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1、 毕业 任务书一、题目普通车床变速箱的三维虚拟设计及运动仿真二、指导思想和目的要求本课题研究了普通车床变速箱的变速原理以及虚拟仿真系统的设计方法，构建了一个能够显示变速机构工作原理的三维仿真机构。课题的目的是用Pro/E建立三维模型及模型库，进行虚拟装配、动画演示、仿真运动分析，将三维技术融入机械类等课程，从而实现用现代化教学手段达到降低教学成本，提高教学质量的目的。并探索Pro/E在三维动态方面的应用价值，以及Pro/E软件在当今生产加工行业的应用。Pro/E软件作为计算机辅助设计系统中非常重要的一款三维设计软件，它所具有的功能是计算机发挥辅助设计功能、提高设计效率的重要基础。建立在统一基层
2、上的数据库上的特点令数据结构与工程设计结合，使得一件产品的设计能够在各个阶段称为一个完整一体的过程。本课题应用Pro/E软件完成各轴、齿轮、键的三维实体建模、结构参数化设计，在完成各个零部件的绘制后，开始装配轴和齿轮，装配完成后，进行仿真。目的是通过对普通车床变速箱的设计仿真，了解一般产品设计的基本过程。探索Pro/E在三维动态方面的应用价值，以及Pro/E软件在当今工业生产中的应用价值。长远的观点看，三维CAD技术必然会替代二维绘图。随着计算机性能的提高，CAD三维技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。正确把握CAD三维技术的发展趋势，对我国机械行业的企业正确的规划自身设计系统，有着
3、深远的意义。三、主要技术指标1、CAD零件图二张；2、Pro/E三维实体模型若干；3、模拟仿真视频一个；四、进度和要求 2014.32014.4：翻译外文文献、完成开题报告， 2014.4.52014.4.13：熟悉作图软件复习所需的专业知识搜集资料做好准备工作； 2014.4.152014.5：进行典型零件仿真加工及优化方案；2014.52014.6：撰写毕业设计论文；2014.6：准备并完成答辩。五、主要参考书及参考资料1 单泉.Pro/E 4.0参数化设计从入门到精通，北京-机械工业出版社，2008.2 曹金榜.机床主轴变速箱设计指导，北京-机械工业出版社，1987.3 威克.机床，北京
4、-机械工业出版社，1987.4 (德)斯推番.E.机床齿轮变速箱最佳传动方案，上海-上海科学技术出版社，1965.5 梁玲， 赵春章. 中文版Pro/ENGINEER Wildfire 4.0实用教程，北京- 清华大学出版社，2008.6 钟日铭.Pro/ENGINEER Wildfire3.0中文版装配设计与产品实例，北京-机械设计出版社，2007：6-11，82-84，190-194.7 韩秋实.机械制造技术基础，北京-机械工业出版社，2010.8 侯先勤.Pro/E 4.0 产品设计实例精讲，西安-西安交通大学出版社, 2009：179-185.9 刘传紹.机械制造工艺学，北京-电子工艺
5、出版社，2011.10 纪名刚.机械设计， 北京-高等教育出版社，2006.511 杨雪宝.机械制造装备与设计.西北工业大学出版社.2010. 12 李国斌.机械设计基础.机械工业出版社出版.201013 张萌克.机械制图.机械工业出版社.2010 学生 白 洋 指导教师 李 郁 系主任 魏生民 摘 要车床变速箱是车床上重要的传动装置，面对这种体型笨重、昂贵的机电设备，要学习其内部的特殊构造，传统的学习方式是采用二维的书面信息和简单的等比食物模型相结合的方法对学习者进行讲解，使他们了解和学习变速机构的工作原理。当利用实物模型会受到模型的数量、环境等因素的限制，降低了学习效率。本课题研究了普通车
6、床变速箱的变速原理以及虚拟仿真系统的设计方法，构建了一个能够显示变速机构工作原理的三维仿真机构。课题的目的是用Pro/E建立三维模型及模型库，进行虚拟装配、动画演示、仿真运动分析，将三维技术融入机械类等课程，从而实现用现代化教学手段达到降低教学成本，提高教学质量的目的。并探索Pro/E在三维动态方面的应用价值，以及Pro/E软件在当今生产加工行业的应用。关键字：变速箱，仿真系统，Pro/E，运动特性分析 ABSTRACTLathe gearbox is important gear on a lathe, in the face of this kind of bodily form bulk
