普通車(chē)床變速箱的三維虛擬設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真論文

西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 I 畢業(yè) 任務(wù)書(shū) 一、題目 普通車(chē)床變速箱的三維虛擬設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真 二、指導(dǎo)思想和目的要求 本課題研究了普通車(chē)床變速箱的變速原理以及虛擬仿真系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，構(gòu)建了一個(gè)能夠顯示變速機(jī)構(gòu)工作原理的三維仿真機(jī)構(gòu)。 課題的目的是 用 Pro/E 建立三維模型及模型庫(kù)，進(jìn)行虛擬裝配、動(dòng)畫(huà)演示、 仿真 運(yùn)動(dòng)分析，將三維技術(shù)融入機(jī)械 類(lèi) 等課程，從而實(shí)現(xiàn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段達(dá)到降低教學(xué)成本，提高教學(xué)質(zhì)量的目的。 并探索 Pro/E 在三維動(dòng)態(tài)方面的應(yīng)用價(jià)值，以及 Pro/E 軟件在當(dāng)今生產(chǎn)加工行業(yè)的應(yīng)用。 Pro/E 軟件作為計(jì)算機(jī) 輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)中非常重要的一款三維設(shè)計(jì)軟件，它所具有的功能是計(jì)算機(jī)發(fā)揮輔助設(shè)計(jì)功能、提高設(shè)計(jì)效率的重要基礎(chǔ)。建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫(kù)上的特點(diǎn)令數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能夠在各個(gè)階段稱(chēng)為一個(gè)完整一體的過(guò)程。 本課題 應(yīng)用 Pro/E 軟件完成各軸、齒輪、鍵的三維實(shí)體建模、結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)，在完成各個(gè)零部件的繪制后，開(kāi)始裝配軸和齒輪，裝配完成后，進(jìn)行仿真。目的是通過(guò)對(duì)普通車(chē)床變速箱的設(shè)計(jì)仿真，了解一般產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本過(guò)程。探索 Pro/E在三維動(dòng)態(tài)方面的應(yīng)用價(jià)值，以及 Pro/E 軟件在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用價(jià)值。 長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)看，三維 CAD 技術(shù)必然會(huì)替代二維繪圖。隨著計(jì)算機(jī)性能的提高， CAD 三維技術(shù)正向著開(kāi)放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。正確把握 CAD 三維技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)，對(duì)我國(guó)機(jī)械行業(yè)的企業(yè)正確的規(guī)劃自身設(shè)計(jì)系統(tǒng)，有著深遠(yuǎn)的意義。 三、主要技術(shù)指標(biāo) 1、 CAD 零件圖二張； 2、 Pro/E 三維實(shí)體模型若干； 設(shè)計(jì) 論文 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 II 3、模擬仿真視頻一個(gè)； 四、進(jìn)度和要求 2014.3 2014.4： 翻譯外文文獻(xiàn) 、完成開(kāi)題報(bào)告， 2014.4.5 2014.4.13： 熟悉 作圖軟件復(fù)習(xí)所需的專(zhuān)業(yè)知識(shí)搜集資料做好準(zhǔn)備工作； 2014.4.15 2014.5： 進(jìn)行典型零件 仿真加工 及優(yōu)化方案； 2014.5 2014.6：撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文； 2014.6：準(zhǔn)備并完成答辯。 五、主要參考書(shū)及參考資料 1 單泉 . Pro/E 4.0 參數(shù)化設(shè)計(jì)從入門(mén)到精通， 北京 -機(jī)械工業(yè)出版社， 2008. 2 曹金榜 . 機(jī)床主軸變速箱設(shè)計(jì)指導(dǎo) ， 北京 -機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1987. 3 威克 . 機(jī)床 ， 北京 -機(jī)械工業(yè)出版社 ， 1987. 4 (德 )斯推番 .E. 機(jī)床齒輪變速箱最佳傳動(dòng)方案 ， 上海 -上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 ，1965. 5 梁玲， 趙春章 . 中文版 Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 實(shí)用教程 ， 北京 - 清華大學(xué)出版社， 2008. 6 鐘日銘 . Pro/ENGINEER Wildfire3.0 中文版裝配設(shè)計(jì)與產(chǎn)品實(shí)例 ， 北京 -機(jī)械設(shè)計(jì)出版社， 2007： 6-11， 82-84， 190-194. 7 韓秋實(shí) . 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) ， 北京 -機(jī)械工業(yè)出版社 ， 2010. 8 侯先勤 . Pro/E 4.0 產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例精講 ，西安 -西安交通大學(xué)出版社 , 2009：179-185. 9 劉傳紹 . 機(jī)械制造工藝學(xué) ， 北京 -電子工藝出版社， 2011. 10 紀(jì)名剛 . 機(jī)械設(shè)計(jì) ， 北京 -高等教育出版社， 2006.5 11 楊雪寶 . 機(jī)械制造裝備與設(shè)計(jì) .西北工業(yè)大學(xué)出版社 .2010. 12 李國(guó)斌 . 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) .機(jī)械工業(yè)出版社出版 .2010 13 張萌克 . 機(jī)械制圖 .機(jī)械工業(yè)出版社 .2010 學(xué)生 白 洋 指導(dǎo)教師 李 郁 系主任 魏生民 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 III 摘 要 車(chē)床變速箱是車(chē)床上重要的傳動(dòng)裝置，面對(duì)這種體型笨重、昂貴的機(jī)電設(shè)備，要學(xué)習(xí)其內(nèi)部的特殊構(gòu)造，傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式是采用二維的書(shū)面信息和簡(jiǎn)單的等比食物模型相結(jié)合的方法對(duì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行講解，使他們了解和學(xué)習(xí)變速機(jī)構(gòu)的工作原理。當(dāng)利用實(shí)物模型會(huì)受到模型的數(shù)量、環(huán)境等因素的限制，降低了學(xué)習(xí)效率。 本課題研究了普通車(chē)床變速箱的變速原理以及虛擬仿真系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)方法，構(gòu)建了一個(gè)能夠顯示變速機(jī)構(gòu)工作原理的三維仿真機(jī)構(gòu)。課題的目的是 用 Pro/E 建立三維模型及模型庫(kù)，進(jìn)行虛擬裝配、動(dòng)畫(huà)演示、 仿真 運(yùn)動(dòng)分析，將三維技術(shù)融入機(jī)械 類(lèi) 等課程，從而實(shí)現(xiàn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段達(dá)到降低教學(xué)成本，提高教學(xué)質(zhì)量的目的。 并探索 Pro/E 在三維動(dòng)態(tài)方面的應(yīng)用價(jià)值，以及 Pro/E 軟件在當(dāng)今生產(chǎn)加工行業(yè)的應(yīng)用。 