毕业设计作品（产品）作品名称减速箱CAD/CAE/CAM设计二级学院机械工程学院专业机械制造与自动化班级机制1413班学生姓名陈翔学号 201420140357指导教师王灿2016年12 月目录第一章绪论 (3)第二章减速箱简介 (4)2.1减速箱概论 (4)2.2 减速箱的种类 (5)2.3 减速箱的作用和特点 (5)第三章减速箱低速轴加工工艺路线和工艺卡 (6)3.1 减速箱低速轴加工的工艺路线 (6)3.2 减速箱低速轴加工的工艺卡 (7)第四章减速箱低速轴的CAD、CAE、CAM (16)4.1 减速箱低速轴的CAD过程 (16)4.2 减速箱低速轴的CAE过程 (22)4.3 减速箱低速轴的CAM过程 (25)第五章结论 (64)第六章第六章致谢 (65)第七章参考文献 (66)第一章绪论随着科技的不断发展，计算机的普及，大量软件被开发出来应用于机械产品的设计制造过程中，通过在计算机的虚拟平台上进行设计制造，我们能够对产品随时进行分析、修正和改进。

对于经常修改方案的设计，手动绘图需要投入更多的人力和物力；手工绘图难以直观地表达复杂产品的装配关系而运用计算机软件制作并模拟实物设计，能够展现新开发商品的外型，结构，色彩，质感等特色；没有CAM系统，复杂曲面难以加工；虽然有CAD的数据但是缺少CAM系统，显然需要实际加工获得初步的模型，这样资源耗费过大；产品虽然完成了三维建模，但是不知道产品的强度是否满足要求，CAE则可以帮助用户完成受力分析，用计算机辅助求解复杂工程和产品结构强度、刚度、屈曲稳定性、动力响应、热传导、三维多体接触、弹塑性等力学性能的分析计算以及结构性能的优化设计等问题。

通过CAD/CAE/CAM设计，缩短产品设计周期，降低设计成本，设计数据能有效地共享和充分地利用，设计阶段就可以清楚地掌握其加工方式和力学性能。

第二章减速箱简介2.1减速箱概论减速器（又称减速机、减速箱）是一台独立的传动装置。

它由密闭的箱体、相互啮合的一对或几对齿轮（或蜗轮蜗杆）、传动轴及轴承等所组成。

常安装在电动机（或其他原动机）与工作机之间，起降低转速和相应增大转矩的作用。

图1-1 减速器爆炸图2.2 减速箱的种类一般的减速机有斜齿轮减速器(包括平行轴斜齿轮减速器、蜗轮减速器、锥齿轮减速器等等)、行星齿轮减速器、摆线针轮减速器、蜗轮蜗杆减速器、行星摩擦式机械无级变速器等等。

