Трёхмерное моделирование редуктора

 
 
 
 
В. А. Дудинцев 
 
 
 
 
 
 
ТРЁХМЕРНОЕ  
МОДЕЛИРОВАНИЕ РЕДУКТОРА 
 
 
Практическое пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Москва    Вологда 
«Инфра-Инженерия» 
2024 
1 


УДК 621.81 
ББК 34.42 
Д81 
 
 
Р е ц е н з е н т ы :  
главный специалист отдела новой техники и технического сопровождения 
продукции АО «НПП ÄСибтехноцентр´» В. Н. Дылевой; 
кандидат технических наук, зав. кафедрой «Техносферная безопасность» 
ФГБОУ ВО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья»  
С. В. Романов 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Дудинцев, В. А. 
Д81   
Трёхмерное моделирование редуктора : практическое пособие / 
В. А. Дудинцев. - Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2024. - 148 с. : 
ил.,  
ISBN 978-5-9729-1979-6 
 
Данное практическое пособие знакомит читателя с трёхмерным проектированием 
двухступенчатого цилиндрического редуктора. Содержит иллюстрации, схемы, чертежи, образцы оформления конструкторской документации, примеры прочностных 
расчётов, словарь терминов, список источников информации. 
Для студентов технических специальностей при выполнении курсовых и дипломных проектов. 
 
УДК 621.81 
ББК 34.42 


 
 
 
ISBN 978-5-9729-1979-6 
” Дудинцев В. А., 2024 
 
” Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
 
” Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2024 
2 


ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
ВВЕДЕНИЕ 
4 
1. ПОСТРОЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ РЕДУКТОРА 
8 
2. СБОРКА РЕДУКТОРА 
61 
3. ОФОРМЛЕНИЕ КОНСТРУКТОРСКОЙ ДОКУМЕНТАЦИИ 
80 
4. ПРОЧНОСТНОЙ РАСЧЁТ 
132 
5. СОЗДАНИЕ АНИМАЦИИ ПРОЦЕССА СБОРКИ РЕДУКТОРА 
135 
6. СОЗДАНИЕ АНИМАЦИИ ПРОЦЕССА РАБОТЫ РЕДУКТОРА 
139 
СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ 
140 
СПИСОК ИСТОЧНИКОВ ИНФОРМАЦИИ 
146 
 
 
3 


ВВЕДЕНИЕ 
 
Одной из главных задач инженерного образования является подготовка  
не только профессионально образованного, способного к самостоятельному  
принятию решений специалиста, но и подготовка его к успешному вхождению 
на рынок труда, выработка умения самостоятельно развиваться. Обучение  
с использованием новых технологий позволяет студентам представить и понять 
сложный теоретический материал. 
Решению этой задачи способствует выполнение курсового проекта по «Деталям машин» - «Проектирование редуктора», базирующегося на знаниях  
физико-математических и общетехнических дисциплин - математики, механики, 
сопротивления материалов, технологии металлов, черчения. Перед тем как изделие попадает к потребителю, оно проходит долгий путь. От идеи до выхода  
с предприятия. Производственный цикл состоит из множества этапов и задач. 
Главная, ключевая задача, как правило, с учетом требований потребителя - спроектировать и передать в производство конструкторскую документацию (рабочие 
чертежи, спецификации). 
Редуктором называют механизм, состоящий из зубчатых или червячных передач, выполненный в виде отдельного агрегата и служащий для передачи вращения от вала двигателя к валу рабочей машины. 
Назначение редуктора - понижение угловой скорости и соответственно повышение вращающего момента ведомого вала по сравнению с ведущим. Механизмы для повышения угловой скорости, выполненные в виде отдельных агрегатов, называют ускорителями или мультипликаторами. 
Редуктор состоит из корпуса (литого или сварного), в котором помещают 
элементы передачи - зубчатые колеса, валы, подшипники и т. д. 
Редуктор проектируют либо для привода определенной машины, либо по 
заданной нагрузке (моменту на выходном валу) и передаточному числу без указания конкретного назначения. 
Редукторы классифицируют по следующим основным признакам: типу передачи (зубчатые, червячные или зубчато-червячные); числу ступеней (одноступенчатые, двухступенчатые и т. д.); типу зубчатых колес (цилиндрические, конические, коническо-цилиндрические и т. д.); относительному расположению 
валов редуктора в пространстве (горизонтальные, вертикальные); особенностям 
кинематической схемы (развернутая, соосная, с раздвоенной ступенью и т. д.). 
Возможности получения больших передаточных чисел при малых габаритах 
обеспечивают планетарные и волновые редукторы. 
Кинематические схемы и общие виды наиболее распространенных типов редукторов представлены на рис. 1-12. 
4 


Рис. 2. Одноступенчатый вертикальный  
редуктор с цилиндрическими колесами: 
а - кинематическая схема; 
 б - общий вид 
 
