄中的【倒角】工具，在彈出的窗口中設(shè)置倒角的大小和標(biāo)注形式，標(biāo)注形式為45*D，大小為3，如圖4-7，按住Ctrl鍵選擇要倒角的兩端面的邊，單擊完成兩端面的倒角。單擊特征工具欄中的【倒圓角】工具，在彈出的窗口中設(shè)置圓角大小為2，如圖4-8，選定要倒圓角的過渡段的邊，確定，從而完成圓角創(chuàng)建。 過度圓角操控面板 至此低速軸模型創(chuàng)建完成，低速軸完整模型圖如下圖4-9： 圖4-7 低速軸 利用同樣的方法可以依次繪制出中間軸和高速軸模型。 4.2 低速軸齒輪模型的創(chuàng)建 4.2.1 輸入基本參數(shù)和方程式式 （1）啟動(dòng)Solidworks,設(shè)置系統(tǒng)的工作目錄。 （2）單擊【新建】按鈕，在【新建】對(duì)話框中輸入零件名稱“齒輪”， (采用“零件”模板)單擊【確定】按鈕。 （3）齒輪參數(shù)的設(shè)定。單擊【工具】→【參數(shù)】，彈出參數(shù)對(duì)話框，單擊添加參數(shù)。 （4）插入齒輪各值間的方程式。單擊【工具】→【方程式】，如圖4-10，在彈出的對(duì)話框中輸入齒輪各值的方程式式，如下： ha=m hf=1.25*m da=m*(z+2) d=m*z db=d*cos(angle) df=m*(z-2.5) 圖4-8 方程式對(duì)話框 （5）重生成參數(shù)。點(diǎn)擊【重生成】按鈕，再選擇【工具】→【方程式】，在彈出的對(duì)話框中可以看到以往設(shè)置為零的選項(xiàng)會(huì)生成尺寸。 4.2.2 創(chuàng)建齒輪基本圓 （1）以“前視基準(zhǔn)面”面為草繪平面，接受默認(rèn)參考面進(jìn)行草繪，繪四個(gè)同心圓，四個(gè)圓從內(nèi)到外依次為齒根圓、基圓、分度圓、齒頂圓，選擇【標(biāo)注尺寸】項(xiàng)，對(duì)所畫的四個(gè)圓從內(nèi)到外進(jìn)行尺寸標(biāo)注（尺寸大小任意）。點(diǎn)擊【確定】，草繪結(jié)束。 （2）運(yùn)用方程式將所畫的四個(gè)圓定尺寸，雙擊所畫的四個(gè)圓，出現(xiàn)圓的尺寸，選擇【信息】→【切換尺寸】，可以發(fā)現(xiàn)圓的尺寸由數(shù)字變?yōu)閐0、d1、d2、d3。 （3）用方程式將四個(gè)圓的尺寸變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)值。選擇【工具】→【方程式】，彈出方程式對(duì)話框，在其中輸入如下方程式： d3=da； d2=d； d1=db； d0=df。 （4）點(diǎn)擊【確定】按鈕，再單擊【再生成】按鈕，從而再生成齒輪的四個(gè)基本圓。 4.2.3 創(chuàng)建漸開線 （1）用方程創(chuàng)建齒輪中齒的輪廓——漸開線。點(diǎn)擊【插入基準(zhǔn)曲線】按鈕，在彈出的【菜單管理器】中選擇【從方程】，單擊【完成】。彈出【曲線：從方程】對(duì)話框，選取坐標(biāo)系，在窗口中選擇【笛卡爾】。彈出【記事本】對(duì)話框，輸入方程式式，如下圖4-11： 圖4-9 笛卡爾坐標(biāo)系參數(shù)方程 （2）單擊【文件】→【保存】，再單擊【文件】→【退出】，在【曲線：從方程】對(duì)話框中選擇確定，完成第一段漸開線的創(chuàng)建，如圖4-12： : 圖4-10 漸開線的創(chuàng)建 4.2.4 鏡像漸開線 （1）創(chuàng)建一個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)。