鋼筋切斷機仿真設計[三維PROE]【含CAD高清圖紙和文檔資料】

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Aim at the design and production status of the Reinforcing Steel Cutter, Study the common faults and key issues. Next, propose improvement scheme by analyzing static structure and dynamics of three-dimensional model of the Reinforcing Steel Cutter with the FEM technology and VP technology. Co-simulation by virtue of the advanced softwares Pro/E, ANSYS and ADAMS, establish a model of the steel cutting machine and achieve its motion simulation. Present improvement schemes and prove their feasibility through doing finite element analysis on the case model. Keywords ： Reinforcing Steel Cutter architectural gear 目 錄1. 引言.1 1.1 概述.1 1.2 題目的選取.1 1.3 鋼筋切斷機的原理.12. 電機選擇.22.1 切斷鋼筋需用力計算.22.2 功率計算.33. 傳動結構設計.53.1 基本傳動數據計算.5 3.1.1分配傳動比.5 3.1.2 計算機構各軸的運動及動力參數. 53.2 帶傳動設計.6 3.2.1帶型的確定.6 3.2.2帶輪基準直徑.6 3.2.3帶速的確定.6 3.2.4中心距、帶長及包角的確定.6 3.2.5確定帶的根數.7 3.2.6張緊力. 7 3.2.7作用在軸上的載荷.7 3.2.8帶輪結構與尺寸見零件圖.73.3 齒輪傳動設計.8 3.3.1第一級齒輪傳動設計.8 3.3.2第二級齒輪傳動設計.123.4 軸的校核.15 3.4.1一軸的校核.15 3.4.2三軸的校核.193.5 平鍵的校核.223.6 軸承的校核.23 3.6.1初選軸承型號.23 3.6.2壽命計算.244.模型的建立及其運動仿真.27 4.1 Pro/E簡介.274.1.1基于特征.274.1.2參數化設計.27 4.2基本結構.27 4.3鋼筋切斷機模型的建立.28 4.3.1箱體模型的建立.284.3.2齒輪及齒輪軸模型的建立.284.3.3其他零部件模型的建立.304.4虛擬裝配.36 4.4.1模塊化的虛擬裝配.36 4.4.2裝配過程中出現(xiàn)的常見問題及解決方法.364.5運動仿真.37 4.5.1建立運動機構仿真的一般步驟.38 4.5.2鋼筋切斷機運動仿真實現(xiàn).38 4.5.3保存結果.404.6本章小結.415. 總結.42參考文獻.43致謝.441. 引言11 概述鋼筋切斷機是一種建筑機械，是鋼筋加工必不可少的設備之一，它主要用于房建筑、橋梁、隧道、電站、大型水利等工程中對鋼筋的定長切斷。相對而言其本身具有重量輕、耗能少、工作可靠、效率高等特點，因此，近年來逐步被建筑工地和小型軋鋼廠等單位廣泛采用，在國民經濟建設中發(fā)揮了重要的作用。 改革開放三十年，我國的國計民生得到了長足的發(fā)展，建筑業(yè)和制造業(yè)規(guī)模都不斷地擴大，但在個別方面我們和西方發(fā)達國家依然有不小的差距。