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摘 要

三维打印技术诞生在20世纪90年代中期,它是一种快速成型技术^[1]。三维打印技术改变了世界制造业的格局,以前是依靠生产工艺的设计能否实现,但3D打印机,改变了这一生产观念,人们不用再考虑生产过程,可以打印任何复杂形状的设计^[2]。

本课题的研究方向是在Pro/E软件中进行建模以及在3D打印机上打印。由于3D打印机精度不高，所以首先要对复杂的模型进行简化处理，减去细小零件，以便于打印机打印，简化后的齿轮减速器只有上下箱体、各级齿轮轴；其次对简化后的齿轮减速器进行三维建模，这里选用的三维建模软件是Pro/E；接着将建好的模型以STL的格式导入Simplify3D软件使其生成gcode文件，用SD卡拷入打印机后进行打印；最后对所有打印好的零件进行装配。

关键字：PRO/ENGINEER 齿轮减速器 3D打印

A study about gear reducer based on Three-dimensional printing

Abstract

3D printing technology in the mid-90s of the 20th century, is a rapid prototyping technology, it is based on a digital model file, the use of powdery metal or plastic and other adhesive materials, through the layer by layer to build the way Objects, the blueprint on the computer into a physical technology. 3D printing brought the world manufacturing revolution, previously part of the design depends entirely on the production process can be achieved, and the emergence of 3D printers, will subvert the production ideas, which makes the company no longer consider the production process, any complex shape The design can be achieved through the 3D printer.

The research direction of this project is to model in Pro / E software and print on 3D printer. As the 3D printer to print out the model accuracy is not high, so first of all to simplify the processing of the model to facilitate the printer to print, simplified gear reducer only on the box, the lower box, high-speed gear shaft, low speed gear shaft, Shaft and end cover composition; Secondly, the simplified gear reducer for three-dimensional modeling, where the choice of three-dimensional modeling software is Pro / E; then built the model to STL format 3dStart software to generate gsd file, With the SD card into the printer after printing; Finally, all the printed parts are assembled.

Keywords:PRO/ENGINEER;Gear reducer;3D printing

目录

摘要 I

Abstract II

1.1基于三维打印技术的产品模型设计的国内外研究现状 1

1.1.1基于三维打印技术的产品模型设计的简介 1

1.1.2基于三维打印技术的产品模型设计的基本方法 2

1.2本文主要内容 2

第二章 减速器结构设计及传动尺寸计算 3

2.1运动简图 3

2.2原始数据 3

2.3选择电动机类型 4

2.3.1选用电动机容量 4

2.4确定总传动比和分配各级传动比 4

2.5传动装置运动和动力参数的计算 5

2.5.1各轴转速 5

2.5.2各轴功率 5

2.5.3各轴转矩 5

2.6高速级齿轮 6

2.6.1齿轮类型、精度等级、材料及齿数的选择 6

2.6.2.按齿面接触强度设计 6

2.6.3按齿根弯曲强度设计 7

2.6.4、几何尺寸计算 8

2.7低速级齿轮 9

2.7.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 9

2.7.2按齿面接触强度设计 9

2.7.3按齿根弯曲强度设计 10

2.7.4、几何尺寸计算 11

2.8 轴的设计计算 12

2.8.1求作用在齿轮上的力 12

2.8.2选取材料 12

2.8.3计算轴的最小直径 12

2.8.4轴径和轴段 13

2.9箱体结构的设计 13

第三章 齿轮减速器的三维建模 14

3.1 引言 14

3.2 齿轮减速器的装配图 14

3.3PRO/E建模 15

3.3.1各部分零件图 15

3.3.2齿轮减速器各部件的PRO/E建模 18

第四章FDM打印机的基本原理、使用说明及打印过程 22

4.1 引言 22

4.2基于三维打印技术的产品模型设计的基本理论 22

4.2.1对齿轮减速器基本结构的简要介绍 22

4.2.2 FDM打印的基本原理 22

4.3产品外观介绍 24

4.4系统规格 24

4.5 注意事项 25

4.6 3D打印机的操作 26

4.6.1材料装载 26

4.6.2打印丝测试 26

4.6.3脱机打印 29

4.7切片参数 29

4.7.1层设置 29

4.7.2填充设置 30

4.7.3支撑设置 30

4.7.4打印速度设置 31

4.8三维打印效果图 32

4.8.1上箱体 32

4.8.2下箱体 32

4.8.3高速轴 33

4.8.3中速轴 33

4.8.3低速轴 34

4.8.3总装图 35

第五章 总结 36

5.1总结与展望 36

参考文献 37

致谢 39

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