7、y and expensive mechanical and electrical equipment, to study its internal structure, the special traditional way of learning is to use 2 d written information and simple geometric model method of combining the food to interpretation of learners, to make them understand and study the working princip
8、le of variable speed mechanism. By using physical model will be affected by the number of models, environmental factors such as limit, reduce the learning efficiency.This topic research the engine lathe gearbox transmission principle and design method of virtual simulation system, builds a able to d
9、isplay the 3 d simulation of shift gear working principle. Subject is the purpose of using Pro/E 3 d model is set up and model library, virtual assembly, animation, motion characteristics.Key words: Transmission, the simulation system, Pro/E, movement characteristics analysis目 录第一章 绪 论11.1 Pro/E的应用及
10、车床的发展11.1.1 Pro/E在工业中的应用11.1.2 国内外机床发展状况21.2 Pro/ENGINEER软件的简介21.2.1 Pro/ENGINEER的发展历程21.2.3 Pro/ENGINEER主要模块及应用领域41.3本课题主要研究内容6第二章 车床变速箱的概况82.1变速箱组成及特点82.2变速箱的主要传动系统构成82.3主轴箱的主要参数92.4传动系统及传动方案的确定92.5轴在箱体的定位12第三章 变速箱的三维实体建模133.1齿轮参数化建立133.2 齿轮的建模过程353.3 轴的建模过程383.4 变速箱的装配过程433.4.1 轴的装配过程433.4.2 轴之间的
11、定位装配过程443.4.3 传动系统的装配48第四章 仿真运动504.1仿真运动的参数设置504.2模拟仿真运动效果53第五章 全文总结57致 谢58参 考 文 献59毕业设计小结6040第一章 绪 论1.1 Pro/E的应用及车床的发展1.1.1 Pro/E在工业中的应用CAD技术是先进制造技术的重要组成部分，是计算机技术在工程设计、机械制造等领域中最有影响的一项高新应用技术。Pro/E作为CAD软件中的突出代表，在工业生产、产品创新等各个方面有着重要的作用。它使机械产品在设计过程中，产品的性能设计和结构优化设计技术能得到充分的施展，而不仅仅是代替简单而重复的人工劳动。在进行产品设计过程中，
12、产品设计人员可以通过Pro/E的动态仿真技术进行产品的性能分析设计和结构优化设计，并将产品的形体设计已产品性能设计结合起来，对产品个主要部件的动、静态分析和结构形体等的优化。自从美国PTC公司的PRO/E软件自诞生那一天起，就引领机械行业的发展，将一场深刻的变化带进了工业生产的各个方面。其优势在航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等制造业的广泛、深入应用就能得到生动的说明。相关联的据库、参数化设计基于特征的实体型化、以及多兼容的数据接口等，都是PRO/E的最大特点。Pro/E软件作为计算机辅助设计系统中非常重要的一款三维设计软件，它所具有的功能是计
