平面多连杆机构的动力学特性分析毕业设计说明书.doc

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1、ee平面多连杆机构的动力学特性分析【摘要】本文根据设计要求，利用机构学理论，完成了该六杆机构各杆的尺寸计算及校核。利用ADAMS的建模功能，建立该杆机构的三维模型，然后对该模型进行了运动学分析，得到了位移、速度、加速度、约束力等参数的变化曲线。以机构惯性力为优化目标，完成了动力学仿真及优化，改善了该机构的振动状况。研究方法为实际的生产应用中提供理论依据，对提高机床效率和质量探索了新的方法。【关键词】：动力学仿真 六杆机构 ADAMSStudy on Dynamics for Planar multi-link mechanisme(e)Tutor：eAbstract: Based on the

2、 design requirements, according to the agency theory, completed the size calculation and checking each of the six-bar linkage rod. Use ADAMS modeling capabilities to create a three-dimensional model of the lever mechanism, and the model was kinematic analysis, the curve of displacement, velocity, ac

3、celeration, and other parameters binding. Institutional inertia force in order to optimize the objective to complete the dynamic simulation and optimization, to improve the vibration of the agency. Methods actual production applications provide a theoretical basis for improving the efficiency and ex

4、plore a new way to quality of the machine .Keywords: dynamics simulation six agencies ADAMS目 录1绪论11.1本课题的的及研究背景及意义11.2国内外的研究现状12压床机构的总体设计32.1机构的简介及原始数据32.2基本构型设计42.2.1摇杆滑块机构的设计计算42.2.2曲柄摇杆机构的设计计算52.2.3机构的合并62.3 电动机与减速设置72.4 V带传动的设计计算72.5 轴的选择与参数计算92.6滚子轴承选择122.8 部分螺栓连接设计133机构的仿真163.1 ADAMS软件介绍163.2建

5、立几何模型173.3机构模型的运动学分析183.4机构的参数化分析213.4.1确定优化目标213.4.2创建设计变量223.4.3参数化的手动分析223.4.4 研究分析233.4.5 机构优化分析27致谢30参考文献311绪论1.1本课题的的及研究背景及意义在各种机构运动形式中，连杆机构的特点表现为多种多样的结构和多种多样的特性。仅就平面连杆机构而言，即使其连杆机构数被限制在很少的情况下，大量的各种可能型式在今天仍很难估计。它们的特性在每一方面都是多种多样的 ，以致只能将其视为最一般的机械系统。在古代和中世纪许多实际应用方面的发明中就有连杆机构，例如我国东汉时期张衡发明的地震仪、列奥纳多.

6、达.芬奇所描述的椭圆车削装置等，在这些发明中都巧妙的运用了平面连杆机构。在近代，随着工业越来越高度自动化，在大量的自动化生产线上，许许多多的连杆机构得到了应用。特别是机器人学成为目前一个前沿学科，连杆机构又有了新的应用，例如日本等国家开发的类人型机器人等。在仿生学上，连杆机构巧妙的实现了人类关节的功能，例如国外研制的六杆假肢膝关节机构。当今，工业生产自动化越来越高，连杆机构以及它与其他类型机构组成的组合机构将得到更加广泛的应用，特别是多连杆机构将应用到更多的场合。连杆机构的最基本形式是平面四杆机构，它是连杆机构的基础。所以，对四杆机构的研究可以概括连杆机构的内在基本原理，从而拓展到平面多杆机构

7、的设计与应用。平面连杆机构是许多构建用低副（转动副和移动副）连接组成的平面机构。低副是面接触，耐磨损；加上转动副和移动副的接触表面是圆柱面和平面，制造简便，易于获得较高的制造精度。因此，平面连杆机构在各种机械和仪器中获得广泛应用。连杆机构的缺点是：低副中存在间隙，数目较多的低副会引起运动累积误差；而且它的设计比较复杂，不易精确地实现复杂地运动规律。机构的从动系统一般还可以进一步分解成若干个不可再分的自由度为零的构件组合，这种组合称为基本杆组，简称为杆组。平面连杆机构分析包连杆的运动分析和动力性能分析。平面连杆机构运动分析是不考虑引起机构运动的外力的影响，而仅从几何角度出发，根据已知的原动件的运

