1、 计算机辅助设计课程设计说明书题 目： 齿轮减速器造型设计 院（部）： 应 院 专业： 机械设计制造及其自动化 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 何丽红 谭加才 完成日期： 2011-12-19 湖 南 工 程 学 院课 程 设 计 任 务 书 设计题目： 齿轮减速器造型设计 院（部） 应院 专业 机械设计 班级 班指导老师 何丽红 谭加才 一、目的：学习机械产品 CAD 设计基本方法，巩固课程知识，提高动手实践能力，进一步提高运用计算机进行三维造型及装配设计、工程图绘制方面的能力，了解软件间的数据传递交换等运用，掌握三维生 CAD 软件应用。二、基本任务：结合各人已完成机械原理、机械设
2、计等课程设计成果，综合应用 UG 等 CAD软件完成齿轮减速器三维实体造型及工程图设计。三、设计内容及要求1）减速器零部件三维造型设计。建模必须依据本人机械设计课程设计所完成的减速器进行各零、部件的三维建模，要表达出零件的主要外形特征与内特征，对于细部结构，也应尽量完整的表达。2）应用工程图模块转化生成符合国家标准二维工程图。完成减速器装配图和一根轴的二维零件图。装配图上应标注外形尺寸、安装尺寸、装配尺寸以及技术特性数据和技术要求，并应有完整的标题栏和明细表。零件工程图上应包括符合国标的所需的内容，标注规范（如尺寸、公差、粗糙度、技术要求） 。3）减速器虚拟装配。将各零件按装配关系进行正确定位
3、，并生成爆炸图。4）撰写课程设计说明书。说明书应格式规范，涵盖整个设计内容，包括总体方案的确定，典型零件造型的方法（要包含各主要特征的草图） ，工程图生成过程，虚拟装配介绍，心得体会（或建议，切忌抄涉）等，说明书的字数不少于 3 千字。四、进度安排：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、答辩目 录第一章 前言1.1 引言 21.2 减速器的功能31.3 减速器的工作原理3第二章 减速器三维造型设计42.1 箱盖的设计42.2 箱体的设计202.3 大齿轮的设计362.4 齿轮轴的设计3
4、92.5 传动轴的设计41第三章 虚拟装配433.1 装配图433.2 爆炸图45第四章 生成工程图464.1 传动轴464.2 总装配图47第五章 总结47第六章 参考文献481.1 引言UG 的开发始于 1990 年 7 月。如今大约十人正工作于核心功能之上。当前版本具有大约 450,000 行的 C 代码。 UG 是一个在二和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。因此软件可对许多不同的应用再利用。 一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域 (自然科学或工程)、数学(分析和数值数学) 及计算机科学的知识
5、。一些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网格加密（adaptive mesh refinement）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究。计算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。 然而，所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。最终软件的实现变得越来越复杂，以致于超出了一个人能够管理的范围。 UG 的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。 一般结构 一个如 UG 这样的大型软件系统通常需要有不同层次抽象的描述。U
