论文总字数：16151字

摘 要

当今社会，科技迅猛发展，随着循环经济模式的发展，在激烈的市场竞争中，产品更新率高，科技含量高的产品和设计及制造质量高的产品让人们有着更多的期待，所以企业只有降低成本，保证高效率的出新，才能在市场中有一席之地。目前广泛应用于各行各业生产中的传动装置——齿轮减速器的设计渐渐暴露出设计时间长，成本大，重复操作多等缺点。这些都阻碍了减速器的发展不管在结构上还是性能上，跟不上企业创新的步伐，满足不了企业的新要求。

运动仿真能很好的解决这一问题，运动仿真是实际运动在虚拟环境下的映射，可以在进行实际制造前运用软件模拟的方式来得到运动过程和结果。

本课题的具体研究内容是利用PRO/E对齿轮减速器的各零件进行三维建模，并进行运动仿真和动画制作。

关键词：减速器 三维建模 运动仿真 PRO/E

Abstract

In the development of the today’s society, with the development of economic mode of circulation, the market competition of the incandescent, product the high rate of renewal and to make the people with high technology content and high quality design and manufacture products also have more and more looking forward to, so the enterprise only low cost high efficiency of research and development of new products, to the fierce market competition. At present people from all walks of life widely applied in production of transmission device—the design of the speed reducer gradually revealed some shortcomings, such as design cost so much of their time, cost is larger, repeatability of operation more, etc. These limits the speed reducer structure and performance of development, can not meet the new demands of enterprise production.

Motion simulation can solve this problem well. The motion simulation is the actual motion in the virtual environment mapping, may in the actual manufacture before using the software simulation way to get the motion process and the result.

The main task of this paper is to study 3D modeling, virtual assembly, motion simulation and animation of a reducer were completed with PRO/E.

Key Words: Reducer; 3D modeling; Motion simulation; PRO/E

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 文献综述 1

1.2 课题研究的问题和拟采用的研究手段 4

1.3 本文研究内容 5

第二章 理论计算 6

2.1 初始数据 6

2.2 计算传动装置总效率 6

2.3 电动机的选择 6

2.3.1 电动机的选择 6

2.3.2 传动装置总传动比和分配传动比的确定 6

2.4 计算传动装置的运动和动力参数 7

2.4.1 各轴转速 7

2.4.2 各轴输入功率 7

2.4.3 各轴输入转矩 7

2.5 齿轮传动的设计 8

2.5.1 高速级齿轮传动的参数总结和计算（如表2-1所示） 8

2.5.2 低速级齿轮传动的参数总结和计算（如表2-2所示） 9

2.6 传动轴和传动轴承及联轴器的设计 9

2.6.1 输入轴的设计 9

2.6.2 中间轴的设计 11

2.6.3 输出轴的设计 13

2.7 减速器附件及箱体主要结构尺寸 16

第三章 三维建模 18

3.1 各零部件的三维建模 18

3.1.1 三维建模的主要步骤 18

3.1.2 各零部件的三维建模 19

3.2 整机装配 30

第四章 运动学分析 33

4.1 运动仿真 33

4.2 运动学分析 38

第五章 总结与展望 44

5.1 总结 44

5.2 展望 44

参考文献 45

致谢 47

第一章 绪论

1.1 文献综述

一般来说，传统设计和制造，设计人员往往都要先进行概念设计，然后才是产品设计。通常，设计人员要制造实体模型进行性能测试，从而来验证设计是否合理。当设计人员在测试过程中发现设计的产品有漏洞时，要重新修改产品设计，并且重新制造实体模型进行测试。为了最大可能达到产品所需求的性能，必须反复的“设计——测试——设计”。这一过程是漫长的，特别是结构复杂的产品，设计人员用传统的设计方法，其制造费用高，设计时间长，更不要谈什么市场竞争力了。

仿真（Simulation）是指为了研究一个设计中的系统，而对从该系统中提取出来的仿真模型进行反复测试研究的过程。仿真的分类如下图1-1所示。

图1-1仿真的分类

在当今社会，计算机仿真技术飞速发展，PRO/E为设计人员提供了一种运动仿真解决方法，即利用PRO/E进行产品各零部件的三维建模并进行整机虚拟装配，把虚拟装配好的整机模型进行运动仿真分析，这样就可以提前预测产品投入使用后的整体性能，发现产品瑕疵，对产品设计缺陷进行改进，提升产品性能。运动仿真是一种高新技术，可以分析产品性能从而解决相关问题，让传统设计和制造中存在的一些弊端“不复存在”。在PRO/E系统中，设计人员可以查找到产品各零部件的物理及几何信息，接着对产品进行整机装配，将各零部件连接起来，然后可以得到虚拟样机，在虚拟环境中，虚拟样机可以进行真实的运动。设计人员可以对它进行在各种情况下的动力学分析，并且可以进行不同的方案测试，对产品也可以不断的改良，最终在获取最佳的设计方案情况下制做物理样机。这样做可以有效的减少了制造物理样机的费用，而且减少了产品的开发时间，提高了市场的竞争力。

PRO/E中常用的仿真模块是Mechanism和PRO/MECHANICA，Mechanism用于运动分析，与PRO/E完全集成；MECHANICA是一个独立的软件包，它包括三部分，分别是结构分析，热力学分析，运动分析。这两种模块的运动仿真流程图如图1-2，1-3所示。

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