基于ug的一级减速器建模及有限元分析优化.doc

目录第一章 设计题目：运输机的传动装置………………………………………….11、减速器基本参数的确定…………………………………………………….1第二章 CAD 实体建模……………………………………………………………….62.1 UG 软件概述……………………………………………………………….62.2 部件建模…………………………………………………………………..62.3 装配……………………………………………………………………….13第三章 利用 UG 进行运动仿真………………………………………………….153.1 创建模型：……………………………………………………………….153.2 输出结果………………………………………………………………….163.3 结论……………………………………………………………………….16第四章 利用 UG NX6.0 进行有限元分析与优化……………………………….174.1 UG/CAE…………………………………………………………………….174.2 有限元分析……………………………………………………………….174.3 结 论……………………………………………………………………….194.4 结构优化………………………………………………………………….194.5 结果与小结………………………………………………………………..214.6 结论 ………………………………………………………………………21第五章 箱体加工工艺规程编制……………………………………………………215.1 概述…………………………………………………………………………215.2 材料、毛培制造方法的选择及毛坯图……………………………………225.3 加工阶段划分………………………………………………………………245.4 加工工作量及工艺手段组合………………………………………………265.5 刀具、量具选择 …………………………………………………………..275.6 切削用量、时间定额的计算 ……………………………………………28第六章 Master cam 数控加工………………………………………………………306.1 master cam 的界面创建 …………………………………………………...306.2 仿真的相关程序……………………………………………………………35参考文献…………………………………………………………………………….39总结……..……………………………………………………………………………40桂林理工大学 CAD/CAM2设计题目：运输机的传动装置1 . 带式运输机的工作原理（二级展开式圆柱齿轮减速器带式运输机的传动示意图）2.工作情况：已知条件1) 工作条件：两班制，连续单向运转，载荷较平稳，室内工作，有灰尘，环境最高温度 35℃；2) 使用折旧期；8 年；3) 检修间隔期：四年一次大修，两年一次中修，半年一次小修；4) 动力来源：电力，三相交流电，电压 380/220V；5) 运输带速度容许误差：±5%；6) 制造条件及生产批量：一般机械厂制造，小批量生产。

3.原始数据题号参数输机工作轴转矩 T/(N.m) 690运输带工作速度 v/(m/s) 0.8卷筒直径 D/mm 320一、减速器基本参数的确定1.1.电动机选择：1.2.计算传动装置的运动和动力参数电动机型号额定功率/KW满载转速r/min堵转转矩额定转矩最大转矩额定转矩质量/NY132M2-6 5.5 960 2.0 2.0 84桂林理工大学 CAD/CAM3项 目 电动机 轴 高速轴 I 中间轴 II 低速轴 III 卷筒转速（r/min） 960 960 286 120 120功率（kW） 5.5 4.74 4.60 4.47 4.38转矩（N·m） 50.26 50.26 220.34 690 690传动比 1 1 5.29 3.68 1效率 1 0.98 0.98 0.98 0.981.3.齿轮参数高速齿轮模数 分度圆直径 齿宽 齿数小齿轮 2 68 75 34大齿轮 2 178 65 89低速齿轮模数 分度圆直径齿宽 齿数小齿轮 2.5 85 95 34大齿轮 2.5 260 85 1041.4. 各轴参数1.4.1 高速轴设计如图所示109615 7389445342401073292。

512036桂林理工大学 CAD/CAM41.4.2 中间轴设计如图所示4560494514 619349.562.51.4.2 输出轴设计如图所示820.56575859880751057537136135.576.55.箱体结构的设计减速器的箱体采用铸造（HT200）制成，采用剖分式结构为了保证齿轮佳合质量，大端盖分机体采用 配合.67isH5.1. 机体有足够的刚度在机体为加肋，外轮廓为长方形，增强了轴承座刚度5.2. 考虑到机体内零件的润滑，密封散热因其传动件速度小于 12m/s，故采用侵油润油，同时为了避免油搅得沉渣溅起，齿顶到油池底面的距离 H 大于 40mm为保证机盖与机座连接处密封，联接凸缘应有足够的宽度，联接表面应精创，其表面粗糙度为 3.6桂林理工大学 CAD/CAM55.3. 机体结构有良好的工艺性.铸件壁厚为 10mm，圆角半径为 R=5机体外型简单，拔模方便.5.4. 对附件设计A 视孔盖和窥视孔在机盖顶部开有窥视孔，能看到 传动零件齿合区的位置，并有足够的空间，以便于能伸入进行操作，窥视孔有盖板，机体上开窥视孔与凸缘一块，有便于机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板用铸铁制成，用 M8 紧固B 油螺塞：放油孔位于油池最底处，并安排在减速器不与其他部件靠近的一侧，以便放油，放油孔用螺塞堵住，因此油孔处的机体外壁应凸起一块，由机械加工成螺塞头部的支承面，并加封油圈加以密封。