13、算机发挥辅助设计功能、提高设计效率的重要基础。建立在统一基层上的数据库上的特点令数据结构与工程设计结合，使得一件产品的设计能够在各个阶段称为一个完整一体的过程。工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角等特征，可以轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。该软件的多数据的接口可以与多种CAE/CAM软件的的连接应用。1.1.2 国内外机床发展状况目前，机床已发展到数控阶段，80年代是数控机床、数控系统大发展的时代。到80年代末，全世界数控机床（含锻压铣床）的年产量超过10万台。这个发展大潮，方兴未艾。世界著名企业中，数控机床在加
14、工设备中所占的比例明显提高。例如，美国通用电器公司，数控机床已占70%。从1982年起，日本的机床工业产值连年独占鳌头，数控机床产量连续多年处于世界的首位。日本机床的发展反映着世界机床技术发展的趋势。日本数控机床以年均2.88%，的增长率增长，到1990年，数控机床的年产量达6.1万台，机床产值数控化率超过80%，而且主要生产高档数控机床。我国的机床工业是在新中国成立后建立起来的。在半封建半殖民地的旧中国，基本上没有机床制造工业。直至解放前夕，全国只有少数几个机械修配厂生产结构简单的少量机床。1949年，机床年产量仅1500多台。解放后40多年来，我国机床工业获得了高速发展。目前我国已形成了布
15、局比较合理、比较完整的机床工业体系。机床的产量不断上升，机床产品除满足国内建设需要以外，而且有一部分已远销国外。我国已制定了完整的机床系列型谱。生产的机床品种也日趋齐全。现在已经具备了成套装备现代化工厂的能力。目前我国已能生产从小型仪表机床到重型机床的各种机床，也能生产出各种紧密的、高精度自动化的已经高效率的机床和自动线。我国机床工业已经取得了很大的成就，但与世界先进水平相比，还有很大的差距。主要表现在：大部分高精度和超高紧密机床的性能还不能满足要求，精度保持性也较差，特别是高效自动化和数控化机床的产量、技术水平和质量等方面都明显落后。到1990年底，我国数控机床的产量仅是全部机床产量的1.5
16、%，产值数控化比率仅为8.7%。而同期日本机床产值数控化绿为80%，德国为54.2%。我国数控机床基本是中等规格的车窗、铣床和加工中心等。精密、大型、重型或小型数控机床，远远不能满足需要。1.2 Pro/ENGINEER软件的简介1.2.1 Pro/ENGINEER的发展历程1985年，PTC公司成立于美国波士顿，开始参数化建模软件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER诞生了，自面世后以优异的性能获得了众多CAD用户的认可。Pro/ENGINEER经历10余年的发展，技术上逐步成熟，已经成为三维建模软件的领头羊。Pro/ENGNEER作为一种通用工程软件有着极其强大的功能。在现
17、代产品设计中，随着设计手段日趋先进，计算机辅助设计使得产品设计快捷、直观，以往使用的CAD软件以二维软件为主，主要起辅助绘图作用，而随着产品设计的发展需要，越来越多的产品设计已经不再停留在二维的设计领域，正在越来越多的朝着三维的产品设计发展， Pro/Engineer软件采用全参数化造型技术，比较适于零件相对简单，部件结构比较复杂的产品设计。而Pro/ENGINEER与其它CAD软件相比，有着很大的优越性：Pro/ENGINEER可以实现三维造型的随意性和方向性，可进行模拟装配和有机的可行性分析，从而缩短设计周期，降低生产成本。PTC公司以每年推出一个新版本的速度不断改进软件的不足之处并引入现