關(guān)鍵字 ： 變速箱，仿真系統(tǒng)， Pro/E，運(yùn)動(dòng)特性分析 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 IV ABSTRACT Lathe gearbox is important gear on a lathe, in the face of this kind of bodily form bulky and expensive mechanical and electrical equipment, to study its internal structure, the special traditional way of learning is to use 2 d written information and simple geometric model method of combining the food to interpretation of learners, to make them understand and study the working principle of variable speed mechanism. By using physical model will be affected by the number of models, environmental factors such as limit, reduce the learning efficiency. This topic research the engine lathe gearbox transmission principle and design method of virtual simulation system, builds a able to display the 3 d simulation of shift gear working principle. Subject is the purpose of using Pro/E 3 d model is set up and model library, virtual assembly, animation, motion characteristics. Key words: Transmission, the simulation system, Pro/E, movement characteristics analysis 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 V 目 錄 第一章 緒 論 . 1 1.1 PRO/E 的應(yīng)用及車(chē)床的發(fā)展 . 1 1.1.1 Pro/E 在工業(yè)中的應(yīng)用 . 1 1.1.2 國(guó)內(nèi)外機(jī)床發(fā)展?fàn)顩r . 2 1.2 PRO/ENGINEER 軟件的簡(jiǎn)介 . 2 1.2.1 Pro/ENGINEER 的發(fā)展歷程 . 2 1.2.3 Pro/ENGINEER 主要模塊及應(yīng)用領(lǐng)域 . 4 1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容 . 6 第二章 車(chē)床變速箱的概況 . 8 2.1 變速箱組成及特點(diǎn) . 8 2.2 變速箱的主要傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成 . 8 2.3 主軸箱的主要參數(shù) . 9 2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)及傳動(dòng)方案的確定 . 9 2.5 軸在箱體的定位 . 12 第三章 變速箱的三維實(shí)體建模 . 13 3.1 齒輪參數(shù)化建立 . 13 3.2 齒輪的建模過(guò)程 . 35 3.3 軸的建模過(guò)程 . 38 3.4 變速箱的裝配過(guò)程 . 43 3.4.1 軸的裝配過(guò)程 . 43 3.4.2 軸之間的定位裝配過(guò)程 . 44 3.4.3 傳動(dòng)系統(tǒng)的 裝配 . 48 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 VI 第四章 仿真運(yùn)動(dòng) . 50 4.1 仿真運(yùn)動(dòng)的參數(shù)設(shè)置 . 50 4.2 模擬仿真運(yùn)動(dòng)效果 . 53 第五章 全文總結(jié) . 57 致 謝 . 58 參 考 文 獻(xiàn) . 59 畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié) . 60 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 1 第一章 緒 論 1.1 Pro/E 的應(yīng)用及車(chē)床的發(fā)展 1.1.1 Pro/E 在工業(yè)中的應(yīng)用 CAD 技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分，是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程設(shè)計(jì)、機(jī)械制造等領(lǐng)域中最有影響的一項(xiàng)高新應(yīng)用技術(shù)。 Pro/E 作為 CAD 軟件中的突出代表，在工業(yè)生產(chǎn)、產(chǎn)品創(chuàng)新等各個(gè)方面有著重要的作用。它使機(jī)械產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過(guò)程中， 產(chǎn)品的性能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)能得到充分的施展，而不僅僅是代替簡(jiǎn)單而重復(fù)的人 工勞動(dòng)。在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中，產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員可以通過(guò) Pro/E 的動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)進(jìn)行產(chǎn)品的性能分析設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并將產(chǎn)品的形體設(shè)計(jì)已產(chǎn)品性能設(shè)計(jì)結(jié)合起來(lái)，對(duì)產(chǎn)品個(gè)主要部件的動(dòng)、靜態(tài)分析和結(jié)構(gòu)形體等的優(yōu)化。 自從美國(guó) PTC 公司的 PRO/E 軟件自誕生那一天起，就引領(lǐng)機(jī)械行業(yè)的發(fā)展，將一場(chǎng)深刻的變化帶進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)方面。 其優(yōu)勢(shì)在航空航天、汽車(chē)工業(yè)、生物醫(yī)學(xué)、橋梁、建筑、電子產(chǎn)品、重型機(jī)械、微機(jī)電系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)器械等制造業(yè)的廣泛、深入應(yīng)用就能得到生動(dòng)的說(shuō)明。相關(guān)聯(lián)的據(jù)庫(kù)、參數(shù)化設(shè)計(jì)基于特征的實(shí)體型化、以及多兼容的數(shù) 據(jù)接口等，都是 PRO/E 的最大特點(diǎn)。 Pro/E 軟件作為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)中非常重要的一款三維設(shè)計(jì)軟件，它所具有的功能是計(jì)算機(jī)發(fā)揮輔助設(shè)計(jì)功能、提高設(shè)計(jì)效率的重要基礎(chǔ)。 建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫(kù)上的特點(diǎn)令數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計(jì)結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計(jì)能夠在各個(gè)階段稱(chēng)為一個(gè)完整一體的過(guò)程。工程設(shè)計(jì)人員采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角等特征，可以輕易改變模型。這一功能特性給工程設(shè)計(jì)者提供了在設(shè)計(jì)上從未有過(guò)的簡(jiǎn)易和靈活。 該軟件的多數(shù)據(jù)的接口可以與多種 CAE/CAM 軟件的的連接應(yīng)用。 