8、动规律（通常假设为作匀速运动），确定机构其它构件上各点的位移（轨迹）、速度和加速度，或构件的角位移，角速度和角加速度等运动参数。许多机械的运动学特性和运动参数直接关系到机械工艺动作的质量，运动参数又是机械动力学分析的依据，所以机构的运动分析是机械设计过程中必不可少的重要环节。而平面连杆机构动力性能分析的目的是：第一，确定机构运动副中的约束反力。因为这些力的大小和性质决定各零件的强度以及机构运动副的摩擦磨损和机械效率。第二，确定机械上应加的平衡力，以保证原动件按给定运动规律运动。这对确定机器工作时所需要的最驱动功率或所能承受的最大生产载荷都是必不可少的。而且无论是分析研究现有机械的工作性能，还是

9、优化综合新机械，平面连杆机构动力性能分析都是十分重要的。随着工业技术的快速发展，人们对机构的复杂度和精度的要求也越来越高，进而许多基于计算机的许多软件得到了充分的利用。此课题的主要目标是系统的对平面多杆机构的动态性能的进行研究，从而获得多杆机构的基本原理和研究方法，以便实际中得以应用；主要特色是在各个设计中会大量应用计算机高级语言编程来辅助设计和仿真平面多杆机构。1.2国内外的研究现状机构学研究的对象目前仍以多刚体机械系统为主,但柔性机构学的雏型已开始提出,机电等多学科相结合的广义机构学的研究已引起人们的关注。机构是组成机器的基本单元。如凸轮机构、齿轮机构和连杆机构等。从儿童玩具到产业机器人,

10、从海洋开发的海底作业机械到登月行走机械都要用到各种机构。机构学是以运动学和力学为主要理论基础,以数学分析手段,研究各类机构基本规律以及运动和动力分析与综合方法的学科,是机械设计所依据的重要基础理论学科之一。它来源于机械设计及制造的实践总结,同时机构学的研究,又为发展创造新的机械和改进现有机械的性能提供正确有效的理论和方法。随着宇航技术、核技术、海洋开发、医疗器械、工业机器人及微技术等高新科学技术的兴起和计算机的普遍应用,极大的促进了机构学的发展,创立了不少新理论和新方法,开拓了一些新的研究领域。表示了机构学研究 对象的某些层次关系。机构结构理论 在机构结构理论方面,主要是机构的类型综合、杆数综

11、合和机构自由度的介绍。利用拆副、拆杆、甚至拆运动链的方法将复杂杆组化为简单杆组,以简化机构的运动分析和力分析利用图论原理,把机构转化为矩阵符号标志,利用计算机识别方法,进行机构分类与选型;利用机构结构的键图方法,确定机构自由度和冗余度。研究满足拓扑结构要求的机构结构类型综合,如以单开链为基本单元的结构类型综合法以回路为单元的结构类型综合法等,利用拓扑图及其矩阵表示,这两种结构类型综合法皆可由计算机自动生成。组合机构的研究近十几年来发展十分迅速。这种组合机构的设计方法有不少研究成果,如齿轮连杆组合机构的运动与动力分析与综合、捆结机凸轮连杆机构的运动精度分析与综合、自动锁线 机书贴机构(凸轮平面、

12、空间组合机构)计算机辅助设计等。带挠性的组合机构已应用于轻工机械、纺织机械与机械手等设备中。 在凸轮机构方面,高速凸轮的弹性动力学是一个受到普遍重视的研究课题,从计入推杆系统和凸轮轴系的弹性、阻尼的动力学模型及其运动方程的建立和求解,以及综合方法等均有不少成果。 在机构动平衡理论方面,摆动力完全平衡一般理论的研究(完全平衡条件、总质心位置、最少配重等)已比较深入;摆动力和摆动力矩的完全平衡的一般理论研究已突破性的进展,为机器高速化和重载化奠定了有效的基础,但实际问题的解决还有待进一步研究和完善。研究成果应用于大型燃汽轮机发电机组现场转子平衡,有力地推动了大型发电机组的研制与开发。考虑构件弹性的