18、先进的设计理念。在Pro/ENGINEER的Wildfire系列推出之前，最近的几个版本是Pro/ENGINEERR20、Pro/ENGINEER2000i、Pro/ENGINEER2000i2和Pro/ENGINEER2001。每个版本都有代表性的先进设计思想。2003年，PTC推出了Wildfire版，全面改进了软件的用户界面，对个设计模块重新进行功能组合，进一步完善了部分设计功能，是软件的界面更友好，使用更方便，设计能力更强大。两年后PTC公司推出了Pro/ENGINEER Wildfire 2.0。2006年4月，Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 正式推出。2007年
19、7月，Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 面世。现在Pro/ENGINEER Wildfire 5.0已经进入应用领域。PTC的系列软件包括了在工业设计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等。Pro/ENGINEER还提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境。下面就Pro/ENGINEER的主要特性进行分析。 主要特性： 全相关性：Pro/ENGINEER的所有模块都是全相关的。这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸，以及制造数据。全相关性鼓励
20、在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用。 基于特征的参数化造型：Pro/ENGINEER使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易的进行修改。例如：设计特征有弧、圆角、倒角等等，它们对工程人员来说是很熟悉的，因而易于使用。 装配、加工、制造以及其它学科都使用这些领域独特的特征。通过给这些特征设置参数（不但包括几何尺寸，还包括非几何属性），然后修改参数很容易的进行多次设计叠代，实现产品开发。数据管理：加速投放市场，需要在较短的时间内开发更多的产品。为了实现这种效率，必须
21、允许多个学科的工程师同时对同一产品进行开发。数据管理模块的开发研制，正是专门用于管理并行工程中同时进行的各项工作，由于使用了Pro/ENGINEER独特的全相关性功能，因而使之成为可能。 装配管理：Pro/ENGINEER的基本结构能够使您利用一些直观的命令，例如【啮合】、【插入】、【对齐】等很容易的把零件装配起来，同时保持设计意图。高级的功能支持大型复杂装配体的构造和管理，这些装配体中零件的数量不受限制。 易于使用：菜单以直观的方式联级出现，提供了逻辑选项和预先选取的最普通选项，同时还提供了简短的菜单描述和完整的在线帮助，这种形式使得容易学习和使用。1.2.3 Pro/ENGINEER主要模
22、块及应用领域PRO/ENGINEER软件包的产品开发环境在支持并进行工作时通过一系列完全相关的模块表述产品的外形、装配及其他功能。PRO/E能够让多个部门同时致力于单一的产品模型。包括对大型项目的装配体管理、功能仿真、制造、数据管理等。其中PRO/E V2000i更增加了行为建模技术使其成为把梦想变为现实的杰出工具。 1.工业设计(CAID)模块 工业设计模块主要用于对产品进行几何设计以前在零件未制造出时是无法观看零件形状的只能通过二维平面图进行想象。现在用3DS可以生成实体模型但用3DS生成的模型在工程实际中是中看不中用。用PRO/E生成的实体建模不仅中看而且相当管用。事实上PRO/E后阶段
23、的各个工作数据的产生都要依赖于实体建模所生成的数据。 包括PRO/3DPAINT(3D建模)、PRO/ANIMATE(动画模拟)、PRO/DESIGNER(概念设计)、PRO/NETWORKANIMATOR(网络动画合成) 、PRO/PERSPECTA-SKETCH(图片转三维模型)、PRO/PHOTORENDER(图片渲染)几个子模块。 2.机械设计(CAD)模块 机械设计模块是一个高效的三维机械设计工具它可绘制任意复杂形状的零件。在实际中存在大量形状不规则的物体表面。随着人们生活水平的提高对曲面产品的需求将会大大增加。用PRO/E生成曲面仅需2步3步*作。PRO/E生成曲面的方法有拉伸、旋