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 2 1.1.2 國(guó)內(nèi)外機(jī)床發(fā)展?fàn)顩r 目前，機(jī)床已發(fā)展到數(shù)控階段， 80 年代是數(shù)控機(jī)床、數(shù)控系統(tǒng)大發(fā)展的時(shí)代。到80 年代末，全世界數(shù)控機(jī)床（含鍛壓銑床）的年產(chǎn)量超過(guò) 10 萬(wàn)臺(tái)。這個(gè)發(fā)展大潮，方興未艾。世界著名企業(yè)中，數(shù)控機(jī)床在加工設(shè)備中所占的比例明顯提高。例如，美國(guó)通用電器公司，數(shù)控機(jī)床已占 70%。從 1982 年起，日本的機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值連年獨(dú)占鰲頭，數(shù)控機(jī)床產(chǎn)量連續(xù)多年處于世界的首位。日本機(jī)床的發(fā)展反映著世界機(jī)床技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)。 日本數(shù)控機(jī)床以年均 2.88%，的增長(zhǎng)率增長(zhǎng)，到 1990 年，數(shù)控機(jī)床的年產(chǎn)量達(dá) 6.1 萬(wàn)臺(tái)，機(jī)床產(chǎn)值數(shù) 控化率超過(guò) 80%，而且主要生產(chǎn)高檔數(shù)控機(jī)床。 我國(guó)的機(jī)床工業(yè)是在新中國(guó)成立后建立起來(lái)的。在半封建半殖民地的舊中國(guó)，基本上沒(méi)有機(jī)床制造工業(yè)。直至解放前夕，全國(guó)只有少數(shù)幾個(gè)機(jī)械修配廠生產(chǎn)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的少量機(jī)床。 1949年，機(jī)床年產(chǎn)量?jī)H 1500多臺(tái)。解放后 40多年來(lái)，我國(guó)機(jī)床工業(yè)獲得了高速發(fā)展。目前我國(guó)已形成了布局比較合理、比較完整的機(jī)床工業(yè)體系。機(jī)床的產(chǎn)量不斷上升，機(jī)床產(chǎn)品除滿足國(guó)內(nèi)建設(shè)需要以外，而且有一部分已遠(yuǎn)銷(xiāo)國(guó)外。我國(guó)已制定了完整的機(jī)床系列型譜。生產(chǎn)的機(jī)床品種也日趨齊全?，F(xiàn)在已經(jīng)具備了成套裝備現(xiàn)代化工廠的能力 。目前我國(guó)已能生產(chǎn)從小型儀表機(jī)床到重型機(jī)床的各種機(jī)床，也能生產(chǎn)出各種緊密的、高精度自動(dòng)化的已經(jīng)高效率的機(jī)床和自動(dòng)線。我國(guó)機(jī)床工業(yè)已經(jīng)取得了很大的成就，但與世界先進(jìn)水平相比，還有很大的差距。主要表現(xiàn)在：大部分高精度和超高緊密機(jī)床的性能還不能滿足要求，精度保持性也較差，特別是高效自動(dòng)化和數(shù)控化機(jī)床的產(chǎn)量、技術(shù)水平和質(zhì)量等方面都明顯落后。到 1990 年底，我國(guó)數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量?jī)H是全部機(jī)床產(chǎn)量的 1.5%，產(chǎn)值數(shù)控化比率僅為 8.7%。而同期日本機(jī)床產(chǎn)值數(shù)控化綠為 80%，德國(guó)為 54.2%。我國(guó)數(shù)控機(jī)床基本是中等規(guī)格的車(chē)窗、 銑床和加工中心等。精密、大型、重型或小型數(shù)控機(jī)床，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足需要。 1.2 Pro/ENGINEER 軟件的簡(jiǎn)介 1.2.1 Pro/ENGINEER 的發(fā)展歷程 1985 年， PTC 公司成立于美國(guó)波士頓，開(kāi)始參數(shù)化建模軟件的研究。 1988 年，V1.0 的 Pro/ENGINEER 誕生了，自面世后以優(yōu)異的性能獲得了眾多 CAD 用戶的認(rèn)可 。Pro/ENGINEER 經(jīng)歷 10 余年的發(fā)展，技術(shù)上逐步成熟，已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。 Pro/ENGNEER 作為一種通用工程軟件有著極其強(qiáng)大的功能。在現(xiàn)代產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 3 隨著設(shè)計(jì)手 段日趨先進(jìn)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)快捷、直觀，以往使用的 CAD軟件以二維軟件為主，主要起輔助繪圖作用，而隨著產(chǎn)品設(shè)計(jì)的發(fā)展需要，越來(lái)越多的產(chǎn)品設(shè)計(jì)已經(jīng)不再停留在二維的設(shè)計(jì)領(lǐng)域，正在越來(lái)越多的朝著三維的產(chǎn)品設(shè)計(jì)發(fā)展， Pro/Engineer 軟件采用全參數(shù)化造型技術(shù)，比較適于零件相對(duì)簡(jiǎn)單，部件結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)。而 Pro/ENGINEER 與其它 CAD 軟件相比，有著很大的優(yōu)越性：Pro/ENGINEER可以實(shí)現(xiàn)三維造型的隨意性和方向性，可進(jìn)行模擬裝配和有機(jī)的可行性分析，從而縮短設(shè)計(jì)周期，降低生產(chǎn)成本。 PTC 公司以每年推出一個(gè)新版本的速度不斷改進(jìn)軟件的不足之處并引入現(xiàn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念。在 Pro/ENGINEER 的 Wildfire 系列推出之前，最近的幾個(gè)版本是 Pro/ENGINEERR20、 Pro/ENGINEER2000i、Pro/ENGINEER2000i2 和 Pro/ENGINEER2001。每個(gè)版本都有代表性的先進(jìn)設(shè)計(jì)思想。 2003年， PTC推出了 Wildfire版，全面改進(jìn)了軟件的用戶界面，對(duì)個(gè)設(shè)計(jì)模塊重新進(jìn)行功能組合，進(jìn)一步完善了部分設(shè)計(jì)功能，是軟件的界面 更 友好，使用更方便，設(shè)計(jì)能力更強(qiáng)大。兩年后 PTC 公司推出了 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0。 2006 年 4 月，Pro/ENGINEER Wildfire 3.0 正式推出。 2007 年 7 月， Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 面世?，F(xiàn)在 Pro/ENGINEER Wildfire 5.0 已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域。 PTC 的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。 Pro/ENGINEER還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境。下面就 Pro/ENGINEER 的主要特性 進(jìn)行分析 。 主要特性： 全相關(guān)性： Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開(kāi)發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒(méi)有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開(kāi)發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。 基于特征的參數(shù)化造型： Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可 以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對(duì)工程人員來(lái)說(shuō)是很熟悉的，因而易于使用。 裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通過(guò)給這西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 4 些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。 數(shù)據(jù)管理：加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)。