13、连杆机构动力学与综合的研究已越来越深入11;考虑运动副间隙引起的冲击、动载荷、振动及疲劳失效等问题的研究取得进展;同时考虑构件弹性和运动副间隙,甚至弹流状态的动力分析已有初步的成果。具有变质量构件和在运动过程中结构有变化的机构的平衡问题已引起关注并初步研究。对含有闭链部分的开式空间边杆机构的动力学模型及其参数作了成功的研究。对柔体机械系统动力学也进行了多方面的研究。 近10年来,随着仿生机械的迅速发展,创建了生物机构学。生物机构学是研究人和动物体在运动和休止状态时内力和外力所产生的效果的学科。不少学者积极开展对人的手指、手腕和手臂结构、动作原理和运动范围的分析研究,研制出各种自由度的生物电和声

14、控的机械假手。由于步行机研究的迅速发展,已相继研制出两足、四足、六足和八足步行机,主要研究其行走机理、机械结构和控制技术等。有些国家仿蟹和昆虫的步行机已接近可组织工业生产的水平。人工脊椎、人工骨骼与人工关节已达实用阶段。现代机械产品的发展趋势是高速、低噪音、重 载荷、轻质量超大型和微型化、高精度和自动化。因此机构学的趋势为: 1)机构结构理论或机构系统中新理论与新方 法的研究。机构学是一个成熟的分学科,但学科间渗透和生产要求促成了新的分支的发展,如机器人机构学生物机构学等。因此要加强机构类型、机构创新设计的研究,以及新的机构分析与综合理论和方法的研究。对典型机构的分析与综合方法,也应进行深入的

15、研究,在高速、重载、高精度的工作条件下,总结出一套考虑到机构及构件的弹性、变形、精度、动力学问题,以及考虑到可靠性、经济效益等问题的机构分析与综合的新方法。 2)计算机辅助设计系统及专家系统成为现代 机构设计的主要手段。它将机构概念、知识、理论和方法以及设计专家的经验和智慧与计算机系统的逻辑推理、分析、判断、数据处理、图形显示等功能密切结合,以简便、快速地完成设计任务。逐步创立用于产品设计的通用程序和软件包。 3)机电一体化的发展使机构学向广义的方向 发展,具有气、液、光、电等环节的机构得到广泛应用,这种机构称为广义机构。4)机构学要结合产品研究运动学和动力学的 分析与综合,要从单项机构向系统

16、机构的研究发展,而且采用计算分析和仿真,将一些分析计算的结果,从试验方面加以验证是十分必要的。因此加强机构性能试验,测试方法及装置的研究,促进机构学理论研究与试验研究相结合,进一步促进课题研究与产品性能的提高相结合。 5)为了确保机械工作的可靠性,机械系统状态 监测和故障诊断专家系统已成为新的研究热点。专家系统能够解决待定问题中的复杂问题,以专家的水平处理高难度问题,是诊断技术发展到自动诊断的高水平阶段,是重要的发展方向。将生物、医学、军事等方面应用的专家系统,迅速的移植到机构工程领域来,是多快好省的方法。随着科学技术和现代产业革命的发展,人类的社会生产方式将从 人机器自然界,变成人智能机器自

17、然界,但机器仍为人类利用与改造自然的直接执行工具。这个时代是多学科并存、相互补充、渗透、科学综合的时代。在这一变革中机构学与其它老学科一样,一些不适应科技发展需要的内容将被逐步淘汰。机构学领域的研究,已从传统机构发展到广义机构。广义机构的深入研究将会丰富现代机构学内容、推动现代机构学发展,使机构学在二十一世纪科技发展中充满活力。2.电机选择2.1电动机选择（倒数第三页里有东东）2.1.1选择电动机类型2.1.2选择电动机容量电动机所需工作功率为：；工作机所需功率为：；传动装置的总效率为：；传动滚筒 滚动轴承效率 闭式齿轮传动效率 联轴器效率 代入数值得：所需电动机功率为：略大于 即可。选用同步

18、转速1460r/min ；4级 ；型号 Y160M-4.功率为11kW2.1.3确定电动机转速取滚筒直径1.分配传动比（1）总传动比(2)分配动装置各级传动比取两级圆柱齿轮减速器高速级传动比则低速级的传动比2.1.4 电机端盖组装CAD截图 图2.1.4电机端盖2.2 运动和动力参数计算2.2.1电动机轴 2.2.2高速轴2.2.3中间轴2.2.4低速轴2.2.5滚筒轴3.齿轮计算3.1选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数1按传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。2绞车为一般工作机器，速度不高，故选用7级精度（GB 10095-88）。3材料选择。由表10-1选择小齿轮材料为40Cr（调质），硬度为2

