齿轮设计计算Inventor设计加速器
第三章 INVENTOR的计算
第三章 INVENTOR的计算
1.INVENTOR所能做的计算
本次设计为使用INVENTOR设计二级减速器，故下文所言皆围绕减速器来讲
（1）强度校核，无论是轴，齿轮，或者箱体等等，Inventor都能代替人力计算，省却大量的时间，以中间轴为例：
1）如图3.1所示，选用轴生成器，输入轴的直径、长度则可生成需的轴。
图3.1 高速轴参数
2）如图3.2所示，对上面所得出的轴进行计算。
选择轴的材料，轴的支承，以及轴的受力，单击计算，则可在右边方框中生成结果。
图3.2低速轴的计算
这其中省去了大量的计算，如：无需我们手工计算其当量弯矩及
脉动循环变应力并比较它们的大小来判断轴是否安全。
图3.3 低速轴的受力图形
由图3.3可以清晰的展现出轴的受力情况，无需我们再进行大量
计算来画出轴的受力图形。
INVENTOR有很强大的功能，，它和CAD设计最大的不同在于，它不需要建模，它需要的仅仅是参数，所以INVENTOR设计也就是参数化设计，但是，它自身并不能进行这些参数的计算，而我们需要给它的就是这些参数。
在齿轮设计方面，INVENTOR并不是完美，它并不能直接生成齿轮轴、腹板式齿轮、轮辐式齿轮、孔板式齿轮等。
基于Inventor精确标准齿轮辅助建模的软件开发
基于Inventor精确标准齿轮辅助建模的软件开发李 勃,张 宇,董 涛,李 果(昆明理工大学CIM S中心,云南昆明 650093)摘要:利用Inventor VBA二次开发实现渐开线标准直齿和斜齿圆柱齿轮三维参数化造型,弥补了Inventor内不能精确绘制渐开线的不足,并分析了渐开线齿廓的构成和斜齿轮的螺旋线。
介绍了齿轮建模方法,通过VBA编程开发了辅助软件,实现了标准直齿和斜齿圆柱齿轮在Inventor中的精确建模。
关键词:Inventor Professional2008;VBA;三维参数化造型;渐开线齿轮;齿廓;参数化设计中图分类号:TP391.72 文献标识码:A 文章编号:1672-1616(2009)09-0029-03在用CAD进行零件设计时,常需要对一些标准化的零件进行参数化设计,对于一些特殊的零件还需要对CAD进行二次开发才能完成。
Inventor Professional2008(以下简称Inventor)作为Au todesk公司的最新产品,具有出色的平面草图绘制功能和强大三维造型功能,还秉承了其开放性传统,提供了强大的用户定制和二次开发功能。
用户可以利用Inventor API的开发接口,在Inventor系统平台上进行二次开发,以方便快捷地实现特殊零部件的三维设计任务。
目前国内外很多三维建模软件都没有提供对渐开线圆柱齿轮的直接建模功能,而渐开线圆柱齿轮又是常用的机械零件。
因此快捷而精确的渐开线齿轮建模对工程技术人员来说非常重要。
使用三维软件的二次开发功能对渐开线齿轮进行建模在国内外已被广泛采用。
1 系统设计目的渐开线齿轮由于具有保证特定传动比传动、受力方向不变等优点,应用非常广泛。
但其建模十分复杂,尤其是斜齿轮,不但有渐开线还有螺旋角, Inventor中没有直接提供创建渐开线的功能,也没有提供相关辅助建模软件,但应用Inventor VBA,通过调用Inventor内部API函数可实现渐开线直齿、斜齿圆柱齿轮参数化造型。
【inventor设计加速器】Inventor在建筑设计中的应用和技巧
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【inventor设计加速器】Inventor在建筑设计中的应
用和技巧
inventor在建筑设计中的应用和技巧
Ｉｎｖｅｎｔｏｒ在建筑设计中的应用和技巧
1引言
传统的建筑建设过程一般由概念草图设计→绘制建筑工程图→绘制建筑效果图→建筑施工等组成。
随着计算机技术的发展，将建筑设计与计算机辅助设计相结合，借助三维建筑模型来多角度地展示建筑物复杂多变的空间结构，实现了建筑设计可视化。
autodeskinventor是美国autodesk公司推出的基于特征的参数化三维设计软件，可以随处剖切三维建筑模型，如房屋的水平剖切、房屋的垂直剖切和各层楼梯间的剖切，等，使内部结构一目了然。
