学生毕业论文（设计）
毕业论文（设计）
论文题目：齿轮参数化设计及结构分析
【英文】：Gear Parametric Design and Structural Analysis
院系：机电与建筑工程学院
专业：模具设计与制造
摘要
锥齿轮广泛应用于航空、航天和工程机械传动系统中，具有传动平稳，承载能力强等优点，有着非常广泛的应用前景。但其结构复杂，设计计算困难。
为了满足 CAD/CAE/CAM的需要，实现锥齿轮三维参数化建模为后续工作奠定基础，具有非常重要的现实意义。
本论文以三维软件Proe为开发平台，深入掌握Proe的参数化建模，实现锥齿轮三维参数化造型。
首先，从建立平面渐开线数学模型入手，建立锥齿轮，并实现三维参数化造型。
其次，在研究锥齿轮啮合原理的基础上，建立了渐开线的数学模型和锥齿轮的数学模型，实现了渐开线的参数化建模，完成了锥齿轮的三维参数化建模。
该系统的实现，大大减少了设计人员的繁重工作，提高了设计效率，缩短了设计周期，为锥齿轮计算机辅助分析、辅助制造提供可能，同时本设计方法的提出对其他类型齿轮造型有一定的指导借鉴意义。
关键词:锥齿轮;渐开线;参数化造型;Proe
Abstract
Bevel gear widely used in aviation, aerospace and mechanical engineering in the transmission system, with a smooth drive，carrying capacity，and other advantages, has a very wide range of applications.But its complex structure, design calculations difficult.
In order to meet the CAD / CAE/CAM needs and bevel gearthree-dimensional modeling parameters for the follow-up to lay the foundation for a very important practical significance.
This paper to three-dimensional software development platform for the Proe, Proe-depth grasp of the parameters of modeling, three-dimensional realization of bevel gear parametric modeling
First of all, from the establishment of a plane gradually start line model, the establishment of bevel gear, and to achieve three-dimensional modeling parameters.
Secondly, the study bevel gears meshing on the basis of principle, the establishment of the involute line mathematical models and bevel gear model has gradually opened the parameters of the model line, completed the bevel gear parameters of the three-dimensional modeling.
Implementation of the system, greatly reducing the design of the heavy work to improve the design efficiency and shortened the design cycle, bevel gear for computer-aided analysis, aided manufacturing may provide, at the same time the design of other types of gear to have a certain shape Reference guide.
Key words: bevel gear; involute; Parametric Modeling; Proe
目录
中文摘要…………………………………………………………………………
英文摘要…………………………………………………………………………
目录…………………………………………………………………………
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第一章绪论……………………………………………………………………
1.1课题背景…………………………………………………………………
1.1.1 课题的研究背景…………………………………………………
1.1.2 参数化与特征建模理论及其齿轮CAD系统的发展概况………
1.2意义和研究内容及方法…………………………………………………
1.2.1 课题研究的意义…………………………………………………
1.2.2 课题研究的内容…………………………………………………
第二章 Proe软件的介绍…………………………………………………………
2.1Proe软件概述……………………………………………………………
2.1.1 Proe软件的技术特点……………………………………………
2.1.2 Proe主要功能模块………………………………………………
第三章参数化特征造型技术理论………………………………………………
3.1引言………………………………………………………………………
3.2参数化图形的几何约束模型……………………………………………
3.2.1 约束的概念与类型……………………………………………………
3.2.3 三维图形约束模型………………………………………………
3.3特征造型技术………………………………………………………
3.3.1 特征的定义………………………………………………………
3.3.2 特征的分类………………………………………………………
3.3.3 特征造型的实现…………………………………………………
3.4参数化特征造型…………………………………………………………
3.5微波器件的特征分析与参数确定………………………………………
第四章直齿圆锥齿轮的参数化设计及结构分析…………………………
4.1直齿圆锥齿轮的建模分
析…………………………………………………………
4.2直齿圆锥齿轮的建模过
程……………………………………………………………
4.2.1新建零件文件……………………………………………………
4.2.2设置齿轮参数和关系式……………………………………………………………
4.2.3创建锥齿几何曲线…………………………………………………
4.2.4创建大端齿轮基本
圆………………………………………………………
4.2.5创建小端齿轮基本
圆…………………………………………………………
4.2.6创建小端齿轮渐开线……………………………………………………………
4.2.7创建大端齿轮渐开线…………………………………………………
4.2.8镜像渐开线……………………………………………………………
4.2.9创建锥体……………………………………………………………
4.2.10创建第一个轮
齿……………………………………………………………
4.2.11复制和阵列轮
齿……………………………………………………………
结论……………………………………………………………
参考文献…………………………………………………………………………
谢辞…………………………………………………………………………
第一章绪论
1.1课题背景
1.1.1 课题的研究背景
现代工业生产系统中普遍使用齿轮装置。齿轮传动是机械传动的重要装置，具有质量小、体积小、传动比大和效率高等优点，己广泛地应用于汽车、船舶、机床、矿山冶金等领域，它几乎适用于一切功率和转速范围。目前齿轮传动技术已成为世界各国机械传动发展的重点之一。齿轮设计在齿轮制造应用过程中占有重要地位。传统的齿轮设计过程繁冗，效率低，采用传统的设计方法设计一组较为合理的齿轮副要反复修正参数、多次校核计算，花费很长时间才能实现。另外，齿轮类零件的绘图工作(包括几何绘图、标注、参数表填写等内容)也是一项繁杂而费时的工作。但齿轮类零件大部分具有相似的结构和形状，在新产品的设计和图纸绘制过程中，不可避免地要多次反复修改，进行零件形尺寸的综合协调和优化。这时寻求一种简便、合理的设计方法，提高设计工作效率，是齿轮设计工作者的迫切愿望。因此，借助CAD技术实现其绘图过程的参数化和自动化，对于提高设计效率和保证设计质量具有重要意义。
1.1.2参数化与特征建模理论及其齿轮CAD系统的发展概况
1.参数化与特征建模理论的发展概况
建模技术是CAD的核心技术，参数化造型技术和特征造型技术是新一代继承化CAD系统应用研究的热点理论，也是锥齿轮参数化造型的基础理论依据，对齿
