Proe在减速器三维实体建模及虚拟装配中的应用

基于Pro/E减速器的虚拟装配及运动仿真王宁1,王兴权2,魏晓波3,张国宏4,周立楠5(1.沈阳工业大学,辽宁辽阳111003;2.中石油抚顺工程建设公司三分公司,辽宁抚顺113001;3.沈阳工业大学工程学院,辽宁辽阳111000)摘要:把Pro/E的虚拟装配技术和运动仿真应用到减速器的设计中,通过利用Pro/E的参数化建模功能,建立圆柱齿轮减速器的三维参数化模型,并且进行了虚拟装配、干涉检验和运动仿真。

该技术在机械工程、化工设备、汽车制造等多领域有很强的实用和推广价值。

关键词:减速器;虚拟装配;运动仿真中图分类号:T P399文献标志码:A传统的机械产品设计通常采用平面图形表示机械零件及其装配关系,设计结果是在某一个位置的静态图形。

这种方法难以反映机器在运行过程中各零件的运动状态及其相对位置关系,无法直观地判断其运动是否合理,各零件之间是否存在干涉等问题。

随着CAD技术的发展及计算机硬件性能的不断提高,三维建模、装配及计算机运动仿真技术逐步得到应用,应用这些技术就可以进行机器的运动仿真分析。

要进行减速器运动学分析,必须首先建立减速器的三维参数化模型。

本文利用Pr o/E的参数化建模功能,建立了圆柱齿轮减速器关键零部件的三维参数化模型,并进行了装配,然后用Pro/E的动画模块进行减速器虚拟装配动画片的制作,同时也运用Pr o/E运动仿真模块对减速器的传动系统进行了干涉检验和运动仿真。

1圆柱齿轮减速器零件的三维建模1.1渐开线圆柱齿轮的三维参数化造型在三维实体造型过程中,对于齿轮这样的复杂模型来说,常规的特征操作已难以满足设计要求,这时可以采用参数和关系式等辅助工具以及扫描混合等高级特征功能。