19、80 HBS，大齿轮材料为45钢（调质）硬度为240 HBS，二者材料硬度差为40 HBS。4选小齿轮齿数，大齿轮齿数。取5初选螺旋角。初选螺旋角3.2按齿面接触强度设计由机械设计设计计算公式（10-21）进行试算，即3.2.1确定公式内的各计算数值（1）试选载荷系数1。（2）由机械设计第八版图10-30选取区域系数。（3）由机械设计第八版图10-26查得，则。（4）计算小齿轮传递的转矩。（5）由机械设计第八版表10-7 选取齿宽系数（6）由机械设计第八版表10-6查得材料的弹性影响系数（7）由机械设计第八版图10-21d按齿面硬度查得小齿轮的接触疲劳强度极限 ；大齿轮的接触疲劳强度极限 。1

20、3计算应力循环次数。（9）由机械设计第八版图（10-19）取接触疲劳寿命系数; 。（10）计算接触疲劳许用应力。取失效概率为1%，安全系数S=1，由机械设计第八版式（10-12）得（11）许用接触应力3.2.2计算（1）试算小齿轮分度圆直径=49.56mm（2）计算圆周速度（3）计算齿宽及模数 =2mmh=2.252.252=4.5mm49.56/4.5=11.01（4）计算纵向重合度0.318124tan=20.73（5）计算载荷系数K。已知使用系数根据v= 7.6 m/s,7级精度，由机械设计第八版图10-8查得动载系数由机械设计第八版表10-4查得的值与齿轮的相同，故由机械设计第八版图

21、10-13查得由机械设计第八版表10-3查得.故载荷系数11.111.41.42=2.2（6）按实际的载荷系数校正所算得分度圆直径，由式（10-10a）得（7）计算模数 3.3按齿根弯曲强度设计由式（10-17）3.3.1确定计算参数（1）计算载荷系数。 =2.09（2）根据纵向重合度 ，从机械设计第八版图10-28查得螺旋角影响系数（3）计算当量齿数。（4）查齿形系数。由表10-5查得（5）查取应力校正系数。由机械设计第八版表10-5查得（6）由机械设计第八版图10-24c查得小齿轮的弯曲疲劳强度极限 ；大齿轮的弯曲强度极限 ；（7）由机械设计第八版图10-18取弯曲疲劳寿命系数 ，；（8）

22、计算弯曲疲劳许用应力。取弯曲疲劳安全系数S1.4,由机械设计第八版式（10-12）得（9）计算大、小齿轮的 并加以比较。=由此可知大齿轮的数值大。3.3.2设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数 大于由齿面齿根弯曲疲劳强度计算 的法面模数，取2，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度得的分度圆直径100.677mm 来计算应有的齿数。于是由取 ，则 取 3.4几何尺寸计算3.4.1计算中心距a=将中以距圆整为141mm.3.4.2按圆整后的中心距修正螺旋角因值改变不多，故参数、等不必修正。3.4.3计算大、小齿轮的分度圆直径3.4.4计算齿轮宽度圆整后取

23、.低速级取m=3;由 取圆整后取表 1高速级齿轮：名称代号计 算 公 式 小齿轮大齿轮模数m22压力角2020分度圆直径d=227=54=2109=218齿顶高齿根高齿全高h齿顶圆直径表 2低速级齿轮：名称代号计 算 公 式 小齿轮大齿轮模数m33压力角2020分度圆直径d=327=54=2109=218齿顶高齿根高齿全高h齿顶圆直径4.轴的设计4.1低速轴4.1.1求输出轴上的功率转速和转矩 若取每级齿轮的传动的效率,则4.1.2求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为圆周力 ,径向力 及轴向力 的4.1.3初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质

24、处理.根据机械设计第八版表15-3,取 ,于是得输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径.为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩, 查表考虑到转矩变化很小,故取 ,则:按照计算转矩应小于联轴器公称转矩的条件,查标准GB/T 5014-2003或手册,选用LX4型弹性柱销联轴器,其公称转矩为2500000 .半联轴器的孔径 ,故取 ,半联轴器长度 L=112mm ,半联轴器与轴配合的毂孔长度.4.1.4轴的结构设计（1）拟定轴上零件的装配方案 图4-1（2）根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1)根据联轴器为了满足半联轴器的轴向定位要示求,1-2轴