在工具欄內(nèi)單擊按鈕，或者依次在主菜單上單擊 【插入】→【模型基準(zhǔn)】→【點(diǎn)】→【點(diǎn)】，系統(tǒng)彈出【基準(zhǔn)點(diǎn)】對(duì)話框，單擊選擇分度圓曲線作為參考，按住Ctrl鍵，單擊第一段漸開線作為參考，放大視圖，檢查所創(chuàng)建的點(diǎn)是否位于兩條曲線的交點(diǎn)處，單擊【基準(zhǔn)點(diǎn)】對(duì)話框中的確定按鈕，完成基準(zhǔn)點(diǎn)“PNT0”的創(chuàng)建。 （2）創(chuàng)建一根基準(zhǔn)軸。單擊工具欄上的【創(chuàng)建軸】按鈕，系統(tǒng)彈出【基準(zhǔn)軸】對(duì)話框，在繪圖區(qū)單擊選取“TOP”面，按住Ctrl鍵，選取“右視基準(zhǔn)面”面，在【基準(zhǔn)軸】對(duì)話框中點(diǎn)擊確定按鈕，完成“A-1”軸的創(chuàng)建。 （3）過“A-1”軸和點(diǎn)“PNT0”創(chuàng)建平面。單擊工具欄上的【基準(zhǔn)平面】按鈕，彈出【基準(zhǔn)平面】對(duì)話框，單擊“A-1”軸，按住Ctrl鍵選擇“PNT0”點(diǎn)。單擊【確定】按鈕，完成“基準(zhǔn)面一”的創(chuàng)建。 （4）創(chuàng)建平面“DTM2”。創(chuàng)建初始步驟同“基準(zhǔn)面一”。選擇“基準(zhǔn)面一”作為參考平面，按住Ctrl鍵，選擇“A-1”軸，此時(shí)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)角度，角度以默認(rèn)為準(zhǔn)，單擊【確定】，完成“DTM2”的創(chuàng)建。 （5）用【方程式】確定創(chuàng)建的兩平面間的夾角的大小，選擇【工具】→【方程式】，在【方程式】對(duì)話框中輸入方程式式：d6=90/z。單擊【確定】，再單擊【重置】按鈕完成對(duì)尺寸d6的定義。 （6）鏡像漸開線。選擇第一段漸開線，單擊【鏡像】按鈕，系統(tǒng)彈出鏡像面板對(duì)話框，并要求選擇一個(gè)項(xiàng)目進(jìn)行鏡像，選擇先前創(chuàng)建的DTM2平面作為鏡像平面，在【鏡像】特征定義操控面板內(nèi)單擊按鈕，完成漸開線的鏡像。 4.2.5 拉伸齒根圓 （1）在工具欄中單擊【拉伸】按鈕，彈出【拉伸】定義操控面板，在面板內(nèi)單擊【放置】→【定義】，彈出【草繪】定義對(duì)話框，選取“前視基準(zhǔn)面”面作為草繪平面，接受系統(tǒng)默認(rèn)的參考平面，單擊【草繪】，系統(tǒng)進(jìn)入草繪環(huán)境。 （2）選擇【利用邊】按鈕，在繪圖區(qū)單擊選取齒根圓曲線，單擊草繪工具欄中的，完成草繪。 （3）選取拉伸形式為設(shè)置為【從草繪平面以指定的深度拉伸】，如圖4-13，單擊【拉伸】操控面板中的，完成齒根圓的拉伸。 圖4-11 拉伸操控面板 （4）運(yùn)用【方程式】選項(xiàng)確定齒根圓的寬度。單擊【工具】→【方程式】，單擊拉伸后的圖形，此時(shí)圖形中會(huì)出現(xiàn)齒根圓的寬度d7在彈出的【方程式】對(duì)話框中輸入d7=b，單擊【確定】，【再生】完成齒根圓的拉伸創(chuàng)建。 4.2.6 創(chuàng)建齒形 （1）在工具欄內(nèi)單擊按鈕，彈出【拉伸】定義操控面板，在面板內(nèi)單擊【放置】→【定義】，彈出【草繪】定義對(duì)話框，選擇“前視基準(zhǔn)面”面作為草繪平面，接受系統(tǒng)默認(rèn)的參考平面，單擊【草繪】進(jìn)入草繪環(huán)境。 （2）繪制如圖4-14所示的二維草圖，在工具欄內(nèi)單擊按鈕，完成草圖的繪制。 圖4-12 齒形的草繪圖 （3）單擊【繼續(xù)當(dāng)前部分】按鈕，拉伸控制面板中，單擊【指定深度值】旁的下拉項(xiàng)選擇【穿透】按鈕。點(diǎn)擊【方向】，點(diǎn)擊【去材料】，如圖4-15，單擊確定。 圖4-13 拉伸操控面板 （4）運(yùn)用【方程式】將齒形標(biāo)準(zhǔn)化。單擊【工具】→【方程式】，系統(tǒng)會(huì)彈出【方程式】對(duì)話框，再單擊初步拉伸成的齒形，發(fā)現(xiàn)視圖中會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)尺寸：齒寬d8和圓角半徑d9。在方程式對(duì)話框中輸入方程式式， d8=b； if hax>=1，d9=0.38*m，endif； if hax<1，d9=0.46*m，endif。 （5）【再生成】標(biāo)準(zhǔn)齒形，點(diǎn)擊【再生成】按鈕，標(biāo)準(zhǔn)齒形齒形創(chuàng)建完成。再利用陣列工具,以中心軸為軸線，將齒形全部繪制出來。如圖4-16： 圖4-14 齒形繪制完成圖 4.2.7 創(chuàng)建齒輪中心孔 （1）單擊按鈕，在【拉伸操控面板】中選擇【放置】→【定義】，彈出【草繪】對(duì)話框，選擇上面所畫齒輪的一個(gè)面作為參考平面，接受系統(tǒng)默認(rèn)的參照平面，點(diǎn)擊【草繪】進(jìn)入草繪界面。草繪如圖4-18，單擊，完成草繪。在【拉伸操控面板】中設(shè)置拉伸方向?yàn)榻?jīng)過齒輪實(shí)體，選擇【去除材料】按鈕，如圖4-17，單擊，完成【拉伸】，拉伸后如圖4-19： 圖4-15 拉伸操控面板 圖4-16 中心孔草繪圖 圖4-17 中心孔完成圖 （2）點(diǎn)擊【倒角工具】，在【倒角工具操控面板】中選擇【倒角形式】為【45°*D】，在【倒角大小】中輸入大小為1.5，單擊，完成中心孔倒角。 4.2.8 創(chuàng)建齒輪腹板 （1）單擊【拉伸】按鈕彈出【拉伸】定義操控面板，在面板內(nèi)單擊 【放置】→【定義】，彈出【草繪】定義對(duì)話框，選擇“前視基準(zhǔn)面”面作為草繪平面，接受系統(tǒng)默認(rèn)的參考平面，單擊【草繪】進(jìn)入草繪環(huán)境。草繪出如圖4-20所示圖形： 圖4-18 凹槽草繪圖 （2）草繪完畢后，單擊，完成草繪，進(jìn)行單向拉伸，單擊【去除材料】按鈕，如圖4-21，單擊，完成拉伸。同樣的方法，在齒輪另一側(cè)也拉伸出凹槽。拉伸后的齒輪如圖4-22。 圖4-19 拉伸操控面板 圖4-20 齒輪凹槽完成圖 （3）單擊【拉伸】按鈕，彈出【拉伸定義操控面板】，在面板內(nèi)單擊【放置】→【定義】，彈出【草繪】定義對(duì)話框，選擇齒輪的一個(gè)平面作為草繪平面，接受系統(tǒng)默認(rèn)的參考平面，單擊【草繪】進(jìn)入草繪環(huán)境。草繪如圖4-23所示圖形，單擊，完成草繪，在拉伸操控面板中選擇【拉伸方向】為經(jīng)過齒輪實(shí)體，拉伸長(zhǎng)度為大于或等于齒輪的寬度，單擊【去除材料】按鈕，如圖4-24，單擊，完成一個(gè)腹板孔的拉伸。 圖4-21 腹板孔草繪圖 圖4-22 拉伸操控面板 （4）選中剛剛拉伸的孔，單擊【陣列工具】，選擇軸陣列，并選定A_1軸為中心軸，陣列個(gè)數(shù)為6，單擊完成陣列。完成后如圖4-25。 圖4-23 腹板孔完成圖 4.2.9 完成齒輪的創(chuàng)建 完成以上所有步驟，至此齒輪的創(chuàng)建完成。 