学位论文—基于proe的锥齿轮的参数化设计与实体建模.doc

26目录引言11.概况及现状分析11.1锥齿轮的发展历史11.2锥齿轮研究现状21.2.1国外研究状况21.2.2国内研究状况31.3锥齿轮的发展前景与发展趋势41.4本课题研究意义与研究内容42.Pro/ENGINEER软件的参数化设计52.1Pro/ENGINEER软件的主要功能52.2Pro/ENGINEER参数化设计的原理63.锥齿轮的创建63.1锥齿轮的基本关系式73.2渐开线的几何分析83.3锥齿轮的建模分析93.4锥齿轮的建模过程103.4.1输入基本参数和关系式103.4.2创建基本曲线113.4.3创建大、小端齿轮基本圆并添加关系式123.4.4创建渐开线143.4.5镜像渐开线153.4.6创建齿根圆特征163.4.7创建第一个轮齿173.4.8阵列轮齿203.4.9参数的输入控制213.4.10验证程序设计结果224.工程应用235.结论24参考文献25致谢26基于Pro/E的锥齿轮的参数化设计与实体建模机械设计制造及其自动化074班00指导老师：000摘要：本文主要概述了锥齿轮机构的研究历史、国内外的研究现状，并探讨了锥齿轮的发展前景和趋势，以及本课题研究的意义。在阐述Pro/Engineer参数化设计原理和主要功能的基础上，介绍了渐开线直齿圆锥齿轮参数化三维模型的建立过程。在已创建的三维模型基础上，建立一组可以完全控制三维模型形状和大小的设计参数，实现参数的检索、修改和根据新的参数值生成新的三维模型的功能。同时简单介绍了锥齿轮机构和参数化建模的一些工程应用。关键字：Pro/E；锥齿轮；参数化设计；实体建模引言齿轮传动是机械传动中的主要形式之一,由于它具有速比范围大、功率范围广、结构紧凑可靠等优点,已广泛应用于各种机械设备和仪器仪表中,小至钟表用的齿轮，大至船舶涡轮机用得大型齿轮。已成为现有机械产品中所占比重最大的一种传动。可经由增减齿轮组合数，适当的改变各轴间的相互关系位置。可使用在：平衡轴、直交轴、错交轴等多种轴间传动[1]。锥齿轮是齿轮机构的一个分支，用于传递两相交轴之间运动和动力的重要基础零件，其传动相当于一对节圆锥作相对的纯滚动运动。按照齿长曲线特点，锥齿轮可分为直线齿锥齿轮(直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮)和曲线齿锥齿轮(弧齿锥齿轮、摆线齿锥齿轮、准双曲线齿锥齿轮)。这类零件大部分具有相似的结构和形状[2]。在锥齿轮的设计和图纸绘制过程中，不可避免要反复修改，进行零件形状、尺寸的综合协调和优化，其三维造型步骤相当繁琐，Pro/E作为一个庞大的CAD/CAM系统，具有强大的参数化功能[3]。设计人员只需输入直齿圆锥齿轮的已知设计参数，就可迅速准确地生成所需的三维实体模型[4]。1.概况及现状分析1.1锥齿轮的发展历史古老的齿轮技术历史可追溯到3000-5000年前，几乎和人类文明史同步[5]。齿轮传动作为一门具有明显产品特征的共性技术，它的发展和成熟无一不和工业产品的发展密切相关。19世纪现代工业的形成开始了齿轮技术的近代史，机器工业的发展使它成为一门工业技术，20世纪初叶汽车工业的崛起促使其大批量高效生产技术的发展，随后航海、航空、航天技术的发展，以及大型现代化成套工业设备的出现，使高参数、优性能的高速齿轮和重型工业齿轮得到迅速发展和应用，也促进了相应的基础理论、工艺技术及设备的研究和发展[6]。八十年代以后，国外在应用现代设计方法进行齿轮设计，特别在优化和CAD方面，应用发展迅速，新产品设计普遍采用参数化了，关键产品还用了动态设计方法。一些大型的三维造型软件如SolidEdge、SolidWorks等，大多是从汽车加工和电子产品生产加工中发展起来的造型软件，广泛应用于不同的行业。还研制出了三维实体软件，它的最大特点就是摆脱了传统三维造型软件从二维草图阶段开始设计的思路，而是直接在真正的三维操作环境下进行创新设计，从而使实体造型超越了传统参数化造型在复杂性方面受到的限制，这类产品目前在国内市场上还是一个空白，但在发达国家已经成为未来CAD技术发展的主要趋势[6]。1.2锥齿轮研究现状1.2.1国外研究状况由于锥齿轮技术难度大，目前世界上只有美国Gleason(格里森)，瑞士Oerlikon(奥利康)和德国Klingelnberg(克林根贝尔格)三家公司拥有这方面的技术，他们分别代表了锥齿轮的三种体制，且各成体系，互不公开。美国Gleason(格里森)公司成立于1865年，至今已有一百多年的历史，该公司一直是锥齿轮机床的世界领先供应商。德国克林根贝尔格(Klingeinberg)除了供应成套锥齿轮加工设备外，还以齿轮测量仪器见长，提供齿轮和蜗轮单面啮合对滚检查仪等。九十年代，世界进入兼并热潮，美国格里森公司脱颖而出。1995年10月，Gleason收购了德国生产滚齿机、插齿机的老厂Hasse，使其当年