數(shù)據(jù)管理模塊的開(kāi)發(fā)研制，正是專(zhuān)門(mén)用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了 Pro/ENGINEER獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。 裝配管理： Pro/ENGINEER 的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如 【 嚙合 】 、 【 插入 】 、 【 對(duì)齊 】 等很容易的把零件裝配起來(lái)，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。 易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級(jí)出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時(shí)還提供了簡(jiǎn)短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。 1.2.3 Pro/ENGINEER 主要模塊及應(yīng)用領(lǐng)域 PRO/ENGINEER 軟件包的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境在支持并 進(jìn)行工作時(shí) 通過(guò)一系列完全相關(guān)的模塊表述產(chǎn)品的外形、裝配及其他功能。 PRO/E 能夠讓多個(gè)部門(mén)同時(shí)致力于單一的產(chǎn)品模型。包括對(duì)大型項(xiàng)目的裝配體管理、功能仿真、制造、數(shù)據(jù)管理等。其中PRO/E V2000i 更增加了行為建模技術(shù)使其成為把夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的杰出工具。 1.工業(yè)設(shè)計(jì) (CAID)模塊 工業(yè)設(shè)計(jì)模塊主要用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行幾何設(shè)計(jì)以前在零件未制造出時(shí)是無(wú)法觀看零件形狀的只能通過(guò)二維平面圖進(jìn)行想象。 現(xiàn)在用 3DS 可以生成實(shí)體模型但用 3DS 生成的模型在工程實(shí)際中是 中看不中用 。 用 PRO/E 生成的實(shí)體建模不僅中看而且相當(dāng)管用。事實(shí)上 PRO/E 后階段的各個(gè)工作數(shù)據(jù)的產(chǎn)生都要依賴(lài)于實(shí)體建模所生成的數(shù)據(jù)。 包括 PRO/3DPAINT(3D 建模 )、 PRO/ANIMATE(動(dòng)畫(huà)模擬 )、 PRO/DESIGNER(概念設(shè)計(jì) )、 PRO/NETWORKANIMATOR(網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫(huà)合成 ) 、 PRO/PERSPECTA-SKETCH(圖片轉(zhuǎn)三維模型 )、 PRO/PHOTORENDER(圖片渲染 )幾個(gè)子模塊。 2.機(jī)械設(shè)計(jì) (CAD)模塊 機(jī)西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 5 需求將會(huì)大大增加。用 PRO/E 生成曲面僅需 2 步 3 步 *作。 PRO/E 生成曲面的方法有拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃掠、網(wǎng)格、點(diǎn)陣等。由于生成曲面的方法較多因此 PRO/E 可以迅速建立任何復(fù)雜曲面。它既能作為高性能系統(tǒng)獨(dú)立使用又能與其它實(shí)體建模模塊結(jié)合起來(lái)使用它支持 GB、 ANSI、 ISO 和 JIS 等標(biāo)準(zhǔn)。 3.功能仿真 (CAE)模塊 功能仿真 (CAE)模塊主要進(jìn)行有限元分析。我們中國(guó)有句古話 畫(huà)虎畫(huà)皮難畫(huà)骨知人知面不知心 。主要是講事物內(nèi)在特征很 難把握。機(jī)械零件的內(nèi)部變化情況是難以知曉的。有限元仿真使我們有了一雙慧眼能 看到 零件內(nèi)部的受力狀態(tài)。利用該功能在滿足零件受力要求的基礎(chǔ)上便可充分優(yōu)化零件的設(shè)計(jì)。著名的可口可樂(lè)公司利用有限元仿真分析其飲料瓶結(jié)果使瓶體質(zhì)量減輕了近 20%而其功能絲毫不受影響僅此一項(xiàng)就取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益。 4.制造 (CAM)模塊 在機(jī)械行業(yè)中用到的 CAM 制造模塊中的功能是 NC Machining(數(shù)控加工 )。功能就PRO/ES 的數(shù)控模塊包括 PRO/CASTING(鑄造模具設(shè)計(jì) )、 PRO/MFG(電加工 )、PRO/MOLDESIGN(塑料模具設(shè)計(jì) )、 PRO/NC-CHECK(NC 仿真 )、 PRO/NCPOST(CNC程序生成 )、 PRO/SHEETMETAL(鈑金設(shè)計(jì) )。 5.數(shù)據(jù)管理 (PDM)模塊 PRO/E 的數(shù)據(jù)管理模塊就像一位保健醫(yī)生，它在計(jì)算機(jī)上對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行測(cè)試仿真它就像PRO/E些數(shù)據(jù)包括你存貯在模型文件或庫(kù)中零件的數(shù)據(jù)。 這個(gè)管家通過(guò)一定的機(jī)制保證了所有數(shù)據(jù)的安全及存取方便 。 它包括 PRO/PDM(數(shù)據(jù)管理 )、 PRO/REVIEW(模型圖紙?jiān)u估 )。 6.數(shù)據(jù)交換 (Geometry Translator)模塊 在實(shí)際中還存在一些別的 CAD 系統(tǒng)如 UG、 EUCLID、 CIMATRTON、 MDT 等 。由于它們門(mén)戶有別所以自己的數(shù)據(jù)都難以被對(duì)方所識(shí)別。但在實(shí)際工作中往往需要接受別的 CAD 數(shù)據(jù)。這時(shí)幾何數(shù)據(jù)交換模塊就會(huì)發(fā)揮作用。 PRO/E中幾何數(shù)據(jù)交換模塊有好幾個(gè) 。 如 PRO/CAT(PRO/E和 CATIA的數(shù)據(jù)交換 )、PRO/CDT(二維工程圖接口 )、 PRO/DATA FOR PDGS(PRO/E 和福特汽車(chē)設(shè)計(jì)軟件的接西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 6 口 )、 PRO/DEVELOP(PRO/E 軟件開(kāi)發(fā) )、 PRO/DRAW(二維數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)輸入 )、PRO/INTERFACE(工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式擴(kuò)充 )、 PRO/INTERFACE FOR STEP(STEP/ISO10303 數(shù)據(jù)和 PRO/E 交換 )、 PRO/LEGACY(線架 /曲面維護(hù) ) PRO/LIBRARYACCESS(PRO/E 模型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)入 )、 PRO/POLT(HPGL/POSTSCRIPTA 數(shù)據(jù)輸出 )。 Pro/ENGINEER軟件提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最 緊密的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)環(huán)境：PTC 的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等，它已廣泛應(yīng)用于電子，機(jī)械，模具，汽車(chē)，航天，家電等各行業(yè) 。在工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)用最為廣泛。Pro/ENGINEER作為高端的三維設(shè)計(jì)軟件，應(yīng)用布局、骨架及參照關(guān)系等進(jìn)行大型復(fù)雜機(jī)械產(chǎn)品的 Top-Down 設(shè)計(jì)，可以建立有效的產(chǎn)品數(shù)字化模型，尤其是在設(shè)計(jì)變更、系列化產(chǎn)品或者數(shù)據(jù)借用時(shí)，您會(huì)有深刻的體 。 