其他中間軸大、小齒輪，高速軸齒輪用同樣的方法即可繪制出來。 第5章 典型零部件的裝配過程 第5章 典型零部件的裝配過程 5.1 軸與鍵的裝配 （1）單擊【將原件添加到組件】按鈕，在【打開】對(duì)話框中選擇低速軸“低俗軸.prt”，確定，再次單擊【將原件添加到組件】按鈕調(diào)出低速軸鍵。如圖5-1所示： 圖5-1 鍵的添加 單擊【添加組件定義操控面板】中的【放置】，連接方式為【用戶定義】。鍵的裝配需要約束三個(gè)面重合。首先約束第一個(gè)面：?jiǎn)螕暨x中鍵槽底部的一個(gè)平面，再選擇鍵與鍵槽相對(duì)應(yīng)的一個(gè)平面，完成第一個(gè)面的約束，此時(shí)約束狀態(tài)為【部分約束】。再進(jìn)行第二個(gè)面的約束：?jiǎn)螕簟拘陆s束】，選中鍵槽的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)選中鍵的一個(gè)側(cè)面，在【放置定義面板】中選擇【約束方式】為【配對(duì)】，完成第二個(gè)面的約束。進(jìn)行第三個(gè)面的約束：?jiǎn)螕簟拘陆s束】，選擇鍵槽中的一個(gè)半圓面，再單擊選擇鍵上相應(yīng)的半圓面，系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行重合約束。此時(shí)【約束狀態(tài)】為【完全約束】，單擊，如此完成鍵與軸的裝配，如圖5-2： 圖5-2 鍵與軸的裝配 5.2 齒輪的裝配 （1）在之前所裝配的基礎(chǔ)上，單擊【將原件添加到組件】按鈕，在【打開】對(duì)話框中選擇低速軸齒輪，調(diào)出齒輪。如圖5-3所示： 圖5-3 齒輪的添加 （2）單擊【添加組件定義操控面板】中的【放置】，連接方式為【用戶定義】。首先約束為同軸，單擊選中軸的中心線“A-1”，再單擊選中齒輪的中心線“A-1”,完成軸的約束，此時(shí)【約束狀態(tài)】為【部分約束】。下面進(jìn)行面的約束，單擊【放置控制面板】中的【新建約束】，選擇齒輪軸軸肩上的一個(gè)面，再選擇齒輪上與其約束的一個(gè)平面，在【放置控制面板】中選擇【配對(duì)】，齒輪會(huì)自動(dòng)約束在軸上，觀察，若發(fā)現(xiàn)齒輪上的鍵槽與軸上的鍵沒有約束對(duì)齊，則還需在齒輪與鍵上個(gè)創(chuàng)建一個(gè)鍵槽與鍵的中心平面進(jìn)行面重合的約束，完成后約束狀態(tài)為【完全約束】，單擊，完成齒輪與軸的裝配，如圖5-4： 圖5-4 齒輪與軸的裝配 5.3 軸與套筒的裝配 （1）在之前所裝配的基礎(chǔ)上，單擊【將原件添加到組件】按鈕，在【打開】對(duì)話框中選擇套筒，調(diào)出套筒。如圖5-5： 圖5-5 套筒的添加 （2）單擊【添加組件定義操控面板】中的【放置】，連接方式為【用戶定義】。首先約束為同軸，單擊選中軸的中心線“A-1”，再單擊選中套筒的中心軸“A-3”，完成軸的約束，此時(shí)約束狀態(tài)為【部分約束】。再單擊【放置控制面板】中的【新建約束】，選擇齒輪一個(gè)面，再選擇套筒的一個(gè)平面，在【放置控制面板】中選擇偏距為“0”，按“Enter”鍵，此時(shí)套筒會(huì)約束在軸上。如圖5-6所示： 圖5-6 套筒的裝配 5.4 軸與軸承的裝配 （1）在之前所裝配的基礎(chǔ)上，單擊【將原件添加到組件】按鈕在【打開】對(duì)話框中選擇軸承，調(diào)出軸承，如圖5-7。 圖5-7 軸承的添加 （2）單擊【添加組件定義操控面板】中的【放置】，連接方式為【用戶定義】。