()利用计算机的虚拟设计，为设计人员提供了广阔的思维空间，以激发设计和创新灵感。
对比图1和图2两种楼梯的外观效果，可以动态地观察、推敲和修改设计，从中选择一种比较合理、美观的设计方案。
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一级直齿圆柱齿轮加速器的设计(有全套图纸)
有全套图纸QQ目录设计任务书……………………………………………………一、传动方案的拟定及电动机的选择 (2)二、V带选择 (4)三．高速级齿轮传动设计 (6)四、轴的设计计算 (9)五、滚动轴承的选择及计算 (13)六、键联接的选择及校核计算 (14)七、联轴器的选择 (14)八、减速器附件的选择 (14)九、润滑与密封 (15)十、设计小结 (16)十一、参考资料目录 (16)设计题号：3 数据如下:已知带式输送滚筒直径320mm ，转矩T=130 N ·m ，带速 V=1.6m/s ，传动装置总效率为ŋ=82%。
一、拟定传动方案由已知条件计算驱动滚筒的转速n ω,即5.953206.1100060100060≈⨯⨯=⨯=ππυωD n r/min 一般选用同步转速为1000r/min 或1500r/min 的电动机作为原动机，因此传动装置传动比约为10或15。
根据总传动比数值，初步拟定出以二级传动为主的多种传动方案。
2.选择电动机1）电动机类型和结构型式按工作要求和工作条件，选用一般用途的Y （IP44）系列三相异步电动机。
它为卧式封闭结构。
2）电动机容量 （1）滚筒输出功率P wkw n T 3.195505.951309550P =⨯=⋅=ωω （2）电动机输出功率Pkw d 59.1%823.1P P ===ηω根据传动装置总效率及查表2-4得：V 带传动ŋ1=0.945；滚动轴承ŋ2 =0.98；圆柱齿轮传动ŋ3 =0.97；弹性联轴器ŋ4 =0.99；滚筒轴滑动轴承ŋ5 =0.94。
（3）电动机额定功率P ed由表20-1选取电动机额定功率P ed =2.2kw。
3）电动机的转速为了便于选择电动机转速，先推算电动机转速的可选范围。
由表2-1查得V带传动常用传动比范围i1 =2~4,单级圆柱齿轮传动比范围i2 =3~6，则电动机转速可选范围为n d= nω·i1·i2 =573~2292r/min放油螺塞选用外六角油塞及垫片M14×1.5根据《机械设计基础课程设计》表13-7选择适当型号：起盖螺钉型号：GB5783～86 M6×20,材料Q235高速轴轴承盖上的螺钉：GB5783～86 M6×20,材料Q235低速轴轴承盖上的螺钉：GB5783～86 M6×20,材料Q235螺栓：GB5782～86 M10×80，材料Q235九、润滑与密封1.齿轮的润滑采用浸油润滑，由于为单级圆柱齿轮减速器，速度ν<12m/s，当m<20 时，浸油深度h约为1个齿高，但不小于10mm，所以浸油高度约为36mm。
齿轮加速器原理
齿轮加速器原理
齿轮加速器（也称为增速器）的原理基于齿轮传动的基本定律，即两个相啮合齿轮的角速度与它们的齿数成反比。
简单来说：
1. 当一个小齿轮（具有较少齿数）与一个大齿轮（具有较多齿数）啮合时，小齿轮每转一圈，由于大齿轮的齿数更多，它转动的角度就相对较小，因此大齿轮转动的速度较慢，但提供的扭矩较大。
2. 相反，若一个大齿轮带动一个小齿轮，则小齿轮会以更快的速度旋转。
这是因为同样时间内，大齿轮传递过来的运动会使小齿轮上的每一个齿经过更多的行程，导致小齿轮转得更快，但是产生的扭矩相对较小。
所以，齿轮加速器就是利用这一原理，在动力系统中通过一组适当的齿轮组设计，使输入轴上的低速高扭矩运动经过加速齿轮组之后，在输出轴上得到较高的速度和较低的扭矩。
例如，在工业应用中，电机或其他动力源的低速转动可以通过加速齿轮箱转换为高速转动，常用于需要高速旋转但不需太大扭矩的场合，如某些机器设备或风力发电机的转子部分。
工业设计模考试题含答案