Pro/E 軟件會(huì)通過(guò)自動(dòng)生成相關(guān)的機(jī)械模具設(shè)計(jì)、裝配指令和機(jī)床代碼也能 在大程度提高生產(chǎn)效率， Pro/ENGINEER軟件能夠仿真和分析虛擬樣機(jī)及優(yōu)化設(shè)計(jì)，無(wú)需制造昂貴的實(shí)物樣機(jī)，即可以虛擬方式模擬實(shí)際的作用力和運(yùn)動(dòng)情況，并分析機(jī)械產(chǎn)品在這些情況下的可能出現(xiàn)的問(wèn)題。在設(shè)計(jì)階段中及早洞察產(chǎn)品性能，從而改進(jìn)產(chǎn)品性能，設(shè)計(jì)更好的產(chǎn)品。同時(shí)節(jié)省時(shí)間和成本。另外 Pro/ENGINEER 軟件支持與多種 CAD 工具（包括相關(guān)數(shù)據(jù)交換）和業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式兼容利用，與 PTC 的其他產(chǎn)品一起能形成團(tuán)隊(duì)成員之間有效地共享數(shù)字化產(chǎn)品數(shù)據(jù)環(huán)境，基于產(chǎn)品研發(fā)體系，優(yōu)化數(shù)字化產(chǎn)品價(jià)值鏈，改善企業(yè)業(yè)務(wù)流程。 1.3 本課題主要研究?jī)?nèi)容 本課題 應(yīng)用 Pro/E 軟件完成各軸、齒輪、鍵的 三維 實(shí)體建模、結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)，在完成各個(gè)零部件的繪制后，開(kāi)始裝配軸和齒輪，裝配完成后，進(jìn)行仿真。 目的是通過(guò)對(duì)普通車(chē)床變速箱的設(shè)計(jì)仿真，了解一般產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本過(guò)程。探索 Pro/E 在三維動(dòng)態(tài)方面的應(yīng)用價(jià)值，以及 Pro/E 軟件在當(dāng)今工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用價(jià)值。長(zhǎng)遠(yuǎn)的觀點(diǎn)看，三維CAD 技術(shù)必然會(huì)替代二維繪圖。隨著計(jì)算機(jī)性能的提高， CAD 三維技術(shù)正向著開(kāi)放、集成、智能和標(biāo)準(zhǔn)化的方向發(fā)展。 正確把握 CAD 三維技術(shù)的發(fā)展趨 勢(shì)，對(duì)我國(guó)機(jī)械行業(yè)的企業(yè)正確的規(guī)劃自身設(shè) 計(jì)系統(tǒng)，有著深遠(yuǎn)的意義。 以下闡述了本論文每章節(jié)的 西北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 7 第 1 章 ： 緒論，闡述了本課題研究的意義及其相關(guān)文獻(xiàn)綜述，并對(duì)相關(guān)的研究?jī)?nèi)容和研究方法進(jìn)行了闡述； 第 2 章 ： 車(chē)床變速箱的概況 ，主要 對(duì) 車(chē)床 CA6140 的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以及主軸參數(shù)的選定 ； 第 3 章 ： 變速箱的三維實(shí)體建模， 闡述了 變速箱主要零件的建模過(guò)程以及 裝配過(guò)程 ； 第 4 章 ： 變速箱的仿真運(yùn)動(dòng)， 設(shè)置運(yùn)動(dòng)仿真的參數(shù) 將其運(yùn)動(dòng)效果表示出來(lái)。 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 8 第二章 車(chē)床變速箱的概況 2.1 變速 箱組成及特點(diǎn) 因?yàn)?CA6140 型臥式車(chē)床為典型機(jī)床，故本次設(shè)計(jì)選用 CA6140 進(jìn)行介紹與分 析，以掌握臥式車(chē)床的性能、傳動(dòng)原理、結(jié)構(gòu)及分析方法 。進(jìn)而推廣和應(yīng)用于其他各類(lèi)的機(jī)床分析。 在 主軸箱中有卸荷帶輪裝置、摩擦離合器、制動(dòng)器及操縱機(jī)構(gòu)、主軸部件、主軸變速操縱機(jī)構(gòu)等。 （ 1）卸荷帶輪裝置 帶輪傳動(dòng)中產(chǎn)生的拉力，通過(guò)軸承、法蘭盤(pán)傳給主軸箱，這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為卸荷帶輪裝置。 （ 2）摩擦離合器 主軸箱內(nèi)的雙向機(jī)械多片式摩擦離合器，它具有左、右兩組由若干內(nèi)、外摩擦片交疊組成的摩擦片組。 （ 3）制動(dòng)器及操縱機(jī)構(gòu) 制動(dòng)裝置的功用是在車(chē)床停機(jī)過(guò)程中，克服主工件的精度和表面粗糙度，在很大程度上決定于主軸部件的剛 度和回轉(zhuǎn)精度。 （ 5）主軸變速操縱機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)主要用來(lái)控制箱內(nèi)一根軸上的雙聯(lián)滑移齒輪和另一根軸上的三聯(lián)滑移齒輪。 2.2 變速 箱的主要傳動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成 CA6140 型臥式車(chē)床主運(yùn)動(dòng)，是由主電動(dòng)機(jī)經(jīng)三角皮帶傳至主軸箱中的軸 I，軸 I上裝有一個(gè)雙向多片式摩擦離合器 M1，用以控制主軸的啟動(dòng)停止和換向。軸 I 的運(yùn)動(dòng)經(jīng)離合器 M1 和軸 II III 間變速齒輪傳至軸 III，然后分兩路傳遞給主軸 ，如下圖2-1 變速箱的傳動(dòng)系統(tǒng)圖所示 。 （ 1）高速傳動(dòng)路線 主軸 VI 上的滑移齒輪 Z50 處于左邊位置，運(yùn)動(dòng)經(jīng)齒輪副直接傳給主軸。 （ 2） 中低速傳動(dòng)路線 主軸 VI 上的滑移齒輪 Z50 處于右邊位置，且使齒式離合器 M2 接合，運(yùn)動(dòng)經(jīng)軸 III-IV-V 間的背輪機(jī)構(gòu)和齒輪副傳給主軸。 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 9 圖 2-1 變速箱的傳動(dòng)系統(tǒng)圖 2.3 主軸箱的 主要參數(shù) 工件最大回轉(zhuǎn)直徑： 400mm 工件最大長(zhǎng)度（四種規(guī)格）： 1000mm 主軸孔徑： 48mm 主軸前端孔錐度： 400mm 主軸轉(zhuǎn)速范圍：正轉(zhuǎn)： 10 1400r/min；反轉(zhuǎn)： 14 1580r/min 加工螺紋范圍： 1 192mm/ 2 24 牙 /英寸 模數(shù)： 0.25 48mm 縱向進(jìn)給量范圍： 0.1mm，橫向進(jìn)給量： 0.05mm 刀架快速移動(dòng)速度： 4m/min 主電機(jī)：功率： 7.5 千瓦；轉(zhuǎn)速： 1450r/min 快速電機(jī)：功率： 370 瓦；轉(zhuǎn)速： 2600r/min 冷卻泵：功率： 90 瓦；流量： 25L/min 2.4 傳動(dòng)系統(tǒng)及傳動(dòng)方案的確定 1.確定極限轉(zhuǎn)速 已知主軸最低轉(zhuǎn)速 n 為 10mm/s,最高轉(zhuǎn)速 n 為 1400mm/s，轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍為Rn=nmax/nmin=140 2.確定公比 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10 選定主軸轉(zhuǎn)速數(shù)列的公比為 1.26 3.求出主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù) Z Z=lgRn/lg +1= lg140/lg1.26+1=24 4.確定結(jié)構(gòu)網(wǎng)或結(jié)構(gòu)式 24=2 3 2 2 5.繪制轉(zhuǎn)速圖 (a)分配總降速傳動(dòng)比 總降速傳動(dòng)比為 UII=Nmin/Nd=10/1500 6.67 10 3,nmin為主軸最低轉(zhuǎn)速，考慮是否 需要增加定比傳動(dòng)副，以使轉(zhuǎn)速數(shù)列符合標(biāo)準(zhǔn)或有利于減少齒輪和及徑向與軸向尺寸，并分擔(dān)總降速傳動(dòng)比。 然后，將總降速傳動(dòng)比按 【 先緩后急 】 的遞減原則分配給串聯(lián)的各變速組中的最小傳動(dòng)比。 (b)確定傳動(dòng)軸的軸數(shù) 傳動(dòng)軸數(shù)變速組數(shù) +定比傳動(dòng)副數(shù) +1=6 (c)繪制轉(zhuǎn)速圖 先按傳動(dòng)軸數(shù)及主軸轉(zhuǎn)速級(jí)數(shù)格距 lg畫(huà)出網(wǎng)格，用以繪制轉(zhuǎn)速圖。 