首先約束為同軸，單擊選中軸的中心線“A-1”，再單擊選中軸承的中心軸“A-3”，完成軸的約束，此時(shí)約束狀態(tài)為【部分約束】。再單擊【放置控制面板】中的【新建約束】，選擇套筒小圓的一個(gè)面，再選擇軸承的一個(gè)平面，在【放置控制面板】中選擇偏距為“0”，按“Enter”鍵，此時(shí)軸承會(huì)約束在軸上，仔細(xì)觀察，如果軸承位于套筒的內(nèi)部，則單擊【反向】，此時(shí)約束狀態(tài)為【完全約束】， 單擊，完成一個(gè)軸承的裝配，如圖5-8： 圖5-8 軸承的裝配 5.5 軸的另一端套筒與軸承的裝配 軸另一端擋油環(huán)與軸承的裝配方法與之前一樣，同樣是要約束軸與面對(duì)齊。裝配后完成后如圖5-9： 圖5-9 軸的總裝配圖 5.6 軸與箱座的裝配 （1）單擊【將原件添加到組件】按鈕在【打開】對(duì)話框中選擇箱體，調(diào)出箱體，單擊完成；再次單擊在【打開】對(duì)話框中選擇之前做好的軸組件，調(diào)出如圖5-10： 圖5-10 軸與箱座的添加 （2）單擊【添加組件定義操控面板】中的【放置】，連接方式為【用戶定義】。單擊選中軸身的任意一個(gè)曲面，再選擇與其對(duì)應(yīng)箱體的凹槽的一個(gè)曲面，完成第一個(gè)約束，此時(shí)約束狀態(tài)為【部分約束】。單擊【新建約束】，選中軸上軸承偏向中間的平面，同時(shí)選中箱體對(duì)應(yīng)的內(nèi)側(cè)面，在【放置定義面板】中選擇【約束方式】為【對(duì)齊】，完成第二個(gè)面的約束。此時(shí)【約束狀態(tài)】為【完全約束】，單擊，如此完成箱座與軸的裝配。如圖5-11： 圖5-11 軸與箱座的裝配 利用同樣的方法裝配其他兩個(gè)軸組件。 5.7 箱蓋與箱座的裝配 （1）在之前的基礎(chǔ)上，單擊【將原件添加到組件】按鈕，在【打開】對(duì)話框中選擇箱蓋，調(diào)出箱蓋，如圖5-12： 圖5-12 箱蓋的添加 （2）單擊【添加組件定義操控面板】中的【放置】，連接方式為【用戶定義】。單擊選中箱蓋的下表面，再選擇與其對(duì)應(yīng)箱座上表面，在【放置定義面板】中選擇【約束方式】為【配對(duì)】，完成第一個(gè)約束，此時(shí)約束狀態(tài)為【部分約束】。單擊【新建約束】，選中箱蓋的一個(gè)螺栓孔曲面，同時(shí)選中箱座對(duì)應(yīng)的螺栓孔面，完成第二個(gè)約束。單擊【新建約束】，選中箱蓋的另一個(gè)螺栓孔曲面，同時(shí)選中箱座對(duì)應(yīng)的螺栓孔面，完成第三個(gè)約束，此時(shí)【約束狀態(tài)】為【完全約束】，單擊，如此完成箱座與軸的裝配。如圖5-13： 圖5-13 箱蓋的裝配 5.8 螺栓、螺母的裝配 （1）單擊【將原件添加到組件】按鈕在【打開】對(duì)話框中選擇螺栓。如圖5-14： 圖5-14 螺栓的添加 （2）單擊【添加組件定義操控面板】中的【放置】，連接方式為【用戶定義】。單擊選中螺栓頭的下表面，再選擇與其對(duì)應(yīng)的箱蓋的上表面，在【放置定義面板】中選擇【約束方式】為【配對(duì)】，完成第一個(gè)約束，此時(shí)約束狀態(tài)為【部分約束】。單擊【新建約束】，選中箱蓋的一個(gè)螺栓孔曲面，同時(shí)選中對(duì)應(yīng)的螺柱的曲面，完成第二個(gè)約束。此時(shí)【約束狀態(tài)】為【完全約束】，單擊，完成螺栓的裝配，如圖5-15。 圖5-15 螺栓的裝配 （3）單擊【將原件添加到組件】按鈕在【打開】對(duì)話框中選擇螺母。