轮建模和系统设计起着指导性作用。另外，研究国内外齿轮CAD参数化设计的发展状况，可以借鉴前人的研究成果，对锥齿轮的参数化研究有一定的指导意义。
特征是80年代中后期为了表达产品的完整信息而提出的一个概念，它是对诸如零件形状、工艺和功能等与零件描述相关的信息集的综合描述，是反映零件特点的可按一定的规则分类的产品描述信息。这表明:特征不是体素，不是某个或几个加工表面;不是完整的零件;对于制造特征，其分类与其加工工艺规程密切相关，用不同的加工方法加工实现的表面或零件，要定义成不同的特征。描述特征的信息中，除表达形状的几何信息及约束关系信息外，还包括材料、精度等制造信息，通过定义简单的特征还可以生成组合特征。一个完整的产品模型不仅是产品数据的集合，还反映出各类数据的表达方法以及相互之间的关系。只有建立在一定表达方式基础上的产品模型，才能有效地为各应用系统所接受和处理，作为完整表达产品信息的产品信息模型。
参数化设计是新一代智能化、集成化CAD系统的核心内容，也是当前CAD 技术的研究热点。参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改图形的功能、成为初始设计、产品建模及修改、系列化设计、多种方案比较和动态设计的有效手段。目前，直齿圆柱齿轮方面的基于特征的参数化设计理论己经非常成熟，设计资料也很丰富。
2.齿轮CAD系统的国内外发展概况
近年来，优化设计和CAD应用在国外发展很快。在新产品设计方面普遍进行参数优化。这样它们在追踪市场、缩短技术准备周期，保证产品性能方面占了很大优势。在我国，一些企业和研究所在这方面刚刚起步，大多数工程技术人员仍然在采用手工绘图，“甩图板”的工作仍很艰难。有的企业在购置普遍生产设备方面很慷慨，但在购置计算机硬件以及软件方面却显得“小家子气”。
目前，市场上有很多关于齿轮传动的设计系统，但是都或多或少地存在着不完善的地方。例如，有的软件只具有几何参数设计功能，后来即使实现了齿轮造型的功能，模型却非常粗糙，甚至是使用圆弧等简单曲线代替渐开线对齿廓曲线进行造型，不能很好的表达渐开线齿廓的几何特性;还有一些软件没有充分地注重设计者的主观能动性，表现在:一些经验参数的选取直接采用了系统默认值，当输入的唯一初始值时，只能设计出唯一的一个结果;少数单位也开发了较为完整的齿轮设计软件，虽然比较适于生产实际的需要，价格却很高。因此在生产实际中，很多设计人员为了在特定的要求下进行齿轮的设计和造型，仍然使用手动
设计这一古老的方法，这种方法工作量大、效率很低、容易出错。塑料齿轮模具的广泛应用和快速成型及虚拟制造技术的迅速发展，用小型CAD软件对齿轮三维基体和齿面进行参数化造型设计己成为设计者的迫切需求。
(l)齿轮类零件参数化CAD二维设计研究现状
关于齿轮类零件参数化二维计算机辅助设计，国内外很多学者进行了研究。运用AutoCAD进行二维设计存在着工作量大、不直观、容易出错、难于修改的缺点。实际上，基于AutoCAD的二维设计技术还不能算是一种严格意义上的设计技术，它只能说是一种辅助绘图技术。它虽然能将工程设计人员从繁重的手工绘图工作中解放出来，但对复杂投影线的生成、设计模型修改以后的图纸更新等问题，基
于AutoCAD的二维设计技术是无法做到的。
(2)齿轮类零件参数化CAD三维设计研究现状三维造型在可视化设计、装配设计、设计分析、加工仿真等方面有着二维设计无法比拟的优越性，是提高设计质量的重要手段。目前，以三维实体造型为基础的CAD在我国方兴未艾，国际著名的CAD软件商纷纷登陆中国市场，国内许多大学、科研院所也着力于各种CAD 平台的二次开发以及自主知识产权的CAD软件开发，各种三维CAD软件不断出现。在我国市场上推出的商品化软件中，比较优秀的国外软件有UG、Solidworks、Pro/Engineer、EATIA等。关于齿轮类零件参数化三维计算机辅助设计，国内外不少学者进行了研究，李新华分析了SolidEdge软件在齿轮设计中存在的不足，以VBA作为开发工具，根据特征参数化造型思想，开发出了基于特征的参数化齿轮系统生成模块，提高了绘图效率。王穗选用大型软件I一DEAS作为开发平台，通过选择齿轮系各零部件有关的基本结构形式参数和主要的结构尺寸参数建立起各零部件及子系统的简化模型库。朱凤芹在Pro/E环境下实现了直齿圆柱齿轮的参数化设计，只要改变相关参数就可以得到不同参数的齿轮，达到缩短齿轮设计周期、减少重复工作的目的。刘文生通过阐述基于Pro/E模型的参数化设计方法，介绍了参数化设计的基本原理和功能，给出了在Pro/E下实现二次开发的过程和技术，并通过圆柱齿轮的参数化设计实例详细阐述了设计的步骤及关键技术。梁琪针对工业生产领域中常用的齿轮零件，依据渐开线生成的基本原理和理论公式，提出了在Pro/E环境下生成渐开线齿轮轮廓曲线的方法;利用Pro/PROGRAM模块通过提取、控制渐开线齿轮零件的参数实现了三维参数化设计，同时根据零件系列化的特征，以三维零件模板进一步衅了零件族表，解决了
齿轮齿廓的精确造型和齿轮零件的系列化设计问题。为不同工业产品参数化、系列化设计提供了参考方法。程相文介绍了ProE/Wildfire的参数化功能，依据斜齿轮的形成原理，精确建立了斜齿轮的三维模型。宋瑞芳结合计算机辅助工业CAD/CAM的需要，介绍了在Solidworks中实现参数化齿轮三维造型的技巧和方法。应用此方法可以在Solidworks环境下完成齿轮的参数化三维造型设计。
锥齿轮在几何形状上非常复杂，其设计和制造方法密切相关，加工中的切齿调整方案直接影响着齿轮副的啮合质量。我国在生产中广泛使用的用于锥齿轮设计与加工的各种计算和计算机软件大多停留在20世纪70年代初期的水平，其切齿计算中的控制参数多，不易操作使用，切齿计算结果在很大程度上取决于操作者的经验和技术水平。由此可见，关于锥齿轮的设计讨论对于提高我国锥齿轮的设计水平、降低研制成本、提高产品质量，具有重要的理论和实践意义。
1.2意义和研究内容及方法
1.2.1 课题研究的意义
锥齿轮在航空传动中有广泛的应用，在飞行器的动力装置中占有很重要的地位。锥齿轮传动在设计和生产方面与普通机械中应用的齿轮既有相同之处，又有很大差别。例如:在保证飞行安全可靠性的前提下，要求单位质量轻、传递功率大、齿轮圆周速度高、精度高、工作平稳性高。传统的成形技术基本上都建立在经验和实验数据基础上，制定一个新的零件成形工艺在生产时往往还要进行大量修改调试。近年来，人们对普通齿轮的计算机辅助设计进行了较深入的研究，而对锥齿轮的CAD研究进行得比较少。以往虽然人们对锥齿轮的计算机辅助
设计也进行过研究，编制过相应的软件，但由于受当时计算机技术发展水平的限制，软件的质量比较低，使用也不太方便。随着计算机软硬件技术的发展，特别是非线性问题的计算技术发展，使成形过程的模拟分析和优化成为可能。虽然我国在这方面己经进行了大量研究，一些单位也研制了一些软件，但由于投入不足，形成商业软件的匾乏。
目前国内外对二维图形参数化和简单三维实体的参数化造型较为成熟。对复
杂的三维实体的参数化造型尚不多见，特别是锥齿轮这类形状复杂、精确齿形的三维实体参数化造型设计更少。其原因是:一方面锥齿轮二维图形参数化设计能够满足传统的齿轮加工要求，另一方面运用低级CAD软件对复杂的三维实体很难实现参数化虚拟造型设计。随着塑料齿轮的广泛应用和快速成型与虚拟制造技术的迅速发展，用大型的三维软件实现锥齿轮的参数化造型将成为设计者的迫切需求。
锥齿轮实体参数化造型的意义:
(l)齿轮传动的参数化设计与建模系统是CAD技术与齿轮设计相结合的产物，也是两者发展的趋势所在。
(2)实现设计过程自动化避免了设计人员手动查阅大量的数据，也避免了手工取点造型的复杂过程，本系统的开发，可以将手算设计的工作人员从繁琐、低效的工作中解放了出来。
(3)实现锥齿轮的参数化设计以及渐开线齿廓的精确造型，可以将设计计算、三维造型与绘制工程图的无缝结合，同时为齿轮的有限元分析、机构仿真和数控加工等工作奠定基础。
1.2.2 课题研究的内容
本课题利用大型软件 UGNX4.O来设计齿轮，尤其锥齿轮的三维参数化造型，可通过改变齿轮的一些基本参数，生成其相应齿轮，达到设计要求。具体内容如下:
(l)研究直齿锥齿轮的基本啮合理论和并建立数学模型，为锥齿轮的理论研究和数学模型的建立奠定基础；
(2)渐开线数学模型的建立是锥齿轮三维参数化造型的基础，通过对锥齿轮的啮合原理的深入研究，建立渐开线数学模型，得到渐开线方程；
(3)深入掌握UG软件的使用，并熟练运用UG参数化建模，在建立锥齿轮的数学模型的基础上，对齿轮实现三维参数化造型；
第二章Proe软件的介绍
2.1Proe软件概述
在中国也有很多用户直接称之为“破衣”。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。经过10余年的发展，Pro/ENGINEER已经成为三维建模软件的领头羊。目前已经发布了Pro/ENGINEER proewildfire5.0。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。
2.1.1 Proe软件的技术特点
(1)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。
（2)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。
（3)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。