6、G 具有三个设计层次，即结构设计(architectural design)、子系统设计(subsystem design)和组件设计(component design)。 至少在结构和子系统层次上，UG 是用模块方法设计的并且信息隐藏原则被广泛地使用。所有陈述的信息被分布于各子系统之间。UG 是用 C 语言来实现的。 图 1 给出了详细的结构设计，其构建模块是动态分布式数据库(DDD: Dynamic Distributed Data Library)、UG 内核、问题类和应用。 图 1：UG 结构设计 DDD 编程模式 提供了处理不规则数据结构和并行机上分布式对象的一种并行编程模式。它处理
7、分布式对象的识别(创建)、分布式对象间的通讯及分布式对象的动态转移等基本任务。可提供本工具的一个独立的版本，移植性通过提供对 Paragon NX、PARIX、 T3D/T3E shared mem、MPI和 PVM 的接口来保证。 UG 内核程序 UG 内核程序意欲与待求解的偏微分方程是无关的。它提供几何和代数数据结构及许多网格处理选项、数值算法、可视化技术和用户界面。 当然，每个程序设计抽象都基于某种基本假设。网格管理子系统当前被编写得仅支持层次结构化网格。数据结构本身可支持更一般松耦合网格层次。并行化基于具有极小重叠的数据划分。 UG 内核程序具有如下特征: 灵活的区域描述界面。由于 U
8、G 可生成/修改网格，它需要区域边界的一个几何描述。当前支持两种格式，正在进行 CAD 界面的工作。 一种支持二和三维无结构网格的管理器，具有多种元类型，如三角形、四边形、四面体、棱柱、棱椎和六面体。为重新启动的完全网格结构及解的存储和加载。 局部、层次加密和粗化。在每个网格层提供一个相容且稳定的三角形剖分。 一个灵活的稀疏矩阵数据结构允许相应于网格的节点、边、面和元的自由度。在数据结构上已实现了一和二级 BLAS 类过程及迭代方法。 已经实现了问题无关的和面向对象框架的广泛的数值算法。包括 BDF(1), BDF(2)时间步方案、(不精确) Newton 方法、CG、CR、BiCGSTAB、
9、乘法局部多重网格、不同类型的的网格转移算子、 ILU、Gauss-Seidel、Jacobi 和 SOR 光滑器。这些算法可用于方程组及标量方程。它们可被任意地嵌套到简单的脚本命令中，例如，BDF(2)使用 Newton 法在每个时间步求解非线性问题，Newton 法使用具有 BiCGSTAB 加速的多重网格，多重网格使用一个 ILU 光滑器和特殊的适合于跳跃系数的截断网格转移、粗层解法器使用一个 ILU 预条件的 BiCGSTAB。 脚本语言解释程序和交互式图形工具提供了程序运行时的简单的可视化工具，进一步，例如，稀疏矩阵数据结构可用图形给出，这对调试是非常有用的。UG 的设备驱动程序支持
10、X11 和 Apple Macintosh。还提供对 AVS、TECPLOT 和 GRAPE 的图形输出。 此功能的数据并行实现基于 DDD。 问题类层次 一个问题类使用 UG 内核程序来对一类特殊偏微分方程实现离散化、误差估计子和最终的一个非标准解法器。只有当不能用任何已提供的工具来实现时才需要提供解法器。离散化可由一些工具支持，这些工具允许元素类型和维数与有限元和有限体积法代码无关。 基于最新版 UG 内核程序的问题类包括：标量对流扩散、非线性扩散、线弹性、弹塑性、不可压缩、多孔渗流中密度驱动流和多相。所有这些问题类运行 2D/3D 且是并行的。1.2 减速器的分类与作用：减速器基本分类1
11、、减速器按用途可分为通用减速器和专用减速器两大类，两者的设计、制造和使用特点各不相同。 其主要类型：齿轮减速器；蜗杆减速器；齿轮蜗杆减速器；行星齿轮减速器。 2、一般的减速器有斜齿轮减速器(包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速机等等。 1）圆柱齿轮减速器单级、二级、二级以上二级。布置形式：展开式、分流式、同轴式。 2）圆锥齿轮减速器用于输入轴和输出轴位置成相交的场合。 3）蜗杆减速器主要用于传动比 i10 的场合，传动比较大时结构紧凑。其缺点是效率低。目前广泛应用阿基米德蜗杆减速器。 4）齿轮蜗杆减速器若