24、转、放样、扫掠、网格、点阵等。由于生成曲面的方法较多因此PRO/E可以迅速建立任何复杂曲面。它既能作为高性能系统独立使用又能与其它实体建模模块结合起来使用它支持GB、ANSI、ISO和JIS等标准。3.功能仿真(CAE)模块 功能仿真(CAE)模块主要进行有限元分析。我们中国有句古话画虎画皮难画骨知人知面不知心。主要是讲事物内在特征很难把握。机械零件的内部变化情况是难以知晓的。有限元仿真使我们有了一双慧眼能看到零件内部的受力状态。利用该功能在满足零件受力要求的基础上便可充分优化零件的设计。著名的可口可乐公司利用有限元仿真分析其饮料瓶结果使瓶体质量减轻了近20%而其功能丝毫不受影响仅此一项就取得
25、了极大的经济效益。 4.制造(CAM)模块 在机械行业中用到的CAM制造模块中的功能是NC Machining(数控加工)。功能就PRO/ES的数控模块包括PRO/CASTING(铸造模具设计)、PRO/MFG(电加工)、PRO/MOLDESIGN(塑料模具设计)、PRO/NC-CHECK(NC仿真)、PRO/NCPOST(CNC程序生成)、PRO/SHEETMETAL(钣金设计)。 5.数据管理(PDM)模块 PRO/E的数据管理模块就像一位保健医生，它在计算机上对产品性能进行测试仿真找出造成产品各种故障的原因帮助你对症下药排除产品故障改进产品设计。它就像PRO/E家庭的一个大管家将触角伸到
26、每一个任务模块。并自动跟踪你创建的数据这些数据包括你存贮在模型文件或库中零件的数据。这个管家通过一定的机制保证了所有数据的安全及存取方便。 它包括PRO/PDM(数据管理)、PRO/REVIEW(模型图纸评估)。6.数据交换(Geometry Translator)模块 在实际中还存在一些别的CAD系统如UG、EUCLID、CIMATRTON、MDT等。由于它们门户有别所以自己的数据都难以被对方所识别。但在实际工作中往往需要接受别的CAD数据。这时几何数据交换模块就会发挥作用。PRO/E中几何数据交换模块有好几个。如PRO/CAT(PRO/E和CATIA的数据交换)、PRO/CDT(二维工程图
27、接口)、PRO/DATA FOR PDGS(PRO/E和福特汽车设计软件的接口)、PRO/DEVELOP(PRO/E软件开发)、PRO/DRAW(二维数据库数据输入)、PRO/INTERFACE(工业标准数据交换格式扩充)、PRO/INTERFACE FOR STEP(STEP/ISO10303数据和PRO/E交换)、PRO/LEGACY(线架/曲面维护) PRO/LIBRARYACCESS(PRO/E模型数据库进入)、PRO/POLT(HPGL/POSTSCRIPTA数据输出)。 Pro/ENGINEER软件提供了目前所能达到的最全面、集成最紧密的产品开发环境：PTC的系列软件包括了在工业设
28、计和机械设计等方面的多项功能，还包括对大型装配体的管理、功能仿真、制造、产品数据管理等等，它已广泛应用于电子，机械，模具，汽车，航天，家电等各行业。在工业产品的设计过程中应用最为广泛。Pro/ENGINEER作为高端的三维设计软件，应用布局、骨架及参照关系等进行大型复杂机械产品的Top-Down设计，可以建立有效的产品数字化模型，尤其是在设计变更、系列化产品或者数据借用时，您会有深刻的体。Pro/E软件会通过自动生成相关的机械模具设计、装配指令和机床代码也能在大程度提高生产效率，Pro/ENGINEER软件能够仿真和分析虚拟样机及优化设计，无需制造昂贵的实物样机，即可以虚拟方式模拟实际的作用力
29、和运动情况，并分析机械产品在这些情况下的可能出现的问题。在设计阶段中及早洞察产品性能，从而改进产品性能，设计更好的产品。同时节省时间和成本。另外Pro/ENGINEER软件支持与多种CAD工具（包括相关数据交换）和业界标准数据格式兼容利用，与PTC的其他产品一起能形成团队成员之间有效地共享数字化产品数据环境，基于产品研发体系，优化数字化产品价值链，改善企业业务流程。1.3本课题主要研究内容本课题应用Pro/E软件完成各轴、齿轮、键的三维实体建模、结构参数化设计，在完成各个零部件的绘制后，开始装配轴和齿轮，装配完成后，进行仿真。目的是通过对普通车床变速箱的设计仿真，了解一般产品设计的基本过程。探