制造業(yè)是國民經濟的基礎行業(yè)，也是高新技術發(fā)展的支撐，隨著經濟全球化的不斷推進、機械制造業(yè)的飛速發(fā)展，新的技術變革悄然興起。近年來，一些傳統(tǒng)的設計、生產方法受到了挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)生產方式僅依靠二維圖紙先生產出樣品，經反復試驗、改進，然后才投入批量生產的方法逐漸被現(xiàn)代設計生產模式取代。隨著現(xiàn)代科技的發(fā)展，計算機輔助設計己經滲透到機械發(fā)展的各個行業(yè)中，該項技術的介入，也大大加快了機械行業(yè)的發(fā)展，而且計算機輔助設計已成為該領域的一個研究熱點，與計算機輔助制造、計算機輔助工藝設計在行業(yè)中共同發(fā)揮著很大的作用。近年來，計算機輔助設計、訓一算機輔助制造等技術在很多領域得到了深入的展，但由于鋼筋切斷機生產廠家規(guī)模不大，結構簡單，技術含量低等原因，三維建模、虛擬樣機技術、有限元分析等先進的計算機輔助技術很少用到鋼筋切斷機的設計生產過程中。本文充分利用成熟的計算機仿真技術對鋼筋切斷機的箱體、剪切機構及減速機構計算分析，將使鋼筋切斷機的質量、壽命得到提高，并降低成本及提高其可靠性。12 題目的選取本次畢業(yè)設計的任務是臥式鋼筋切斷機的設計。其主要參數為：切斷鋼筋直徑(mm)： 60 鋼筋抗拉強度(MPa)： 450兩刀刃的最大開口距(mm)： 65; 最小開口距(mm)： 13剪切次數(次分)： 2758; 總速比： 50.6l07曲軸偏心距(mm)： 26; 連桿長度 (mm)： 300電機功率(kW)電壓(v)轉速(rmin)： 7.53802900外形尺寸： 1500*660* 915整機重量(kg) 900在設計中通過計算和考慮實際情況選則合適的結構及參數，從而達到設計要求，同時盡可能的降低成本，這也是一個綜合運用所學專業(yè)知識的過程。畢業(yè)設計是對四年大學所學知識的一個總結，也是走上工作崗位前的一次模擬訓練。13 鋼筋切斷機的工作原理工作原理：采用電動機經一級三角帶傳動和二級齒輪傳動減速后,帶動曲軸旋轉,曲軸推動連桿使滑塊和動刀片在機座的滑道中作往復直線運動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋。2. 電機選擇 傳動方案簡述：選擇三級減速，先是一級帶減速，再兩級齒輪減速。首先采用一級帶傳動，因為它具有緩沖、吸振、運行平穩(wěn)、噪聲小、和過載保護等優(yōu)點，并安裝張緊輪。然后采用兩級齒輪減速，因為齒輪傳動可用來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力，并具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準確，使用壽命長，工作安全可靠等特點。動力由電動機輸出,通過減速系統(tǒng)傳動,把動力輸入到執(zhí)行機構。由于傳動系統(tǒng)作的是回轉運動,而鋼筋切斷機的執(zhí)行機構需要的直線往復運動,為了實現(xiàn)這種轉換,可以采用曲柄滑塊機構,盤行凸輪移動滾子從動件機構,齒輪齒條機構?？紤]現(xiàn)實條件，我決定采用曲柄滑塊機構作為本機械的執(zhí)行機構。2.1切斷鋼筋需用力計算為了保證鋼筋的剪斷，剪應力應超過材料的許應剪應力。即切斷鋼筋的條件為： 查資料可知鋼筋的許用剪應力最大值為450MPa。由于本切斷機切斷的最大剛筋粗度為：d=60mm。則本機器的最小切斷力為：取切斷機的切斷力Q=56000N。2.2 功率計算刀的速度小于曲軸處的線速度。