（4)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。
（5)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。
2.1.2 Proe主要功能模块
（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，如图 1 中的摩托车轮轱，这些称为自由曲面。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 步操作。 PRO/E 生成曲面的方法有：拉伸、旋转、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。包括： PRO/ASSEMBLY （实体装配）、PRO/CABLING（电路设计）、PRO/PIPING （弯管铺设）、PRO/REPORT（应用数据图形显示）、PRO/SCAN-TOOLS（物理模型数字化）、PRO/SURFACE（曲面设计）、PRO/WELDING（焊接设计）。
（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，仅此一项就取得了极大的经济效益。
包括:PRO/FEM~POST （有限元分析）、 PRO/MECHANICA CUSTOMLOADS （自定义载荷输入）、PRO/MECHANICA EQUATIONS（第三方仿真程序连接）、PRO/MECHANICA MOTION（指定环境下的装配体运动分析）、PRO/MECHANICA THERMAL （热分析）、 PRO/MECHANICA TIRE MODEL（车轮动力仿真）、PRO/MECHANICA VIBRATION（震动分析）、PRO/MESH（有限元网格划分）。
(4)制造 (CAM)模块
机械行业中用到的 CAM 制造模块中的功能是 NC ，Machining( 数控加工 ) 。说到数控功能，就不能不提八十年代著名的“东芝事件”。当时，苏联从日本东芝公司引进了一套五座标数控系统及数控软件 CAMMAX ，加工出高精度、低噪声的潜艇推进器，从而使西方的反潜系统完全失效，损失惨重。东芝公司因违反“巴统”协议，擅自出口高技术，受到了严厉的制裁。在这一事件中出尽风头的 CAMMAX 软件就是一种数控模块。
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 Ⅱ、 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 是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。
①参数化设计和特征功能
Pro/Engineer 是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，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，您可以随意勾画草图，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。
②单一数据库
Pro/Engineer 是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的 CAD/CAM 系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。
第三章参数化特征造型技术理论
3.1引言
在计算机环境下进行全过程的产品设计，首先需要对产品进行数字化建模。产品建模是CAD领域的关键技术，它将人们头脑中构思的产品模型，转换成用符号、图形和算法表达的形式，最后形成计算机可以理解的数据模型，即产生、存
储、处理和表达设计对象的过程。
数字化产品建模的研究最早可以追溯到60年代初。随着人们对信息完整性的追求，产品建模经历了从几何建模、特征建模、智能建模、装配建模和集成建模的发展过程。其中几何建模经历了线框造型、曲面造型、实体造型等多个发展阶段，在此基础上产生了特征建模与参数化/变量化建模技术。参数化/变量化建模从几何图形中抽象出几何约束，使其与工程设计中其他约束条件结合，充分考虑了设计师的设计意图，以提高产品建模的智能化水平。参数化技术是图形技术与人工智能技术的初步结合。随着人工智能技术的发展，产品建模技术也逐渐向着更高层次的智能建模方向发展。产品智能建模可以分为约束建模、搜索建模、推理建模和三者综合的知识建模四类。约束建模将所有的设计要求都看成是对设计变量的约束，设计过程就是一个约束满足问题。因此，设计过程可以看作设计师应用自身知识，逐渐满足设计要求，产生设计结果的过程，约束模型就是满足设计需要的约束驱动的产品模型。参数化技术利用图形中蕴涵的知识信息来进行推理求解，以重现用户的设计意图。这些图形中蕴涵的知识信息就是图形元素之间的几何约束关系，它是图形中底层次的抽象信息，是维系图形的基本形状不变的基本要素。参数化技术将产品模型表示成几何元素及其约束关系组成的几何约束系统，即产品的参数化模型，以其中的尺寸约束属性作为整个模型的参数。参数化模型可以根据设计的需要改变尺寸参数，并通过几何推理算法重建产品的几何模型。
3.2参数化图形的几何约束模型
参数化技术的实质就是以几何约束系统表示产型的约束驱动，即在确定产品几何约束模型之后，何模型。实际上，可以将产品参数化/变量化模型合模型由几何模型和约束模型组成，如图3-1所示
图3-1对偶复合模型
在对偶复合模型中，几何模型表达了构成产品模型的低级几何要素，如点、
线、面及其几何位置等信息。它是产品精确造型的基本要素，反映了较低层次的信息内容。而约束模型则是由几何元素之间客观存在的约束关系组成的，它在更高的抽象层次上反映了产品模型的几何特性，因为诸如尺寸、平行、垂直等几何约束关系能够比点、线、面更好的反映产品设计的工程语义。与几何模型的表达模式一样，约束模型的表达模式必须保证能够完整地、准确地表达产品模型的结构信息，充分的记录几何模型中蕴涵的设计意图。有效的约束表达模式可以唯一的、完整的、并以自然的方式定义产品的几何形状，实现产品几何模型的约束驱动。
参数化系统的对偶模型在数据结构上可以划分为三层：应用层、逻辑层与数据层，如图3-2所示。应用层主要表达产品模型的几何形状，表现的是几何元素的特性，它是参数化系统向用户展现的产品造型的界面。逻辑层主要表达几何元素之间的约束关系。不论何种参数化设计系统，表达的约束关系、即设计者蕴涵的设计意图，在内容上都是一致的。数据层主要包括表达几何约束系统的表示方式即数据结构。不同参数化系统的几何约束表达方式有所不同，这主要体现在数
据层中。
图3-2 CAD系统中约束模型的层次
在参数化CAD系统中，几何约束的表示方法与几何约束系统求解方法是其核心内容。参数化CAD系统的主要功能是二维工程绘图与三维实体造型。二维图形中的几何约束与三维图形中的几何约束是建立在不同维上的几何元素之间的约束关系。研究几何约束系统的逻辑表示方法是建立参数化模型的基础。
3.2.1 约束的概念与类型
约束（Constraint）是描述一组对象所必须满足的某种特定关系的断言[1]。约束是一个应用很广泛的概念，在参数化/变量化建模中约束主要指设计对象在
设计空间受到的某种限制。设计本质上就是一个约束满足问题，设计过程即给定功能、结构、材料及制造等方面的约束，建立一个满足设计要求的约束系统。产品参数化建模中的约束类型从宏观上可以分为几何约束与工程约束。几何约束是指构成图形的各个几何元素之间所固有的某种结构与形状关系，如平行、垂直、水平、竖直、相切、共线、同心等。几何约束保证了图形元素改变尺寸后图形能大致保持原来的形状。几何约束从性质上可以分为拓扑结构（Topology Constraint）、结构约束（Architecture Constraint）以及尺寸约束（Dimension Constraint）。这三种几何约束分别定义了几何元素之间从低层到高层的三种约束关系：拓扑关系，方向关系，位置关系，在图形中分别表现为图元之间的连接、定向、定位等相互关系。
结构约束是维系几何图形基本形状的几何约束类型。它在确定了图形元素拓扑联结关系的基础上，确定了图形元素的定向关系，如平行、垂直、斜角、对称等，由此可以决定图形的基本结构。结构约束在工程图种往往是隐含的，是尺寸驱动不能改变的约束关系。结构约束对设计来讲具有更明确的意义，取消和增加一个约束将意味着设计对象模型的变更。结构约束的变更往往引起轮廓的质变，尺寸约束的变更则引起轮廓的量变。参数化和变量化只改变尺寸约束的参数属性，对结构约束与拓扑约束均保持不变。
尺寸约束是产品模型种重要的约束关系，它确定了图形可变要素。尺寸定义了几何元素的属性，如长度、半径、直径等参数等，或者尺寸元素之间位置关系，如距离、角度等参数，它决定了图形的轮廓形状。尺寸约束表达了蕴涵在尺寸中表达轮廓的语义内容。由于图形标注中尺寸链的不封闭性，尺寸约束可以将相关几何元素表示为一个尺寸树。尺寸标注过多会造成过约束，尺寸树中出现封闭的环，检测尺寸环可检测尺寸标注中过约束的存在。