2.3 减速箱的作用和特点作用：1、降速同时提高输出扭矩，扭矩输出比例按电机输出乘减速比，但要注意不能超出减速机额定扭矩。

2、降速同时降低了负载的惯量，惯量的减少为减速比的平方。

特点：1、结构紧凑，传递功率范围大，工作可靠，寿命长，效率较高，使用和维护简单，应用非常广泛。

2、它的主要参数已经标准化，并由专门工厂进行生产。

一般情况下，按工作要求，根据传动比、输入轴功率和转速、载荷工况等，可选用标准减速器；必要时也可自行设计制造。

第三章 减速箱低速轴加工工艺路线和工艺卡3.1 减速箱低速轴加工的工艺路线序号作品名称文件名称作品形式备注1加工方案（加工工艺路线）零件加工方案Word 文档表格形式见文件夹文件 2工序卡1工序卡20：粗车外圆(见光即可）、平端面 407mm Word 文档表格形式见文件夹文件 3工序卡2工序卡40：粗车外圆、Ø48、110mm Word 文档表格形式见文件夹文件 4工序卡3工序卡50：粗车外圆、Ø56、100mm Word 文档表格形式见文件夹文件 5工序卡4工序卡60：粗车外圆、Ø60、40mm Word 文档表格形式见文件夹文件 6工序卡5工序卡70：粗车外圆、Ø67、38mm Word 文档表格形式见文件夹文件 7工序卡6工序卡80：精车外圆、Ø48025.0009.0++、粗糙度Ra1.6 Word 文档表格形式见文件夹文件 8工序卡7工序卡90：精车外圆、Ø56、粗糙度Ra1.6Word 文档表格形式见文件夹文件 9工序卡8工序卡100：精车外圆、Ø600009.0-、粗糙度Ra0.8 Word 文档表格形式见文件夹文件 10工序卡9工序卡110：精车外圆Ø67Word 文档表格形式 见文件夹文件11工序卡10工序卡120：粗车外圆Ø60，长度44mm Word 文档表格形式见文件夹文件 12工序卡12工序卡130：粗车外圆Ø62，长度63mm Word 文档表格形式见文件夹文件 13工序卡13工序卡140：粗车外圆Ø70Word 文档表格形式见文件夹文件 14工序卡14工序卡150：精车外圆Ø600009.0-、粗糙度Ra0.8 Word 文档表格形式见文件夹文件 15工序卡15工序卡160：精车外圆Ø62030.0011.0++、粗糙度Ra1.6 Word 文档表格形式见文件夹文件 16工序卡16工序卡170：精车外圆Ø70Word 文档表格形式见文件夹文件 17 工序卡17 工序卡190：铣键槽Word 文档表格形式见文件夹文件 18 设计说明书 设计说明书 Word 文档见文件夹文件 19 零件图 零件图 AUTO-CAD 图见文件夹文件 20 零件图 CAE 过程 Solidworks 图见文件夹文件 21 零件图 CAM 过程 UG 图见文件夹文件3.2 减速箱低速轴加工的工艺卡8共8页第1页编制陈翔校对审核会签批准日期2016.12.7湖南机电职业技术学院机械加工工序卡产品名称零件名称零件号减速箱低速轴加工简图及技术条件：工序号4080工序内容粗、精车外圆材料牌号硬度净重[kg]每台件数#45HRC551机床名称型号资产编号冷却液体车铣复合加工中心C60UMT 五轴联动车铣复合加工中心夹具名称夹具编号专用夹具三爪卡盘工步工步名称工具名称及编号主轴转速[r/min]切削速度[m/min]进给量[mm/r]进给次数切削深度[mm]工时[min]刀具量具辅具机动时间辅助时间1粗车外圆90度硬质合金车刀游标卡尺800800.372-1 1.700.312精车外圆游标卡尺10001000.510.51.700.31共8页第2页湖南机电职业技术学院机械加工工序卡产品名称零件名称零件号减速箱低速轴加工简图及技术条件：工序号5090工序内容粗、精车外圆材料牌号硬度净重[kg]每台件数#45HRC551机床名称型号资产编号冷却液体车铣复合加工中心C60UMT五轴联动车铣复合加工中心夹具名称夹具编号专用夹具三爪卡盘工步工步名称工具名称及编号主轴转速[r/min]切削速度[m/min]进给量[mm/r]进给次数切削深度[mm]工时[min]刀具量具辅具机动时间辅助时间1粗车外圆90度硬质合金车刀游标卡尺800800.352-1 