基于Pro/E的減速器設(shè)計(jì)與裝配

王磊

（牡丹江市林海石油打撈工具有限公司，黑龍江 牡丹江 157000）

基于Pro/E的減速器設(shè)計(jì)與裝配

王磊

（牡丹江市林海石油打撈工具有限公司，黑龍江 牡丹江 157000）

Pro/E軟件以其優(yōu)秀的三維造型功能、強(qiáng)大的參數(shù)式設(shè)計(jì)和統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫管理的特點(diǎn)，成為目前國內(nèi)外機(jī)械制造業(yè)中應(yīng)用最廣泛的CAD/CAM軟件之一。該軟件在減速器零部件的三維實(shí)體建模和虛擬裝配中有著重要的應(yīng)用。

Pro/E；減速器；設(shè)計(jì)與裝配

減速器在各行各業(yè)中廣泛地使用著，是一種不可缺少的機(jī)械傳動(dòng)裝置。當(dāng)前減速器普遍存在著體積大、重量大，或者傳動(dòng)比大而機(jī)械效率過低的問題。減速器是重要的機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備，它主要用于動(dòng)力的傳遞和變換，是最常見的機(jī)械產(chǎn)品之一。減速中包括了許多典型的機(jī)械零件，如箱體、齒輪、傳動(dòng)軸和軸承等。這些機(jī)械零件的設(shè)計(jì)各有特點(diǎn)，需要綜合運(yùn)用各種實(shí)體造型設(shè)計(jì)方法。而Pro/E所具有的強(qiáng)大機(jī)械功能，能夠較好地完成這些零件的設(shè)計(jì)造型工作。減速器的設(shè)計(jì)中，涉及到箱體類零件的創(chuàng)建方法、齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法、軸承的裝配方法、大型組件的裝配方法、裝配時(shí)各個(gè)元件間的體積干涉檢驗(yàn)方法等，基本涵蓋了機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的全過程。本設(shè)計(jì)主要是以Pro/E軟件為設(shè)計(jì)平臺(tái)，以軟件中的基本特征創(chuàng)建為主線，實(shí)現(xiàn)減速器在Pro/E軟件中的三維造型設(shè)計(jì)、虛擬裝配等，以下介紹零件的三維建模和裝配過程。

1 漸開線齒輪的三維實(shí)體建模

齒輪軸的三維實(shí)體建模主要利用如表1、表2所示參數(shù)，通過【旋轉(zhuǎn)】、【拉伸】、【圓周陣列】、【倒角】、【切除】操作完成。在這個(gè)過程中最難的就是齒廓的畫法，在繪制過程中，相關(guān)的圓周半徑都要與齒數(shù)、模數(shù)等相關(guān)，實(shí)現(xiàn)漸開線齒輪的三維實(shí)體建模。

表1 二級(jí)減速器各級(jí)齒輪參數(shù)

表2 二級(jí)減速器各齒輪的尺寸數(shù)據(jù)

2 箱蓋與箱座的三維實(shí)體建模

Pro/E技術(shù)可以方便快捷的實(shí)現(xiàn)建立基于零件或子裝配體的三維模型設(shè)計(jì)和裝配，并且提供了豐富的約束條件可以滿足工程實(shí)踐的要求。建立三維模型在裝配體環(huán)境下可以很好棣對(duì)零件進(jìn)行編輯和修改，在生產(chǎn)實(shí)際中便捷的把立體圖轉(zhuǎn)換為工程圖，在生產(chǎn)應(yīng)用中充分利用Pro/E軟件進(jìn)行幾何造型設(shè)計(jì)，進(jìn)一步利用數(shù)控加工設(shè)備進(jìn)行技術(shù)加工，可以顯著提高減速器的設(shè)計(jì)制造精密、設(shè)計(jì)制造質(zhì)量、設(shè)計(jì)制造效率，從而縮短產(chǎn)品更新?lián)Q代生產(chǎn)的整個(gè)周期。

箱蓋、箱座的三維建模通過【旋轉(zhuǎn)】、【拉伸切除】、【圓周陣列】、【拉伸】、【圓周陣列】、【筋板】、【倒角】完成，如圖1、圖2所示。

圖1 箱座

圖2 箱蓋

3 利用Pro/E進(jìn)行減速器零件的虛擬裝配及爆炸視圖

Pro/E的基本結(jié)構(gòu)能夠使利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對(duì)齊”等很容易的就把零件裝配起來，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。Pro/E整個(gè)系統(tǒng)建立在統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫上，具有完整而統(tǒng)一的模型。該軟件具有強(qiáng)大的裝配功能，始終能夠保持設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)意圖。利用Pro/E進(jìn)行減速器的三維實(shí)體建模和虛擬裝配，界面簡(jiǎn)單、容易操作，可以極大地提高設(shè)計(jì)效率。

減速器的裝配主要通過【插入】、【對(duì)齊】、【匹配】等約束來實(shí)現(xiàn)。分步驟導(dǎo)入各零件進(jìn)行裝配，過程圖、最終結(jié)果和爆炸視圖如圖3所示。

圖3 爆炸視圖

4 結(jié)語

通過認(rèn)真分析設(shè)計(jì)要求，開始著手對(duì)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，主要是各級(jí)傳動(dòng)齒輪、軸、軸承、鍵、箱體等設(shè)計(jì)計(jì)算，并且對(duì)齒輪、軸、鍵等一些重要零件的強(qiáng)度進(jìn)行了校核。隨后根據(jù)計(jì)算出來的尺寸開始手工畫草圖，草圖繪制完成后，再利用Pro/E計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件進(jìn)行齒輪繪制及造型、軸的繪制及造型、各個(gè)零部件的繪制造型、箱體的設(shè)計(jì)造型，并裝配成一臺(tái)二級(jí)圓柱直齒輪減速器，至此設(shè)計(jì)造型過程順利完成。

王磊（1986-），男，主要研究方向：數(shù)控加工。