如圖5-16： 圖5-16 螺母的添加 （4）單擊【添加組件定義操控面板】中的【放置】，連接方式為【用戶定義】。單擊選中螺母的上下任一表面，再選擇與其對(duì)應(yīng)的箱座的表面，在【放置定義面板】中選擇【約束方式】為【配對(duì)】，完成第一個(gè)約束，此時(shí)約束狀態(tài)為【部分約束】。單擊【新建約束】，選中螺母的螺栓孔曲面，同時(shí)選中對(duì)應(yīng)的螺栓柱的曲面，完成第二個(gè)約束。此時(shí)【約束狀態(tài)】為【完全約束】，單擊，完成螺母的裝配。如圖5-17。 圖5-17 螺母的裝配 其他各裝配過程基本相同，利用重合、對(duì)齊、插入等約束分別將各個(gè)零件對(duì)應(yīng)裝配在一起。 5.9 總裝配圖 全部裝配完成后點(diǎn)擊【視圖】→【分解】→【分解視圖】，即可以觀察分解爆炸圖，再次點(diǎn)擊即可取消分解。 各個(gè)軸、齒輪、軸承等的總裝配圖和分解圖： 圖5-18 總裝配圖 圖5-19 總裝配圖分解爆炸圖 第6章 運(yùn)動(dòng)仿真 第6章 運(yùn)動(dòng)仿真 6.1 創(chuàng)建仿真框架? （1）在菜單欄中點(diǎn)擊【新建組件】，命名為“fangzhen”,取消【缺省模板】，點(diǎn)擊【確定】，選擇“mmns_asm_design”，點(diǎn)擊【確定】。 6.2 導(dǎo)入裝配體 （1）創(chuàng)建三個(gè)基準(zhǔn)面，分別和TOP垂直相交建立三個(gè)基準(zhǔn)軸，基準(zhǔn)軸AA-1和基準(zhǔn)軸AA-2間距離為低速軸齒輪和中間軸大齒輪的中心距?；鶞?zhǔn)軸AA-2和基準(zhǔn)軸AA-3之間的距離為中間軸小齒輪和高速軸的中心距。 （2）選擇裝配操作指令【將原件添加到組件】按鈕將齒輪軸導(dǎo)入，單擊【添加組件定義操控面板】中的【放置】，連接方式為【用戶定義】，點(diǎn)擊【銷釘連接】，點(diǎn)擊齒輪軸的軸線和基準(zhǔn)軸AA-1完成軸的對(duì)齊。單擊【新建約束】，點(diǎn)擊齒輪軸軸承內(nèi)端面和ASM_前視基準(zhǔn)面基準(zhǔn)平面，約束方式為【配對(duì)】。如圖6-1。 圖6-1 高速軸的導(dǎo)入 同樣的方式導(dǎo)入中間軸和高速軸。如圖6-2。 圖6-2 導(dǎo)入所有軸系 6.3 建立齒輪嚙合方程式 （1）在工具欄中選擇【應(yīng)用程序】，在下拉菜單中選擇【機(jī)構(gòu)】，然后設(shè)置運(yùn)動(dòng)方程式，定義為【齒輪副連接】，點(diǎn)擊兩嚙合的齒輪的軸，設(shè)置各齒輪的分度圓直徑，完成嚙合方程式的確定。 6.4 加載電動(dòng)機(jī)并仿真 （1）點(diǎn)擊【應(yīng)用程序】，選擇【機(jī)構(gòu)】，點(diǎn)擊【伺服電機(jī)】項(xiàng)目，建立伺服電動(dòng)機(jī)，選擇要加電機(jī)的軸，即高速軸，然后再點(diǎn)擊編輯欄中選擇【輪廓】按鈕，將【規(guī)范】改為【速度】，然后設(shè)置速度。 （2）選擇【執(zhí)行電機(jī)】進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析，完成后點(diǎn)擊【回放】按鈕。點(diǎn)擊播放，圖形窗口即可動(dòng)畫顯示傳動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)情況。 