1.700.312精车外圆游标卡尺10001000.510.5 1.700.31编制陈翔校对审核会签批准日期2016.12.7910 共8页第3页湖南机电职业技术学院机械加工工序卡产品名称零件名称零件号减速箱低速轴加工简图及技术条件：工序号60100工序内容粗、精车外圆材料牌号硬度净重[kg]每台件数#45HRC551机床名称型号资产编号冷却液体车铣复合加工中心C60UMT五轴联动车铣复合加工中心夹具名称夹具编号专用夹具三爪卡盘工步工步名称工具名称及编号主轴转速[r/min]切削速度[m/min]进给量[mm/r]进给次数切削深度[mm]工时[min]刀具量具辅具机动时间辅助时间1粗车外圆90度硬质合金车刀游标卡尺800800.342-1 1.700.312精车外圆游标卡尺10001000.510.5 1.700.31编制陈翔校对审核会签批准日期2016.12.7共8页第4页湖南机电职业技术学院机械加工工序卡产品名称零件名称零件号减速箱低速轴加工简图及技术条件：工序号70110工序内容粗、精车外圆材料牌号硬度净重[kg]每台件数#45HRC551机床名称型号资产编号冷却液体车铣复合加工中心C60UMT五轴联动车铣复合加工中心夹具名称夹具编号专用夹具三爪卡盘工步工步名称工具名称及编号主轴转速[r/min]切削速度[m/min]进给量[mm/r]进给次数切削深度[mm]工时[min]刀具量具辅具机动时间辅助时间1粗车外圆90度硬质合金车刀游标卡尺800800.322-1 1.700.312精车外圆游标卡尺10001000.510.5 1.700.31共8页第5页湖南机电职业技术学院机械加工工序卡产品名称零件名称零件号减速箱低速轴加工简图及技术条件：工序号120150工序内容粗、精车外圆材料牌号硬度净重[kg]每台件数#45HRC551机床名称型号资产编号冷却液体车铣复合加工中心C60UMT五轴联动车铣复合加工中心夹具名称夹具编号专用夹具三爪卡盘工步工步名称工具名称及编号主轴转速[r/min]切削速度[m/min]进给量[mm/r]进给次数切削深度[mm]工时[min]刀具量具辅具机动时间辅助时间1粗车外圆90度硬质合金车刀游标卡尺800800.342-1 1.700.312精车外圆游标卡尺10001000.510.5 1.700.31共8页第6页湖南机电职业技术学院机械加工工序卡产品名称零件名称零件号减速箱低速轴加工简图及技术条件：工序号130160工序内容粗、精外圆材料牌号硬度净重[kg]每台件数#45HRC551机床名称型号资产编号冷却液体车铣复合加工中心C60UMT五轴联动车铣复合加工中心夹具名称夹具编号专用夹具三爪卡盘工步工步名称工具名称及编号主轴转速[r/min]切削速度[m/min]进给量[mm/r]进给次数切削深度[mm]工时[min]刀具量具辅具机动时间辅助时间1粗车外圆90度硬质合金车刀游标卡尺800800.342-1 1.700.312精车外圆游标卡尺10001000.510.5 1.700.31共8页第7页湖南机电职业技术学院机械加工工序卡产品名称零件名称零件号减速箱低速轴加工简图及技术条件：工序号140170工序内容粗、精车外圆材料牌号硬度净重[kg]每台件数#45HRC551机床名称型号资产编号冷却液体车铣复合加工中心C60UMT 五轴联动车铣复合加工中心夹具名称夹具编号专用夹具三爪卡盘工步工步名称工具名称及编号主轴转速[r/min]切削速度[m/min]进给量[mm/r]进给次数切削深度[mm]工时[min]刀具量具辅具机动时间辅助时间1粗车外圆90度硬质合金车刀游标卡尺800800.332-1 1.700.312精车外圆游标卡尺10001000.510.5 1.700.31共8页第8页湖南机电职业技术学院机械加工工序卡产品名称零件名称零件号减速箱加工简图及技术条件：工序号190工序内容粗、精铣键槽材料牌号硬度净重[kg]每台件数#45HRC551机床名称型号资产编号冷却液体车铣复合加工中心C60UMT 