工业设计模考试题含答案一、单选题（共30题，每题1分，共30分）1、（）VieWCUbe提供了多少个视角？A、6B、22C、无数个D、14正确答案：B2、凸轮机构要求速度不高，承载能力较大的场合，常应用凸轮从动件的形式是（）oA、滚子式B、曲面式C、尖顶式D、平底式正确答案：A3、关于拉伸特征的说法，正确的是（）。
A、用于拉伸生成实体的草图截面轮廓必须是封闭的B、用于拉伸生成曲面的草图截面轮廓必须是开放的C、用于拉伸特征的草图截面轮廓必须是开放的D、用于拉伸特征的草图截面轮廓必须是封闭的正确答案：A4、作业环境中的照明一般有三种形式，即天然采光、人工照明、（）。
A、近距离采光B、移动采光C、混合采光D、远距离采光正确答案：C5、O装配浏览器中零件右键快捷菜单中不包含以下哪一条命令？A、抑制B、隔离C、移动D、打开零件图正确答案：D6、人机界面设计，首要的是人与机器的信息交流过程中的（）。
A、准确性、美观度及速度B、连续性、速度及有效度C、准确性、可靠性及有效度D、准确性、速度及美观度正确答案：C7、按操纵器和显示器间的对应关系来配置。
这是控制与显示系统的设计的O原则。
A、准确性B、优先性C、关联性D、功能性正确答案：C8、传动比大而且准确的传动是（）。
A、蜗杆传动B、链传动C、齿轮传动D、带传动正确答案：A9、各种各样的3D打印机中，精度最高、效率最高、售价也相对最高的是（）。
A、工业级3D打印机B、个人级3D打印机C、桌面级3D打印机D、专业级3D打印机正确答案：A10、放置尺寸后，可以在尺寸上单击鼠标右键，然后使用关联菜单上的选项。
不可以更改（）oA、隐藏尺寸值或尺寸界线B、箭头位置的选项以及是否创建指引线C、设置精度D、编辑第一个和第一个箭头正确答案：DIKOInVentor标准装配中“放置”功能的快捷键是什么？A、TB、MC、PD、C正确答案：C12、两构件通过（）接触组成的运动副称为高副。
三维软件Inventor在机械设计基础课程中的应用探索
三维软件Inventor在机械设计基础课程中的应用探索摘要：Inventor是一款广泛应用于教育、机械制造等领域的综合性3D设计软件。
本文将Inventor软件引入到机械基础课程的教学中，以手摇砂轮为例，对本课程的机械零件、机械传动和机械原理三个方面进行设计。
这种设计能有效提高教学效果，激发学生的学习兴趣，促进学生综合实践能力的提高。
关键词：三维软件;Inventor;机械设计;基础课程;应用导言：Inventor软件具有强大的3D建模、装配、动画、参数化设计等计算机辅助设计功能，可以模拟机器的真实运动，有效分析机器内部零件分布广泛应用于农业工程、机械制造等领域，尤其是在机械类专业的教学中。
Inventor软件对农田播种机进行仿真优化设计；Inventor软件对制造业中斯特林发动机的设计进行了仿真，并提出了优化方案；Inventor软件在钳工培训和CNC加工课程中的应用；Inventor软件在机械基础云课堂中建立各种机构模型，通过展示模型讲解课程知识；Inventor软件的应用价值，但缺乏课程案例支持；基于Inventor软件Animation的表达式视图模块做了一个齿轮传动仿真，该方法虽然操作简单但形式单调，不适合教学。
针对上述问题，文章将Inventor软件引入教学，以“手摇砂轮”为例，设计了机械基础课程的教学应用。
机械基础课程主要分为三个模块：机械零件、机械传动和机械原理。
在机械零件模块中，手动砂轮是一个典型的部件，通过Inventor软件对其建模可用于齿轮机构教学；机械传动模块中，重点内容为齿轮传动，可利用Inventor软件的动画设计功能对手动砂轮进行移动及拆卸仿真设计进行讲解；机械原理模块的难点在于理清机械力，结合Inventor软件的应力分析功能，对手动砂轮中齿轮机构的受力进行分析，以便以形象的形式探索齿轮的作用力，降低教学难度。
1手摇砂轮的建模齿轮机构是机械基础课程中的重要难点内容。
使用inventor的好习惯
建模之造型
1，造型的基本顺序规则是‘如何制造如何建模’，造型最好和现有的加 工工艺连接，但在做较复杂的零件造型时，有意识的把一些特征放到最 后（如扫掠、放样、数量大的阵列等）；这样可以方便的临时抑制这些 特征，改善模型修改、装配的速度。一个模型可能有多种方法完成，选 择的标准我觉得应该是哪个在工程图表达更正确，而不是建模更顺畅。
装配之大装配
1.