25、段右端需制出一轴肩,故取2-3段的直径 ;左端用轴端挡圈,按轴端直径取挡圈直径D=65mm.半联轴器与轴配合的毂孔长度,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上而不压在轴的端面上,故1-2 段的长度应比 略短一些,现取.2)初步选择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承.参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组 、标准精度级的单列圆锥滚子轴承30313。其尺寸为dDT=65mm140mm36mm，故 ；而。3）取安装齿轮处的轴段4-5段的直径 ；齿轮的右端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为90mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略

26、短于轮毂宽度，故取 。齿轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度 ，故取h=6mm ，则轴环处的直径 。轴环宽度 ，取。4）轴承端盖的总宽度为20mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm，故取 低速轴的相关参数：表4-1功率转速转矩1-2段轴长84mm1-2段直径50mm2-3段轴长40.57mm2-3段直径62mm3-4段轴长49.5mm3-4段直径65mm4-5段轴长85mm4-5段直径70mm5-6段轴长60.5mm5-6段直径82mm6-7段轴长54.5mm6-7段直径65mm（3）轴上零件的周向定

27、位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按查表查得平键截面b*h=20mm12mm，键槽用键槽铣刀加工，长为L=63mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm9mm70mm，半联轴器与轴的配合为。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6。4.2中间轴4.2.1求输出轴上的功率转速和转矩4.2.2求作用在齿轮上的力（1）因已知低速级小齿轮的分度圆直径为：（2）因已知高速级大齿轮的分度圆直径为：4.2.3初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据

28、表15-3,取 ,于是得：轴的最小直径显然是安装轴承处轴的直径。图 4-24.2.4初步选择滚动轴承.（1）因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承，参照工作要求并根据,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组 、标准精度级的单列圆锥滚子轴承。其尺寸为dD*T=35mm72mm18.25mm，故，；（2）取安装低速级小齿轮处的轴段2-3段的直径 ；齿轮的左端与左轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为95mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取 。齿轮的右端采用轴肩定位，轴肩高度，故取h=6mm，则轴环处的直径。轴环宽度，取。（3）取安装高速级大齿

29、轮的轴段4-5段的直径齿轮的右端与右端轴承之间采用套筒定位。已知齿轮轮毂的宽度为56mm，为了使套筒端面可靠地压紧齿轮，此轴段应略短于轮毂宽度，故取。 4.2.5轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按查表查得平键截面b*h=22mm14mm。键槽用键槽铣刀加工，长为63mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm9mm70mm，半联轴器与轴的配合为 。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6。中间轴的参数：表4-2功率10.10kw转速362.2r/min转矩263

30、.61-2段轴长29.3mm1-2段直径25mm2-3段轴长90mm2-3段直径45mm3-4段轴长12mm3-4段直径57mm4-5段轴长51mm4-5段直径45mm4.3高速轴4.3.1求输出轴上的功率转速和转矩若取每级齿轮的传动的效率,则4.3.2求作用在齿轮上的力因已知低速级大齿轮的分度圆直径为4.3.3初步确定轴的最小直径先按式初步估算轴的最小直径.选取轴的材料为45钢,调质处理.根据表15-3,取 ,于是得：输出轴的最小直径显然是安装联轴器处轴的直径.为了使所选的轴直径与联轴器的孔径相适应,故需同时选取联轴器型号.联轴器的计算转矩 , 查表 ,考虑到转矩变化很小,故取 ,则:按照计

31、算转矩 应小于联轴器公称转矩的条件,查标准GB/T 5014-2003 或手册,选用LX2型弹性柱销联轴器,其公称转矩为560000 .半联轴器的孔径 ,故取 ,半联轴器长度 L=82mm ,半联轴器与轴配合的毂孔长度.4.4轴的结构设计4.4.1拟定轴上零件的装配方案图4-34.4.2根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度1)为了满足半联 轴器的轴向定位要示求,1-2轴段右端需制出一轴肩,故取2-3 段的直径 ;左端用轴端挡圈,按轴端直径取挡圈直径D=45mm .半联轴器与轴配合的毂孔长度 ,为了保证轴端挡圈只压在半联轴器上 而不压在轴的端面上,故 段的长度应比 略短一些,现取.2)初步选