則切斷處的功率P：W 查表可知在傳動過程中，帶傳動的效率為= 0.940.97； 二級齒輪減速器的效率為= 0.960.99； 滾動軸承的傳動效率為= 0.940.98； 連桿傳動的效率為= 0.810.88；滑動軸承的效率為由以上可知總的傳動效率為:= 0.940.960.980.81=0.72由此可知所選電機功率最小應為 kw查手冊并根據電機的工作環(huán)境和性質選取電機為：Y系列封閉式三相異步電動機，代號為Y112M-6，輸出功率為7.5kw，輸出速度為2900r/min。3. 傳動結構設計3.1 基本傳動數據計算3.1.1 分配傳動比電動機型號為Y，滿載轉速為2900 r/min。(1) 方案一：總傳動比 i=50.6 方案二：總傳動比 i=107(2) 分配傳動裝置的傳動比 上式中i0、i1分別為帶傳動與減速器（兩級齒輪減速）的傳動比，為使V帶傳動的外廓尺寸不致過大，同時使減速器的傳動比圓整以便的獲得圓整的齒數。初步取i0 =2，則減速器的傳動比為:方案一： = =25.3 方案二： =53.5(3) 分配減速器的各級傳動比按展開式布置，查閱有關標準，取 i11=6.3，則i22=4，=9 =5。兩種方案的比較結果： 方案二速比太大，大小齒輪的分度圓直徑相差太大，潤滑，安裝不方便，不匹配。 為了降低強度，減小體積，減小噪聲，盡量取小模數齒輪！減小空間，簡化結構，降低成本，所以選擇方案一?。ㄗ⒁韵掠胕1代替i11，i2代替i22）3.1.2 計算機構各軸的運動及動力參數 各軸的轉速 軸 =2900/2=2450r/min 軸 = =2450/6.3=389r/min 軸 =389/4=98r/min 各軸的輸入功率 軸 軸 軸 各軸的輸入轉矩 電動機輸出轉矩 軸 軸 軸 3.2 帶傳動設計3.2.1 帶型的確定由設計可知：V帶傳動的功率為2.2kw，小帶輪的轉速為960r/min，大帶輪的轉速為480r/min。查表可知 工況系數取 KA=1.5 ，Pc=1.52.2=3.3kw。根據以上數值及小帶輪的轉速查相應得圖表選取A型V帶。3.2.2 帶輪基準直徑查閱相關手冊選取小帶輪基準直徑為d1=100mm，則大帶輪基準直徑為d2=2100=200mm3.2.3 帶速的確定3.2.4 中心矩、帶長及包角的確定由式 0.7(d1+d2)a02(d1+d2) 可知： 0.7(100+200)a02(100+200) 得 210a0600 初步確定中心矩為 a0=400 根據相關公式初步計算帶的基準長度： 查表選取帶的長度為1250mm計算實際中心矩： 取386mm驗算小帶輪包角： 3.2.5 確定帶的根數 查表知 p1=0.97 p1=0.11 ka=0.965 kl=0.93 則 取Z=43.2.6 張緊力 查表 q=0.10kg/m 3.2.7 作用在軸上的載荷 3.2.8 帶輪結構與尺寸見零件圖圖3-2 帶輪的結構與尺寸圖3.3 齒輪傳動設計3.3.1 第一級齒輪傳動設計(1) 選材料、確定初步參數 選材料 小齒輪：40Cr鋼調制，平均取齒面硬度為260HBS 大齒輪：45鋼調制，平均取齒面硬度為260HBS 初選齒數 取小齒輪的齒數為20，則大齒輪的齒數為206.4=128齒數比即為傳動比 選擇尺寬系數d和傳動精度等級情況，參照相關手冊并根據以前學過的知識選取 d=0.6初估小齒輪直徑d1=60mm，則小齒輪的尺寬為b=d d1=0.660=36mm 齒輪圓周速度為： 參照手冊選精度等級為9級。計算小齒輪轉矩T1確定重合度系數Z、Y：由公式可知重合度為則由手冊中相應公式可知：確定載荷系數 KH 、KF確定使用系數 KA：查閱手冊選取使用系數為KA=1.85確定動載系數Kv：查閱手冊選取動載系數Kv=1.10確定齒間載荷分布系數KHa、KFa：則 載荷系數KH、KF 的確定，由公式可知（2）齒面疲勞強度計算確定許用應力H 總工作時間th，假設該切斷機的壽命為10年，每年工作300天，每天工作8個小時，則： 應力循環(huán)次數 N1、N2 壽命系數 Zn1、Zn2 ，查閱相關手冊選取Zn1=1.0、Zn2=1.15 接觸疲勞極限?。