2. 3. 4. 5. 6.
建立项目
做好规划草图。 按标准，科学的编制零、部件目录表 建模一定的关联规划草图中的数据，通过衍生来实现。 建摸结束要将iProperties中的信息添全，特别是名称和图号要和目 录表统一，无图档编号也要有序不允许有同名档存在。 出工程图用自定义的摸板，每个文件一张图纸，便于今后管理。Fra bibliotek工程图
1、在模型空间的草图里，要像工程图一样标注尺寸。在工程图里面就会有更多的 相同结构的关联尺寸可用。尽可能少用几何约束。
2.在整个设计进行前，最好有个统一的给零部件命名的思路，否则，等你出工程 图时，麻烦就多了！ 3.出工程图前，得做好几个大大小小的风格一致的模板，否则，你要想出百八十 个图时，你就死定了！ 4.零件建模前一定要想好装配关系，尽可能将配合关系在草图中表达清楚，对出 工程图有很大帮助。 5. 草图中尺寸的标注时，要尽量按照容易在 工程图 中引用的方式标。 工程图尽量检索零件的模型尺寸，万不得已可以添加注解，这样可以加快速度。 还有一些公差尺寸尽量在零件中标准，不要在工程图中添加。 6. 用“自动生成中心线”。 7. 能用到“获得模型尺寸”的时要尽量用。 8. 标题栏中的信息应尽量使用iProperty中的特性，以便ＰＤＭ软件可以根据这些 特征值来搜索符合相关条件的资料
Inventor中齿轮的绘制
Inventor中齿轮的绘制1、新建文件运行Inventor，新建文件，选择【Standard.ipt】，确定后进入草图界面。
2、建立旋转草图通过【直线】工具绘制截面轮廓，并用【通用尺寸】工具进行尺寸标注（其中“216.25”为齿根圆半径，数据以测量数据为准），得到如下草图：Tips：标注前可以先通过【固定】工具，将草图最左端的边固定住，再以从左至右的顺序标注。
图：【固定】工具的位置3、旋转生成齿轮主体点击工具栏的，退出草图。
点击左上角的，在弹出列表中选择“零件特征”，再点击其下面板中的【旋转】工具，选择草图最下端的边为“旋转轴”，确定，得到如下实体：4、建立减重孔草图选中减重孔所在平面，点击工具栏上的，进入草图绘制环境，绘制如下草图：5、拉伸创建一个减重孔退出草图环境，选择“零件特征”下的【拉伸】工具，选择刚绘制的圆草图，布尔方式设置为【切削】，终止方式设置为【贯通】，注意选择合适的拉伸方向。
确认后生成如下实体：6、环形阵列创建多个减重孔点击零件特征下的，选中减重孔特征。
旋转轴选择：点击任意圆柱面。
输入减重孔个数，确认后生成多个减重孔，如下图：7、建立拉伸键槽草图选择齿轮中心凸台的端面为草图平面，进入草图环境，绘制如下草图：8、拉伸键槽退出草图环境，选择“零件特征”下的【拉伸】工具，选择刚绘制的圆草图，布尔方式设置为【切削】，终止方式设置为【贯通】，注意选择合适的拉伸方向。
确认后生成如下实体：9、建立草图绘制轮齿轮廓点击“零件特征”下的，“添加”以下三个参数：模数M、齿数Z、压力角a （本例中的参数与测量数据有出入，以小组数据为准）。
选择未倒角一面的齿轮外缘的端面，创建草图。
绘制6条过圆心的直线，将竖直线“固定”，再将两直线间的角度标注为10度。
