ProE在扶梯驱动和桁架中设计运用
目 录
引言 1
一、概述 2
（一）CAD/CAM 的发展 2
（二）CAD/CAM在中国的应用 2
二、Pro/E设计思想 2
（一）设计流程 2
（二）设计思想 2
三、扶梯工作站的工作原理及其组成零件 3
（一）工作原理 3
（二）组成零件 3
四、驱动站各零件的辅助设计 8
（一）主轴的拉伸增料特征 8
（二）旋转减料特征 9
（三）拉伸减料特征 10
（四）梯级驱动链轮 12
（五）垫圈 14
（六）弹簧 15
参考文献 18
谢辞 19
引言
在当今的机械设计领域中，必要的设计软件是不可缺少的，如CAD、Solidworks、Pro/e。这些软件方便 简单。省去了我们用手作图的烦恼和不精准的作图，对于那些大的零件图和室内设计图，更能体现出这些软件的优越之处，可以更加精确的设计。Pro/E更是具有设计造型、分析数据、数控编程等多种功能为一体的CAD/CAM(计算机辅助制造)软件系统。本课题着重讲述的就是Pro/E在扶梯驱动站和桁架中设计应用。
一、概述
（一）CAD/CAM 的发展
1963年美国研制出世界上第一套实时交互的计算机图形系统（SKETCHPAD），标志着CAD诞生；此后30多年内，CAD/CAM系统的硬件和软件技术相辅相成地发展着。
1.20世纪60~70年代单元技术的发展与应用阶段
2.20世纪80年代CAD/CAM集成阶段
3.20世纪90年代面向产品并行设计制造环境的C *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
AD/CAM阶段。
（二）CAD/CAM在中国的应用
我们国家的CAD/CAM技术的开发和应用起步于20世纪70年代，由于当时的计算机硬件和软件条件的限制，较多的是采用计算机进行一些产品设计中分析。经过80年代对影响国民经济的重点机械产品CAD的开发和研制阶段，90年代的较为系统的推广阶段，目前我国CAD的推广及相关软件的开发已小有成就。
但我国CAD/CAM技术与工业发达国家相比还有很大差距，主要表现如下：
CAD/CAM的应用集成化程度较低，很多企业的应用仍停留在绘图、NC编程等单项技术的应用上；CAD/CAM系统的软硬件均依靠进口，我国自主版权较少；缺少人才和技术力量，使得这些制图软件的作用并没有得到最大的发挥和利用。
二、Pro/E设计思想
（一）设计流程
我们需要找资料完成相关的零件图、工程图还有装配图。
（二）设计思想
我们的设计思想体现在三方面分别为：
1.零件的设计：在part模块中，我们制作一个零件和真实世界中的制造过程很类似。如做一块砖：Pro/Engineer中我们先画截面，再拉伸长度，得到大体尺寸，再在上面增加各种孔、倒角等特征；在现实环境中我们找一块原料，用切削等手段使它的外型基本符合要求，再在上面用车、铣、磨等方法做出最终形状。
2.工程图制作：我们在Drawing模块中完成工程图的绘制。可以形象的比喻为当我们完成零件图后可以在它上、前、左或别的方向为它拍照，而这特殊的照片就是我们需要的工程图。
3.装配：同样，装配图也是建立在零件图的基础上的。我们知道一个物体在空间有6个自由度，6个自由度被确定后，物体在空间存在的位置也就确定下来了。Pro/Engineer的装配就是据此而来的。你可以告诉计算机，这个轴与这个孔的中线重合，那么轴可以在中心线方向上移动；当我再规定这根轴的端面与这个空的底面重合时，两者的位置关系就和现实情况一样被限制完成了。
三、扶梯工作站的工作原理及其组成零件
（一）工作原理
扶梯驱动站位于扶梯桁架的上头部，通过传动给扶梯带来动力，一般是由马达，制动器，减速箱，传动链轮，，驱动主轴，梯级挡板等构成。
一个标准的扶梯驱动站由以下这几个部分组成：1.马达，2.减速箱，3.主轴，4.马达挡板，5.扶手带驱动链轮，6.梯级链驱动链轮，7.轴套，8.轴承座等零部件组成，构成了一套完整的驱动系统 如图3-1。
图3-1 扶梯驱动站
（二）组成零件
1.梯级驱动链轮
梯级驱动链轮是传动的一个重要的组成部分，通过这个，实现扶梯的运载功能。材料：Q235，其结构见图3-2。
图3-2 梯级驱动链轮
2.主轴
主轴的主要作用是传递扭矩，主轴加上轴承、转子部分的其他零件成为主轴部件，主轴的强度对于传动的稳定性起着关键的作用所以对于主轴的强度必须严格的计算，材料：45号钢。其具体结构见图3-3。
图3-3 主轴
3.扶手带驱动链轮
扶手带驱动链轮的作用是通过马达上主轴的传动带动，由链传动带动扶手带的运转功能
材料：Q235.其具体结构见图3-4。
图3-4 扶手带驱动链轮
4.行星齿轮减速箱
使用行星齿轮传动有以下几点：
行星齿轮减速器效率高、结构紧凑、传动平稳、噪音小.
