减速器cad cae cam.docx

1、减速器cad cae cam 成绩： CAD/CAM/CAE设计实践课程设计 课 程： CAD/CAM/CAE设计实践 学 期： 教 师： 时 间： 姓 名： 学 号： 年级、专业： 西南交通大学峨眉校区机械工程系单级直齿圆柱齿轮减速器的CAD/CAM/CAE设计1、圆柱齿轮减速器简介圆柱齿轮减速器，是一种动力传达机构，其利用齿轮的速度转换器，将电机的回转数减速到所要的回转数，并得到较大转矩的装置。圆柱齿轮减速机是一种相对精密的机械，使用它的目的是降低转速，增加转矩。圆柱齿轮减速器的齿轮采用渗碳、淬火、磨齿加工，承载能力高、噪声低；主要用于带式输送机及各种运输机械，也可用于其它通用机械的传动机

2、构中。它具有承载能力高、寿命长、体积小、效率高、重量轻等优点，用于输入轴与输出轴呈垂直方向布置的传动装置中。圆柱齿轮减速器广泛应用于冶金、矿山、起重、运输、水泥、建筑、化工、纺织、印染、制药等领域。 齿轮减速器被广泛应用于各类机械产品和装备中，因此，研究提高其承载能力，延长其使用寿命，减小其体积和质量等问题，具有重要的经济意义。对减速器进行优化设计，选择其最佳参数是提高承载能力，减轻重量和降低成本等各项指标的一种重要途径。减速器设计与制造技术的发展，在一定程度上标志着一个国家的工业水平，因此开拓和发展减速器技术在我国有广阔的前景。一项机械产品设计，一般需要经过调查分析、方案拟定、技术设计、零件

3、工作图绘制等环节。传统设计方法通常在调查分析的基础上，参照同类产品通过估算、经验类比或试验来确定初始设计方案。在传统的机械设计过程中，一般要经过设计试制改进等多次循环，很多关键零件均为经验设计，其过程就是人工试凑与定性分析比较的过程，主要的工作是性能的重复分析，至于每次参数的修改，仅仅凭借经验或直观判断，并不是根据某种理论精确计算出来的，一直没给出系统的准确的设计，即使产品定型，也存在设计上的问题。由于产品设计质量要求日益提高和设计周期日益缩短，传统设计已不能适应工业发展的需要。作为产品开发和更新的第一关是如何极大地缩短设计周期、提高设计质量和降低设计成本已成为企业生存的生命线，从而引起广大企

4、业和设计师的高度重视。特别是CAD/CAM 以及CIMS（计算机集成制造系统）的发展，使优化设计成为当代不可缺少的技术和环节。2、单级圆柱齿轮减速器的装配2.1低速轴装配1、通过约束安装键 2、安装轴承、定距环 图 2.1 图2.2 3、安装大齿轮 图 2.32.2 箱体装配1、将轴装上机座 2、装大通盖、小封盖 图 2.4 图 2.53、装小通盖、大封盖 4、装箱盖 图 2.5 图 2.6 5、装窥视孔盖 图2.7 2.3总装配图、爆炸图 图2.8图 2.9 3、窥视孔盖加工工艺窥视孔主要用于检查传动零件的啮合情况、润滑状况、接触斑点、齿侧间隙、轮齿损坏情况，并向减速器箱体内注入润滑油，应在

5、箱盖顶部的适当位置设置窥视（检查孔），由窥视孔可直接观察到齿轮啮合部位。窥视孔应有足够的大小，允许手伸入箱体内检查齿面磨损情况。机体上开窥视孔处应设置凸台，以便机械加工出支承盖板的表面并用垫片加强密封，盖板常用钢板或铸铁制成，平时检查孔用孔盖盖住。 图 3.1窥视孔盖尺寸：长100mm，宽65mm，厚6mm，中间大孔直径12mm,4个小孔直径6.5mm。对这个零件拟采用铣削、钻孔等加工工序进行加工。加工工艺过程如表1所示，加工工序如表2。 4、窥视孔盖的CAM过程CAM是将计算机应用于制造生产过程的过程或系统。常用来进行CAM的软件是master-cam软件。master-cam是美国CNC

