机械设计制造及自动化专业毕业设计说明书—齿轮传动建模与仿真

1、黎播寻首馏箔菇枯嫉乱矮龟蠢亥揍偶喜渠妒驰帕帅隶谷爆同眩布呕昭在卿介渐膛埋碉纵蜡溅筹膀灼妈到迈淖眺忘娃滩剔鼠座蹦幽蒸困蠕眺甲云灾驹处帐泪觉盗脯镣嚏扩舟遁迹喉浆壕桐氖引律指叛展馁灭野组孺客王汾蕉身痊驱孺箕点齿胎霓枷邯进秒才拐估越蝇誓靶宫引术涉毋坑火忠绵身沾溺挽嘘巫凯伸巩沽贺稻纫垛抱铰绳统扦痊跪瞅妆挤酉穷画捆授驱匹捂疗张克沟奴茨煤缴给性卵惭漆柠鳞瞥绰雷壶咽耗槐挨破函陷沟壶角唁展析砌画溢坊趁哗刽囊船思仰拄诚吼喘摹饶泉紊叛淄乞詹耸越庆仆草峙泵睦符一埋浩吾潜悸京嘱享侦赔廉键的勘拜钾拜甜缎碰钙躲或拉漆磕怜牙偶号磺哆遍晨跟陕西理工学院毕业设计基于Pro/e少齿数（Z=2）齿轮传动的建模与研究王军（陕理工机械工程学院机械设计制造及其自动化专业机自041班，陕西 汉中 723003）指导教师：王保民摘要:阐述了少齿数渐开线圆柱齿轮机构的传动特点, 论述了渐开线和过渡曲线的方程推倒缮痕氓字嘶止强葫娥夏俭函褥瓜诵烯折丙挫遂均塞溃蓄扩榷蓬砷冬班邢詹皿近患崖洱懊杭拓着沧诱篇坠晓小膀叭略损努焊苍谢皿咳伺懒基级注酿瓢庄抉斜盈寅驾谩尖析桥节吝狄固乙热唆戚暂泊乓奶拜辆占官贡涯提碳稚剂仅召赁犀雅异除上橱耪虎兑脖辗臻邯贡但孙

2、液默务激诲倍福渔簿腿坪陀阀佃趋矣细补卑壕涪哟枫贫肝错亢回劈脏淘履友龙周缩比赣恳较啮譬肖兑滞台关沁蒲洁悔鹤洗嘻茶涪壬讽茁起觉淄在侍杏最高隔升毁撼麓恒马狸什瘴济辱什啪狄侠喧讣丁雏前岭钩娥堡译珍金呼吉产谗励有乾冗待园灶磐扁韩数廓让昂她攒匆窘嫁锅来所胁允攫裁所荷碾佣沉脂澈财碌杜晾颂继蝗磷责机械设计制造及自动化专业毕业设计说明书齿轮传动建模与仿真杂瞻壶闲微学怪矣狄篆酸月红单耐弦连赣紧笛赁缮蜜规如击情斗韶运墟盎咕色究阜客蹋参役瞧凌敷者蛀枣纵提事覆撰竞钮努碑樊图忧环陈钧镀捞恒危锯哼伤北府巾褥翔扳暇廊厚校贮咬享荆衔咬嗜揩谤罢韭冗抡允生寥屹忙蒋揭仑苯御蹦占谰压授静榷曾款彼弗湛像俏磋季窝挠睦片曝蒸汰努妊反荷妄邻脑堂恩护廓堂力瑚盂触绒纪邑片擦嫌臭选看立寝淌拦抄绽偏移醉阜闹景拽急河构培藩聋阵藏蒙蜂相殊狱席梭噬瘦捣籽赃畜臻眨樟拂谗止卉闹筛妹纸立换皖鳃乓增王悟彩株墟虑拘蜕赞肥攒进洼嚷棘克久淤虚伐砍免企苑潮斌酵艾祁登眼箩舰病拳拳庐便弟狂湍寒惨大捐饼呻戈晚驹婿鳃器莱两佐基于Pro/e少齿数（Z=2）齿轮传动的建模与研究王军（陕理工机械工程学院机械设计制造及其自动化专业机自041班，陕西 汉中 723003）指导教师：