过直线与齿根圆的交点作圆的切线，从右至左的切线长度分别为：2ul*PI*M*(Z-2.5ul)/2ul*10deg/(360deg)2ul*PI*M*(Z-2.5ul)/2ul*2*10deg/(360deg)2ul*PI*M*(Z-2.5ul)/2ul*3*10deg/(360deg)2ul*PI*M*(Z-2.5ul)/2ul*4*10deg/(360deg)Tips：标注时选用，点击切线的两端点，应用后生成与直线平行的尺寸，再将尺寸修改为如上公式的值，值不需计算，直接拷贝公式即可。
Inventor使用的一些铁律
使用Inventor的一些好习惯今天突然觉得有些已经养成的习惯很难改，反思起来。
从长期效果来说，有些确实帮助很大，有些副作用也不小。
常看看，提醒下自己也会有帮助。
一、软件学习1、在学习阶段，态度会决定你的学习方法，而方法将直接影响你学习的进度和全面性。
如果你习惯于喂养式教法，习惯于有一大堆高手随时‚候驾‛，可能有一天你还是要回头把没有走过的路重新走一遍。
我的方法是：找套学习资料，并非要一定很好，但一定要看完。
我看完了陈老的R11视频，部分2008增强视频，陈老的2008实战一本。
不一定第一次就全部通读，可以很快看完，但一定记住关键点，对所有内容都有所印象就行，这样在有疑惑的时候可以很快针对性的解决。
2、学习要有所侧重。
不要想为什么没有命令行，为什么中键不是旋转，为什么这么做不行，非要那么做。
应该多把精力放在前面那位说过的‚制作万能变化模型‛及工程图。
3、有时一个模型可能有多种方法完成，选择的标准我觉得应该是哪个在工程图表达更正确，而不是建模更顺畅。
4、学习的时候应该会碰到各种问题，不要直接跳过问题，而直接‚不择手段‛只为达到目的。
应该有所记录并总结，或许过几天那个问题就会被解决。
5、多练习少提问。
在这个游戏当中，肯定是谁定规则谁赢，所以我们只有不断的摸索规则，才有可能赢。
6、在学习某功能的时候，要经常想：这个功能我工作的时候什么情况下会使用。
7、多掌握一些二维的点线面的绘制，这是基础；8、多了解一些结构，这是提升；9、多练习一些设计图纸，这是飞跃。
10. 多想少问，知识甚至智能，实际上是自己教会自己的，速成的多为次品，easy come easy go；11. 为实现一个目标，找出尽可能多的实现方法，比较优劣，举一反三，可以极大地提高水平；12. 与大脑相比，软件始终是第二位的，想象力才是最重要的，其次就是毅力、努力、辨别力、能力、魄力、人格等等。
13.多逛论坛，多参考别人的意见。
14.看别人图纸学习时，多用造型终止，一步一步拖下来看，理解别人的建模思路，可能对自己会有很大的启发！15. 学习的时候应该有所记录并总结，或许过几天以前不明白的地方就融会贯通了。
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我们知道齿轮是一种传动装置，它主要的功能就是改变力的方向，改变力的作用点，可在360度范围内任意改变，特别是多个齿轮共同协作的情况下。
由于它的特殊作用，它被广泛地应用在机械传动及整个机械领域中。
例如机床，齿轮箱，飞机轮船及日常生活中应用的手表、电扇等。
齿轮的三维建模能够逼真地展现零部件的结构特征，并且为后续的数控加工、模具设计、有限元分析和机构运动分析提供基础。
而齿轮的设计计算则能够验证我们在设计过程中齿轮的强度、材料等能否达到我们的设计要求，在Inventor 中的“正齿轮”就是这样一个设计计算齿轮的工具，满足我们在实际工作过程中的需求。
齿轮设计计算
Inventor 设计加速器作者
/蒋芳