篽lim1=720MPa、hlim2=580MPa安全系數?。篠h=1.0 許用應力 h1、h2 彈性系數ZE 查閱機械設計手冊可選取 節(jié)點區(qū)域系數ZH查閱機械設計手冊可選取ZH=2.5 求所需小齒輪直徑d1 與初估大小基本相符。 確定中心距，模數等幾何參數 中心距a： 圓整中心矩取222mm 模數m：由中心矩a及初選齒數Z1 、Z2得： 分度圓直徑d1,d2 確定尺寬：取大齒輪尺寬為 b1=600.6=36mm 小齒輪尺寬取 b2=40mm 抗彎疲勞強度驗算 求許用彎曲應力 F應力循環(huán)次數NF1、NF2 壽命系數Yn1、Yn2 ，查閱相關手冊選取Yn1=1、Yn2=1 極限應力?。篎lim1=290MPa、Flim2=220MPa 尺寸系數Yx：查閱機械設計手冊選，取Yx=1.5 安全系數SF：參照表9-13，取SF=1.5 需用應力F1 、F2 由式（9-20），許用彎曲應力 齒形系數YFa1、YFa2 由圖9-19，取 YFa1=2.56 YFa2=2.15應力修正系數Ysa1、Ysa2 由圖9-20，取 Ysa1=1.62 Ysa2=1.82校核齒根抗彎疲勞強度 由式（9-17），齒根彎曲應力 3.3.2 第二級齒輪傳動設計 選材料、確定初步參數 選材料 小齒輪：40Cr鋼調制，平均取齒面硬度為260HBS 大齒輪：45鋼調制，平均取齒面硬度為260HBS 初選齒數 取小齒輪的齒數為28，則大齒輪的齒數為285=140 齒數比即為傳動比 選擇尺寬系數d和傳動精度等級情況，參照相關手冊并根據以前學過的知識選取 d=2/3初估小齒輪直徑d1=84mm，則小齒輪的尺寬為b=d d1=2/384=56mm齒輪圓周速度為： 參照手冊選精度等級為9級。 計算小齒輪轉矩T1 確定重合度系數Z、Y：由公式可知重合度為則由手冊中相應公式可知： 確定載荷系數 KH 、KF確定使用系數 KA：查閱手冊選取使用系數為KA=1.85確定動載系數Kv：查閱手冊選取動載系數Kv=1.0確定齒間載荷分布系數KHa、KFa：則 載荷系數KH、KF 的確定，由公式可知 齒面疲勞強度計算 確定許用應力H 總工作時間th，假設該彎曲機的壽命為10年，每年工作300天，每天工作8個小時，則： 應力循環(huán)次數 N1、N2壽命系數 Zn1、Zn2 ，查閱相關手冊選取Zn1=1.33、Zn2=1.48接觸疲勞極限?。篽lim1=760MPa、hlim2=760MPa安全系數?。篠h=1許用應力 h1、h2 彈性系數ZE 查閱機械設計手冊可選取節(jié)點區(qū)域系數ZH查閱機械設計手冊可選取ZH=2.5求所需小齒輪直徑d1 與初估大小基本相符。確定中心距，模數等幾何參數 中心距a： 圓整中心矩取252mm 模數m：由中心矩a及初選齒數Z1 、Z2得： 分度圓直徑d1,d2 確定尺寬：取大齒輪尺寬為 b1=842/3=56mm 小齒輪尺寬取 b2=60mm 齒根抗彎疲勞強度驗算 求許用彎曲應力 F 應力循環(huán)次數NF1、NF2 壽命系數Yn1、Yn2 ，查閱相關手冊選取Yn1=1、Yn2=1 極限應力?。篎lim1=290MPa、Flim2=230MPa 尺寸系數Yx：查閱機械設計手冊選，取Yx=1.5 安全系數SF：參照表9-13，取SF=1.5 需用應力F1 、F2 由式（9-20），許用彎曲應力 齒形系數YFa1、YFa2 由圖9-19，取 應力修正系數Ysa1、Ysa2 由圖9-20，取 Ysa1=1.62 Ysa2=1.82校核齒根抗彎疲勞強度 由式（9-17），齒根彎曲應力 3.4 軸的校核3.4.1 一軸的校核 軸直徑的設計式 按當量彎矩法校核軸的強度設計軸系結構，確定軸的受力簡圖、彎矩圖、合成彎矩圖、轉矩圖和當量彎矩圖。