基于proe的錐齒輪系的虛擬設(shè)計(jì)含三維及3張CAD圖.zip,基于,proe,齒輪,虛擬,設(shè)計(jì),三維,CAD 題目：基于Pro-E的錐齒輪系的虛擬設(shè)計(jì) 一、前言 1．課題研究的意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 1.1課題研究的意義 帶式輸送機(jī)是膠帶兼作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的一種運(yùn)輸設(shè)備，它在地面和井下運(yùn)輸具有廣泛的運(yùn)用。與其他設(shè)備(如機(jī)車類)相比，帶式輸送機(jī)不僅具有長距離、大運(yùn)量、連續(xù)運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中控制，經(jīng)濟(jì)效果十分明顯。其運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)低于公路汽運(yùn)方式，且總投資小，凡能實(shí)行帶式輸送機(jī)輸送的場合，都采用連續(xù)帶式運(yùn)輸機(jī)輸送。.帶式輸送機(jī)是一種理想的連續(xù)運(yùn)輸設(shè)備，但目前其效能還沒有充分發(fā)揮，資源有所浪費(fèi)，如將帶式輸送機(jī)做適當(dāng)修改，并采用一定的安全措施，或許能實(shí)現(xiàn)人、運(yùn)料、雙向運(yùn)輸?shù)裙δ?做到一機(jī)多用，使其發(fā)揮更大的經(jīng)濟(jì)效益。 計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)是教學(xué)發(fā)展的一個(gè)焦點(diǎn)，Pro/E軟件三維建模技術(shù)的出現(xiàn)為機(jī)械類專業(yè)課教學(xué)提供了一種極好的現(xiàn)代化教學(xué)平臺(tái)，而齒輪是機(jī)械領(lǐng)域中的一種典型零件，在機(jī)械裝備中具有廣泛應(yīng)用。但由于各種機(jī)械裝備所需的齒輪型號(hào)、規(guī)格存在差異，因此齒輪的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)仍以訂制為主，其設(shè)計(jì)效率較低。齒輪設(shè)計(jì)也在向集成化、自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展。 齒輪設(shè)計(jì)、分析、制造過程的并行化使得齒輪設(shè)計(jì)制造周期縮短，但是當(dāng)前齒輪的設(shè)計(jì)計(jì)算過程仍然沿用傳統(tǒng)的手工計(jì)算方法，從而影響齒輪設(shè)計(jì)的總體效率。另外，當(dāng)前齒輪三維建模過程還存在齒廓精度低等問題。 本課題是漸開線齒輪基于Pro/E三維建模方法來設(shè)置齒輪的參數(shù),通過Pro/E布局來控制整個(gè)齒輪參數(shù)。利用Pro/E這種方法便于將機(jī)械零件的設(shè)計(jì)計(jì)算跟三維實(shí)體建模融合起來,從而提高零件的設(shè)計(jì)計(jì)算和繪圖效率,實(shí)現(xiàn)機(jī)器零件的快速造型和重構(gòu)。齒輪的參數(shù)化建模這項(xiàng)研究，對(duì)進(jìn)一步進(jìn)行齒輪有限元分析、齒輪嚙合運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)分析等有著十分重要的意義。 1.2課題的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前我國的帶式輸送機(jī)也正在向長距離、高帶速、大運(yùn)量、大功率方向發(fā)展。由于我國用剛性理論來分析研究帶式輸送機(jī)并制訂計(jì)算方法和設(shè)計(jì)規(guī)范，設(shè)計(jì)中對(duì)輸送帶使用了很高的安全系統(tǒng)（一般取n=10 左右），實(shí)際上輸送帶是粘彈性體，而不能簡單地用剛體力學(xué)來解釋和計(jì)算。