齿轮设计计算
1.齿轮的设计
选择几何图元计算类型
◎1.1
根据用户选定的设计向导启用“设计”选项卡中的编辑字段。
如果您已知所有正齿轮参数并且要插入正齿轮模型，建议您选择“中心距”或“总变位系数”。
使用这些选项可以插入很多输入参数。
模数和齿数
根据中心距和其他输入参数计算模数和齿数。
齿数
根据中心距和其他输入参数计算齿数。
中心距
根据所有其他输入参数计算中心距。
总啮合变位系数
根据中心距和所有其他输入参数计算总变位系数。
注意该类型会受其他输入的影响，我们建议您选择该选项以进行最终设计校正。
我们这个例子以模数和齿数为例
◎1.2填写相关参数
我们需要设计齿轮的齿数和模数，将已知的参数如传动比，中心距，齿宽，变位系数等填入到以下表格中。
生成的齿轮可以是直接生成零部件或特征。
对于一对相互啮合的齿轮您也可以只生成其中的一个，另一个选择无模型就可以了。
2.齿轮计算
◎2.1齿轮计算目的和步骤
齿轮计算的目的主要有三个，一是校验计算、材料设计和几何图元计算，我们以校验计算为例说明。
对于校验计算主要是用来校验齿轮的接触强度安全系数和弯曲强度安全系数是否大于等于最小安全系数。
我们按照ISO6336:1996的强度计算方法来计算。
具体以一个例子来说明例如，我们要前面已经设计了齿轮的齿数和模数，已知齿轮的输入功率和转速，选定齿轮的材料和热处理类型（如果是在清单里找不到需要的材料可以直接输入材料的弯曲疲劳强度和接触疲劳强度和泊松比等参数，输入要达到的齿轮的寿命，设定最小安全系数，选择计算就可以了。
可以选择材料库
中的材料，也可
以直接输入材料
的相关参数
对于系数和精度，您可以进入按一下进入进行输入和选择，具体如所示
◎2.2齿轮计算结果分析
如果以上都确认好了之后，如果计算出来的安全系数小于我们设定的最小安全系数，就会出现错误，错误部分会以红色字体显示，如上图所示，这就说明我们设计的齿轮不能满足我们的需求，这时就需要对齿轮的相关参数进行修改，如果要保证齿数模数不变的话，可以修改齿轮的材料，例如我将齿轮的材料修改之后，例如由之前的碳素铸钢修改成36Mn5，还是不能达到设计要求，如下图所示
这时如果我们选择材料性能更好的材料是可以达到我们的设计的需求的，但是材料的性能越高，产品的成本也越高，从产品设计的经济型来考虑的话这样的方案就不具有实际价值了。
这时我们可以回过头来修改产品的几何图元，例如修改齿轮的传动比和中心距，例如将之前的的传动比修改为3.5，中心距修改为120，其他参数保持不变，就能达到我们的设计需求了。
◎2.3结果显示
在正齿轮零部件生成器中选择“结果”，就可以查看我们齿轮设计计算的结果，具体如下：
对于设计好的齿轮模型，在部件保存的位置会创建跟部件同名的资料夹，打开资料夹就可以找到设计好的齿轮模型。
3.总结
综合以上的步骤，我们可以看到在Inventor中可以很方便的绘制齿轮模型，并能够校验计算我们设计的齿轮能否达到我们设定的最小安全系数。
在达不到我们设定的最小安全系数的情况下，可以通过修改齿轮材料来满足设计要求，遇到某些特殊情况如果修改材料可以满足设计要求，但是材料的成本很高的情况下，我们又可以反过来修改齿轮的几何图元（比如修改传动比和中心距等方式）。
这种将校验计算、材料设计和几何图元设计相结合的方法很大程度的缩短了齿轮设计的周期，并减少了我们生产样机的成本，在我们的实际设计过程中具有重要意义。