30、索Pro/E在三维动态方面的应用价值，以及Pro/E软件在当今工业生产中的应用价值。长远的观点看，三维CAD技术必然会替代二维绘图。随着计算机性能的提高，CAD三维技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。正确把握CAD三维技术的发展趋势，对我国机械行业的企业正确的规划自身设计系统，有着深远的意义。以下阐述了本论文每章节的第1章：绪论，阐述了本课题研究的意义及其相关文献综述，并对相关的研究内容和研究方法进行了阐述；第2章：车床变速箱的概况，主要对车床CA6140的结构进行分析，以及主轴参数的选定；第3章：变速箱的三维实体建模，阐述了变速箱主要零件的建模过程以及装配过程；第4章：变速箱的仿真
31、运动，设置运动仿真的参数将其运动效果表示出来。第二章 车床变速箱的概况2.1变速箱组成及特点因为CA6140型卧式车床为典型机床，故本次设计选用CA6140进行介绍与分析，以掌握卧式车床的性能、传动原理、结构及分析方法 。进而推广和应用于其他各类的机床分析。在主轴箱中有卸荷带轮装置、摩擦离合器、制动器及操纵机构、主轴部件、主轴变速操纵机构等。（1）卸荷带轮装置 带轮传动中产生的拉力，通过轴承、法兰盘传给主轴箱，这种结构称为卸荷带轮装置。（2）摩擦离合器 主轴箱内的双向机械多片式摩擦离合器，它具有左、右两组由若干内、外摩擦片交叠组成的摩擦片组。（3）制动器及操纵机构 制动装置的功用是在车床停机过
32、程中，克服主工件的精度和表面粗糙度，在很大程度上决定于主轴部件的刚度和回转精度。（5）主轴变速操纵机构 该机构主要用来控制箱内一根轴上的双联滑移齿轮和另一根轴上的三联滑移齿轮。2.2变速箱的主要传动系统构成CA6140型卧式车床主运动，是由主电动机经三角皮带传至主轴箱中的轴I，轴I上装有一个双向多片式摩擦离合器M1，用以控制主轴的启动停止和换向。轴I的运动经离合器M1和轴IIIII间变速齿轮传至轴III，然后分两路传递给主轴，如下图2-1变速箱的传动系统图所示。（1）高速传动路线 主轴VI上的滑移齿轮Z50处于左边位置，运动经齿轮副直接传给主轴。（2）中低速传动路线 主轴VI上的滑移齿轮Z50
33、处于右边位置，且使齿式离合器M2接合，运动经轴III-IV-V间的背轮机构和齿轮副传给主轴。图2-1 变速箱的传动系统图2.3主轴箱的主要参数工件最大回转直径：400mm工件最大长度（四种规格）：1000mm主轴孔径：48mm主轴前端孔锥度：400mm主轴转速范围：正转：101400r/min;反转：141580r/min加工螺纹范围：1192mm/ 224牙/英寸 模数：0.2548mm 纵向进给量范围：0.1mm，横向进给量：0.05mm刀架快速移动速度：4m/min主电机：功率：7.5千瓦；转速：1450r/min快速电机：功率：370瓦；转速：2600r/min冷却泵：功率：90瓦；流
34、量：25L/min2.4传动系统及传动方案的确定1.确定极限转速已知主轴最低转速n为10mm/s,最高转速n为1400mm/s，转速调整范围为Rn=nmax/nmin=1402.确定公比选定主轴转速数列的公比为1.263.求出主轴转速级数Zll2=dd1/2ll1=ll2/2ll3=(dd0-dd1)/4+dd1/2dd2=(dd0-dd1)/5（2）在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单内单击 【插入】 【拉伸】，弹出【拉伸】定义操控面板，在面板内单击 【放置】 【定义】，弹出【草绘】定义对话框；（3）选择齿轮一端面作为草绘平面，如图3-33所示。选取【RIGHT】面作为参考平面，参考方向为向
35、【顶】。单击【草绘】进入草绘环境； 图3-33【草绘】对话框 图3-32完成后的轮齿（4）绘制如图3-34所示的二维草图，草图为一个直径任意的圆。在工具栏内单击 【工具】 【关系】，系统弹出【关系】对话框，将圆直径的尺寸代号添加到关系式，关系式如下：sd0=dd0图3-34绘制二维草图（5）在【关系】对话框内单击【确定】，完成对圆直径的参数化驱动。在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制；（6）在【拉伸】定义操控面板内单击选取【实体】按钮、【拉伸到指定深度】按钮，在拉伸深度文本框内输入拉伸深度值为bb0，如图3-35所示。回车后系统提示是否添加关系式，单击 【是】。单击按钮完成凹槽特征的创建；图3-