工程约束是一种具有高级语义特征的约束关系。它是在特定的工程背景下，为保证设计质量和安全而使设计对象的某些属性必须满足的规范和要求。工程设计中工程约束的种类很多，如强度约束、刚度约束、温度约束、速度约束、成本约束等，由此可见工程约束往往针对具体的应用领域。这在工程CAD系统中尤为突出，如压力容器设计中容器壁厚的设计往往与压力要求有关，其设计就是一个几何约束与工程约束获得满足的过程。工程约束经专家知识的转化，可以转换为工程图形中尺寸约束参数之间的关系。在参数化求解中，可首先将工程约束转化为尺寸参数的约束，在对几何约束系统求解。在支持工程约束的变量化系统中可
以将优化设计目标函数及约束条件转化为设计变量之间的工程约束，以支持产品的优化设计。
在装配建模中，除了几何约束与工程约束两种约束形式，还有一种更高级的约束：装配约束。装配约束关系是零件之间相对关系的描述，它反映了零、部件之间的相互约束关系，包括几何关系、运动关系和连接关系等。其中几何关系描述了各零部件的几何实体模型中点、线、面等几何元素之间的相互约束关系，可分为四类：配合关系、对齐关系、距离关系、接触关系等。装配约束关系反映了比几何约束更高级的语义信息，它将约束对象从无工程意义的几何元素提升到具有工程意义的零件与部件，能够更有效的表达设计意图。装配约束关系在产品装配模型的高层表现为零部件的拓扑关系与装配语义信息，在装配模型的低层表现为零件的装配特征面之间的几何约束关系，从而形成一个从高层到低层的逐步细化和迭代的过程。
3.2.3 三维图形约束模型
虽然产品的几何形态各异，都可以用一系列最基本的几何元素（点、直线、曲线、平面、曲面、简单体素等）来描述这些设计对象的几何形态。设计师按照一定的设计意图，对这些几何元素作几何的或逻辑的组合运算或布尔运算，产生各种几何模型，作为设计对象的几何定义。目前三维造型系统常用的形体表示方法有以下几种：
（1）构造实体几何法（CSG）法
CSG的含义是任何复杂的形体都可以用简单形体即体素的组合来表示，它用二叉树的形式记录一个零件的所有组成体素进入拼合运算的过程，可以简称为体素拼合树或CSG树。CSG树记录了体素或子形体之间的组合关系或层次关系，而且对象（体素或子形体）都是具有相关意义的几何实体，在表达设计意图上比单纯的点、边、面提高了一个层次。几何实体的CSG表示可以方便的转换成B－Rep 表示。
(2)边界表示（B－Rep）法
形体的边界表示法就是用面、环、边、点来定义形体的位置和形状。边界表示详细记录了构成形体的所有几何元素及其拓扑关系，以便直接存取构成形体的各个面、面的边界以及各个顶点的定义参数，有利于以面、边、点为基础的各种几何运算和操作。由于表示形体的点、线、面相对较多，因而B－Rep数据结
构比较复杂。常用的数据描述模型有基于边的模型如翼边数据结构，与基于面的模型如面领接图法（FAG，FaceAdjacency Graph）。
(3)特征表示法
特征表示是从应用层来定义形体，因而可以较好的表达设计者的意图，为设计和制造提供技术和管理信息。它在CSG方法的基础上，采用能够实现设计功能的构造特征。特征决定了零部件的最终形状、尺寸和材料等工程信息。形状特征单元是特征造型的基本元素，它是一个有形的实体，是一组可加工表面的集合。根据几何造型以及工程应用
领域的需要，可以由几种体素中抽象出最基本的体素单元作为形状特征单元。
图3-3参数化特征模型的三个层次
三维几何约束模型是参数化特征造型的基础。它在形体表达模型的基础上，以几何元素之间的内在约束关系表达设计者蕴涵在几何模型中的设计意图。参数化特征模型以形状特征单元为基本构造元素，通过各特征单元的组合操作和约束关系
来构造整个产品模型，这种层次构造特性需要采用CSG模式来记录产品的生成历史与层次结构。另一方面，特征的维护往往需要特征内部各几何元素及其约束关系。特征实例一般以特征形体中的几何元素为基准元素，按特定的定位和定向方式构成形状特征模型，这需要以B－Rep模式来实现，而且采用B－Rep方法比较容易表示特征形体的几何约束模型。因此，采用混合CSG/B－Rep表达
模式是一种能结合各自优点的三维实体表达模式，既能支持多层次的几何抽象，又能实现特征造型的参数化。
三维参数化特征模型由混合CSG/B－Rep模式和几何约束模式组成一个有机整体，根据构造过程用到的元素类型及构造方法，这个模型可以分为三个层次：形体层、特征层与元素层，如图3-3所示。
图3-4三维参数化的几何类型
特征造型是从特征层开始的，由特征组合成简单形状特征、组合形状特征以至最终产品模型。特征的几何表示在元素层，由2D形状沿2D导线图扫动形成。将2D图形定义成几何约束系统，并指定扫描类型，形成参数化的特征体素。在特征层，特征体素通过正则布尔运算形成简单形状特征，可作为参数化特征造型的基本单元。形体层中，简单形状特征通过特征布尔运算和几何约束（尺寸/联结关系），以记录特征的几何约束模型；特征层与形体层主要记录特征的组合过程与特征之间的约束关系，主要采用CSG模式。几何约束贯穿了从特征描述到特征组合的全过程。三维实体模型中的几何约束对象，除了基本的拓扑元素面、边、点，还有基本形状特征、组合形状特征等。
优秀设计 单级圆柱齿轮减速器的高速级齿轮传动设计
目录 一、传动方案的拟定及电动机的选择 (2) 二、V带选择 (4) 三．高速级齿轮传动设计 (6) 四、轴的设计计算 (9) 五、滚动轴承的选择及计算 (13) 六、键联接的选择及校核计算 (14) 七、联轴器的选择 (14) 八、减速器附件的选择 (14) 九、润滑与密封 (15) 十、设计小结 (16) 十一、参考资料目录 (16)
数据如下: 已知带式输送滚筒直径320mm ，转矩T=130 N ·m ，带速 V=1.6m/s ，传动装置总效率为?=82%。 一、拟定传动方案 由已知条件计算驱动滚筒的转速n ω,即 5.953206 .1100060100060≈??=?= π πυωD n r/min 一般选用同步转速为1000r/min 或1500r/min 的电动机作为原动机，因此传动装置传动比约为10或15。根据总传动比数值，初步拟定出以二级传动为主的多种传动方案。 2.选择电动机 1）电动机类型和结构型式 按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y （IP44）系列三相异步电动机。它为卧式封闭结构。 2）电动机容量 （1）滚筒输出功率P w kw n T 3.19550 5.951309550P =?=?= ωω （2）电动机输出功率P kw d 59.1% 823 .1P P == = η ω 根据传动装置总效率及查表2-4得：V 带传动?1=0.945；滚动轴承?2 =0.98；圆柱齿轮传动 ?3 =0.97；弹性联轴器?4 =0.99；滚筒轴滑动轴承?5 =0.94。 （3）电动机额定功率P ed 由表20-1选取电动机额定功率P ed =2.2kw 。
河南质量工程职业学院 毕业设计（论文） 题目传动齿轮工艺设计 系别机电工程系 专业机电一体化技术 班级2011机电3班 学生姓名杨艺楠 学号0308110322 指导教师王西建 定稿日期2014 年 4 月 10 日
河南质量工程职业学院 毕业设计（论文）任务书 班级 设备三 班 学生姓名杨艺楠指导教师王西建设计（论文）题目传动齿轮工艺设计 主要 研究内容 传动齿轮，它是齿轮的一个主要一种，其功用是传递运动和运动方向，以适应传动机构运动的需要。 主要技术指标或研究目标 同轴孔φ35H7，φ49H7和同轴外圆φ92.55k7, φ66的同轴度、径向圆跳 动公差等级为8～9级，表面粗糙度为R a ≤1.6μm.。加工时最好在一次装夹下将两孔或两外圆同时加工。 （2）与基准孔有垂直度要求的端面，其端面圆跳动公差等级为7级，表面 粗糙度为R a ≤3.2μm。工艺过程安排时应注意保证其位置精度。 （3）距中心平面74.5mm的两侧面,表面粗糙度为R a ≤6.3μm。 （4）φ35孔的尺寸精度要保证，孔轴线的同轴度共差等级为9级及两孔公 共轴线对基准孔（A 1 -A 2 ）位置度公差值为0.06μm，应予以重视。 基本要求 由各加工方法的经济精度及一般机床所能达到的精度可知，该零件没有很难加工的表面，各表面的技术要求采用常规加工工艺均可达到。但是在加工过程中应注意齿轮端面的加工 主要参考资料及文献[1] 吴雄彪.机械制造技术课程设计.杭州：浙江大学出版社，2005 [2] 苏建修.机械制造基础.北京：机械工业出版社，2001 [3]许德珠.工程材料.北京：高等教育出版社，2001 [4] 东北重型机械学院、洛阳工学院、第一汽车制造厂职工大学编.机床夹具设计手册.上海：上海科学技术出版社，1990 [5] 艾兴，肖诗纲.切削用量简明手册.北京：机械工业出版社，1993