總結(jié) 總結(jié) 此次課程設(shè)計(jì)是我在大學(xué)中的一次寶貴經(jīng)歷，它讓我學(xué)習(xí)到了許多新知識(shí)，同時(shí)也鞏固了我四年以來所學(xué)的相關(guān)知識(shí)，讓我學(xué)會(huì)了遇到問題時(shí)主動(dòng)去查詢各種資料來解決它。 通過這次課程設(shè)計(jì)，我學(xué)習(xí)到了Solidworks中各種基本功能的運(yùn)用，讓我對(duì)Solidworks中零部件的畫法和裝配方法以及運(yùn)動(dòng)仿真等方面有了基本的認(rèn)識(shí)和了解，同時(shí)也讓自己能夠較為熟練的運(yùn)用Solidworks中的一些基本繪圖功能，如拉伸、旋轉(zhuǎn)、倒角、鏡像、陣列、孔工具、基準(zhǔn)點(diǎn)或面的創(chuàng)建等，同時(shí)對(duì)參數(shù)法繪圖的相關(guān)知識(shí)也有了一定的認(rèn)識(shí)和了解。 通過本次課程設(shè)計(jì)，我也認(rèn)識(shí)到了自己一些學(xué)習(xí)能力上的不足之處，以后在知識(shí)學(xué)習(xí)上更應(yīng)該認(rèn)真、謹(jǐn)慎，在學(xué)習(xí)中注重細(xì)節(jié)。 由于能力水平有限，難免本文中出現(xiàn)疏漏、不足之處，懇請(qǐng)老師和同學(xué)指正和批評(píng)。 參考文獻(xiàn) 參考文獻(xiàn) [1]李高峰,吳超,田濤.Solidworks 4.0野火版輔助繪圖.鐵道出版社 [2]黃小龍,高宏,周建國-Solidworks 3.0零件設(shè)計(jì)實(shí)例精講.人民郵電出版社 [3]李雷,黃凱,高奇.Solidworks產(chǎn)品裝配與機(jī)構(gòu)仿真.化學(xué)工業(yè)出版社 [4]李彪.Solidworks應(yīng)用案例教程.哈爾濱工程大學(xué)出版社 [5]程能林.產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)手冊(cè).機(jī)械設(shè)計(jì)出版社 [6]王先逵.機(jī)械制造工藝學(xué).機(jī)械工業(yè)出版社 致謝 致謝 首先，也是最主要感謝的是我的指導(dǎo)老師，楊峰老師。她為人隨和熱情，治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)心。從開題開始，到中間的繪圖制作，一直到最后論文的反復(fù)修改、潤(rùn)色，楊老師始終認(rèn)真負(fù)責(zé)地給予了深刻而細(xì)致地指導(dǎo)。正是楊老師的無私幫助與熱忱鼓勵(lì)，我的課程設(shè)計(jì)才能夠得以順利完成。在這里，我真誠地感謝楊老師這段時(shí)間的辛勤付出！ 然后，我要感謝我的初期、中期檢查老師，李世蓉老師。李老師在檢查過程中指出了我繪圖設(shè)計(jì)中的不足，并且給了我不少指導(dǎo)和點(diǎn)撥，指明了我后期的方向。在這里，我衷心的感謝李老師的幫助和指導(dǎo)。 同時(shí)，我要感謝學(xué)校給予我了這次課程設(shè)計(jì)的實(shí)踐機(jī)會(huì)，不僅使得我能在畢業(yè)前能夠鞏固大學(xué)四年來學(xué)習(xí)的知識(shí)，還使我進(jìn)一步提升了自己的實(shí)踐能力。 在最后，感謝在整個(gè)課程設(shè)計(jì)過程中幫助過我的每一位人。有很多可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無言的幫助，雖然可能只是小小的幫助，但對(duì)我而言卻是莫大的助力，感謝你們！