 
Рис. 1. Одноступенчатый горизонтальный  
редуктор с цилиндрическими 
зубчатыми колесами: 
а - кинематическая схема; б - общий вид  
редуктора с косозубыми колесами 
 
 
 
Рис. 3. Одноступенчатый редуктор  
с коническими зубчатыми колесами: 
а - кинематическая схема;  
б - общий вид 
Рис. 4. Одноступенчатый конический  
редуктор с вертикальным ведомым валом: 
а - кинематическая схема; 
 б - общий вид 
 
 
 
Рис. 5. Двухступенчатый горизонтальный  
соосный редуктор: 
а - кинематическая схема;  
б - общий вид 
Рис. 6. Двухступенчатый горизонтальный 
редуктор с раздвоенной первой 
 быстроходной) ступенью: 
а - кинематическая схема; б - общий вид 
 
5 


 
 
Рис. 7. Двухступенчатый горизонтальный  
коническо-цилиндрический редуктор:  
а - кинематическая схема; б - общий вид 
Рис. 8. Двухступенчатый коническо- 
цилиндрический редуктор  
с вертикальным тихоходным валом: 
а - кинематическая схема; б - общий вид 
 
 
 
Рис. 9. Червячный редуктор с верхним  
расположением червяка: 
а - кинематическая схема: б, в - общий вид 
Рис. 10. Двухступенчатый  
зубчато-червячный редуктор: 
а - кинематическая схема; б - общий вид 
 
 
 
Рис. 11. Волновой зубчатый  
одноступенчатый редуктор:  
а - кинематическая схема; 
б - генератор волн; в - продольный разрез 
Рис. 12. Мотор-редуктор 
 с одноступенчатой зубчатой  
цилиндрической передачей 
а - горизонтальный; б - вертикальный 
6 


Трёхмерное моделирование изделий даёт массу преимуществ перед традиционным двумерным проектированием, например, исключение ошибок собираемости изделия ещё на этапе проектирования, создание управляющих программ 
для станков с ЧПУ. Обеспечивает разработку изделий любой степени сложности 
и назначения, позволяет увидеть будущее изделие со всех сторон в объёме и придать ему реалистичное отображение в соответствии с выбранным материалом 
для предварительной оценки дизайна. 
В системе Solidworks чертежи создаются на основе 3D-моделей, автоматически образмериваются, масштабируются по листу и обновляются при изменении исходной модели. В пособии показаны возможности программы в оформлении конструкторской документации на примере двухступенчатого цилиндрического редуктора с учётом требований методики конструирования, ГОСТов  
и ЕСКД. 
Составление документации осуществляется двумя способами: 

 генерация чертежа; 

 интерактивное черчение. 
Генерация чертежа позволяет получить чертежи автоматически на основе 
созданных деталей или изделий. На чертежах отображаются все размеры и обозначения, добавленные к компоненту в режиме Part (Деталь). При этом сохраняется свойство двусторонней ассоциативности. Чертёж сборки может быть также 
дополнен спецификацией и текстовыми примечаниями. 
Интерактивное черчение позволяет строить чертежи изделия и наносить 
размеры «вручную» с использованием традиционных инструментов компьютерной инженерной графики [7]. 
В настоящем пособии представлен цикл проектирования двухступенчатого 
цилиндрического редуктора: построение 3D-моделей и сборки изделия, разработка конструкторской документации, выполнение прочностных расчётов и создание анимации работы редуктора. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
7 


1. ПОСТРОЕНИЕ ДЕТАЛЕЙ РЕДУКТОРА 
 
1. Создайте на Рабочем столе папку «Проект Редуктор», в дальнейшем все 
файлы мы будем сохранять именно в эту папку.
2. Создайте Деталь. Выберите шаблон Part (Деталь) для создания модели детали и щёлкните на кнопке ОК. 


Для создания нового файла необходимо выбрать один из трёх шаблонов документа: 
Part (Деталь), Assembly (Сборка) или Drawing (Чертёж) 
 
Деталь «РЦО-001.001 - Корпус» 
1. Выбрать плоскость «Спереди» и создать эскиз. 
2. Вытянуть эскиз функцией «Вытянутая бобышка/основание» на величину  
150 мм, граничное условие: средняя плоскость (Рис. 1.1). 
3. Применить функцию «Оболочка», установить толщину стенки 10 мм  
и выбрать поверхность для удаления (Рис. 1.2). 
4. Выбрать поверхность дна корпуса и создать эскиз. 
5. Вытянуть эскиз функцией «Вытянутая бобышка/основание» в направлении 1 на величину 20 мм, в направлении 2 «До следующей» с включенным параметром «Тонкостенный элемент», тип: в одном направлении (во внутрь контура), 
толщиной 10 мм (Рис. 1.3). 
6. Выбрать плоскость «Сверху» и создать эскиз. 
8 