扶手带轮和梯级链驱动轮上的能量分配利用能量分配齿轮完成，不需要传动链条(无链传动)
具体结构如下：
图3-5 行星齿轮减速箱
5.马达挡板
马达挡板的作用是防止工作人员在扶梯维保时直接与马达接触，避免危险发生。材料为Q235。
其结构见下图
图3-6 马达挡板
6.马达
马达的作用适用于扶梯运转动力的输出，依据扶梯提升高度的大小来选择马达功率输出的大小，选择一个合适的马达也是至关重要的。
7.马达制动装置
紧急情况时使自动扶梯制停，并能使满载的自动扶梯可靠保持制停状态。采用机电式，得电时松开，失电时靠机械力制停。如下图所示：
图3-7 马达制动装置
8.轴承支座
轴承支座起到连接和支撑的作用，材料选择Q235。
其具体结构如下图：
图3-8 轴承支座
9.润滑装置
主要功能是通过手工加注黄油润滑轴承，提高轴承的使用寿命
材料选铜管。
四、驱动站各零件的辅助设计
（一）主轴的拉伸增料特征
1.草绘截面
1.拉伸减料
我们运用拉伸减材料命令，以中心平面为基准面向两侧拉伸，切除齿形
后如下：
图4-13 拉伸减料
2.阵列齿形
在建模特征中需要建立相同或相近的特征，比如本零件的情况，这就需要运用阵列特征。我们前面做的槽实际上就是建立了一个原始特征，我们把槽的一侧面与底面的距离作为阵列的驱动尺寸，这样就是说别的尺寸都不变，槽的一侧面离底面的距离改变然后生成各个外形一样的槽。我们可以把阵列的数目设置为17（包括原始特征），阵列后如下：
引言 1
一、概述 2
（一）CAD/CAM 的发展 2
（二）CAD/CAM在中国的应用 2
二、Pro/E设计思想 2
（一）设计流程 2
（二）设计思想 2
三、扶梯工作站的工作原理及其组成零件 3
（一）工作原理 3
（二）组成零件 3
四、驱动站各零件的辅助设计 8
（一）主轴的拉伸增料特征 8
（二）旋转减料特征 9
（三）拉伸减料特征 10
（四）梯级驱动链轮 12
（五）垫圈 14
（六）弹簧 15
参考文献 18
谢辞 19
引言
在当今的机械设计领域中，必要的设计软件是不可缺少的，如CAD、Solidworks、Pro/e。这些软件方便 简单。省去了我们用手作图的烦恼和不精准的作图，对于那些大的零件图和室内设计图，更能体现出这些软件的优越之处，可以更加精确的设计。Pro/E更是具有设计造型、分析数据、数控编程等多种功能为一体的CAD/CAM(计算机辅助制造)软件系统。本课题着重讲述的就是Pro/E在扶梯驱动站和桁架中设计应用。
一、概述
（一）CAD/CAM 的发展
1963年美国研制出世界上第一套实时交互的计算机图形系统（SKETCHPAD），标志着CAD诞生；此后30多年内，CAD/CAM系统的硬件和软件技术相辅相成地发展着。
1.20世纪60~70年代单元技术的发展与应用阶段
2.20世纪80年代CAD/CAM集成阶段
3.20世纪90年代面向产品并行设计制造环境的C *好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
AD/CAM阶段。
（二）CAD/CAM在中国的应用
我们国家的CAD/CAM技术的开发和应用起步于20世纪70年代，由于当时的计算机硬件和软件条件的限制，较多的是采用计算机进行一些产品设计中分析。经过80年代对影响国民经济的重点机械产品CAD的开发和研制阶段，90年代的较为系统的推广阶段，目前我国CAD的推广及相关软件的开发已小有成就。
但我国CAD/CAM技术与工业发达国家相比还有很大差距，主要表现如下：
CAD/CAM的应用集成化程度较低，很多企业的应用仍停留在绘图、NC编程等单项技术的应用上；CAD/CAM系统的软硬件均依靠进口，我国自主版权较少；缺少人才和技术力量，使得这些制图软件的作用并没有得到最大的发挥和利用。
二、Pro/E设计思想
（一）设计流程
我们需要找资料完成相关的零件图、工程图还有装配图。