6、Software Inc.公司开发的基于PC平台的CAD/CAM软件。它集二维绘图、三维实体造型、曲面设计、体素拼合、数控编程、刀具路径模拟及真实感模拟等多功能于一身，是经济有效的全方位软件系统。目前master-cam软件已被广泛的应用于通用机械、航空、船舶、军工等行业的设计与NC加工等领域。本设计以CAM模拟加工窥视孔盖，以验证上诉工艺过程。下面具体说明该零件的CAM过程以及加工参数的含义。1、铣削加工外轮廓（1）将系统坐标进行显示，以便了解打开的文件相对于系统坐标系的位置。 图4.1（2）选择机床，这里选择默认铣床。在操作管理器里进行材料设置，X，Y，Z方向尺寸分别设置为120mm，85

7、mm，10mm这是待加工的坯料。图4.2 （3）在刀具路径中选择外形铣削，选择刀具。 图 4.3（4）切削参数中、设置最大粗切进给粮3.0mm，精修量0.5mm 共同参数中设置参考高度为25mm，进给下刀位置为10mm，深度为-10mm。图 4.4 （6）进行实体加工模拟。加工路径的模拟结果如图4.5图 4.52、钻孔加工（1）选取钻孔点。一次选取三个圆的圆心作为孔加工的中心点。 图 4.63、选择刀具。这里选择直径为6.5mm的麻花钻作为钻孔所用的刀具，设置进给速率和主轴转速。图 4.7 （3）打开共同参数选项卡，设置参考高度为3.0，工作表面为0.0，深度为-10.0。如图4.8图 4.8

8、 (4)进行模拟加工，结果如图4.9。图 4.9（5）中心孔依旧用上诉方法加工图 4.10（6）结合以上步骤模拟加工如图4.11图 4.11（7）输出加工过程的NC程序。CAM 过程能自动生成NC程序，大大减轻了编程人员的工作量，提高了加工精度。下面截取程序的前10句，结合以前学过的数控加工的知识，来具体解释下各行程序的含义。O0000N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 （程序的初始化）N104 T219 M6 （换229号刀具）N106 G0 G90 G54 X-25. Y22.5 A0. S1909 M3 （建立加工坐标系，主轴顺时针转动）N108 G43 H219 Z

9、25. （建立刀具长度补偿）N110 Z10. （下刀到深度，绝对坐标系）N112 G1 Z-2.375 F190.9 （加工直线外轮廓）N114 X-15. F381.8 （直线插补终点）N116 G3 X-5. Y32.5 I0. J10. （逆时针圆弧插补）N118 G1 Y50. （直线插补）N120 G2 X15. Y70. I20. J0. （顺时针圆弧插补）3、低速轴的CAE过程利用ug集成的CAE模块对低速轴进行ANSYS分析1、定义参数选择45号钢(steel）,密度7890kg/m3,泊松比0.269，杨氏模量209000GP.2、施加扭矩两键槽所在圆柱面施加反向扭矩T=

10、图 5.13、固定端约束 在轴大端面施加固定端约束图 5.24、划分网格使用3D四面体网格，大小选择10 图 5.35、结果分析位移结果如图3.4所示最大位移为0.182mm，最小为0mm 图 5.4应变如图5.5所示最大应力为102MPa在小端轴肩处,最小应力为0.18MPa在大端轴肩处。危险截面在小端轴肩处。图 5.56、结论近几年来，CAD/CAM/CAE设技术在产品的开发设计方面发展很快，应用范围日益扩大。采用CAD/CAM/CAE技术是产品研发、生产革新化的措施，是计算机辅助设计自诞生以来机械产品发展的一个显著特点。从CAD/CAE/CAM一体化的角度来说，其特点是集成化、三维化、智

11、能化和网络化，能够让用户在统一的环境中实现CAD/CAE/CAM协同作业，以便充分发挥各单元的优势和功效。通过该小型压力机机构的设计，缩短了产品设计周期，降低了设计成本，设计数据能有效地共享和充分地利用，设计阶段就可以清楚地掌握其加工方式和力学性能，使产品设计与制造工艺的制定更加的合理化，节省了时间，提高了生产率，提高了产品的质量和可靠性，大大增强了产品的市场竞争能力。7、参考文献1、林波.计算机辅助设计与制造.全国第四届CAD/CAM学术报告会论文集M.机械工业出版社.19962、戴同.CAD/CAPP/CAM基本教程M.机械工业出版社.20073、任仲贵.CAD/CAM原理M.清华大学出版社.20024、海锦涛.先进制造技术M.机械工业出版社.20065、张瑞萍，孙晓红.UG NX 6.0中文版标准教程.清华大学出版社.2010