7. Вытянуть эскиз функцией «Вытянутая бобышка/основание» на величину  
15 мм (Рис. 1.4). 
8. Выбрать плоскость кромки бортика корпуса и создать эскиз. 
9. Вытянуть эскиз функцией «Вытянутая бобышка/основание» с граничным 
условием «До следующей» (Рис. 1.5). 
10. Выбрать плоскость «Спереди», затем элемент «Зеркальное отображение», после на детали выделить элемент, построенный в пункте 9͘ 
11. Выбрать плоскость «Спереди» и создать эскиз. 
12. Вытянуть эскиз функцией «Вытянутый вырез» с граничным условием 
«Насквозь - Оба направления» (Рис. 1.6). 
13. К углам ниши корпуса применить функцию «Скругление» величиной  
15 мм (Рис. 1.7). 
14. К углам примыкания бортика к основанию корпуса применить функцию 
«Скругление» величиной 10 мм (Рис. 1.8). 
15. Применить функцию «Скругление» величиной 10мм ко внутренним углам корпуса (Рис. 1.9). 
16. Выбрать поверхность основания корпуса и создать эскиз. 
17. Вытянуть эскиз функцией «Вытянутая бобышка/основание» на величину 20 мм (Рис. 1.10). 
18. Выбрать наружную поверхность боковой стенки корпуса и создать эскиз. 
19. Вытянуть эскиз функцией «Вытянутая бобышка/основание» на величину 25 мм с включенным параметром «Тонкостенный элемент», тип: средняя 
плоскость, толщиной 10 мм. 
20. Выбрать плоскость «Спереди», затем элемент «Зеркальное отображение», после на детали выделить элемент, построенный в пункте 19 (Рис. 1.11)͘
21. Применить функцию «Скругление» величиной 5 мм ко всем кромкам 
рёбер корпуса, построенных в пунктах 19 и 20 (Рис. 1.12). 
22. Выбрать поверхность основания корпуса и создать эскиз отверстий. 
23. Вытянуть эскиз функцией «Вытянутый вырез» на величину 30 мм 
(Рис. 1.13). 
24. Выбрать боковую поверхность основания корпуса и создать эскиз. 
25. Вытянуть эскиз функцией «Вытянутая бобышка/основание» в двух 
направлениях, в направлении 1 на величину 25 мм, со смещением от плоскости 
эскиза на 20 мм, в направлении 2 «До следующей» (Рис. 1.14). 
26. Применить функцию «Скругление» величиной 10 мм вокруг элемента 
построенного в пункте 25. 
27. Выбрать плоскость «Сверху» и создать эскиз расположения отверстий 
(Рис. 1.15). 
9 


28. Применить элемент «Отверстие под крепёж» (Тип: метчик; Стандарт: 
Ansi Metric; Размер: М12î1,5; Граничное условие: глубина отверстия 32 мм, глубина резьбы 24 мм, передняя зенковка T14, угол 90ƒ). Во вкладке «Расположение» нажать кнопку «Трёхмерный эскиз» и указать на модели точки расположения отверстий из пункта 27 (Рис. 1.16). 
29. Применить элемент «Отверстие под крепёж» (Тип: метчик; Стандарт: 
Ansi Metric; Размер: М16î1,5; Граничное условие: глубина отверстия 90 мм,  
глубина резьбы 45 мм, передняя зенковка T18, угол 90ƒ). Во вкладке «Рас- 
положение» нажать кнопку «Трёхмерный эскиз» и указать на модели точку  
расположения отверстия (в центре бобышки, построенной в пункте 25) 
(Рис. 1.17). 
30. Выбрать боковую поверхность корпуса и создать эскиз расположения 
отверстий, крепления крышек (Рис. 1.18). 
31. Применить элемент «Отверстие под крепёж» (Тип: метчик; Стандарт: 
Ansi Metric; Размер: М6î1; Граничное условие: глубина отверстия 30 мм, глубина резьбы 25 мм, передняя зенковка T8, угол 90ƒ). Во вкладке «Расположение» 
нажать кнопку «Трёхмерный эскиз» и указать на модели точки расположения 
отверстий из пункта 30) (Рис. 1.19). 
32. Выбрать плоскость «Спереди», затем элемент «Зеркальное отображение», после на детали выделить элемент, построенный в пункте 31͘ 
33. В левой части экран в дереве построений нажать правой кнопкой 
«мыши» на пиктограмму 
 «Материал» и в выпадающем меню выбрать «Простая углеродистая сталь». Для правильного отображения массовых характеристик, а также дальнейших расчётов обязательно необходимо правильно задавать 
материал каждой построенной детали. 
34. Для определения массовых характеристик детали, необходимо в верхней 
части экрана выбрать вкладку «Анализировать», затем пункт 
 «Массовые характеристики». Появится окно с массовыми характеристиками: плотность, 
масса, объём, площадь поверхности, координаты центра тяжести, моменты инерции. 
35. Сохранить файл детали в папке «Проект Редуктор» под именем:  
«РЦО-001.001 - Корпус». 
10