12、齿轮传动在高速级，则结构紧凑；减速器的作用：a）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。 b）减速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。1.3 减速器的工作原理a、减速机一般用于低转速大扭矩的传动设备，把电动机.内燃机或其它高速运转的动力通过减速机的输入制动器轴上的齿数少的齿轮啮合输出轴上的大齿轮来达到减速的目的，普通的减速机也会有几对相同原理齿轮达到理想的减速效果，大小齿轮的齿数之比，就是传动比。 b、减速机与变频器的区别减速机是通过机械传动装置来降低电机（马达）转速，而变频器是通过改变交流电频率以达到电机（马达）速度调节的目的。通过变
13、频器降低电机转速时，可以达到节能的目的。减速器的三维设计2.1 箱盖的设计：1. 进入 UG NX7.5 软件，选择【新建】命令，在弹出的新建对话框中模板选“模型” ，新建一个文件，文件名为“xianggai2”,单位选择为“毫米” 。2选择【开始|建模】命令进入建模模块。选择 XC-YC 坐标平面为草图平面，建立草图，绘制草图并标注如下：3. 选择， 【完成草图】4. 选择【拉伸】5. 选择【草图】 ，选择 XC-YC 坐标平面为草图平面，建立草图，绘制草图并标注如下：6. 选择， 【完成草图】7. 选择， 【拉伸】8. 选择， 【基准平面】 ，建立四个基准平面。9. 单击【插入】 ，选择【
14、修剪】里【拆分体】 。10. 选择【抽壳】 。11. 选择【求和】 。12. 选择【倒圆角】 。13. 选择【草图】 ，选择 XC-YC 坐标平面为草图平面，建立草图，绘制草图并标注如下：14. 选择， 【完成草图】15. 选择， 【拉伸】16.选择【草图】 ，选择 XC-YC 坐标平面为草图平面，建立草图，绘制草图并标注如下：17. 选择， 【完成草图】18，选择【求和】 。19. 选择， 【拉伸】20.选择基准点。23.选择【孔】 。24.选择【镜像特征】 。25.选择【拔模】 。26.选择命令查找器，找到 NX5 之前的孔，27.大轴承凸台上的孔：28.选择【实例特征】里的【圆形阵列】：
15、继续小轴承上的凸台，也是如此。29.选择【螺纹】：30. 选择【草图】 ，选择 XC-YC 坐标平面为草图平面，建立草图，绘制草图并标注如下：31.选择， 【完成草图】.32. 选择， 【拉伸】.33.选择【垫块】在选择【矩形】 。34.矩形垫块上打孔：35.倒圆角：36.螺纹：37. 选择【腔体】在选择【矩形】 。38.倒圆角：2.2箱体设计:1.选择【新建】命令，在弹出的新建对话框中模板选“模型” ，新建一个文件，文件名为“xiangti”,单位选择为“毫米” 。2选择【开始|建模】命令进入建模模块。选择 XC-YC 坐标平面为草图平面，建立草图，绘制草图并标注如下：3. 选择， 【完成草
16、图】 。4. 选择， 【拉伸】 。5. 选择【草图】 ，选择 XC-YC 坐标平面为草图平面，建立草图，绘制草图并标注如下：6. 选择， 【完成草图】 。7. 选择， 【拉伸】 。8. 选择【草图】 ，选择 XC-YC 坐标平面为草图平面，建立草图，绘制草图并标注如下：9. 选择， 【完成草图】 。选择， 【拉伸】 。10选择【草图】 ，选择 XC-YC 坐标平面为草图平面，建立草图，绘制草图并标注如下：11.选择， 【完成草图】 。选择， 【拉伸】 。14. 选择【求和】 。15. 建立基准平面，选择【插入】 ， 【修剪】 ， 【拆分体】 。16.选择【抽壳】 。15. 求和。16选择【草图】 ，选择 XC-YC 坐标平面为草图平面，建立草图，绘制草图并标注如下：17.选择， 【完成草图】 。选择， 【拉伸】 。18.选择【拔模】 。19. 选择【草图】 ，选择 XC-YC 坐标平面为草图平面，建立草图，绘制草图并标注如下：20. 选择， 【完成草图】 。选择， 【拉伸】 。21. 确定大端轴承凸台孔的位置。22. 选择， 【打孔】 。23. 选择【实例特征】 ， 【圆形阵列】 。小端轴承凸台也是这样的方法。24. 选择， 【镜像特征】 。25.螺纹的形成。26. 轴承旁孔，点的确定。