在轉(zhuǎn)速圖上，先分配從電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速到主軸最低轉(zhuǎn)速的總降速比，在串聯(lián)的雙軸傳動(dòng)間畫(huà)上 u(k k+1)min.再按結(jié)構(gòu)式的級(jí)比分配規(guī)律畫(huà)上各變速組的傳動(dòng)比射線，從而確定了各傳動(dòng)副的傳動(dòng)比。 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 圖 2-2 主軸運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)速 主軸運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)路線為： 3956413821 3 0 m m 3 0512 3 0 m m 5 043225 0 3 41 ( )583 4 3 02 0 2 0268 0 8 0M 2 ( )5 0 5 1 585 0 5 0MM （ 左 ） 主 電 動(dòng) 機(jī) 右 （ 主 軸 右 移 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 2.5 軸在箱體的定位 CA6140 主軸箱中共有 6 根軸，軸的定位要靠箱體上安裝空的位置來(lái)保證，因此，箱體上安裝空的位置的確定很重要。 本設(shè)計(jì)中各軸安裝孔的位置的確定主要考慮了齒輪之間的嚙合及相互干涉的問(wèn)題，根據(jù)各對(duì)配合齒輪的中心距及變位系數(shù)，并參考有關(guān)資料，箱體上軸安裝空的位置確定如下： 中心距 25.22/)( 21 zza 中心距 - =（ 56+38） /2 2.25=105.75mm 中心距 - =（ 39+41） /2 2.25=90mm 中心距 - =（ 50+50） /2 2.5=125mm 中心距 - =（ 20+80） /2 2.5=125mm 中心距 - =（ 26+58） /2 4=168mm 綜合考慮其它因素后，將箱體上各軸安裝的位置確定如下圖： 圖 2-3 各軸安裝位置圖 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 13 第 三章 變速箱 的三維實(shí)體建模 3.1 齒輪參數(shù)化建立 1輸入基本參數(shù)和關(guān)系式 （ 1）單擊 ，在新建對(duì)話框中輸入文件名 【 gear】 ,然后單擊 ； （ 2)在主菜單上單擊 【 工具 】 【 參數(shù) 】 ， 系統(tǒng)彈出 【 參數(shù) 】 對(duì)話框，如圖3-1 所示； 圖 3-1【 參數(shù) 】 對(duì)話框 （ 3）在 【 參數(shù) 】 對(duì)話框內(nèi)單擊 按鈕，可以看到 【 參數(shù) 】 對(duì)話框增加了一行，依次輸入新參數(shù)的名稱(chēng)、值、和說(shuō)明等。 需要輸入的參數(shù)如表 3-1 所示； 名稱(chēng) 值 說(shuō)明 名稱(chēng) 值 說(shuō)明 M 3 模數(shù) DB _ 基圓直徑 Z 25 齒數(shù) DF _ 齒根西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 14 圓直徑 ALPHA 20 壓力角 D _ 分度圓直徑 HAX 1 齒頂高系數(shù) DD0 _ 凹槽直徑 CX 0 25 頂系系數(shù) BB0 _ 凹槽深度 B 10 齒輪寬度 DD1 15 軸孔直徑 HA _ 齒頂高 LL1 _ 鍵槽高 HF _ 齒根高 LL2 _ 鍵槽寬 X 0 變位系數(shù) LL3 _ 小孔到原點(diǎn) DA _ 齒頂圓直徑 DD2 _ 小孔直徑 表 3-1 創(chuàng)建齒輪參數(shù) 注意：表 3-1 中未填的參數(shù)值，表示是由系統(tǒng)通過(guò)關(guān)系式將自動(dòng)生成的尺寸，用戶無(wú)需指定。 完成后的參數(shù)對(duì)話框如圖 3-2 所示： 圖 3-2 【 參數(shù) 】 對(duì)話框 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 15 （ 4）在主菜單上依次單擊 【 工具 】 【 關(guān)系 】 ，系統(tǒng)彈出 【 關(guān)系 】 對(duì)話框，如圖 3-3 所示； （ 5）在 【 關(guān)系 】 對(duì)話框內(nèi)輸入齒輪的分度圓直徑關(guān)系、基圓直徑關(guān)系、齒根圓直徑關(guān)系和齒頂圓直徑關(guān)系。 由這些關(guān)系式，系統(tǒng)便會(huì)自動(dòng)生成表 3-1 所示的未指定參數(shù)的值。輸入的關(guān)系式如下： ha=(hax+x)*m hf=(hax+cx-x)*m d=m*z da=d+2*ha db=d*cos(alpha) df=d-2*hf 完成后的 【 關(guān)系 】 對(duì)話框如圖 3-5 所示； 圖 3-3 【 關(guān)系 】 對(duì)話框 2創(chuàng)建齒輪基本圓 （ 1）在工具欄內(nèi)單擊 按 鈕 ，系統(tǒng)彈出 【 草繪 】 對(duì)話框； 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 （ 2）選擇 【 FRONT】 面作為草繪平面，選取 【 RIGHT】 面作為參考平面，參考方向?yàn)橄?【 左 】 ，如圖 3-4 所示。 單擊【草繪】進(jìn)入草繪環(huán)境； 圖 3-4 【 草繪 】 對(duì)話框 （ 3）在繪圖區(qū)以系統(tǒng)提供的原點(diǎn)為圓心，繪制一個(gè)任意大小的圓，并且標(biāo)注圓的直徑尺寸。 在工具欄內(nèi)單擊 按鈕，完成草圖的繪制； （ 4）在模型中右鍵單擊剛剛創(chuàng)建的草圖，在彈出的快捷菜單中單擊選取 【 編輯 】 ； （ 5）在主菜單上依次單擊 【 工具 】 【 關(guān)系 】 ，系統(tǒng)彈出關(guān)系對(duì)話框； （ 6）在 【 關(guān)系 】 對(duì)話框中輸入 尺寸關(guān)系如下： D11=d 其中 D11 為圓的直徑尺寸代號(hào)，注意尺寸代號(hào)視具體情況會(huì)有所有同。 d 為用戶自定義的參數(shù)，即為分度圓直徑。 通過(guò)該關(guān)系式創(chuàng)建的圓即為分度圓； （ 7）繼續(xù)在工具欄內(nèi)單擊 按鈕 ，系統(tǒng)彈出 【 草繪 】 對(duì)話框； （ 8）在 【 草繪 】 對(duì)話框內(nèi)單擊 按鈕，進(jìn)入草繪環(huán)境； （ 9）在繪圖區(qū)以系統(tǒng)提供的原點(diǎn)為圓心，繪制一個(gè)任意大小的圓，并且標(biāo)注圓的直徑尺寸。 在工具欄內(nèi)單擊 按鈕 ，完成草圖的繪制； （ 10）在模型中右鍵單擊剛剛創(chuàng)建的草圖，在彈出的快捷菜單中單擊選取 【 編輯 】 ； （ 11）在主菜單上依次單擊 【 工具 】 【 關(guān)系 】 ，系統(tǒng)彈出關(guān)系對(duì)話框； 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 17 （ 12）在 【 關(guān)系 】 對(duì)話框中輸入尺寸關(guān)系如下： D12=da 其中 D12 為圓的直徑尺寸代號(hào)， da 為用戶自定義的參數(shù)，即為齒頂圓直徑。通過(guò)該關(guān)系式創(chuàng)建的圓即為 齒頂圓； （ 13）重復(fù) 7 12 步驟，創(chuàng)建另外兩個(gè)齒輪的基本圓，分別為 齒根圓和基圓 ，基中齒根圓的尺寸關(guān)系式為： D13=df 基圓的尺寸代號(hào)為： D14=db 完成后的基本圓曲線如圖 3-8 所示，完成后的 【 關(guān)系 】 對(duì)話框如圖 3-6 所示。 