C 油标：油标位在便于观察减速器油面及油面稳定之处油尺安置的部位不能太低，以防油进入油尺座孔而溢出.D 通气孔：由于减速器运转时，机体内温度升高，气压增大，为便于排气，在机盖顶部的窥视孔改上安装通气器，以便达到体内为压力平衡.E 位销：为保证剖分式机体的轴承座孔的加工及装配精度，在机体联结凸缘的长度方向各安装一圆锥定位销，以提高定位精度.6.减速器机体结构尺寸如下：名称 符号 减速器型式及尺寸关系/mm箱座壁厚 10箱盖壁厚 1 10箱盖凸缘厚度 b15箱座凸缘厚度 15箱座底凸缘厚度 2 25地脚螺钉直径 fd20地脚螺钉数目 n4轴承旁联接螺栓直径 1 16机盖与座联接螺栓直径 2 12联接螺栓 的间距2dl 180轴承端盖螺栓直径 3d8视孔盖螺钉直径 4 6定位销直径 9、 、 到外箱壁距fd12离 1C26、22、18、 至凸缘边缘距离f 2 24、16桂林理工大学 CAD/CAM6外箱壁至轴承座端面距离 1l 40大齿轮顶圆与内箱壁距离 12齿轮端面与内箱壁距离 2 12箱盖、箱座肋厚 、1m；91m轴承端盖外径 2D轴承端盖凸缘厚度 t 9轴承旁联接螺栓距离 S第二章 CAD 实体建模2.1 UG 软件概述UG 是一个优秀的 CAD/CAE/CAM 一体化高端软件，他基于完全的三维实体复合造型、特征建模、装配建模技术，能设计出任意复杂的产品模型，再加上技术上处于领先地位的 CAM 模块、内嵌的 CAE 模块，使 CAD、CAE、CAM 有机集成，可以使产品的设计、分析和制造一次性完成。

它使当今最先进的计算机辅助设计、分析、制造软件，广泛应用于航空、航天、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域2.2 部件建模2.2.1 齿轮轴建模1.端面渐开线曲线的具体绘制步骤如下：(1)选择[工具]—[表达式]命令，弹出“表达式”对话框，输入表达式如下：t=0　 //UG 定义的变量m=2.0　 //齿轮模数z=34 //齿轮齿数alpha=20 　 //齿顶圆压力角qita=90*t　 //滚动角角度值b=75 //齿宽da=(z+2)*m //da 齿顶圆直径db=m*z*cos(alpha) //db 基圆直径df=(z-2.5)*m //df 齿根圆直径s=3.14*db*t/4　 //滚动角弧度值xt=db*cos(qita)/2+s*sin(qita) //直角坐标横坐标yt=db*sin(qita)/2-s*cos(qita) //直角坐标纵坐标zt=0 //直角坐标 Z 坐标d=mz //分度圆直径2. 选择插入-曲线-规律曲线命令，弹出“规律曲线”对话框；首先选择 By Equation；其次提示行提示输入参数表达式，按系统默认值 t,点击 ok；之后又弹出 x表达式输入对话框，按系统默认值 xt 点击 ok。

至此 x 已定义好Y 的定义与其相同，只是表达式为 ytzt 定义为常数 0；生成渐开线如图 2-1 所示：桂林理工大学 CAD/CAM7图 2-1 渐开线曲线3.选择插入-曲线-基本曲线命令，或者单击曲线工具条上的“基本曲线”命令，弹出“基本曲线”对话框，以坐标原点为中心，分别以 da+1，d，df 绘制曲线，如图 2-2所示：图 2-2 齿根圆、分度圆、齿顶圆4. 绘制一条直线，第一点位于渐开线与分度圆的交点，第二点位于坐标原点上5. 选择编辑-变换命令，将上一步绘制的直线绕 z 轴旋转 j 度6. 选择编辑-变换命令，将渐开线关于刚才绘制的直线镜像复制7. 补全曲线，修剪曲线，隐藏俩条辅助直线，结果如图 2-3 所示：图 2-3 齿槽8.点击工具栏上的“圆柱体”图标，系统弹出“圆柱体”对话框，以 da 为直径，b 为高度绘制圆柱体，结果如图 2-4 所示：桂林理工大学 CAD/CAM8图 2-4 绘制圆柱体9. 单击成型特征工具条上的“拉伸”按钮，系统弹出“拉伸”对话框选取前面绘制的齿槽截面，设置参数，单击确定按钮，则生成单个齿槽10. 选择插入-关联复制-实例命令，系统弹出“实例”对话框，单击“环形阵列”按钮，系统又弹出对话框，提示选取环形阵列对话框。

选取刚才创建的齿槽，设置阵列参数，单击“确定”按钮，系统弹出对话框，要求指定环形阵列中心线，悬着 z 轴为环形阵列中心线，单击确定按钮则生成齿槽，结果如图 2-5 所示：图 2-5 齿轮生成2.2.2 箱盖造型设计建立草图拉伸抽壳桂林理工大学 CAD/CAM9倒圆拉伸拔模建立草图画吊环部分拉伸求和桂林理工大学 CAD/CAM10确定各点位置打孔阵列打螺纹一步步进行各种命令完成箱盖造型桂林理工大学 CAD/CAM111. 箱底造型设计建立草图来进行一系列命令建模完成建模后的箱底2. 窥视孔及窥视盖造型设计进行垫块命令，进行腔体命令桂林理工大学 CAD/CAM12通过一系列命令完。