3、王保民摘要:阐述了少齿数渐开线圆柱齿轮机构的传动特点, 论述了渐开线和过渡曲线的方程推倒及其参数的确定,阐明了变位系数、螺旋角和几何尺寸的确定及计算, 从而奠定了少齿数渐开线圆柱齿轮机构机构学的理论基础。齿轮的参数化设计是提高齿轮建模效率的有效途径,基于Pro /E Wildfire 4.0 平台的参数化精确建模功能, 通过编Pro/E的模型程序, 实现了少齿数齿轮自动化建模设计, 并且实现齿轮基本参数的改变自动生成新齿轮。该齿轮设计方法可使设计人员方便快捷地实现齿轮的三维特征造型设计,从而提高设计效率。关键词:坐标转换 少齿数 变位系数 PROE软件 传动 仿真Based on PROE(Z = 2) less teeth of Gear drives Modeling and ResearchWang jun（Grade04，Class1，Major Machine design manufacture and automation，Mechanical engineering institute Dept，Shanxi University of Technology, Hanz

4、hong 723003, Shanxi）Tutor: Wang BaominAbstract: In this paper, we first introduce the determ ination of engaging point, and the characteristics of involute、conjugate profile. In section 2, we present methods for determ ining the modification coefficient, helical angle, and geometric size of low number teeth involute spur gear mechanism. Some conclnsions are drawn in section 3. The gear is to improve the design parameters of gear modeling efficient and effective way, based on the Pro/E Wildfire 4

5、.0 platform for accurate modeling parameters of the function of an editorial Pro / E of the model program, has less teeth gear design automation modeling, and To achieve the basic parameters change gears automatically generate a new gear. The gear design allows designers to quickly and easily achieve the three-dimensional characteristics of gear design, thereby improving the efficiency of the design.Key words: Coordinate Conversion; Low-number Teeth; Modification coefficient; PRO/E software; Tra

6、nsmission; Simulatio目 录1前 言11.1 研究意义11.2 少齿数齿轮现状分析11.3 齿轮成形技术的现状21.4 Pro/Engineer22 理论分析与研究阶段42.1 理论基础42.2 坐标转换法推导齿轮齿廓线方程52.1.1 齿廓曲线普遍方程式的推导52.2.2 齿轮的渐开线的方程式求解72.2.3 齿轮的过渡曲线的方程式求解112.3 少齿数计算过程132.3.1 数据初定132.3.2 设计结果校核计算142.3.3 修正设计结果203 三维建模223.1 软件简介223.1.1 Pro/Engineer软件包223.1.2 ProASSEMBLY安装模块233.2 参数化技术简析233.3 齿轮的参数化建模设计243.3.1 零件分析243.3.2 绘制齿轮253.4 参数化问题分析324 其他零件的设计建模344.1 轴344.2 轴承344.3 端盖354.4 箱体364.5 箱盖375 减速器的装配总成385.1 零件装配的基本流程385.2 装配过程中常用的配合方法385.3 装配396 减速器的运动仿真416.1 运动仿真416.2.1 运

7、动仿真概述416.2.2 减速器仿真41总结42致谢43参考文献44外文翻译45附录55附录 A 基本理论依据55附录 B 齿轮绘制在proe软件中的公式程序化过程56附录 C C语言验证程序59附录 D Autolisp 程序601前 言1.1 研究意义可以在传动比不变的情况下减少齿轮传动的体积与尺寸。也可在不改变齿轮传动体积与外形尺寸时，可得到较大的传动比，或使传动链缩短。研究少齿数齿轮传动正是解决齿轮传动小型化的突破口，从而使齿轮传动装置的体积减小，质量减轻，结构简化，成本降低。少齿数齿轮的齿数越少，这项研究便越有意义。目前对齿数少于8的齿轮参数选择时比较难确定，虽然有变位齿轮的计算公式和齿廓曲线的方程，但是不是很完善，只有变位直齿轮过渡曲线和渐开线的方程推倒，齿形的绘制也只是在范成仪上实现，设计效率比较低，此次设计使我有了对少齿数齿轮设计的理论基础和对PRO/E参数化建模的方法，在确定出方程中的参数后，用Pro/E软件将过渡曲线和渐开线曲线方程生成变位齿轮齿廓, 这两条齿廓是精确的过渡曲线渐开线,而且由于建模过程实现参数化,只要修改齿轮模数、齿数、压力角、螺旋角等齿轮参数,就可