圖 3-5 完成后的基本圓曲線 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 圖 3-6 完成后的關(guān)系式 3創(chuàng)建漸開(kāi)線 （ 1） 依次在主菜單上單擊 【 插入 】 【 模型基準(zhǔn) 】 【 曲線 】 ，或者 在工具欄上單擊 按鈕， 系統(tǒng)彈出 【 曲線選項(xiàng) 】 菜單管理器，如圖 3-7 所示 ； 圖 3-7 【 曲線選項(xiàng) 】 菜單管理器 （ 2） 在 【 曲線選項(xiàng) 】 菜單管理器上依次單擊 【 從方程 】 【 完成 】 ，彈出 【 得到坐標(biāo)系 】 菜單管理器，如圖 3-8 所示； 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 圖 3-8【 得到坐標(biāo)系 】 菜單管理器 圖 3-9 【 設(shè)置坐標(biāo)系類(lèi)型 】 菜單管理器 （ 3）在繪圖區(qū) 單擊 選 取 系統(tǒng)坐標(biāo)系為曲線的坐標(biāo)系，彈出 【 設(shè)置 坐標(biāo)類(lèi)型 】 菜單管理器，如圖 3-9 所示 ； （ 4） 在 【 設(shè)置坐標(biāo)類(lèi)型 】 菜單管理器中單擊 【 笛卡爾 】 ，系統(tǒng)彈出一個(gè)記事本窗口； （ 5）在彈出的記事本窗口中輸入曲線的方程，如下： ang=90*t r=db/2 s=PI*r*t/2 xc=r*cos(ang) yc=r*sin(ang) x=xc+s*sin(ang) y=yc-s*cos(ang) z=0 漸開(kāi)線的創(chuàng)建是齒輪創(chuàng)建過(guò)程中的一個(gè)難點(diǎn)，漸開(kāi)線方程的推導(dǎo)已經(jīng)在本章第一節(jié)中做了詳細(xì)的介紹； （ 6）保存數(shù)據(jù)，退 出 記事本，單擊 【 曲線：從方程 】 對(duì)話框中的 【 確定 】 ， 如圖 3-11 所示 ； 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 20 圖 3-11【 曲線：從方程 】 對(duì)話框 圖 3-12 完成后的漸開(kāi)線 （ 7） 完成后的曲線如圖 3-12 所示 ； 4鏡像漸開(kāi)線 （ 1） 在工具欄內(nèi)單擊 按鈕，或者依次在主菜單上單擊 【 插入 】 【 模型基準(zhǔn) 】 【 點(diǎn) 】 【 點(diǎn) 】 ，系統(tǒng)彈出 【 基準(zhǔn)點(diǎn) 】 對(duì)話框，如圖 3-13 所示； 圖 3-13【 基準(zhǔn)點(diǎn) 】 對(duì)話框 （ 2）單擊分度圓曲線作為參照，按住 Ctrl 鍵，單擊漸開(kāi)線作為參照，如圖 3-14所示。 在 【 基準(zhǔn)點(diǎn) 】 對(duì)話框內(nèi)單擊 【確 定】，完成基準(zhǔn)點(diǎn) 【 PNT0】 的創(chuàng)建； 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 21 圖 3-14 選取參照曲線 （ 3）在工具欄內(nèi)單擊 按鈕 ，或者依次在主菜單上單擊 【 插入 】 【 模型基準(zhǔn) 】 【 軸 】 ，系統(tǒng)彈出 【 基準(zhǔn)軸 】 對(duì)話框，如圖 3-15 所示； （ 4）在繪圖區(qū)單擊選取 【 TOP】 面作為參考平面，按住 Ctrl 鍵，單擊選取 【 RIGHT】面作為參考，在 【 基準(zhǔn)軸 】 對(duì)話框內(nèi)單擊【確定】，完成軸 【 A_1】 的創(chuàng)建； （ 5）在工具欄內(nèi)單擊 按鈕，或者依次在主菜單上單擊 【 插入 】 【 模 型基準(zhǔn) 】 【 平面 】 ，系統(tǒng)彈出 【 基準(zhǔn)平面 】 對(duì)話框； （ 6）在繪圖區(qū)單擊選取 【 A_1】 軸作為參照，按住 Ctrl 鍵，繼續(xù)單擊基準(zhǔn)點(diǎn) 【 PNT0】作為參照，如圖 3-15 所示； （ 7）繼續(xù)在工具欄內(nèi)單擊 按鈕 ，或者依次在主菜單上單擊 【 插入 】 【 模型基準(zhǔn) 】 【 平面 】 ，系統(tǒng)彈出 【 基準(zhǔn)平面 】 對(duì)話框，如圖 3-16 所示； 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 22 圖 3-15【基準(zhǔn)平面】對(duì)話框 圖 3-16【 基準(zhǔn)平面 】 對(duì)話框 （ 8）在繪圖區(qū)單擊選取剛剛創(chuàng)建的 【 DTM1】 面作為參考平面，按住 Ctrl 鍵選取【 A_1】 軸作為參考。在偏距文本框內(nèi)輸入旋轉(zhuǎn)角度為 【 360/（ 4*z） 】 ，系統(tǒng)提示是否要添加特征關(guān)系，單擊 【 是 】 ； （ 9）在 【 基準(zhǔn)平面 】 對(duì)話框內(nèi)單擊【確定】，完成基準(zhǔn)平面的創(chuàng)建； （ 10）將關(guān)系式添加到 【 關(guān)系 】 對(duì)話框。在繪圖區(qū)右鍵單擊剛剛創(chuàng)建的基準(zhǔn)平面【 DTM2】 ，在彈出的快捷菜單上單擊 【 編輯 】 。 （ 11）在主菜單上單擊 【 工具 】 【 關(guān)系 】 ，系統(tǒng)彈出 【 關(guān)系 】 對(duì)話框。 此時(shí)系統(tǒng)顯示 【 DTM1】 面和 【 DTM2】 面間的夾角尺寸代號(hào)。單擊該尺寸代號(hào)，尺寸代號(hào)將自動(dòng)顯示在 【 關(guān)系 】 對(duì)話框中，輸入的關(guān)系式為： d202=360/(4*z) 在 【 關(guān)系 】 對(duì)話框內(nèi)單擊【確定】完成添加關(guān)系式； （ 12）在繪圖區(qū)單擊漸開(kāi)線特征，然后在工具欄內(nèi)單擊 按鈕，或者依次在主菜單上單擊 【 編輯 】 【 鏡像 】 。 系統(tǒng)彈出 【 鏡像 】 特征定義操控面板，如圖 3-17所示； 圖 3-17【 鏡像 】 特征定義面板 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 23 （ 13）在繪圖 區(qū)單擊選取剛剛創(chuàng)建的 【 DTM2】 平面作為鏡像平面，在 【 鏡像 】特征定義操控面板內(nèi)單擊 按鈕 ，完成漸開(kāi)線的鏡像。 完成后的曲線如圖 3-18 示。 圖 3-18 成后的鏡像漸開(kāi)線 圖 3-19【草繪】對(duì)話框 5創(chuàng)建齒根圓 （ 1）在工具欄內(nèi)單擊 按鈕 ，或者依次在主菜單內(nèi)單擊 【 插入 】 【 拉伸 】 ，彈出 【 拉伸 】 定義操控面板，在面板內(nèi)單擊 【 放置 】 【 定義 】 ，彈出 【 草繪 】 定義對(duì)話框； （ 2）選擇 【 FRONT】 面作為草繪平面，選取 【 RIGHT】 面作為參考平面，參考方向?yàn)橄?【 左 】 ，如圖 3-19 所示。單擊【草繪】進(jìn)入草繪環(huán)境； （ 3）在工具欄內(nèi)單擊 按鈕 ，在繪圖區(qū)單擊選取齒根圓曲線。在工具欄內(nèi)單擊按鈕 ，完成草圖的繪制； （ 4）在 【 拉伸 】 特征定義操控面板內(nèi)單擊選取 【 實(shí)體 】 按鈕、 【 拉伸到指定深度 】 按鈕，在拉伸深度文本框內(nèi)輸入深度值為 B,如圖 3-20 所示。 回車(chē)后系統(tǒng)提示是否添加特征關(guān)系，單擊 【 是 】 ； 圖 3-20【 拉伸 】 定義面板 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 24 （ 5）拉伸深度自動(dòng)調(diào)整到用戶設(shè)置的參數(shù) B 的值，在 【 拉伸 】 特征定義操控面板內(nèi)單擊 按鈕 ，完成齒根圓的創(chuàng)建，完成后的 齒根圓如圖 3-21 所示。 圖 3-21 完成后的齒根圓 （ 6）將關(guān)系式添加到 【 關(guān)系 】 對(duì)話框，在模型樹(shù)中右鍵單擊齒根圓特征，在彈出的快捷菜單中單擊 【 編輯 】 ； （ 7）在主菜單上單擊 【 工具 】 【 關(guān)系 】 ，系統(tǒng)彈出 【 關(guān)系 】 對(duì)話框。 此時(shí)系統(tǒng)顯 示齒根圓厚度尺寸代 號(hào)。單擊該尺寸代號(hào)，尺寸代號(hào)將自動(dòng)顯示在 【 關(guān)系 】 對(duì)話框中，輸入的關(guān)系式為： D20=b 完成后的 【 關(guān)系 】 對(duì)話框如圖 3-22 所示，在 【 關(guān)系 】 對(duì)話框內(nèi)單擊【確定】完成添加關(guān)系式； 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 圖 3-22【 關(guān)系 】 對(duì)話框 6創(chuàng)建齒形 （ 1）在工具欄內(nèi)單擊 按鈕 ，或者依次在主菜單內(nèi)單擊 【 插入 】 【 拉伸 】 ，彈出 【 拉伸 】 定義操控面板，在面板內(nèi)單擊 【 放置 】 【 定義 】 ，彈出 【 草繪 】 定義對(duì)話框； （ 2）選擇 【 FRONT】 面作為草繪平面，選取 【 TOP】 面作為 參考平面，參考方向?yàn)橄?【 右 】 ，如圖 3-23 所示。 單擊【草繪】進(jìn)入草繪環(huán)境； 圖 3-23【 草繪 】 對(duì)話框 （ 3）繪制如圖 3-24 所示的二維草圖，在工具欄內(nèi)單擊 按鈕 ，完成草圖的繪制； 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 圖 3-24 繪制二維草圖 （ 4）在 【 拉伸 】 特征定義操控面板內(nèi)單擊選取 【 實(shí)體 】 按鈕、 【 拉伸到指定深度 】 按鈕，在拉伸深度文本框內(nèi)輸入深度值為 B, 如圖 3-28 所示。 回車(chē)后系統(tǒng)提示是否添加特征關(guān)系，單擊 【 是 】 ； 圖 3-25【 拉伸 】 定義面板 （ 5）拉伸深度自動(dòng)調(diào)整到用戶設(shè)置的參數(shù) B 的值，在 【 拉伸 】 特征定義操控面板內(nèi)單擊 按鈕 ，完成輪齒的創(chuàng)建，完成后的輪齒如圖 3-26 所示。 