基于ProE的蜗杆蜗轮参数化造型及运动仿真

摘要

传统的减速器设计通常以一些设计手册为依据，根据经验并运用公式进行设计。设计中存在很大的局限性。通常设计与制造过程不平行，如果设计出来的产品零部件装配失败只能重新设计，重新装配来检验产品的合规性。为了解决减速器的设计周期长，设计成本高，传动质量较低等问题，本文以蜗轮蜗杆减速器设计为例，采用参数设计并利用Pro/Engineer软件实现减速器的设计、建模、装配。相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位。Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广，是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。本文利用Pro/Engineer对蜗轮蜗杆进行参数化设计并实体建模装配设计。

设计思路：（1）通过对单级蜗杆减速器工作状况和设计要求对其结构形状进行分析，得出总体方案（2）按总体方案对各零部件的运动关系进行分析得出单级蜗杆减速器的整体结构尺寸（3）以各个系统为模块分别进行具体零部件的设计校核计算，得出各零部件的具体尺寸（4）用Pro/E实体建模各个零件并形成总装配。

关键词：减速器；参数化；Pro/Engineer；建模 

ABSTRACT

Traditional gearbox design is ....

KeyWords: reducer; parameterization; Pro/Engineer; modeling

目    录

第一章  绪论1 

1.1蜗轮蜗杆减速器简介 1

1.2基于Pro/ENGINEER的设计意义1

第二章  总体方案确定2

2.1已知参数2 

2.2传动装置总体设计2

第三章  电动机的选择和动力学参数计算3 

3.1电动机类型的选择3 

3.2电动机功率的选择3

3.3确定电动机型号3 

3.4计算各级的传动比4

3.5运动参数计算5 

第四章  传动零件的设计计算7

4.1蜗杆蜗轮的选择 7 

4.2按齿面接触疲劳强度设计7 

4.3蜗杆与涡轮的主要参数与尺寸8 

第五章  涡轮蜗杆基本尺寸设计12

5.1蜗杆基本尺寸设计12

5.1.1初步估计蜗杆轴外伸段的直径12

5.1.2计算转矩12 

5.1.3轴的结构设计12

5.1.4 Pro/E建模蜗杆外形13

5.2蜗轮基本尺寸设计13

5.2.1蜗轮结构及基本尺寸表13 

5.2.2 Pro/E建模涡轮外形14 

第六章  涡轮轴的尺寸设计与校核15

6.1 轴的直径与长度的确定15

6.2轴的受力分析16

6.3轴的校核计算18

第七章  滚动轴承的选择及校核计算20

7.1计算输入轴轴承20

7.2计算输出轴轴承21

第八章  减速器箱体的结构设计23

8.1箱体尺寸的计算23

8.2确定齿轮位置和箱体内壁线24

第九章  减速器其他零件的选择26

    9.1键选择26

9.2轴承选择26

9.3密封圈选择27

9.4弹簧垫圈选择27

第十章  减速器的润滑28

第十一章  Pro/E建模减速器及分析29

11.1 Pro/E建模减速器其它附件和总装29

11.2 使用Pro/E进行干涉分析32

第十二章  结论36

参考文献37

致    谢38