32、择滚动轴承.因轴承同时受有径向力和轴向力的作用,故选用单列圆锥滚子轴承.参照工作要求并根据 ,由轴承产品目录中初步选取 0 基本游子隙组 、标准精度级的单列圆锥滚子轴承。其尺寸为d*D*T=45mm*85mm*20.75mm，故 ；而 ，mm。3）取安装齿轮处的轴段4-5段,做成齿轮轴；已知齿轮轴轮毂的宽度为61mm，齿轮轴的直径为62.29mm。4）轴承端盖的总宽度为20mm（由减速器及轴承端盖的结构设计而定）。根据轴承端盖的装拆及便于对轴承加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器右端面间的距离l=30mm，故取。 5）轴上零件的周向定位齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键连接。按 查表查

33、得平键截面b*h=14mm*9mm ，键槽用键槽铣刀加工，长为L=45mm,同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故选择齿轮轮毂与轴的配合为 ；同样，半联轴器与轴的连接，选用平键为14mm9mm70mm，半联轴器与轴的配合为 。滚动轴承与轴的周向定位是由过渡配合来保证的，此处选轴的直径公差为m6。高速轴的参数：表4-3功率10.41kw转速1460r/min转矩1-2段轴长80mm1-2段直径30mm2-3段轴长45.81mm2-3段直径42mm3-4段轴长45mm3-4段直径31.75mm4-5段轴长99.5mm4-5段直径48.86mm5-6段轴长61mm5-6段直径62.29mm6-7

34、段轴长26.75mm6-7段直径45mm5.齿轮的参数化建模5.1齿轮的建模（1）在上工具箱中单击按钮，打开“新建”对话框，在“类型”列表框中选择“零件”选项，在“子类型”列表框中选择“实体”选项，在“名称”文本框中输入“dachilun_gear”，如图5-1所示。图5-1“新建”对话框2取消选中“使用默认模板”复选项。单击“确定”按钮，打开“新文件选项”对话框，选中其中“mmns_part_solid”选项，如图5-2所示，最后单击”确定“按钮，进入三维实体建模环境。图5-2“新文件选项”对话框（2）设置齿轮参数1在主菜单中依次选择“工具”“关系”选项，系统将自动弹出“关系”对话框。2在对

35、话框中单击按钮，然后将齿轮的各参数依次添加到参数列表框中，具体内容如图5-4所示，完成齿轮参数添加后，单击“确定”按钮，关闭对话框。图5-3输入齿轮参数（3）绘制齿轮基本圆在右工具箱单击，弹出“草绘”对话框。选择FRONT 基准平面作为草绘平面，绘制如图5-4所示的任意尺寸的四个圆。（4）设置齿轮关系式，确定其尺寸参数1按照如图5-5所示，在“关系”对话框中分别添加确定齿轮的分度圆直径、基圆直径、齿根圆直径、齿顶圆直径的关系式。2双击草绘基本圆的直径尺寸，将它的尺寸分别修改为、修改的结果如图5-6所示。 图5-4草绘同心圆 图5-5“关系”对话框 图5-6修改同心圆尺寸 图5-7“曲线：从方程

36、”对话框（5）创建齿轮齿廓线1在右工具箱中单击按钮打开“菜单管理器”菜单，在该菜单中依次选择“曲线选项” “从方程” “完成”选项，打开“曲线：从方程”对话框，如图5-7所示。2在模型树窗口中选择坐标系，然后再从“设置坐标类型”菜单中选择“笛卡尔”选项，如图5-8所示，打开记事本窗口。3在记事本文件中添加渐开线方程式，如图5-9所示。然后在记事本窗中选取“文件” “保存”选项保存设置。图5-8“菜单管理器”对话框 图5-9添加渐开线方程4选择图5-11中的曲线1、曲线2作为放置参照，创建过两曲线交点的基准点PNTO。参照设置如图5-10所示。曲 线1曲 线 2图5-11基准点参照曲线的选择 图

37、5-10“基准点”对话框5如图5-12所示，单击“确定”按钮，选取基准平面TOP和RIGHT作为放置参照，创建过两平面交线的基准轴A_1，如图6-13所示。图5-12“基准轴”对话框 图5-13基准轴A_16如图5-13所示，单击“确定”按钮，创建经过基准点PNTO和基准轴A_1的基准平面DTM1,如图5-14所示。5 5-15基准平面对话框 5-15基准平面DTM17如图5-16所示，单击“确定”按钮，创建经过基准轴A_1，并由基准平面DTM1转过“-90/z”的基准平面DTM2，如图5-17所示。图5-16“基准平面”对话框 图5-17基准平面DTM28镜像渐开线。使用基准平面DTM2作为

