专业综合实践报告书

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1、专业综合实践报告书蜗轮蜗杆减速器主要部件的数字化分析与仿真一、目的与要求：数字化设计综合实验、实践实在学完了机械设计及其自动化专业方向相关专业课程后进行的一个实践性任务。涵盖了数字化设计的关键内容。目的是使学生通过数字化设计综合实验，有针对性地锻炼学生学会运用课程的基本知识来具体的解决实际问题的能力，掌握数字化设计，提高数字化设计能力，同时也为今后工作进行一次综合训练和准备。1.能熟练运用已修读的相关专业课程中的基本理论知识和实践知识，利用三维数字化设计建模软件的正确设计某种减速器的主要零件。2.通过数字化设计综合实验，要求学生掌握数字化设计的步骤及方法，使学生具有较强的综合利用所学知

2、识分析问题解决问题的能力。3.学会使用手册及图表资料，掌握与本实践有关的各种参考资料的名称、出处，做到能灵活运用。二、主要内容对设计的单级涡轮蜗杆减速器三维实体模型进行有限元分析、干涉分析、capp、运动仿真、加工仿真等。相对于其他软件，比较熟悉UG，所以我的建模、装配、有限元分析、干涉检验可以使用UG实现,其他的借助相关软件进行模拟分析。利用CAD（计算机辅助软件）及“强度向导”CAE（计算机辅助工程）软件程序用来模拟组件在结构性负载条件下的行为。模拟结果使人们可以了解组件的表现及应该如何改进设计。蜗轮蜗杆减速器中，蜗杆和蜗轮轴的强度对整个减速器的性能起到至关重要的影响。为了验证设计

3、的可靠性，以UG设计平台为基础，进行有限元分析，确定其最大应力分布区，将评估结果与设计工程师和分析员的实践经验相结合，并最终结合实验数据，进行综合评估，指导整个设计过程。实现以下目标：1.完成产品所有非标准零件数字化设计，建立产品装配模型，并对装配模型进行干涉实验分析；2.对典型零件进行有限元模型并进行静力学分析；3.利用KMCAPP创建典型零件的工艺规程；4.建立典型零件的数控加工的工艺规划，生成NC代码及车间工艺文档，通过过程仿真来验证操作；5.撰写综合实践报告一份，要求涵盖上述所有内容，不少于10000字。2.1蜗杆的有限元建模和分析     进行蜗杆强度分析时，首先要引入已知条

4、件，本文假设其材料特性已知条件为：质量密度＝7.829×10-6(kg/mm3)、杨氏模量＝2.069×108(mN/mm2)、泊松比＝0.2880、热膨胀系数＝1.131×10-5(1/C)、热导性＝55701(microW/(mm×C))、屈曲强度＝1.379×105、最终强度＝2.813×105、体积＝1.290×106mm3、质心x＝-0.06592,y＝-0.6853,z＝-0.6853。引入载荷幅值F＝50N，矢量方向见下图：x＝0,y＝0,z＝1。经分析得到其部件信息图如图1(a)，结构性功能图1(b)，应力图如图1(c)，位移图1(d)从图1中，可看出蜗轮蜗杆蜗杆没有过

5、大的应力集中，强度符合要求。涡轮网格化涡轮有限元分析-----位移涡轮有限元分析----应力蜗杆网格化蜗杆有限元分析------位移蜗杆有限元分析-----应力2.2蜗轮蜗杆减速器的虚拟装配2.1蜗轮蜗杆减速器的虚拟装配，包括蜗轮、蜗轮轴、蜗杆轴、上箱体、下箱体、轴承、端盖、挡油板等。UG装配模块中有两种装配模式:自底向上装配和自顶向下装配。本课题中装配所采用的装配模式是第一种，即：自底向上。下面简单介绍蜗轮蜗杆减速器的装配过程：首先以蜗杆轴为基准，将轴承零件装配好，再将蜗轮轴装配起来，然后将装配好的蜗杆轴与蜗轮轴装配到下箱体上。上箱体装配上，最后再将螺栓和定位销钉装配上，这样整个蜗轮

6、蜗杆减速器装配就完成了如图所示：（1）装配图1（2）彩色装配图2.3装配干涉检验和分析     当蜗轮蜗杆减速器装配完成时，并不能完全肯定这个装配没有出错的地方，比如装配时，两个部件在空间位置上有重合的情况我们称为干涉。发生装配干涉是不希望出现的，但在装配时又不能完全肯定不出现装配干涉，所以一般可以通过装配干涉分析报告来确定在装配时是否发生干涉。进行装配干涉研究的步骤如图所示：在装配干涉检查中一般是选干涉列表中将有干涉的部件标有的，选择后进行研究干涉得到干涉示意图。（1）干涉检验就是由装配干涉的地方，还可以分析干涉的原因。此蜗轮蜗杆减速器装配干涉产（2）干涉检验生的原因：1）在建模时，

7、所产生的尺寸误差。2）装配时，所产生的误差。3）轴与轴承内圈、箱体与轴承的外圈等都是过盈配合。（3）干涉检验2.3蜗轮蜗杆机构运动仿真运动分析模块可以进行机构的干涉分析，跟踪零件的运动轨迹，分析机构中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等。运动分析模块的分析结果可以指导修改零件的结构设计如调整齿轮比或调整零件的材料等。蜗轮蜗杆机构运动建模将装配好的蜗轮蜗杆减速器的文件打开，先给蜗杆轴定义运动副，再给蜗杆轴定义运动驱 在“位移”、“速度”栏