36、35【拉伸】定义面板（7）镜像凹槽特征。在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜上单击 【插入】 【模型基准】 【平面】，系统弹出【基准平面】对话框；（8）在绘图区单击选取【FRONT】面作为参考平面，在偏移距离文本框内输入偏距为b/2,回车后系统提示是否添加关系式，单击 【是】。单击【确定】，完成基准平面【DTM2】的创建；图3-36【基准平面】对话框（9）单击选取刚刚创建的凹槽特征，在在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单上单击 【编辑】 【镜像】，系统弹出【镜像】特征定义操控面板，如图3-37所示；图3-37【镜像】特征定义面板（10）单击选取齿轮的中间面【DTM2】面作为镜像平面，在【镜像】特
37、征定义操控面板内单击按钮，完成镜像特征的创建。9创建轴孔特征 （1）在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单内单击 【插入】 【拉伸】，弹出【拉伸】定义操控面板，在面板内单击 【放置】 【定义】，弹出【草绘】定义对话框；（2）在【草绘】对话框内单击按钮，进入草绘环境； （3）绘制如图3-38所示的二维草图，在主菜单上依次单击 【工具】 【关系】，系统弹出【关系】对话框，输入圆的尺寸代号的关系式：sd0=dd1在【关系】对话框内单击【确定】，在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制；图3-38绘制二维草图（4）在【拉伸】定义操控面板内单击选取【实体】按钮、【通孔】按钮以及【去除材料】按钮，如图3-39所示
38、。单击按钮，完成轴孔的创建；图3-39【拉伸】定义面板3.2 齿轮的建模过程（1）在3.1中我们所设的参数可以根据下列图表给的数据来建立齿轮模型，如下图3-40和3-41；图3-40 变速箱的传动系统构图图3-41 齿轮参数一览表(2) 我们选择图4-40中的齿轮5作为参考，分别在图3-41中找到各参数（为z=38，m=2.25，b=12）；图3-42 参数化修改 （3）点开【工具】、【参数】，在里面分别修改z、m、b的变量值，如图3-42； （4）点击【确定】，在【再生】如右图，于是会生成当前你需要齿轮模型如图3-43；图3-43 齿轮模型（5）重复上述步骤，变速箱内的齿轮均可完成；（6）在
39、这里列举一些齿轮，如图3-44齿轮模型所示。 图3-44齿轮模型3.3 轴的建模过程1.利用旋转工具制作台阶轴实体(1)单击图形窗口右侧特征工具栏上的【旋转】按钮，打开旋转工具操控板上的【草绘】按钮；（2）在【草绘】对话框内，选择【TOP】面作为草绘平面，其余接受默认设置，进入草绘模式，如下图3-44草绘设置所示；3-44草绘设置（3）绘制剖面，如图3-45旋转剖面所示，单击草绘器上的【完成】选项，退出草绘界面；3-45旋转剖面（4）接受旋转工具操控板上的默认选项；（5）单击【确认】按钮，生成旋转特征，如图3-46轴的旋转特征所示。图3-46轴的旋转特征2.建立基准平面（1）单击图形窗口右侧基
40、准工具栏内的【基准平面】按钮；（2）在基准平面对话框内，选择FRONT面作为参考，将平移量修改为40，单击【确定】，生成基准平面，如图3-47基准面设置所示。3-47基准面设置3.利用拉伸工具切割键槽（1）单击【拉伸】工具，打开拉伸工具操控板，单击操控板上的【草绘】按钮；（2）在剖面对话框内，选择刚刚创建的基准平面作为草绘平面。接受其余默认设置，单击【草绘】按钮，进入草绘模式，如下图3-48草绘设置所示；3-48草绘设置(3)绘制剖面，如图3-49草绘剖面所示。单击草绘器中的【完成】选项，退出草绘模式；3-49草绘剖面（4）在拉伸工具操控板中，将一侧深度设置为穿透。单击移除材料按钮，如图3-5