齿轮（2模数）标准 齿数外径D内径d齿数外径D内径d齿数外径D内径d 18∮40∮3149∮102∮9380∮164∮155 19∮42∮3350∮104∮9581∮166∮157 20∮44∮3551∮106∮9782∮168∮159 21∮46∮3752∮108∮9983∮170∮161 22∮48∮3953∮110∮10184∮172∮163 23∮50∮4154∮112∮10385∮174∮165 24∮52∮4355∮114∮10586∮176∮167 25∮54∮4556∮116∮10787∮178∮169 26∮56∮4757∮118∮10988∮180∮171 27∮58∮4958∮120∮11189∮182∮173 28∮60∮5159∮122∮11390∮184∮175 29∮62∮5360∮124∮11591∮186∮177 30∮64∮5561∮126∮11792∮188∮179 31∮66∮5762∮128∮11993∮190∮181 32∮68∮5963∮130∮12194∮192∮183 33∮70∮6164∮132∮12395∮194∮185 34∮72∮6365∮134∮12596∮196∮187 35∮74∮6566∮136∮12797∮198∮189 36∮76∮6767∮138∮12998∮200∮191 37∮78∮6968∮140∮13199∮202∮193 38∮80∮7169∮142∮133100∮204∮195 39∮82∮7370∮144∮135101∮206∮197 40∮84∮7571∮146∮137102∮208∮199 41∮86∮7772∮148∮139103∮210∮201 42∮88∮7973∮150∮141104∮212∮203 43∮90∮8174∮152∮143105∮214∮205 44∮92∮8375∮154∮145106∮216∮207 45∮94∮8576∮156∮147107∮218∮209 46∮96∮8777∮158∮149108∮220∮211 47∮98∮8978∮160∮151109∮222∮213 48∮100∮9179∮162∮153110∮224∮215 齿距=(D+d)/2+(间隙0.6~1) 2模数=4.5mm 模具人：何永清 制表
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期：
兰州工业学院学院 毕业设计 题目二级直齿圆柱齿轮减速器系别机电工程学院 专业机械设计与制造 班级机设 姓名***** 学号****** 指导教师**** 日期2013年12月
设计任务书 题目： 带式运输机传动系统中的二级直齿圆柱齿轮减速器设计要求： 1：运输带的有效拉力为F=2500N。 2：运输带的工作速度为V=1.7m/s。 3：卷筒直径为D=300mm。 5：两班制连续单向运转（每班8小时计算），载荷变化不大，室内有粉尘。6：工作年限十年（每年300天计算），小批量生产。 设计进度要求： 第一周拟定分析传动装置的设计方案： 第二周选择电动机,计算传动装置的运动和动力参数： 第三周进行传动件的设计计算，校核轴，轴承，联轴器，键等： 第四周绘制减速器的装配图： 第五周准备答辩 指导教师（签名）：
摘要 齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它由齿轮、轴、轴承及箱体组成的齿轮减速器,用于原动机和工作机或执行机构之间,起匹配转速和传递转矩的作用。齿轮减速器的特点是效率高、寿命长、维护简便，因而应用极为广泛。 本设计讲述了带式运输机的传动装置——二级圆柱齿轮减速器的设计过程。首先进行了传动方案的评述，选择齿轮减速器作为传动装置，然后进行减速器的设计计算（包括选择电动机、设计齿轮传动、轴的结构设计、选择并验算滚动轴承、选择并验算联轴器、校核平键联接、选择齿轮传动和轴承的润滑方式九部分内容）。运用AutoCAD软件进行齿轮减速器的二维平面设计，完成齿轮减速器的二维平面零件图和装配图的绘制。 关键词：齿轮啮合轴传动传动比传动效率
目录 1、引言 (1) 2、电动机的选择 (2) 2.1. 电动机类型的选择 (2) 2.2．电动机功率的选择 (2) 2.3．确定电动机的转速 (2) 3、计算总传动比及分配各级的传动比 (4) 3.1. 总传动比 (4) 3.2．分配各级传动比 (4) 4、计算传动装置的传动和动力参数 (5) 4.1.电动机轴的计算 (5) 4.2.Ⅰ轴的计算(减速器高速轴) (5) 4.3.Ⅱ轴的计算(减速器中间轴) (5) 4.4.Ⅲ轴的计算(减速器低速轴) (6) 4.5.Ⅳ轴的计算(卷筒轴) (6) 5、传动零件V带的设计计算 (7) 5.1.确定计算功率 (7) 5.2.选择V带的型号 (7) 5.3.确定带轮的基准直径d d1 d d2 (7) 5.4.验算V带的速度 (7) 5.5.确定V带的基准长度L d 和实际中心距a (7) 5.6.校验小带轮包角ɑ 1 (8)
第2章渐开线圆柱齿轮几何参数设计计算 2．1 概述 渐开线圆柱齿轮设计是齿轮传动设计中最常用、最典型的设计，掌握其设计方法是齿轮设计者必须具备的，对于其它类型的传动也有很大的帮助。在此重点讨论渐开线圆柱齿轮设计的设计技术。 2．2 齿轮传动类型选择 直齿（无轴向力） 斜齿（有轴向力，强度高，平稳） 双斜齿（无轴向力，强度高，平稳、加工复杂） 2．3 齿轮设计的主要步骤 多级速比分配 单级中心距估算 齿轮参数设计 齿轮强度校核 齿轮几何精度计算 2．4 齿轮参数设计原则 （1) 模数的选择 模数的选择取决于齿轮的弯曲承载能力，一般在满足弯曲强度的条件下，选择较小的模数，对减少齿轮副的滑动率、増大重合度，提高平稳性有好处。但在制造质量没有保证时，应选择较大的模数，提高可靠性，模数増大对动特性和胶合不利。 模数一般按模数系列标准选取，对动力传动一般不小于2 对于平稳载荷：mn=(0.007-0.01)a 对于中等冲击：mn=(0.01-0.015)a 对于较大冲击：mn=(0.015-0.02)a （2）压力角选择 an=20 大压力角（25、27、28、30）的优缺点：
优点：齿根厚度和渐开线部分的曲率半径增大，对接触弯曲强度有利。齿面滑动速度减小，不易发生胶合。根切的最小齿数减小。缺点：齿的刚度增大，重合度减小，不利于齿轮的动态特性。轴承所受的载荷增大。过渡曲线长度和曲率半径减小，应力集中系数增大。 小压力角（14.5、15、16、17.5、18）的优缺点： 优点：齿的刚度减小，重合度增大，有利于齿轮的动态特性。轴承所受的载荷减小。缺点：齿根厚度和渐开线部分的曲率半径减小，对接触弯曲强度不利。齿面滑动速度增大，易发生胶合。根切的最小齿数增多。 （3）螺旋角选择 斜齿轮螺旋角一般应优先选取整:10-13. 双斜齿轮螺旋角一般应优先选取:26-33. 螺旋角一般优先取整数，高速级取较大，低速级取较小。 考虑加工的可能性。 螺旋角增大的优缺点： 齿面综合曲率半径增大，对齿面接触强度有利。 纵向重合度增大，对传动平稳性有利。 齿根的弯曲强度也有所提高（大于15度后变化不大）。 轴承所受的轴向力增大。 齿面温升将增加，对胶合不利。 断面重合度减小。 （4）齿数的选择 最小齿数要求（与变位有关） 齿数和的要求 齿数互质要求 大于100齿的质数齿加工可能性问题（滚齿差动机构） 高速齿轮齿数齿数要求 增速传动的齿数要求 （5）齿宽和齿宽系数的选择 一般齿轮的齿宽由齿宽系数来确定， φa=b/a φd=b/d1 φm=b/mn φa=(0.2-0.4)
图书馆建筑结构设计毕业论文 一.建筑设计论述 （一）.设计依据： 1.依据建筑工程专业2007届毕业设计任务书。 2.《建筑结构荷载规》 3.《混凝土结构设计规》 4.《建筑抗震设计规》 5.《建筑地基基础设计规》及有关授课教材、建筑设计资料集、建筑结构构造上资料集等相关资料。 （二）.设计容： 1.设计容、建筑面积、标高： （1）设计题目为“某学校图书馆设计”。 （2）建筑面积：5971.5m2，共五层，层高均为3.9m。 （3）室外高差0.450m，室外地面标高为-0.450m。 （4）外墙370mm厚空心砖，隔墙240mm厚空心砖，楼梯间墙为370mm厚空心砖。 2.各部分工程构造： (1)屋面( 不上人屋面) SBS型改性防水卷材 冷底子油一道 30mm厚1:3水泥砂浆找平层 煤渣找坡层2%（最薄处15mm厚）平均厚度81mm 20mm厚1:3水泥砂浆找平层 80mm厚苯板保温层 20mm厚1:3水泥砂浆找平层 120mm厚钢筋混凝土板 20mm厚混合砂浆板下抹灰 刮大白二遍 (2)楼面：
石板 15mm水泥砂浆找平层 120mm厚钢筋混凝土板 20mm厚石灰沙浆抹灰 刮大白二遍 3.建筑材料选用： 墙：普通粘土空心砖窗:采用塑钢窗 二.结构设计论述 1.气象条件：雪荷载0.50KN/m2，基本风压：0.55KN/m 2. 2.工程地质条件： 根据地质勘探结果,给定地质情况如下表: 地质条件一览表 序号岩土分类土层深度厚度围地基土承载力桩端阻力桩周摩擦力 1 杂填土0.0—0.8 0.3 ——— 2 粉土0.8—1.8 0.5 120 —10 3 中砂 1.8—2.8 0.8 200 —25 4 砾砂 2.8—6. 5 3.7 300 2400 30 5 圆砾 6.5—12.5 5.6.0 500 3500 60 注：1 拟建场地地形平坦，地下稳定水位距地表-6m，表中给定土层深度由自然地坪算起。 2 建筑地点冰冻深度-1.2m。 3 建筑场地类别：Ⅱ类场地土。 4 地震设防基本烈度：7 度。 3.材料情况： 非承重空心砖MU5；砂浆等级为M5； 混凝土：C30（基础）、C30（梁、板、柱、楼梯） 纵向受力钢筋：HRB335级；箍筋：HPB235级钢筋 4.抗震设防要求：设防基本烈度为7度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度 值为0.10g。 5.结构体系：现浇钢筋混凝土框架结构。
课程设计 题目带式传动机设计 学生姓名 学号 学院机械与汽车工程 专业机械设计制造及其自动化 指导教师 二Ｏ一二年十二月二十日