長距離帶式輸送機(jī)其輸送帶對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置的起、制動(dòng)力的動(dòng)態(tài)響應(yīng)是一個(gè)非常復(fù)雜的過程，如何降低輸送帶的設(shè)計(jì)安全系統(tǒng)（輸送帶安全系數(shù)n=5～6），延長帶式輸送機(jī)使用壽命，確保了輸送機(jī)運(yùn)行的可靠性，傳動(dòng)問題是大型輸送機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)，它關(guān)系到輸送機(jī)的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)效益。目前國內(nèi)外大都采用以下可控傳動(dòng)技術(shù)來解決輸送機(jī)的傳動(dòng)問題。以上通過對(duì)國內(nèi)外帶式輸送機(jī)的現(xiàn)狀所做的論述，可以看出我國內(nèi)外的帶式輸送機(jī)相比在可靠性、壽命等方面的差距。經(jīng)過一個(gè)寒假的文獻(xiàn)查閱我認(rèn)為差距不僅僅在可靠性、壽命等方面，我國與國外的帶式輸送機(jī)相比主要存在以下幾個(gè)方面的差距：其一，我國帶式輸送機(jī)在上下運(yùn)行時(shí)可靠性差，在這方面與國外存在著不小的差距。其二，我國在輸送機(jī)減速器壽命方面與國外存在著差距。國外輸送機(jī)減速器壽命7 萬h，而我國輸送機(jī)壽命僅為2萬h，由此可見差距所在。其三，我國帶式輸送機(jī)在托輥的使用壽命方面與國外存在著一定的差距。 在一些工業(yè)科技發(fā)達(dá)的國家，其帶式輸送機(jī)采用了新型注油托輥，軸承采用稀油潤滑，其運(yùn)行阻力小，從而使托輥的使用壽命得到極大地提高，因而經(jīng)濟(jì)效益顯著，使用面較廣。而我國帶式輸送機(jī)托輥壽命短、速度低、阻力大，比如托輥壽命僅為2 萬h，壽命僅為國外產(chǎn)品的30%~40%?？梢?，我國帶式輸送機(jī)在托輥的使用壽命方面與國外存在著一定的差距。其四，輸送帶接頭強(qiáng)度我國輸送帶接頭強(qiáng)度。其五，輸送帶抗拉強(qiáng)度國外生產(chǎn)的鋼絲繩芯阻燃輸送帶最高為7000N/mm，我國為4000N/mm?？傊?，在帶式輸送機(jī)的可靠性、壽命等方面，我國與國外的相比還存在著一定的差距。 在虛擬設(shè)計(jì)方面：錐齒輪作為基礎(chǔ)傳動(dòng)件,已廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)床等行業(yè),但直齒錐齒輪是非標(biāo)件,每次重復(fù)設(shè)計(jì)都會(huì)耗費(fèi)設(shè)計(jì)者大量時(shí)間和精力，因此利用參數(shù)化建模技術(shù)，讓設(shè)計(jì)者只需輸入所需參數(shù)即能快速建模和分析,是非常有意義的,可以大大提高設(shè)計(jì)的柔性和敏捷性,為后續(xù)虛擬裝配、運(yùn)動(dòng)仿真和 CAE分析奠定基礎(chǔ)。作者采用 Pro /E軟件進(jìn)行參數(shù)化建模 ,其關(guān)鍵是建立漸開線方程和各參數(shù)之間的數(shù)學(xué)關(guān)系表達(dá)式。 1.3 課題的發(fā)展趨勢(shì) 當(dāng)前工業(yè)企業(yè)正面臨著市場全球化、制造國際化和品種需求多樣化的新挑戰(zhàn)，各企業(yè)間圍繞著時(shí)間、質(zhì)量和成本的競爭越來越激烈。由此出現(xiàn)了一系列先進(jìn)制造技術(shù)、系統(tǒng)和新的生產(chǎn)管理方法。所有這些先進(jìn)制造技術(shù)和系統(tǒng)都與CAD系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用密切相關(guān)。CAD系統(tǒng)應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的繼承性、并行設(shè)計(jì)的要求、靈活的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及很好的集成性。PTC公司的Pro∕E軟件是目前使用最多的三維建模軟件之一。它以尺寸驅(qū)動(dòng)、特征建模、全參數(shù)設(shè)計(jì)、單一全關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫、虛擬現(xiàn)實(shí)及多數(shù)據(jù)接口等優(yōu)點(diǎn)改變了傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)觀念，使設(shè)計(jì)工作直觀化、高效化、精確化和系統(tǒng)化，成為目前機(jī)械CAD領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。 