圖3-1 軸的受力轉矩、彎矩圖求作用在軸上的力如表3-1，作圖如圖3-1c 表3-1 作用在軸上的力垂直面（Fv）水平面（Fh）軸承1F2=12NF4=891N齒輪 2=N軸承3F1=476NF3=1570N帶輪41056N 求作用在軸上的彎矩如表3-2，作出彎矩圖如圖3-2d、3-2e表3-2 作用在軸上的彎矩垂直面（Mv）水平面（Mh）截面N.mm合成彎矩截面合成彎矩作出轉彎矩圖如圖3-2f作出當量彎矩圖如圖3-2g，并確定可能的危險截面、如圖3-2a。并算出危險截面的彎矩如表3-3。表3-3截面的彎矩截面截面確定許用應力已知軸材料為45鋼調質，查表得=650MPa。用插入法查表得=102.5MPa，=60MPa。校核軸徑如表3-4表3-4 驗算軸徑截面截面結論：按當量彎矩法校核，軸的強度足夠。 軸的剛度計算所以軸的剛度足夠3.4.2 三軸的校核 軸直徑的設計式 按當量彎矩法校核軸的強度設計軸系結構，確定軸的受力簡圖、彎矩圖、合成彎矩圖、轉矩圖和當量彎矩圖。 軸的受力簡圖如圖3-3a圖3-3 軸的受力彎矩轉矩圖1） 求作用在軸上的力如表3-5，并作圖如圖3-3c表3-5 作用在軸上的力垂直面（Fv）水平面（Fh）軸承1F3=1627NF1=8362N齒輪 =2381N軸承2F4=754NF3=12619N曲軸21848N計算出彎矩如表3-6，并作圖如圖3-3d表3-6 軸上的彎矩垂直面（Mv）水平面（Mh）截面N.mm合成彎矩截面合成彎矩作出轉彎矩圖如圖3-3f作出當量彎矩圖如圖3-3g，并確定可能的危險截面、和的彎矩如表7表3-7危險截面的彎矩截面截面確定許用應力已知軸材料為45鋼調質，查表得=650MPa。用插入法查表得=102.5MPa，=60MPa校核軸徑如表3-8表3-8 校核軸徑截面截面結論：按當量彎矩法校核，軸的強度足夠。 軸的剛度計算所以軸的剛度足夠3.5 鍵的校核3.5.1. 平鍵的強度校核 鍵的選擇 鍵的類型應根據鍵聯(lián)接的結構使用要求和工作狀況來選擇。選擇時應考慮傳遞轉拒的大小，聯(lián)接的對中性要求，是否要求軸向固定，聯(lián)接于軸上的零件是否需要沿軸滑動及滑動距離長短，以及鍵在軸上的位置等。鍵的主要尺寸為其橫截面尺寸(鍵寬b 鍵高h)與長度L。鍵的橫截面尺寸bh 依軸的直徑d由標準中選取。鍵的長度L一般可按輪轂的長度選定，即鍵長略短于輪轂長度，并應符合標準規(guī)定的長度系列。故根據以上所提出的以及該機工作時的要求，故選用A型普通平鍵。由設計手冊查得：鍵寬 b=16mm 鍵高 h=10mm 鍵長 L=30mm 驗算擠壓強度.平鍵聯(lián)接的失效形式有：對普通平鍵聯(lián)接而言，其失效形式為鍵，軸，輪轂三者中較弱的工作表面被壓潰。工程設計中，假定壓力沿鍵長和鍵高均勻分布，可按平均擠壓應力進行擠壓強度或耐磨性的條件計算，即：靜聯(lián)接 式中 傳遞的轉矩 軸的直徑 鍵與輪轂的接觸高度(mm)，一般取 鍵的接觸長度(mm).圓頭平鍵 許用擠壓應力) 鍵的工作長度 擠壓面高度 轉矩 許用擠壓應力，查表， 則 擠壓應力 所以 此鍵是安全的。附：鍵的材料：因為壓潰和磨損是鍵聯(lián)接的主要失效形式，所以鍵的材料要求有足夠的硬度。國家標準規(guī)定，鍵用抗拉強度不低于的鋼制造，如 45鋼 Q275 等。3.6 軸承的校核 滾動軸承是又專業(yè)工廠生產的標準件。滾動軸承的類型、尺寸和公差等級均已制訂有國家標準，在機械設計中只需根據工作條件選擇合適的軸承類型、尺寸和公差等級等，并進行軸承的組合結構設計。3.6.1 初選軸承型號 試選10000K軸承，查GB281-1994，查得10000K軸承的性能參數為： C=14617N Co=162850N (脂潤滑)3.6.2壽命計算 計算軸承內部軸向力. 查表得10000K軸承的內部軸向力 則： 計算外加軸向載荷 計算軸承的軸向載荷 因為 故 軸承1 軸承2 當量動載荷計算 由式 查表得： 的界限值 查表知 故 故 則： 式中. (輕度沖擊的運轉)由于 ，且軸承1、2采用型號、尺寸相同的軸承，谷只對軸承2進行壽命計算。 