（二）设计思想
我们的设计思想体现在三方面分别为：
1.零件的设计：在part模块中，我们制作一个零件和真实世界中的制造过程很类似。如做一块砖：Pro/Engineer中我们先画截面，再拉伸长度，得到大体尺寸，再在上面增加各种孔、倒角等特征；在现实环境中我们找一块原料，用切削等手段使它的外型基本符合要求，再在上面用车、铣、磨等方法做出最终形状。
2.工程图制作：我们在Drawing模块中完成工程图的绘制。可以形象的比喻为当我们完成零件图后可以在它上、前、左或别的方向为它拍照，而这特殊的照片就是我们需要的工程图。
3.装配：同样，装配图也是建立在零件图的基础上的。我们知道一个物体在空间有6个自由度，6个自由度被确定后，物体在空间存在的位置也就确定下来了。Pro/Engineer的装配就是据此而来的。你可以告诉计算机，这个轴与这个孔的中线重合，那么轴可以在中心线方向上移动；当我再规定这根轴的端面与这个空的底面重合时，两者的位置关系就和现实情况一样被限制完成了。
三、扶梯工作站的工作原理及其组成零件
（一）工作原理
扶梯驱动站位于扶梯桁架的上头部，通过传动给扶梯带来动力，一般是由马达，制动器，减速箱，传动链轮，，驱动主轴，梯级挡板等构成。
一个标准的扶梯驱动站由以下这几个部分组成：1.马达，2.减速箱，3.主轴，4.马达挡板，5.扶手带驱动链轮，6.梯级链驱动链轮，7.轴套，8.轴承座等零部件组成，构成了一套完整的驱动系统 如图3-1。
图3-1 扶梯驱动站
（二）组成零件
1.梯级驱动链轮
梯级驱动链轮是传动的一个重要的组成部分，通过这个，实现扶梯的运载功能。材料：Q235，其结构见图3-2。
图3-2 梯级驱动链轮
2.主轴
主轴的主要作用是传递扭矩，主轴加上轴承、转子部分的其他零件成为主轴部件，主轴的强度对于传动的稳定性起着关键的作用所以对于主轴的强度必须严格的计算，材料：45号钢。其具体结构见图3-3。
图3-3 主轴
3.扶手带驱动链轮
扶手带驱动链轮的作用是通过马达上主轴的传动带动，由链传动带动扶手带的运转功能
材料：Q235.其具体结构见图3-4。
图3-4 扶手带驱动链轮
4.行星齿轮减速箱
使用行星齿轮传动有以下几点：
行星齿轮减速器效率高、结构紧凑、传动平稳、噪音小.
扶手带轮和梯级链驱动轮上的能量分配利用能量分配齿轮完成，不需要传动链条(无链传动)
具体结构如下：
图3-5 行星齿轮减速箱
5.马达挡板
马达挡板的作用是防止工作人员在扶梯维保时直接与马达接触，避免危险发生。材料为Q235。
其结构见下图
图3-6 马达挡板
6.马达
马达的作用适用于扶梯运转动力的输出，依据扶梯提升高度的大小来选择马达功率输出的大小，选择一个合适的马达也是至关重要的。
7.马达制动装置
紧急情况时使自动扶梯制停，并能使满载的自动扶梯可靠保持制停状态。采用机电式，得电时松开，失电时靠机械力制停。如下图所示：
图3-7 马达制动装置
8.轴承支座
轴承支座起到连接和支撑的作用，材料选择Q235。
其具体结构如下图：
图3-8 轴承支座
9.润滑装置
主要功能是通过手工加注黄油润滑轴承，提高轴承的使用寿命
材料选铜管。
四、驱动站各零件的辅助设计
（一）主轴的拉伸增料特征
1.草绘截面
1.拉伸减料
我们运用拉伸减材料命令，以中心平面为基准面向两侧拉伸，切除齿形
后如下：
图4-13 拉伸减料
2.阵列齿形
在建模特征中需要建立相同或相近的特征，比如本零件的情况，这就需要运用阵列特征。我们前面做的槽实际上就是建立了一个原始特征，我们把槽的一侧面与底面的距离作为阵列的驱动尺寸，这样就是说别的尺寸都不变，槽的一侧面离底面的距离改变然后生成各个外形一样的槽。我们可以把阵列的数目设置为17（包括原始特征），阵列后如下：
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