五轴联动车铣复合加工中心夹具名称夹具编号专用夹具三爪卡盘工步工步名称工具名称及编号主轴转速[r/min]切削速度[m/min]进给量[mm/r]进给次数切削深度[mm]工时[min]刀具量具辅具机动时间辅助时间1铣键槽Ø14、Ø18硬质合金键槽铣刀游标卡尺8001500.241 1.700.312铣键槽游标卡尺8001500.251 1.700.31第四章减速箱低速轴的CAD、CAE、CAM 4.1 减速箱低速轴的CAD过程1、主要部件装配方式：上、下箱体用配对和对齐，完全约束高速轴、低速轴和箱体之间用轴对齐，不完全约束轴与齿轮之间用键，不完全约束轴与键之间用对齐，完全约束键和齿轮之间用对齐，完全约束轴与轴承之间用对齐，相切和配对，完全约束图4-1 主视图图4-2 剖视图2、三维建模过程：在此，选用PRO\E对减速箱低速轴进行三维建模，具体步骤如下图：图4-3 草绘低速轴图4-4 旋转建模图4-5 新建平面，草绘φ18键槽图4-6 拉伸切除φ18键槽图4-7 新建平面，草绘φ14键槽图4-8 拉伸切除φ14键槽图4-9 倒角低速轴全览3、低速轴工程图图4-10 低速轴工程图4.2 减速箱低速轴的CAE过程在此，选用SOLIDWORKS对减速箱低速轴进行CAE受力分析，具体步骤如下图：图4-10 定义夹具（轴承）图4-11 添加力（键槽扭矩）图4-12 添加压力图4-13 定义轴的材料（45#钢）图4-14 CAE结果（静态位移）图4-15 CAE结果（静应力分析）4.3 减速箱低速轴的CAM过程在此，选用UG对减速箱低速轴进行CAM数控仿真，具体步骤如下图：图4-16 定义左端机床坐标原点图4-17 指定加工部件4-18 指定加工毛坯的尺寸4-19 创建避让几何图4-20 创建刀具（45度外圆硬质合金车刀参数)图4-21 创建刀具（45度外圆硬质合金端车刀刀杆参数)图4-22 创建刀具（90度外圆硬质合金车刀参数)（粗车）图4-23 创建刀具（90度外圆硬质合金端车刀刀杆参数)（粗车）图4-24 创建刀具（95度外圆硬质合金车刀参数)（精车）图4-25 创建刀具（95度外圆硬质合金端车刀刀杆参数)（精车）图4-26 平端面（切销参数）图4-27 平端面（进给参数）图4-28 平端面刀轨图4-28 平端面仿真模拟加工图-29 粗车外圆（切销参数）图4-30 粗车外圆（进给参数)图4-31 粗车外圆刀轨4-32 粗车外圆仿真模拟加工图4-33 精车外圆（切销参数）图4-34 精车外圆（进给参数）图4-35 精车外圆刀轨图4-36 精车外圆仿真模拟图-37 定义掉头加工（右端）机床坐标原点图4-38 指定加工部件图4-39 指定加工毛坯的尺寸图4-40 创建避让几何图4-41 创建刀具（90度外圆硬质合金车刀参数)（粗车）图4-42 创建刀具（90度外圆硬质合金端车刀刀杆参数)（粗车）图4-43 创建刀具（95度外圆硬质合金车刀参数)（精车）图4-44 创建刀具（95度外圆硬质合金端车刀刀杆参数)（精车）图4-45 粗车外圆（切销参数）图4-46 粗车外圆（进给参数）图4-47 粗车外圆刀轨图4-48 粗车外圆模拟仿真加工图4-49 精车外圆参数（切销参数）图4-50 精车外圆（进给参数）图4-51 精车外圆刀轨图4-52 精车外圆模拟仿真加工图4-53 创建机床坐标原点(φ14键槽）图4-54 指定加工部件图4-55 创建刀具（φ14铣刀参数）图4-56 铣键槽（φ14键槽切销参数）图4-57 铣键槽（φ14键槽进给参数）图4-58 φ14键槽加工刀轨图4-59 φ14键槽模拟仿真加工图4-60 创建机床坐标原点（φ18键槽)图4-61 指定加工部件图4-62 创建刀具（φ18铣刀参数）图4-63 铣键槽（φ18键槽切销参数）图4-64 铣键槽（φ18键槽进给参数）图4-65 φ18键槽加工刀轨图4-66 φ18键槽模拟仿真加工。