計算軸承壽命 極限轉速計算 由式 查得：載荷系數 載荷分布系數 故 計算結果表明，選用的10000K型圓柱孔調心軸承能滿足要求。4.模型的建立及其運動仿真 隨著計算機技術在各領域的迅速滲透，計算機輔助設計、計算機輔助制造和計算機輔助工程等技術在機械行業(yè)己經得到了廣泛的應用，逐漸從根本土改變了傳統(tǒng)的設計、生產、組織模式，對推動技術改造、促進經濟增長都具有十分重要的意義。到目前為止，在三維建模技術方面，Pro/E軟件作為優(yōu)秀的實體建模軟件己被廣泛應用于多個行業(yè)。4.1 Pro/E簡介 Pro/Engineer系統(tǒng)是由美國參數技術公司(Parametric TechnologyCorporation)開發(fā)的，是當今世界著名的三維CAD/CAM/CAE系統(tǒng)軟件，它廣泛應用于電子、機械、模具、工業(yè)設計、汽車、家電、玩具等行業(yè)，是一個全方位的三維產品設計和開發(fā)軟件，具有三維實體建模、參數化設計、基于特征和單一數據庫功能等特性2.1.1三維實體建模三維實體建模的功能可以將用戶的建模思想以最真實的三維模型在計算機上模擬出來，并且建立的模型具有體積、面積、重心、重量等特征，在Pro/E中用戶可以方便地對設計模型進行旋轉、平移、縮放等操作。根據建模的要求，用戶可以隨時對模型每個數據作出修改4.1.1基于特征 Pro/E是一個以特征為基木操作單位的參數化實體模型系統(tǒng)。通過逐個添加特征，構筑出所建模型的完整形態(tài)，在設計過程中，采用具有智能特性基于特征的功能生成模型。例如，如果用廠，要在一個模型上加一個孔，那么就稱為增加一個孔特征，需要對這個模型某些邊添加圓角，就稱為增加圓角特征。Pro/E中的特征操作通過選擇即可輕松實現(xiàn)，正是因為以特征作為設計單元，用戶可以隨時對這些特征做出合理的修改和調整。這一特性給工程設計人員提供了前所未有的簡易和靈活。4.1.2參數化設計 在運用Pro/E軟件建模的過程中，許多零部件的特征都是通過設置尺寸參數來實現(xiàn)的，例如給一個邊添加倒角特征，這個特征已經存在軟件中，只需根據建模的要求輸入相關參數即可，由參數驅動來實現(xiàn)大小不等的倒角;在建立鋼筋切斷機減速機構模型時，因各個齒輪的齒數、模數等特征均不相同，而模型是由參數驅動，所以在己經建立一個標準齒輪模型的基礎上，通過修改標準齒輪模型的參數即可獲得所需的其它齒輪模型。2.2鋼筋切斷機結構和基本工作原理4.2基本結構 經過多年的發(fā)展，鋼筋切斷機形成了不同型號的系列產品，因為其功能大致相似，各型號的鋼筋切斷機結構差別不大。本課題主要基于GQ32型鋼筋切斷機進行研究，其結構主要包括以下幾部分: (1)箱體。目前常見的鋼筋切斷機箱體材料大多采用球墨鑄鐵，工藝簡單，一般都是鑄造而成，成本較低;也有部分產品箱體采用鋼板焊接結構。 (2)傳動系統(tǒng)。根據型號不同常見的分為二級、三級傳動。主要在箱體內由齒輪軸和齒輪組成。 (3)剪切機構。鋼筋切斷機基本上都是采用定刀片和動刀片進行剪切，由曲柄滑塊帶動動刀片做往復運動。4.3鋼筋切斷機模型的建立4.3.1箱體模型的建立 箱體是鋼筋切斷機的主要組成部分，由多個面組成的不規(guī)則體，尤其是鋼筋切斷機的機頭部分，有斜面、槽等多種特征。在箱體內外部各軸孔處為了加強其剛度，特別增加了軸孔周圍的箱體厚度，另外，還有用于固定刀座、軸孔蓋等零件的螺孔，所以，箱體模型是鋼筋切斷機整體模型中最復雜的組成部分。 箱體模型是整個鋼筋切斷機建模的主要工作，要充分利用Pro/E的拉伸、旋轉、映射、圓角及倒角等功能，必要時還要建立相應的輔助基準軸線和輔助參考面。建立模刑時，先把箱體的主要輪廓建立起來，然后添加螺孔、倒角、圓角等特征。建立的鋼筋切斷機箱體模型如圖所示; 4.3.2齒輪及齒輪軸模型的建立 齒輪機構是在各種機械機構中應用最廣泛的一種傳動機構。