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 27 圖 3-26 完成后的輪齒 （ 6）將關(guān)系式添加到 【 關(guān)系 】 對(duì)話框，在模型樹(shù)中右鍵單擊輪齒特征，在彈出的快捷菜單中單擊 【 編輯 】 ； （ 7）在主菜單上單擊 【 工具 】 【 關(guān)系 】 ，系統(tǒng)彈出 【 關(guān)系 】 對(duì)話框。 此時(shí)系統(tǒng)顯示輪齒厚度尺寸代號(hào)和齒根圓角尺寸代號(hào)。單擊該尺寸代號(hào)，尺寸代號(hào)將自動(dòng)顯示在 【 關(guān)系 】 對(duì)話框中，輸入的關(guān)系式為： D38=b 7陣列輪齒 為陣列輪齒，首先要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)輪齒。 （ 1）首先單擊選取已經(jīng)創(chuàng)建好的輪齒，然后在主菜單上依次單擊 【 編輯 】 【 復(fù)制 】 ，然后再次依次單擊 【 編輯 】 【 選擇性粘貼 】 ，系統(tǒng)彈出 【 選擇性粘貼 】 復(fù)選框，如圖 3-27 所示； 圖 3-27【 選擇性粘貼 】 復(fù)選框 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 28 （ 2）勾選復(fù)選框的前兩項(xiàng)，如圖 3-31 所示， 單擊【確定】，系統(tǒng)彈出 【 選擇性粘貼 】 定義操控面板； （ 3）在 【 選擇性粘貼 】 定義面板內(nèi)選取 按鈕，在文本框輸入旋轉(zhuǎn)角度為 【 360/z】 ，如圖 3-28 所示。 系統(tǒng)提示是否添加關(guān)系，單擊 【 是 】 ； 圖 3-28【 選擇性粘貼 】 定義面板 （ 4）在繪圖區(qū)單擊選取齒根圓的中心軸作為旋轉(zhuǎn)軸。 在 【 選擇性粘貼 】 定義操控面板內(nèi)單擊 按鈕 ，完成輪齒的創(chuàng)建； （ 5）將旋轉(zhuǎn)角度關(guān)系式添加到 【 關(guān)系 】 對(duì)話框。 在模型樹(shù)中右鍵單擊第二個(gè)輪齒特征，在彈出的快捷菜單中單擊 【 編輯 】 ； （ 6）在主菜單上單擊 【 工具 】 【 關(guān)系 】 ，系統(tǒng)彈出 【 關(guān) 系 】 對(duì)話框。 此時(shí)系統(tǒng)顯示兩個(gè)輪齒夾角的尺寸代號(hào)。單擊該尺寸代號(hào)，尺寸代號(hào)將自動(dòng)顯示在 【 關(guān)系 】 對(duì)話框中，輸入的關(guān)系式為： d124=360/z 完成后的 【 關(guān)系 】 對(duì)話框如圖 3-29 所示，在 【 關(guān)系 】 對(duì)話框內(nèi)單擊【確定】完成添加關(guān)系式； 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 29 圖 3-39【 關(guān)系 】 對(duì)話框 （ 7）在模型樹(shù)中單擊剛剛創(chuàng)建的第二個(gè)輪齒特征，在工具欄內(nèi)單擊 按鈕，或者依次在主菜單上單擊 【 編輯 】 【 陣列 】 ，系統(tǒng)彈出 【 陣列 】 定義操控面板，如圖 3-30 所示； 圖 3-30【 陣列 】 特征定義面板 （ 8）在繪圖區(qū)單擊選取兩個(gè)輪齒間的夾角尺 寸【 14.4】度作為陣列參照，在【陣列】定義操控面板單擊 按鈕 ，完成陣列特征的創(chuàng)建； （ 9）在繪圖區(qū)可以看到，陣列操作只創(chuàng)建了個(gè)輪齒，下面通過(guò)添加關(guān)系式來(lái)創(chuàng)建其它輪齒。 在模型樹(shù)中右鍵單擊選取剛剛創(chuàng)建的陣列特征，在彈出的快捷菜單中單擊 【 編輯 】 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 30 （ 10）在主菜單上單擊 【 工具 】 【 關(guān)系 】 ，系統(tǒng)彈出 【 關(guān)系 】 對(duì)話框。 此時(shí)系統(tǒng)顯示兩個(gè)輪齒夾角的尺寸代號(hào)。單擊該尺寸代號(hào)，尺寸代號(hào)將自動(dòng)顯示在 【 關(guān)系 】 對(duì)話框中，輸入的關(guān)系式為： d141=360/z p142=z-1 d141 為兩個(gè)輪齒 間的夾角， p142 為陣列的個(gè)數(shù)。 完成后的 【 關(guān)系 】 對(duì)話框如圖3-31 所示，在 【 關(guān)系 】 對(duì)話框內(nèi)單擊【確定】完成添加關(guān)系式； 圖 3-31【 關(guān)系 】 對(duì)話框 （ 11）在工具欄上單擊重生按鈕 ，或者依次在主菜單上單擊 【 編輯 】 【 再生 】 ，完成所有輪齒的創(chuàng)建，完成后的齒輪如圖 3-32 所示。 8創(chuàng)建凹槽特征 （ 1）首先加入關(guān)系式，在主菜單上依次單擊 【 工具 】 【 關(guān)系 】 ，系統(tǒng)彈出 【 關(guān)系 】 對(duì)話框，輸入關(guān)系式如下： dd0=0.85*df 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 31 bb0=0.1*b ll2=dd1/2 ll1=ll2/2 ll3=(dd0-dd1)/4+dd1/2 dd2=(dd0-dd1)/5 （ 2）在工具欄內(nèi)單擊 按鈕 ，或者依次在主菜單內(nèi)單擊 【 插入 】 【 拉伸 】 ，彈出 【 拉伸 】 定義操控面板，在面板內(nèi)單擊 【 放置 】 【 定義 】 ，彈出 【 草繪 】 定義對(duì)話框； （ 3）選擇齒輪一端面作為草繪平面，如圖 3-33 所示。 選取 【 RIGHT】 面作為參考平面，參考方向?yàn)橄?【 頂 】 。單擊【草繪】進(jìn)入草繪環(huán)境； 圖 3-33【 草繪 】 對(duì)話框 圖 3-32 完成后的輪齒 （ 4） 繪制如圖 3-34 所示的二維草圖，草圖為一個(gè)直徑任意的圓。 在工具欄內(nèi)單擊 【 工具 】 【 關(guān)系 】 ，系統(tǒng)彈出 【 關(guān)系 】 對(duì)話框，將圓直徑的尺寸代號(hào)添加到關(guān)系式，關(guān)系式如下： sd0=dd0 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 32 圖 3-34 繪制二維草圖 （ 5）在 【 關(guān)系 】 對(duì)話框內(nèi)單擊【確定】，完成對(duì)圓直徑的參數(shù)化驅(qū)動(dòng)。 在工具欄內(nèi)單擊 按鈕 ，完成草圖的繪制； （ 6）在 【 拉伸 】 定義操控面板內(nèi)單擊選取 【 實(shí)體 】 按鈕、 【 拉伸到指定深度 】按鈕，在拉伸深度文本框內(nèi)輸入拉伸深度 值為 bb0，如圖 3-35 所示。 回車(chē)后系統(tǒng)提示是否添加關(guān)系式，單擊 【 是 】 。單擊 按鈕 完成凹槽特征的創(chuàng)建； 圖 3-35【 拉伸 】 定義面板 （ 7）鏡像凹槽特征。在工具欄內(nèi)單擊 按鈕 ，或者依次在主菜上單擊 【 插入 】 【 模型基準(zhǔn) 】 【 平面 】 ，系統(tǒng)彈出 【 基準(zhǔn)平面 】 對(duì)話框； 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 33 （ 8）在繪圖區(qū)單擊選取 【 FRONT】 面作為參考平面，在偏移距離文本框內(nèi)輸入偏距為 b/2,回車(chē)后系統(tǒng)提示是否添加關(guān)系式，單擊 【 是 】 。 單擊【確定】，完成基準(zhǔn)平面 【 DTM2】 的創(chuàng)建； 圖 3-36【 基準(zhǔn)平面 】 對(duì)話框 （ 9）單擊選取剛 剛創(chuàng)建的凹槽特征，在在工具欄內(nèi)單擊 按鈕，或者依次在主菜單上單擊 【 編輯 】 【 鏡像 】 ，系統(tǒng)彈出 【 鏡像 】 特征定義操控面板，如圖 3-37所示； 圖 3-37【 鏡像 】 特征定義面板 （ 10）單擊選取齒輪的中間面 【 DTM2】 面作為鏡像平面，在 【 鏡像 】 特征定義操控面板內(nèi)單擊 按鈕 ，完成鏡像特征的創(chuàng)建。 9創(chuàng)建軸孔特征 （ 1）在工具欄內(nèi)單擊 按鈕 ，或者依次在主菜單內(nèi)單擊 【插入】 【拉伸】，彈出【拉伸】定義操控面板，在面板內(nèi)單擊 【放置】 【定義】，彈出【草繪】定 西 北工業(yè)大學(xué)明德學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 34 義對(duì)話框； （ 2）在 【 草繪 】 對(duì)話 框內(nèi)單擊 按鈕，進(jìn)入草繪環(huán)境； （ 3）繪制如圖 3-38 所示的二維草圖，在主菜單上依次單擊 【 工具 】 【 關(guān)系 】 ，系統(tǒng)彈出 【 關(guān)系 】 對(duì)話框，輸入圓的尺寸代號(hào)的關(guān)系式：