1)创建齿轮的基本圆曲线首先创建任意尺寸的4条基本圆曲线,添加齿轮参数与参数关系式,如图1所示。

然后把添加了参数关系式的齿轮参数赋予基本圆曲线,得到4条基本圆曲线。

2)创建齿槽的轮廓曲线选取=从方程>的方式插入基准曲线,然后选择=柱坐标>,添加渐开线的柱坐标方程如图2所示,生成一条渐开线曲线。

基于Pro E齿轮减速器虚拟样机构建及性能仿真研究
本文是关于基于Pro E齿轮减速器虚拟样机构建及性能仿真研究的论文。

齿轮减速器广泛应用于机械传动系统中，具有传递大扭矩、减速和变速等特点。

从设计到制造，齿轮减速器的开发周期长，成本高。

因此，利用虚拟样机技术，通过计算机模拟和仿真，可以快速准确地进行齿轮减速器的设计和性能分析，大大缩短了开发周期和降低了成本。

本文通过引入Pro E软件，建立齿轮减速器虚拟样机，并进行性能仿真研究。

首先，对齿轮减速器的组成结构和基本原理进行了分析和介绍。

其次，采用Pro E软件进行3D建模和装配，建立了齿轮减速器的虚拟样机。

然后，采用ANSYS Workbench进行有限元分析，对减速器的受力情况和变形情况进行了仿真，验证了减速器的结构强度和稳定性。

最后，通过Pro Mechanica进行性能分析和仿真，研究了齿轮减速器的传动效率、噪声和温度等性能指标，以此评价齿轮减速器的设计是否符合实际要求。

本研究的方法能够有效提高齿轮减速器的设计准确性和效率，同时节约了大量的成本和时间，对于加速产品开发和提高产品质量具有实际意义。

课题名称三维软件在减速器设计中的应用专业学生姓名学号指导教师起讫日期设计地点摘要本次课程设计的内容是齿轮减速器造型设计，是利用ug建模的形式来完成三维造型设计。

首先要将减速器的各个零件按照尺寸及其结构特征通过UG绘制出来，然后将各绘制出的零件通过各种约束组装成一个整体。

然后把组装的机体进行爆炸图的演示。

同时还要绘制完整机体的二维图并标注尺寸等特征，和一根输出轴的二维图并标注尺寸。

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。

关键词：Ug；此轮减速器；爆炸图；二维图；尺寸目录1前言 (1)1.1概述 (1)1.2齿轮减速器造型设计 (1)2减速器零部件三维造型设计 (2)2.1引言 (2)2.1.1箱盖造型设计 (2)2.1.2箱底造型设计 (4)2.1.4 轴2造型设计 (6)2.1.5 齿轮造型设计 (9)2.1.6 垫片造型设计 (11)2.1.7 垫圈造型设计 (12)2.1.8 封油螺丝造型设计 (13)2.1.9 机盖造型设计 (14)3 虚拟装配 (18)3.1轴与齿轮轴承的装配 (18)3.2轴承的装配图过程 (19)3.3底座的装配图过程 (19)3.4箱盖的装配图过程 (20)3.5机盖的装配图过程 (20)3.6小部件的装配图过程 (21)4工程图 (23)4.1轴的工程图 (23)4.2装配图的工程图 (24)5爆炸图 (26)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1 前言1.1概述UG（Unigraphics NX）是Siemens PLM Software公司出品的一个产品工程解决方案，它为用户的产品设计及加工过程提供了数字化造型和验证手段。

Unigraphics NX针对用户的虚拟产品设计和工艺设计的需求，提供了经过实践验证的解决方案。

UG同时也是用户指南（user guide）和普遍语法（Universal Grammer）的缩写；在DOTA中也被称为幽鬼。

基于pro／E的减速器机械设计辅助教学软件的设计摘要通过计算机辅助教学软件，可以将一些抽象、复杂的结构直观和形象的方式表示出来，增加学生学习的兴趣和对知识点的理解。

通过pro/E对一个实际的工业用二级减速器产品进行三维建模，针对机械设计教材中的内容对零件部件进行详细的介绍和说明，并制作虚拟装配和虚拟拆卸动画来显示操作的过程，最后用AuthorWare制作界面方便使用。

关键词pro/E减速器机械设计虚拟装配虚拟拆卸机械设计基础是机械类专业的一门必修专业基础课程，在教学过程中起着承前启后的重要桥梁作用，是学生学习后续专业课的重要基础。

本课程不但有很强的理论性，还具有很强的实践性。

减速器是机械设计基础中的一个典型的教具，它具有典型的机械传动机构和机械零件结构。

在以往的教学过程中，教师仅仅通过平面图来讲解各个部分的结构和设计要求；有的学校可以为学生提供减速器的模型进行拆解训练，来增强认识，但由于首先知识的学习和拆装实验在时间和空间上不合拍，影响学生对知识点的理解和吸收；其次在实际拆卸过程中，很多结构由于设计的要求不易拆卸，同样影响了学生的直观认识。

通过采用pro/E软件对减速器进行三维建模，然后模拟减速器的虚拟拆卸和装配过程。

在上课期间就直接将减速器零部件实体显示在学生面前，针对零件具体讲解各部分的结构和设计中应注意的问题，可使学生直观地看到各部分结构，对设计要点和注意点有了形象的认识，有效地提高了教学的质量和增加了学习的效果。

一、减速器机械设计辅助教学软件的设计减速器是一种用于原动机与工作机之间的封闭式机械传动装置，主要用于改变输出转速、增大输出扭矩和改变运转方向，目前已成为一种应用广泛的专用部件。

减速器部件由箱体、传动轴、齿轮。

轴承和连接组成。

基本涵盖了机械设计中的零件设计内容。

通过对减速器零部件的建模和装配，在课堂上可以调用该零件来讲解，例如在轴的设计中，调用轴的实体模型，对比讲解在设计过程要注意什么问题，设计的重点和要点。

优秀设计机制专业《三维设计技术》期末考核大作业——减速器的三维实体（曲面）造型（及装配）班级：姓名：学号：部件一：轴1.新建模板，选择“零件”，“实体”，不使用缺省模板，如图：2.用拉伸命令做轴，经过六次拉伸做出轴。