目录 一、设计任务书…………………………………… 二、总体方案设计………………………………… 1．传动方案分析………………………………………………………… 2．选择联轴器的类型和型号…………………………………………… 3．电动机的选择…………………………………………………………．4．传动比分配……………………………………………………………．5．传动系统的运动和动力参数………………………………………… 三、传动零件的设计计算…………………………． 1．带传动的设计…………………………………………………………．2．齿轮传动的设计………………………………………………………．3．轴的结构设计及计算…………………………………………………．4．滚动轴承的选择及校核计算…………………………………………． 5. 键联接的选择及校核计算……………………………………………． 6．减速器附件的选择…………………………………………………． 7．润滑与密封…………………………………………………………．
一、 设计任务书 1. 设计题目：带式输送机传动装置（简图如下） 61——V 带传动2——电动机 34——联轴器5——卷筒6——运输带 注：传动不逆转，载荷平稳，起动载荷为名义载荷的1．25倍，输送带速度允许误差为±5% 2．设计工作量： ①．设计说明书1份 ②．减速器装配图1张（A0或A1） ③．零件工作图1～3张 本组设计选第1组数据
二、总体方案设计 1．传动方案分析 在分析传动方案时应试注意常用机械传动方式的特点及在布局上的要求： 1)带传动平稳性好，能缓冲吸振，但承载能力小，宜布置在高速级； 2)链传动平稳性差，且有冲击、振动，宜布置在低速级； 3)蜗杆传动放在高速级时蜗轮材料应选用锡表铜，否则可选用铝铁青铜； 4)开式齿轮传动的润滑条件差，磨损严重，应布置在低速级； 5)锥齿轮、斜齿轮宜放在调整级。 该方案的优点： 该工作机有轻微振动，由于V带有缓冲吸振能力，采用V带传动能减小振动带来的影响，并且该工作机属于小功率、载荷变化不大，可以采用V带这种简单的结构，并且价格便宜、标准化程度高，大幅度降低了成本。 总体来讲，该传动方案满足工作机的性能要求、适应工作条件、工作可靠，此外还结构简单、尺寸紧凑、成本低传动效率高。 2.选择联轴器的类型和型号 一般在传动装置中有两个联轴器：一个是连接电动机轴与减速器高速轴的联轴器，另一个是连接减速器低速轴与工作机轴的联轴器。前者由于所连接轴的转速较高，为了减小起动载荷、缓和冲击，应选用具有较小转动惯量的弹性联轴器，如弹性柱销联轴器等。后者由于所连接轴的转速较低，传递的转矩较大，减速器与工作机常不在同一底座上而要求有较大的轴线偏移补偿，因此常选用无弹性元件的挠性联轴器，例如十字滑块联轴器等。 3.电动机的选择 （1）选择电动机 按已知的工作要求和条件，选用Y132M2—6电动机。 （2）选择电动机功率 工作机所需的电动机输出功率为 P d=P w/η P w=FV/1000ηw 所以P d=FV/1000ηwη 由电动机至工作机之间的总效率（包括工作机效率）为 η·ηw=η1·η2·η3·η4·η5·η 6
某中学学生宿舍楼进行建筑和结构设计毕业论文 第一章工程概况 1.1 工程背景 本项目为5层钢筋混凝土框架结构体系，占地面积约为454.45 m2，总建筑面积约为2272.25 m2；层高3.3m,平面尺寸为12.3m×36.0m。采用柱下条形基础，室地坪为±0.000m，室外高差0.6m。 框架梁、柱、楼面、屋面板板均为现浇。 1.1.1 设计资料 气象资料：基本风荷载W。=0.45kN/ m2 基本雪荷载为0.4 kN/ m2。 地质条件：钻孔深度12米，未发现地下水。不考虑地下水影响。 建筑地点冰冻深度：室外天然地面以下200mm。 地震设防烈度：8度 设计地震分组：场地为П类一组Tg（s）=0.35s, a max=0.08 1.1.2 建筑材料 柱采用C30，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235，梁采用C30，纵筋采用HRB335，箍筋采用HPB235。基础采用C30，纵筋采用HRB400，箍筋采用HPB235。 1.2 工程特点
本工程为五层，主体高度为16.5米，属多层建筑。 经过结构论证和设计任务书等实际情况，以及本宿舍楼有较单一的空间布置，和较高的抗震等级等特点，决定采用钢筋混凝土框架结构体系。 1.3 本章小结 本章主要论述了本次设计的工程概况、相关的设计资料以及综合本次设计所确定的结构体系类型。 第二章结构设计 2.1框架结构设计计算 2.1.1 工程概况 本项目为5层钢筋混凝土框架结构体系，占地面积约为454.45 m2，总建筑面积约为2272.25 m2；层高3.3m平面尺寸为12.3m×36.0m。采用柱下条形基础，室地坪为±0.000m，室外高差0.6m。 框架平面同柱网布置如下图：
齿轮传动设计参数的选择： 1）压力角α的选择 2）小齿轮齿数Z1的选择 3）齿宽系数φd的选择 齿轮传动的许用应力 精度选择 压力角α的选择 由《机械原理》可知，增大压力角α，齿轮的齿厚及节点处的齿廓曲率半径亦皆随之增加，有利于提高齿轮传动的弯曲强度及接触强度。我国对一般用途的齿轮传动规定的压力角为α=20o。为增强航空有齿轮传动的弯曲强度及接触强度，我国航空齿轮传动标准还规定了α=25o的标准压力角。但增大压力角并不一定都对传动有利。对重合度接近2的高速齿轮传动，推荐采用齿顶高系数为1～1.2，压力角为16o～18o的齿轮，这样做可增加齿轮的柔性，降低噪声和动载荷。 小齿轮齿数Z 1 的选择 若保持齿轮传动的中心距α不变，增加齿数，除能增大重合度、改善传动的平稳性外，还可减小模数，降低齿高，因而减少金属切削量，节省制造费用。另外，降低齿高还能减小滑动速度，减少磨损及减小胶合的可能性。但模数小了，齿厚随之减薄，则要降低齿轮的弯曲强度。不过在一定的齿数范围内，尤其是当承载能力主要取决于齿面接触强度时，以齿数多一些为好。 闭式齿轮传动一般转速较高，为了提高传动的平稳性，减小冲击振动，以齿数多 一些为好，小一些为好，小齿轮的齿数可取为z 1 =20~40。开式（半开式）齿轮传动，由于轮齿主要为磨损失效，为使齿轮不致过小，故小齿轮不亦选用过多的齿 数，一般可取z 1 =17~20。 为使齿轮免于根切，对于α=20o的标准支持圆柱齿轮，应取z 1≥17。Z 2 =u·z 1 。 齿宽系数φ d 的选择 由齿轮的强度公式可知，轮齿越宽，承载能力也愈高，因而轮齿不宜过窄；但增大齿宽又会使齿面上的载荷分布更趋不均匀，故齿宽系数应取得适合。圆柱齿轮齿宽系数的荐用值列于下表。对于标准圆柱齿轮减速器，齿宽系数取为
同步带传动类型及及设计计算标准 (GB-T10414?2-2002同步带轮设计标准) 圆弧齿同步带轮轮齿ArctoothTimingtooth 直边齿廓尺寸Dimensionoflineartypepulley
1、同步带轮的型式 2、齿型尺寸、公差及技术参数 3、各种型号同步带轮齿面宽度尺寸表 4、订购须知 圆弧齿轮传动类型： 1)圆弧圆柱齿轮分单圆弧齿轮和双圆弧齿轮。 2)单圆弧齿轮的接触线强度比同等条件下渐开线齿轮高，但弯曲强度比渐开线低。 3)圆弧齿轮主要采用软齿面或中硬齿面，采用硬齿面时一般用矮形齿。圆弧齿轮传动设计步骤： 1)简化设计：根据齿轮传动的传动功率、输入转速、传动比等条件，确定中心距、模数等主要参数。如果中心距、模数已知，可跳过这一
步。 2)几何设计计算：设计和计算齿轮的基本参数，并进行几何尺寸计算。 3)强度校核：在基本参数确定后，进行精确的齿面接触强度和齿根弯曲强度校核。 4)如果校核不满足强度要求，可以返回 圆弧齿轮传动的特点： 1)圆弧齿轮传动试点啮合传动，值适用于斜齿轮，不能用于直齿轮。 2)相对曲率半径比渐开线大，接触强度比渐开线高。 3)对中心距变动的敏感性比渐开线大。加工时，对切齿深度要求较高，不允许径向变位切削，并严格控制装配误差。 单圆弧齿轮传动 小齿轮的凸齿工作齿廓在节圆以外，齿廓圆心在节圆上；大齿轮的凹齿工作齿廓在节圆内，齿廓圆心略偏於节圆以外(图2单圆弧齿轮传动的嚙合情况)。由於大齿轮的齿廓圆弧半径p2略大於小齿轮的齿廓半径p1，故当两齿廓转到K点，其公法线通过节点c时，齿便接触，旋即分离，但与它相邻的另一端面的齿廓随即接触，即两轮齿K1﹑K'1、K2﹑K'2﹑K3﹑K'3……各点依次沿嚙合线接触。因此，圆弧齿轮任一端面上凹﹑凸齿廓仅作瞬时嚙合。一对新圆弧齿轮在理论上是瞬时点嚙合，故圆弧齿轮传动又常称为圆弧点嚙合齿轮传动。轮齿经过磨合后，实际上齿廓能沿齿高有相当长的一段线接触。圆弧齿轮传动的特点是：(1)综合曲率半径比渐开线齿轮传动大很多，其接触强度比渐开线齿轮传动约高0.5～1.5倍；
多层商场结构设计毕业论文 符 号 c E －混凝土弹性模量； C20－表示立方体强度标准值为20N/2mm 的混凝土强度等级； N －轴向力设计值； M －弯矩设计值； V －剪力设计值； A －构件截面面积； I －截面惯性矩； k G －永久荷载标准值； K Q －可变荷载标准值； G γ－永久荷载分项系数； Q γ－可变荷载分项系数； ek F －结构总水平地震作用标准值； E eq G G 、－地震时结构的重力荷载代表值、等效总重力荷载代表值； T －结构自振周期； RE γ－承载力抗震调整系数；