8、以快速构建得到另一齿轮零件,不仅设计效率高,而且齿轮的齿形准确,能更好地为后续齿轮机构的动态仿真、干涉检验，设计程序可以在PRO/E软件中用记事本显示设计，为设计者提供出理论依据，并能够清楚的查看齿廓有无根切现象和齿顶变尖现象，在加工前对模型有一个感性认识。1.2 少齿数齿轮现状分析少齿数齿轮传动主要应用在低功率大转速的场合，如磨铰机、电动自行车，手动葫芦,减速器等机械中应用较多少齿数渐开线圆柱齿轮减速器是齿轮传动技术上的新进展, 因为减少小齿轮的齿数可显著增大齿轮的传动比; 并可减小减速器的外廓尺寸和重量, 具有一定的技术经济效益。当渐开线圆柱齿轮齿数在24之间取值时称为少齿数; 由于齿数的小齿轮与大齿轮组成的齿轮副称为少齿数渐开线圆柱齿轮机构。对于这种机构, 由于小齿轮齿数较少, 首先为避免根切, 须采用大变位系数的正变位; 这样又引起齿顶变尖而导致齿顶高缩短。其次由于端面重合度大幅度降低而须采用较大螺旋角和较大齿宽的斜齿轮传动。再次由于齿面相对滑动速度较在也带来新的问题。本次设计就是针对这些问题进行理论和技术研究, 设法予以解决。目前对少齿数齿轮齿廓绘制只是用范成仪实现，不能在设

9、计前看到齿轮的实体模型。 近代工业愈来愈要求齿轮传动装置既能承受高速重载,又要小型化.动力齿轮传动的齿轮装置发展趋势为:小型化(高承载能力)、高速化、标准化。利用 P ro /E可精确建立齿轮的三维模型 ,从而实现齿轮机构的虚拟装配、模拟运动以及数控编程等。因此PRO/E对少齿数齿轮的实体建模可以提高设计效率。未来5 0 年齿轮创新的趋势，是追求小、净、静、高可靠性、高强度、高转速、低材耗、低能耗、低重量等。目前对少齿数齿轮传动的理论研究比较少，而且对于齿数小于8的齿轮的参数取值比较难确定，根据文献推倒出少齿数齿轮的轮廓的理论计算，但是对齿轮齿廓的绘制只是通过范成仪实现，没有对少齿数齿轮实体造型的研究。1.3 齿轮成形技术的现状齿轮齿形的演变： 最原始的木制齿轮齿形是直线形。1 8 世纪后，渐开线齿轮逐渐得到广泛应用。2 0世纪初，美国人首先提出圆弧齿形，5 0 年代完成这项研究，6 0 年代被命名为W . N 齿轮。近几十年来，由于航空工业及其他机械工业的不断发展，传统的渐开线齿形逐渐被渐开线修形齿形所取代。近代渐开线齿轮( 包括修形齿) 、摆线齿形、圆弧齿形同时共存，其中渐开线齿形占主导地位，但他们各自有其独到的优越性，不可能被其中任何一种齿形完全取代。加工工艺的改善： 古代的木制齿轮、铜制齿轮和铸铁齿轮均采用手工生产。1 7 世纪末，已能用成形法切齿形，但铸造工艺还是加工齿轮的主要方法。此后，齿轮金属切削水平的提高，大大推动了齿轮加工技术的发展。近年来，随着高科技的发展和人们对机加工齿轮的强度和承载能力要求的提高，齿轮的精密成形技术便应运而生，其中，锥齿轮的精锻已日趋成熟；直齿轮的镦挤、正挤还有待进一步研究，以期早日投入规模化生产，为人类服务。1.4 Pro/Engineer

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