3．再经过两次拉伸做出轴上的两个键槽，再经过倒圆角和倒角做出如图所示的轴。

部件二：齿轮轴和齿轮1.第一步相同2.先拉伸如图所示尺寸厚度为70mm的圆柱体4.在圆柱面所在平面草绘如图所示的圆弧6.应用变截面扫描绘制如图所示曲面7.同样的方法再画一条8.拉伸取出材料，利用67步所画的曲面草绘。

如图：9．如图所示，应用阵列命令阵列20个，驱动尺寸为18度10．这样就做出了齿轮，再应用多次拉伸命令可做出如图所示的齿轮轴11.应用相同的方法可以做出如图所示的低速级齿轮部件3：油盖1.草绘如图所示的图形拉伸5mm的板材。

2.选择拉伸去除材料，应用镜像绘制如图所示的孔3.经过拉伸形成如图所示的油盖部件4：垫片用拉伸绘制如下形状，厚度为1mm的垫片部件5：螺栓与螺母绘制如图所示的螺栓与螺母A．m10螺母B..m8螺栓C．m10螺栓D．m12螺栓E．m6螺栓部件6.销1.先按如图尺寸做一次旋转2.相同的办法按如下尺寸和形状做一次旋转3.拉伸形成如图所示的销部件7：轴承1.先经过简单的步骤画出如图所示的几个零件A．保持架B．滚动体C．内外圈2．装配出如图所示的轴承2.相同的方法绘制另一个轴承由于绘制较为容易一下只给出绘制过程中的抓图部件9：箱座与箱盖1．绘制箱座，首先拉伸如图所示尺寸厚度为160mm的实体2.对所绘制的实体进行抽壳操作，厚度为8mm3.再次拉伸如图所示尺寸与形状的厚度为368mm实体4.经过倒6mm的圆角形成如图所示的实体5.相同的方法再经过五次拉伸形成如图所示的实体6.筋：绘制12mm的如图形状的筋7.同样的方法绘制形成如图所示8.如图所示在该平面绘制两个分别为72mm和mm的孔，如图所示9.拉伸去除材料10.经过四次之后形成如图所示的实体11.根据图示关系创建基准平面DTM312.在创建的平面上拉伸如图所示的形状13.再次经过拉伸与草绘14.同样的方法拉伸油槽15.孔的绘制，用绘制孔命令分别绘制如图所示的孔，再经过倒圆角形成如图所示的形状15.最后两次拉伸形成如图所示的悬挂孔16.绘制出如图所示的箱座17.箱盖的绘制类似，最后箱盖形状如图所示装配1.齿轮轴的装配A．新建B．齿轮轴C．导入轴承，约束条件为两者的轴线重合，还有轴承的断面相重合D.相同的方法导入另一轴承E．相同的方法装配另一个齿轮轴F．总体装配，轴线相互配合，还有轴承的端面与箱座内壁相配合F.经过总体装配，最后形成减速器如图所示。

基于Pro/E三环减速器参数化建模及装配设计Research on parametric design of the three一ring reducer 【摘要】介绍了一个基于Pro/E软件开发的三环减速器参数化建模及装配设计平台，详细介绍了该平台的系统结构、零件的建模和绘制方法、装配图中各个零件的关系实现的参数化方法、以及工程图纸的生成等。

该设计平台可用于三环减速器系列化产品设计及装配检查，所建立的模型能够用于进一步的结构分析。

关键词：三环减速器;参数化设计;建模;装配Abstract：A design platform used for solid creation and parametric desigrz of the three rings reducer is introduced based on Pro/E. The description includes software architecture, solid creation and the para-metric design of the parts, parametric design of assembly drawing and the automated update, and thecreation of engineering drawings. The pla form can be used to design the series of three一ring reducers,and the model created by software can be used for further structure analysis.Key words: Three一ring reducer; Parametric design; Solid creation; Assembly三环减速器是一种新型少齿差行星传动装置，它是将N型少齿差行星传动的中心内齿轮改为行星轮，将行星外齿轮改为中心轮而形成的新型行星传动装置，具有传动比大、结构简单、承载能力高、传动效率高、内啮合、接触强度高应力小、重合度大等特点。

