SOLIDWORKS工业机器人数字化建模教程 教案 项目十 工业机器人手腕直齿轮数字化设计.docx

教案 课 题 项目十 手腕直齿的数字化设计 教学目的 要 求 具有使用Toolbox工具创建标准齿轮的能力。 能够完成齿轮装配及齿轮传动的运动模拟。 教学重点 具有使用Toolbox工具创建标准齿轮的能力。 教学难点 能够完成齿轮装配及齿轮传动的运动模拟 教学方法 演示法及讲练结合、提问法 教 具 计算机及多媒体平台 教学过程 教学内容（包括时间分配、教学环节、教师活动、学生活动） 项目导入： 工业机器人手腕是连接机械手臂与末端操作结构的部件，它的作用是调节或改变工件的方向；手腕功能的实现需要运用齿轮机构来传递运动或力。如图10-1所示，本项目要求完成手腕直齿2与直齿4齿轮传动机构的设计和运动模拟。 其中齿轮机构主要参数如下： 直齿4：模数“2mm”，齿数“16”，压力角 “20°”，面宽“20mm”，标称轴直径“14mm”。 直齿2：模数“2mm”，齿数“47”，压力角 “20°”，面宽“20mm”，标称轴直径“60mm”。 案例分析： SOLIDWORKS提供了一系列方便的方式进行齿轮的建模，调用SOLIDWORKS集成的Toolbox工具，直径根据齿轮的参数进行齿轮建模。模型完成后进行齿轮装配和运动模拟。 教学过程及内容：（附后） 零件分步骤绘制，并且每一步预留学生自主练习的时间 回顾总结： 总结各个步骤，并就重点难点问题提问学生。 布置作业 教学反思 系部意见  教学过程 步骤一 创建圆柱直齿轮 一、调用Toolbox工具 1.开启Toolbox插件。方法如下： 选择【工具】→【插件】→【活动插件】，选择如图10-2所示。 在 Toolbox 设计库中，在【任务窗格】中单击【现在插入】，如图10-3所示。 2.若【任务窗格】工具栏没有打开，选择【视图】→【任务窗格】命令。 图10-2 【活动插件】对话框 图10-3 【任务窗格】对话框 二、创建直齿4 1. 打开设计库。单击【任务窗格】工具栏中的设计图标“”，弹出设计库列表栏。 2. 选择齿轮节点。在Toolbox下拉箭头中展开“ISO”节点下的“动力传动”，并选择“齿轮”节点。此时，在下面的列表中显示出齿轮类的标准件图标，如图10-4所示。 3. 创建直齿4。鼠标右键选择图10-4中“正齿轮”图标，选择【生成零件】，设置参数如图10-5所示。 4. 单击【确定】按钮，完成直齿4创建并另存文件命名。 图10-4 齿轮类标准件图标 图10-5 创建直齿4 三、创建直齿2 按照齿轮创建方法完成大齿轮直齿2创建，设置如图10-6所示，单击【确定】按钮，完成直齿2创建并另存命名。 图10-6 创建直齿2 步骤二 创建齿轮装配 一、进入装配环境 1. 新建SOLIDWORKS装配体文件并命名，关闭界面弹出的【开始装配体】对话框。 2. 确定装配齿轮位置基准轴。由已知条件确定齿轮分度圆尺寸，然后根据齿轮啮合条件计算齿轮轴间距离，即63mm为直齿2与直齿4的轴间距离。 3. 在装配体环境中创建基准轴1，如图10-7所示。 图10-7 创建基准轴1 4. 以右视基准面为参考创建基准面1，如图10-8所示；然后创建基准轴2，如图10-9所示。 图10-8 创建基准面1 图10-9 创建基准轴2 二、插入直齿4 1. 插入直齿4，单击【确定】按钮将直齿4固定在原点。插入直齿4方法如下： 菜单【插入】→【零部件】→【现有零件/装配体】按钮。 单击【特征】工具栏的【插入零部件】按钮。 设计直齿4可转动。在设计树中鼠标右键直齿4节点→。 定位直齿4。 单击【特征】工具栏的【配合】按钮。 菜单【插入】→【配合】 出现【配合】属性管理器。分别设置直齿4“内孔临时轴”与“基准轴1”重合，小齿轮侧面和“前视基准面”重合，如图10-10、10-11所示，单击【确定】按钮，完成直齿4的定位，如图10-12所示。 图10-10 轴重合设置 图10-11 面重合设置 图10-12 直齿4定位 三、插入直齿2 1. 插入直齿2，将直齿2放在合适的位置，如图10-13所示。 图10-13 插入直齿2 图10-14 直齿2轴重合设置 2. 定位直齿2。在【配合】属性管理器中分别设置直齿2“内孔临时轴”与“基准轴2”重合，小齿轮直齿4侧面和大齿轮直齿2侧面重合，如图10-14、10-15所示，单击【确定】按钮，完成直齿2的定位