λ－构件长细比； ak f －地基承载力特征值； 0H －基础高度； d －基础埋置深度，桩身直径； γ－土的重力密度； k ω－风荷载标准值； n F ?－结构顶部附加水平地震作用标准值； u ?－楼层层间位移； e －偏心距； sv A －箍筋面积； B －结构迎风面宽度； 0h －截面有效高度； S A －受拉区、受压区纵筋面积。
目录 前言··························································第1章工程概况·············································。第2章结构布置及计算简图····································§2.1结构布置及梁,柱截面尺寸的初选························§2.1.1梁柱截面尺寸初选··································§2.1.2结构布置···········································§2.2框架计算简图及梁柱线刚度·····························§2.2.1确定框架计算简图··································§2.2.2框架梁柱的线刚度计算·····························第3章荷载计算···············································
一级圆柱齿轮减速器设计毕业论文 目录 第一章减速器的慨述 (5) 第二章传动方案拟定 (9) 第三章电动机的选择 (10) 第四章确定传动装置总传动比及分配各级的传动比 (13) 第五章传动装置的运动和动力设计 (14) 第六章普通V带的设计 (18) 第七章齿轮传动的设计 (23) 第八章传动轴的设 计 (28) 第九章输出轴的设 计 (33) 第十章箱体的设 计 (38) 第十一章键连接的设计 (41) 第十二章滚动轴承的设计 (43) 第十三章润滑和密封的设计 (45) 第十四章联轴器的设计 (46) 第十五章设计小
结 (47) 第十六章致 谢 (49) 第十七章参考文 献 (50) 第一章减速器概述 1.1减速器的主要型式及其特性 减速器是一种由封闭在刚性壳体的齿轮传动、蜗杆传动或齿轮—蜗杆传动所组成的独立部件，常用在动力机与工作机之间作为减速的传动装置；在少数场合下也用作增速的传动装置，这时就称为增速器。减速器由于结构紧凑、效率较高、传递运动准确可靠、使用维护简单，并可成批生产，故在现代机械中应用很广。 减速器类型很多，按传动级数主要分为：单级、二级、多级；按传动件类型又可分为：齿轮、蜗杆、齿轮-蜗杆、蜗杆-齿轮等。 以下对几种减速器进行对比： 1）圆柱齿轮减速器 当传动比在8以下时，可采用单级圆柱齿轮减速器。大于8时，最好选用二级(i=8—40)和二级以上(i>40)的减速器。单级减速器的传动比如果过大，则其外廓尺寸将很大。二级和二级以上圆柱齿轮减速器的传动布置形式有展开式、分流式和同轴式等数种。展开式最简单，但由于齿轮两侧的轴承不是对称布置，因而将使载荷沿齿宽分布不均匀，且使两边的轴承受力不等。为此，在设计这种减速器时应注意：1)轴的刚度宜取大些；2)转矩应从离齿轮远的轴端输入，以减轻载荷沿齿宽分布的不均匀；3)采用斜齿轮布置，而且受载大的低速级又正好位于两轴承中间，所以载荷沿齿宽的分布情况显然比展开好。这种减速器的高速级齿轮常采用斜齿，一侧为左旋，另一侧为右旋，轴向力能互相抵消。为了使左右两
广州科技贸易职业学院 机电系 课程设计报告机械设计基础课程设计 设计题目：带式输送机传动系统设计 专业班级：07模具A班 学号： 设计人： 指导老师：王春艳 完成日期：2009-5-20
课程设计任务书 设计题目：带式输送机传动系统设计（一级直齿圆柱齿轮减速器及带传动）传动简图： 1.电动机 2.V带 3.减速箱 4.联轴器5滚筒 6.输送带 原始数据： （已知条件） 说明： 1.单向运转，有轻微振动； 2.每年按300个工作日计算，每日工作二班。 完成日期:________年____月_____日 设计指导教师：_________ ______年____月____日 任课教师:__________ __________年____月____日 评分与评语:________________________________ （二）设计内容 1、电动机的选择及运动参数的计算 2、V带的传动设计；
3、齿轮传动的设计； 4、轴的设计； 5、联轴器的选择； 6、润滑油及润滑方式的选择； 7、绘制零件的工作图和装配图 (1)、减速器的装配图 (2)、绘制零件的工作图 注：装配图包括：尺寸标注、技术要求及特性、零件编号、零件明细表、标题栏。 零件的工作图包括：尺寸的标注、公差、精度、技术要求。 10、编写设计说明书 (1)、目录； (2)、设计任务书； (3)、设计计算：详细的设计步骤及演算过程； (4)、对设计后的评价； (5)、参考文献资料。 （三）设计工作量 1.减速器总装图一张 2.零件图二张 3.设计说明一份。
目录 设计任务书……………………………………………………………传动方案说明…………………………………………………………电动机的选择…………………………………………………………传动装置的运动和动力参数…………………………………………传动件的设计计算……………………………………………………轴的设计计算…………………………………………………………联轴器、滚动轴承、键联接的选择…………………………………减速器附件的选择……………………………………………………润滑与密封……………………………………………………………设计小结………………………………………………………………参考资料……………………………………………………………
河南质量工程职业学院毕业设计（论文）第1 页 摘要 机械设计的主要内容是：选择机器的工作原理；运动和动力计算；零部件的工作能力计算；绘制零、部件及整机的工作图和装配图等。 机械设计过程实际上是一个发现矛盾、分析矛盾和处理矛盾的过程。例如，要求设计各齿轮参数器的零部件强度大、刚性好和要求机器重量轻的矛盾；加工、装配精度高和制造成本低的矛盾等。设计者应尽可能地运用现代科技的最新成果，抓住主要矛盾，恰如其分地处理好各种次要矛盾，才能设计出高质量的机器来。 一部新机器从设计到使用，要经过调查研究、设计、制造和运行考核等一系列过程。 从以上机械设计的全过程可见，整个设计过程的各个阶段是相互紧密关联的，某一阶段中发现的问题和不当之处，必须返回到前面有关阶段去修改。因此，设计过程是一个不断返回、不断修改和完善，以逐渐接近最优结果的过程。 综上所述，完成整个设计过程需要进行一系列艰巨的工作。设计者首先应树立正确的设计思想，努力掌握先进的科学技术知识和科学的辩证的思想方法。同时，还要坚持理论联系实际，并在实践中不断总结和积累设计经验，向有关领域的科技工作者和从事生产实践的工作者学习，不断发展和创新，才能较好地完成机械设计任务。 本文介绍了有关变位螺旋齿轮传动设计的参数计算问题，包括公式的推导和方程组的求解，通过先确定中心距、轴交角等齿轮副啮合参数，然后再设计各齿轮参数来达到了实际设计应用的要求。轴齿轮是变速箱中最主要的零件，其加工精度的高低直接影响变速箱的整体质量。目前我们采用的轮齿齿部加工方法是滚齿一剃齿法。要通过滚、剃齿工艺制造出高精度齿轮，就必须把滚、剃工艺水平发挥到最好。而剃齿精度在很大程度上依鞍滚齿精度，所以滚齿中的一些误差项目必须严格控制，才能制造出高质量齿轮。滚齿是一种常用的齿轮加工方法，在精度很高的滚齿机上，采用精密滚刀，可以加工出4—5级精度的轮齿。在普通级滚齿机上，用普通精度滚刀，只能加工出8级精度轮齿。变速箱轴齿轮齿部要求的精度为8—7—7级，而且滚齿加工时主要是以两中心孔和端面做定位基准，因此分析滚齿的误差来源，掌握保证和提高加工精度的方法非常重要。 关键词：齿轮轴交角螺旋齿轮副啮合参数
模数齿轮计算公式: 名称代号计算公式 模数m m=p/π=d/z=da/(z+2) （d为分度圆直径，z为齿数） 齿距p p=πm=πd/z 齿数z z=d/m=πd/p 分度圆直径 d d=mz=da-2m 齿顶圆直径da da=m(z+2)=d+2m=p(z+2)/π 齿根圆直径df df=d-2.5m=m(z-2.5)=da-2h=da-4.5m 齿顶高ha ha=m=p/π 齿根高hf hf=1.25m 齿高h h=2.25m 齿厚s s=p/2=πm/2 中心距 a a=(z1+z2)m/2=(d1+d2)/2 跨测齿数k k=z/9+0.5 公法线长度w w=m[2.9521(k-0.5)+0.014z] 13-1 什么是分度圆?标准齿轮的分度圆在什么位置上？ 13-2 一渐开线，其基圆半径r b＝40 mm，试求此渐开线压力角α＝20°处的半径r和曲率半径ρ的大小。 13-3 有一个标准渐开线直齿圆柱齿轮，测量其齿顶圆直径d a＝106.40 mm，齿数z=25，问是哪一种齿制的齿轮，基本参数是多少? 13-4 两个标准直齿圆柱齿轮，已测得齿数z l＝22、z2＝98，小齿轮齿顶圆直径d al＝240 mm，大齿轮全齿高h ＝22.5 mm，试判断这两个齿轮能否正确啮合传动? 13-5 有一对正常齿制渐开线标准直齿圆柱齿轮，它们的齿数为z1＝19、z2＝81，模数m＝5 mm，压力角 α＝20°。若将其安装成a′＝250 mm的齿轮传动，问能否实现无侧隙啮合？为什么？此时的顶隙（径向间隙）C是多少? 13-6 已知C6150车床主轴箱内一对外啮合标准直齿圆柱齿轮，其齿数z1＝21、z2＝66，模数m＝3.5 mm，压力角α＝20°，正常齿。试确定这对齿轮的传动比、分度圆直径、齿顶圆直径、全齿高、中心距、分度圆齿厚和分度圆