41、0拉伸设置所示；图3-50拉伸设置（5）单击【确认】按钮，生成剪切特征，如图3-51键槽所示；图3-51键槽（6）重复步骤1、2、3，我们会得到变速箱内的所有轴，如下列举图3-52所示轴的三维建模所示； 图3-52轴的三维建模3.4 变速箱的装配过程3.4.1 轴的装配过程1.进入pro/e的装配界面，并用缺省将主轴完成其放置；（1） 单击【文件】【新建】【组件】，生成装配界面，如图3-53装配界面所示；图3-53 装配界面（2）选择轴并单击打开按钮；（3）在操控板上的约束列表中选择约束类型为缺省，图3-54拉伸设置所示；图4-54拉伸设置（4）单击完成按钮得到如图3-55所示的轴的立体图所示
42、。图3-55轴的立体图2、使用【装配】工具装入齿轮，并调整到合适的位置。（1）单击右工具箱中的装配工具；（2）选择要装配的齿轮；（3）定义插入和匹配约束完成齿轮的装配，如图3-56轴的装配所示；图3-56轴的装配（4）用相同的方法可以完成所有轴的建立。3.4.2 轴之间的定位装配过程1.基准轴的建立（1）单击【文件】【新建】【组件】，生成装配界面；（2）单击【基准轴】设置与各基准面的距离，如图3-57基准轴的设置；图3-57基准轴的设置（3）单击【确定】生成如下图3-58基准轴视图；图3-58基准轴视图（4）根据第二章各轴安装位置图确定各轴的空间位置，重复2、3步骤，即可生成下列图3-59基准
43、轴视图；图3-59基准轴视图2.基准面的建立（1）首先我们确定一组齿轮的啮合为-51/43-22/58-50/50-20/80-26/58-；（2）单击【平面】，设置与主平面的距离，如下图3-60基准面设置所示；图3-60基准面设置（3）重复步骤2完成所有基准面的建立，如下图3-61基准面视图所示；西北工业大学明德学院本科毕业设计论文图3-61基准面视图3.4.3 传动系统的装配1单击【装配】选择要安装的轴，在连接方式中点击【销钉】，【设置】中选择对齐方式为轴的中心线与其基准轴对应，齿轮的表面与基准面对应，如下图3-62装配设置所示；图3-62装配设置2.单击【确定】即可生成如下图3-63装配
44、视图所示； 图3-63装配视图3.重复步骤1和2即可生成所有轴的装配，如下图3-64变速箱的装配所示；图3-64变速箱的装配第四章 仿真运动4.1仿真运动的参数设置1.打开上一节装配好的轴零件图。单击菜单命令【应用程序】【机构】，系统会自动切换到机构设计操作界面，如图4-1机构界面所示；图4-1机构界面2.在第三章中装配好的齿轮中我们发现齿轮有干涉现象，所以在这里我们利用凸轮的功能将它正确啮合。单击【凸轮】，勾选【自动选择】，点击齿轮的齿面完成一对齿轮的啮合，如图4-2凸轮的设定所示；图4-2凸轮的设定3.重复步骤2完成所有的齿轮正确啮合；4.将传动轴的齿轮设置为主齿轮，单击【齿轮】，弹出对话
45、框，将齿轮选择完成后分别设置节圆的大小为114.75和96.75，如图4-3齿轮副的设置所示； 图4-3齿轮副的设置5.单击菜单命令【插入】【伺服电动机】（或在窗口右侧的工具栏里单击【定义伺服电机】按钮），系统会自动弹出【伺服电动机定义】对画框，如图4-4电动机定义界面所示；图4-4电动机定义界面6.如果选择旋转轴相反的方向，单击【伺服电动机定义】对话框里的【反向】按钮，即可更改方向；7.切换到【轮廓】选项卡，将其中的参数设置为如图4-5中所示，然后单击底部的【确定】按钮，关闭【伺服电动机定义】对话框，确定伺服电动机的设置。（图4-6中所示的螺旋线标识为系统默认的伺服电机符号）。图4-5参数设置图4-6伺服电动机标识4.2模拟仿真运动效果伺服电机设置好后，就可以模拟仿真运动效果了，这里还需要对个别参数进行设置，具体操作步骤如下所示：1.单击菜单命令【分析】【机构分析】（或在窗口右侧的工具栏里单【定义分析】按钮），系统自动弹出分析对话框，如图4-7分析定义所示；图4-7分析定义2.设置【分析定义】对话框里的参数，如图4-7所示；3.切换到【电动机】选项卡，确认电动机以添加，如图4-8所示。然分析定义参数设置后单击底部的【运行】按钮，检测运行状况，无误后关闭【分析定义】对话框；图4-8分析定义参数设置4.单击菜单命令【分析】【回放】（或单击窗口右侧工具