基于PROE的行星齿轮减速器建模及仿真阐述了PROE技术在行星齿轮减速器设计中的优势，利用PROE 5.0建立了行星齿轮减速器三维模型，并进行了运动仿真，结果表明，利用PROE进行实体造型能方便的对产品进行优化，提高了设计效率，减少了设计缺陷，为行星齿轮减速器的广泛运用奠定了基础。

标签：PROE技术；渐开线行星齿轮减速器；参数化设计引言目前，在以网络化、智能化、信息化、全球化为基本特征的设计制造业正在蓬勃发展。

减速器作为不可缺少的独立的驱动元部件，相比于与普通定轴齿轮，她具有体积小、重量轻、承载能力大、传动比大、传动平稳及传动效率高、传递动力时可以分流等众多显著优点，在建筑机械、起重运输、工程机械等工业部门有着广泛的运用。

采用Pro/e来实现这一过程，不但能使系列产品的技术数据库、图形库的建立和查询成为可能，而且还可以缩短设计周期，减少设计缺陷。

1 Pro/E软件主要功能Pro/E是美国PTC公司旗下的产品Pro/Engineer软件的简称。

经过多年的完善与创新，Pro/E具有很多独特之处，第一，Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员可以随意勾画草图，轻易改变模型。

第二，Pro/E是建立在统一基层上的数据库，即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。

第三，Pro/E的所有模块都是全相关的。

也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。

第四，Pro/E使用用户熟悉的特征作为产品几何模型的构造要素。

第五，Pro/E 的基本结构能够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。

2 行星齿轮减速器类型的确定根据基本参数要求，即输入功率P1，输入转速n1，传动比ip，工作时间，并且需要该行星齿轮传动结构紧凑，外轮廓尺寸较小，短期间断工作和传动效率高的要求，选定具有双齿圈行星齿轮的3Z（Ⅰ）型行星齿轮，其传动简图如图1所示。

三维proe课程设计说明书班级：机计092姓名：学号：090115213目录第一章实体建模下体 (3) (25)1..3端盖一....... (48) (51) (56) (60)第二章工程图设计 (66) (73) (83) (92) (92) (93) (93)第三章装配 (94)第一章实体建模1.1 变速箱下箱体新文件启动PROE/ENGINEER WILDFIRE 3.0,选择系统菜单栏中的“新建”命令，系统打开图1.1所示对话框，取文件名为“xiangti”,使用默认模板和子类型，单击按钮，系统进入绘图界面，选“TOP”面为草绘平面，出现如图1.2所示。

单击按钮进入草绘界面。

2.创建箱体特征壳单击“草绘器工具”工具栏中的“中心线”命令按钮，绘制一条与基准面RIGHT重合的中心线，作为下面要绘制矩形的对称线，单击“草绘器工具”工具栏中的“使用”命令按钮，绘制266*866的矩形，如图图1.3所示，单击工具栏命令按钮，结束草绘，单击“拉伸”对话框右侧按钮创建完成。

效果图如图1.4所示。

3.创建轴承凸台单击“基础特征”工具栏中的命令按钮，系统打开“拉伸”对话框，在“拉伸”属性栏输入拉伸深度。

单击按钮系统打开“放置”面板，单击按钮，系统打开“草绘”对话框，选用图1.5所知面作为草绘面，选箱底面做为参照面，方向为底部，如图 1.5所示，单击按钮进入草绘界面。

绘制直径为300的半圆，圆心离壳体一端的距离为200，如图1.6所示，单击草绘区右侧按钮，结束草绘。

单击“拉伸”对话框右侧按钮，创建特征完成，效果图如图1.7所示。

单击“基础特征”工具栏中的命令按钮，系统打开“拉伸”属性栏，单击属性栏的按钮，输入深度为190。

单击“拉伸”对话框按钮，系统打开“放置”面板，单击按钮，系统打开“草绘”对话框，选基准面作为草绘平面，基准面作为参照面，如图1.8所示。

单击按钮进入草绘界面。

绘制直径为220的半圆如图1.9所示，单击草绘图区右侧按钮，结束草绘。