南京工程学院 毕业设计开题报告 课题名称：南京公寓住宅楼设计 学生姓名：史精 指导教师：何培玲 所在系部：建筑工程学院 专业名称：土木工程 南京工程学院 2013年3月4日
1．根据南京工程学院《毕业设计（论文）工作管理规定》，学生必须撰写《毕业设计（论文）开题报告》，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。 2．开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。 3．毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。 4．本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000 字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。 5.开题报告检查原则上在第2?4周完成，各系完成毕业设计开 题检查后，应写一份开题情况总结报告。
课题名称 南京公寓住宅楼设计 本工程总建筑面积约为3000平方米左右，总占地面积为400平方米 左右。层数约为6层。主要立面临街。采用框架结构。主要用房：客厅, 卫生间，卧室，厨房，阳台，书房等。底层层高大约2.48m ,标准层2.9m ， 底层是储藏间和车库。一栋住宅楼分为两个单元，每个单元每层两户住 房，在单元中间设置楼梯。屋面为上人屋面。顶层以上设置阁楼。 参考密度：30%-50%、参考容积：1-2、绿化率：25%以上 依据： 所学教材：房屋建筑学，建筑制图，混凝土结构，材料力学，结构 力学，施工技术与组织管理，土力学，基础工程，建筑抗震设计等； 图集：建筑制图标准等； 国家现行有关规范和标准：混凝土结构设计规范，建筑结构何在规 范，高层建筑混凝土结构技术规程，建筑抗震设计规范，建筑制图标准 等，建筑防火设计，建筑防火规范，建筑工程标准荷载学； 其他：多高层框架结构，高等学校建筑工程专业毕业设计指导、公 寓住宅楼建筑设计规范等。 设计内容 （1） 建筑方案设计。 1 ?总平面设计：合理布置建筑主、次入口；尽可能考虑室外停车； 满足建 筑物防火间距及消防通道要求。 2. 平面设计：合理确定平面柱网尺寸；布置房间；确定楼梯数量、 位置及 形式；满足室内采光、通风要求。 3. 剖面设计：确定合理层高；给出楼（地）面、屋面、墙身工程做 法。 4. 立面设计：建筑风格、造型应富有创意，有时代感。 （2） 建筑施工图设计。 建筑施工图就是建筑工程上所用的，一种能够十分准确地表达出建筑 物的 外形轮廓、大小尺寸、结构构造和材料做法的图样。它是房屋建筑 施工的依 据。建筑施工图的组成部分：建筑平面、建筑立面和建筑剖面。 （3） 建筑结构设计与计算。 以建筑施工图为依据，确定结构平面、竖向布置方案；初定结构构件尺 寸及材料； 选定结构计算简图；进行竖向荷载统计，地震作用计算；风 荷载计算；完成选定 一榀框架的内力计算及内力组合；进行楼盖和屋盖 结构设计；结构零星构件（阳 台、雨篷、挑檐等）设计；楼梯设计；基 础设计等。 （4）绘制结构施工图。结构施工图是关于承重构件的布置 ，使用的材形 状，大小.及内部构造的工程图样，是承重构件以及其他受力构件施 工的依学生姓名 指导教师姓名 课题来源 史精 何培玲 自拟课题 240095330 专业 教授 所在系部 课题性质 土木工程 建筑工程 工程设计 毕业设计的内 容和意义
机械设计大作业（二） 题目：带传动与齿轮传动设计 院系：过程装备与控制工程09（1）班姓名：沈益飞 学号：B09360114
目录 一、任务书 (3) （一）原始数据 (3) （二）工作量 (3) 二、电机的选择 (3) （一）各级效率 (3) （二）工作机所需功率 (3) （三）电机所需功率 (3) （四）电机所需转速范围 (3) （五）电机选择 (3) 三、传动参数的计算 (4) （一）各级传动比分配 (4) （二）各轴转速 (4) （三）各轴功率 (4) （四）各轴转矩 (4) （五）汇总数据 (4) 四、V带传动的设计计算 (5) （一）计算功率 (5) （二）选择V带带型 (5) （三）确定带轮基准直径并验算带速 (5) （四）确定中心距，并选择V带的基准长度 (5) （五）验算小带轮包角 (5) （六）确定带的初拉力与压轴力 (6) （七）带轮的材料与结构形式 (6) 五、齿轮传动的设计计算 (6) （一）选定齿轮类型、精度等级、材料与齿数 (6) （二）按齿面接触强度设计 (6) （三）按齿根弯曲强度设计 (7) （四）几何尺寸计算 (7)
一、任务书 （一）原始数据 选择题号4：减速器输出轴转矩T=249 N.m 减速器输出轴转速n=96 r/min V 带传动与齿轮传动简图 见《机械设计作业集1》p41 （二）工作量 1.小带轮零件图一张 2.大齿轮零件图一张 3.设计说明书一份 二、电机的选择 （一）各级效率 由《机械设计课程设计》表2-4（p7）机械传动的效率概略值 0.940.9850.955=?=带η 0.9550.9850.97=?=柱η （二）工作机所需功率 kw n T p w 503.2962499550/=?=?= （三）电机所需功率 kw p p w o 788.28977.0/503.2/===η （四）电机所需转速范围 由《机械设计课程设计》表2-1（p4）常用机械传动的单机传动比推荐值 min /2304min /57696)246(r r n i n o --=?-=?' ='? （五）电机选择 由《机械设计课程设计》表20-1（p196）Y 系列三相异步电机技术数据 得Y132S-6型号电机的额定功率Pm=3 kw ,满载转速：Nm=960 r/min
一引言 1.1研究结构可靠度的必要性及发展史 在结构设计时，应使所设计的结构在设计基准期内，经济合理地满足下列要求：①能承受施工和使用期内可能出现的各种作用（包括荷载及外加变形或约束变形）；②在正常使用和维护下具有良好的工作性能；③正常使用和维护下具有足够的耐久性；④在偶然事件（如地震、爆炸、龙卷风等）发生及发生后，结构仍能保持必要的整体稳定性。结构的安全性、适用性和耐久性这三者总称为结构的可靠性，用来度量可靠性的指标称为可靠度。结构可靠度（ structural reliability ）是指结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。换而言之，结构可靠度方法要解决的根本问题是：在给定一个或多个材料特性或几何尺寸，而这些特性具有随机的或不完全知道的性质，以及在某些方面，结构上作用的荷载具有随机的或不完全知道的特性的情况下，结构按预定方式正常工作的概率[1]。 可靠度的研究早在20世纪30年代就开始，当时主要是围绕飞机失效进行研究。可靠度在结构设计中的应用大概从20世纪40年代开始。1946年，弗罗伊詹特（A.M.Freudenthal）发表题为《结构的安全度》的论文，开始较为集中地讨论这个问题；同期，苏联的尔然尼钦提出了一次二阶矩理论的基本概念和计算结构失效概率的方法及对应的可靠指标公式；美国柯涅尔（C.A.Cornell）在尔然尼钦工作的基础上，于1969年提出了与结构失效概率相联系的可靠指标β作为衡量结构安全度的一种统一数量指标，并建立了结构安全度的二阶矩模式；1971年加拿大的林德（N.C.Lind）对这种模式采用分离函数方式，将可靠指标β表达成设计人员习惯采用的分项系数形式。这些进程都加速了结构可靠度方法的实用化。美国伊利诺斯大学洪华生（A.H.S.Ang）对各种结构不定性作了分析，提出了广义可靠度概率法。他同邓汉忠（W.H.Tang）合写的《工程规划和设计中的概率概念》一书在世界上已广为应用。1976年，国际“结构安全度联合委员会”(JCSS)，采用拉克维茨（Rackwitz）和菲斯莱（Fiessler）等人提出的通过“当量正态”的方法以考虑随机变量实际分布的二阶矩模式，这对提高二阶矩模式的精度意义极大。至此，二阶矩模式的结构可靠度表达式与设计方法开始进入实用阶段。 我国的结构可靠度研究始于上世纪 50 年代，1970 年代，我国工业与民用建筑、公路桥梁、水利水电工程以及港口工程等设计规范已经开始涉及所谓“可靠度”的概念； 1980 年代，在结构可靠度的基本理论和设计方法方面进行了大量的研究工作。1984 年，我国颁布了《建筑结构统一标准》（ GBJ68-84 ）, 这标志着我国建筑设计理论与设计规范进入了一个新的阶段，即采用以概率理论为基础的极限状态设计方法的阶段。全国结构可靠度委员会自 1987 年起，每两年组织召开一次全国性的学术会议，实际上，在此后的若干年间，一直在酝酿着一部新规范的诞生。由建设部会同有关部门共同修订的《建筑结构可靠度设计统一标准》（ GB50068 － 2002 ）和《建筑结构荷载规范》（ GB5009 － 2001 ）