38、镜像平面基准曲线，结果如图5-18所示。图5-18镜像齿廓曲线（6）创建齿根圆实体特征1在右工具箱中单击按钮打开设计图标版。选择基准平面FRONT作为草绘平面，接收系统默认选项放置草绘平面。2在右工具箱中单击按钮打开“类型”对话框，选择其中的“环”单选按钮，然后在工作区中选择图5-19中的曲线1作为草绘剖面。再图标中输入拉伸深度为“b”，完成齿根圆实体的创建，创建后的结果如图5-20所示。图5-19草绘的图形 5-20拉伸的结果（7）创建一条齿廓曲线1在右工具箱中单击按钮，系统弹出“草绘”对话框，选取基准平面FRONT作为草绘平面后进入二维草绘平面。2在右工具箱单击按钮打开“类型”对话框，选择

39、“单个”单选按钮，使用和并结合绘图工具绘制如图5-21所示的二维图形。图 5-21 草绘曲线图 5-22显示倒角半径3打开“关系”对话框，如图5-22所示，圆角半径尺寸显示为“sd0”，在对话框中输入如图5-23所示的关系式。图5-23“关系“对话框（8）复制齿廓曲线1在主菜单中依次选择“编辑” “特征操作”选项，打开“菜单管理器”菜单，选择其中的“复制”选项，选取“移动”复制方法，选取上一步刚创建的齿廓曲线作为复制对象。图5-24依次选取的 菜单2选取“平移”方式，并选取基准平面FRONT作为平移参照，设置平移距离为“B”，将曲线平移到齿坯的另一侧。图5-25输入旋转角度3继续在“移动特征”

40、菜单中选取“旋转”方式，并选取轴A_1作为旋转复制参照，设置旋转角度为“asin(2*b*tan(beta/d)”，再将前一步平移复制的齿廓曲线旋转相应角度。最后生成如图5-26所示的另一端齿廓曲线。图5-26创建另一端齿廓曲线（9）创建投影曲线1在工具栏内单击按钮，系统弹出“草绘”对话框。选取“RIGUT”面作为草绘平面，选取“TOP”面作为参照平面，参照方向为“右”，单击“草绘”按钮进入草绘环境。2绘制如图5-27所示的二维草图，在工具栏内单击按钮完成草绘的绘制。图5-27绘制二维草图3主菜单中依次选择“编辑” “投影”选项，选取拉伸的齿根圆曲面为投影表面，投影结果如下图5-28所示。图5

41、-28投影结果（10）创建第一个轮齿特征1在主菜单上依次单击“插入” “扫描混合”命令，系统弹出“扫描混合”操控面板，如图5-29所示。2在“扫描混合”操控面板内单击“参照”按钮，系统弹出“参照”上滑面板，如图6-30所示。图5-29 “扫描混合”操作面板 图5-30“参照”上滑面板3在“参照”上滑面板的“剖面控制”下拉列表框内选择“垂直于轨迹”选项，在“水平/垂直控制”下拉列表框内选择“垂直于曲面”选项，如图5-30示。4在绘图区单击选取分度圆上的投影线作为扫描混合的扫引线，如图5-31示。扫描引线图5-31选取扫描引线5在“扫描混合”操作面板中单击“剖面”按钮，系统弹出“剖面”上滑面板，在上方下拉列表框中选择“所选截面”选项，如图5-32所示。图5-32“剖面”上滑面板 图5-33 选取截面6在绘图区单击选取“扫描混合”截面，如图5-33所示。7在“扫描混合”操控面板内单击按钮完成第一个齿的创建，完成后的特征如图5-34所示。图5-34完成后的轮齿特征 图5-35“选择性粘贴“对话框(11)阵列轮齿1单击上一步创建的轮齿特征，在主工具栏中单击按钮，然后单击按钮，随即弹出“选择性粘贴”对话框，如图5-35所示。在该对话框中勾选“对副本应用移动/旋转变换”，然后单击“确定”按钮。图5-36 旋转角度设置