它可以用來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力，并具有傳動功率范圍大、傳動效率高、傳動比準確、使用壽命長，以及工作安全可靠等特點。 本課題研究的鋼筋切斷機是二級減速，在建好一個標準齒輪模型的基礎上通過修改其齒數、模數等基本參數就可以生成其它所需的齒輪模型。當所有模型建好以后，即可進入虛擬裝配的環(huán)節(jié)，還要另外單獨對傳動機構做虛擬裝配，裝配的模型將導入ADAMS環(huán)境下做動力學分析。 建立第一個齒輪模型 (1)運行Pro/E軟件，先要設置待建齒輪模型的參數，Pro/E的一個顯著特點是建模的參數化，通過輸入相關參數來定義模型的特征。在下拉菜單“工具”中選擇“參數”命令，出現(xiàn)參數設置對話框，如圖:-3中所示，通過按。困給Pro/E添加建模過程中需要的參數，修改參數的名稱、類型及數值等，并在其中設置齒輪的模數、齒數等參數。 完成齒輪參數設置的對話框如圖所示:(2)建立一個基準軸，并畫出四個基本參照圓，將相關尺寸定義成變量。在關系設置對話框中輸入這個齒輪的尺寸關系: HA=(HAX+X)*M HF=(HAX+CX-X)*M D=M*Z DA=D+2*HA DB=D*COS(ALPHA) DF=D-2*HF D6=360/(4*Z) D9=B IF HAX=1 Dia=0.38*M ENDIFD22 =36012R3二Z一1 Dn=360/(2*Z) 設置齒輪尺寸關系后，Pro/E草繪環(huán)境中所畫的四個基本參照圓將分別代表齒輪的齒頂圓、分度圓、基圓和齒根圓。 (3)為笛卡爾坐標系輸入參數方程生成漸開線，然后建立輔助的基準軸和基準面，鏡像漸開線，經過拉伸等操作最終生成齒輪模型的第一個齒。輸入的參數方程為匯: r=DB/2 theta=t*45x=r* cos(theta)+r* sin(theta)*theta* pi/ 180Y=r* sin(theta)一r* cos(theta)*theta* pi/ 180z=0 就建成了把生成的齒經過陣列，添加軸孔、倒角等特征后，一個標準的齒輪模型。如圖所示: 當第一個標準齒輪模型建成以后，其他齒輪模型就可以通過改變齒數、模數、壓力角等參數的方式直接生成。4.3.3其他零部件模型的建立 其他零部件，例如曲柄滑塊、刀具、刀座、飛輪及軸承等的模型，利用Pro/E中的一些基本功能就可以輕松建成，在此不再詳述。4.4虛擬裝配 在工業(yè)生產中，幾乎所有的產品都不是單一零件獨立形成的，都是由多個零件通過一定的裝配關系組合生成的。Pro/E在虛擬裝配方面的表現(xiàn)非常優(yōu)秀，充分體現(xiàn)了作為大型設計軟件所擁有的強大功能。 鋼筋切斷機的虛擬裝配就是在前面建模的基礎上，按照模塊化的思想、自頂向下的原則，根據鋼筋切斷機的總裝圖，把所建立的箱體、齒輪系等模型按照Pro/E中裝配模塊提供的匹配、對齊、插入、坐標系等約束類型和剛性、銷釘等連接類型完成鋼筋切斷機的虛擬裝配。4.4.1模塊化的虛擬裝配 鋼筋切斷機的虛擬裝配過程中，如果像砌墻一樣逐個地添加零件，上層零部件的參照關系就會疊加起來依賴于下層零部件，一旦中間某個零件出現(xiàn)問題，就會出現(xiàn)前功盡棄的現(xiàn)象，并且安裝過程中，容易漏裝、錯裝零件。因此，按照模塊化的思想，將鋼筋切斷機工作工程中相對靜止的零件組合成多個小的模塊，然后將這些小模塊組合成一個整體，這種方法更科學、更合理。本文中把鋼筋切斷機先分為箱體模塊、主動軸系模塊、從動軸系模塊和曲柄滑塊模塊等多個模塊，然后再將各模塊裝配起來。 (1)鋼筋切斷機的減速齒輪系及齒輪軸都是安裝在箱體模型內部的，如果直接將建立的齒輪模型及齒輪軸模型往上箱體裝配，不但虛擬裝配過程中因視角問題給裝配帶來困難，而且由于齒輪等零部件模型都在箱體內部，