2． 課題的研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題 2.1課題的研究目標(biāo) 1．錐齒輪系的裝配圖和主要零件的零件圖 2．錐齒輪系的主要零件的三維造型 3．虛擬裝配及其主要零件的加工模擬 4. 達(dá)到畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，完成設(shè)計(jì)說明書的編寫 2.2課題的研究內(nèi)容 1. 調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和搜集資料，撰寫文獻(xiàn)綜述。 2． 閱讀和翻譯與課題內(nèi)容有關(guān)的外文資料 3． 確定零件的加工工藝方案并制作工序卡片、繪制完整指定工序的夾具的裝配圖，零件圖繪制以及三維造型設(shè)計(jì)。 2.3.課題擬解決的關(guān)鍵問題 （1）使用Pro/E軟件完成全部零件的繪制與裝配，并直接生成零件圖及裝配圖 （2）設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)； （3）對(duì)錐齒輪系三維建模、虛擬裝配及其主要零件的數(shù)控加工 二、設(shè)計(jì)方案的確定 方案的原理、特點(diǎn)與選擇依據(jù) 2.1.原理 帶式輸送機(jī)是連續(xù)輸送機(jī)械的一個(gè)類別，是以輸送帶作為牽引構(gòu)件和承載構(gòu)件，利用托輥支承，依靠傳動(dòng)滾筒與輸送帶之間摩擦力傳遞牽引力的連續(xù)輸送設(shè)備。它可將各種粉狀、顆粒狀及塊狀等散狀物料，在一定的輸送線路上，從裝載地點(diǎn)到卸載地點(diǎn)以連續(xù)物料流方式進(jìn)行輸送，不僅對(duì)工業(yè)企業(yè)的內(nèi)部輸送起著重要作用，同時(shí)對(duì)其外部輸送也起著重要作用。 加工工藝由工序，安裝，工位，工步和走刀組成，在工藝過程中，采用機(jī)械加工的方法逐步改變毛坯的尺寸，形狀，性質(zhì)及表面質(zhì)量使其成為合格零件的全過程成為機(jī)械加工工藝過程。 2.2.特點(diǎn)與選擇依據(jù) 帶式輸送機(jī)是膠帶作牽引機(jī)構(gòu)和承載機(jī)構(gòu)的一種運(yùn)輸設(shè)備，它在地面和井下運(yùn)輸具有廣泛的運(yùn)用。與其他設(shè)備(如機(jī)車類)相比，帶式輸送機(jī)不僅具有長距離、大運(yùn)量、連續(xù)運(yùn)輸?shù)忍攸c(diǎn)，而且運(yùn)行可靠，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和集中控制，經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。其運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)低于公路汽運(yùn)方式，且總投資小，凡能實(shí)行帶式輸送機(jī)輸送的場合，都采用連續(xù)帶式運(yùn)輸機(jī)輸送,由于設(shè)計(jì)的多解性和復(fù)雜性，滿足某種功能的機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)會(huì)方案可能會(huì)有很多種，因此在考慮機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方案時(shí)除滿足基本調(diào)減的功能要求外，還應(yīng)該遵循以下原則： （1）滿足使用要求 機(jī)構(gòu)應(yīng)具有良好的動(dòng)力特性。機(jī)構(gòu)在機(jī)械系統(tǒng)中不僅傳遞運(yùn)動(dòng)，還要傳遞動(dòng)力，因此應(yīng)選擇具有較好動(dòng)力學(xué)特性的機(jī)構(gòu)。 （2）滿足工藝要求 在機(jī)械的過程中，應(yīng)滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量使加工裝配更為方便，易于實(shí)現(xiàn)高精度，加工效率較高。 （3）滿足經(jīng)濟(jì)性 機(jī)械系統(tǒng)應(yīng)該盡可能簡單。機(jī)械運(yùn)動(dòng)鏈盡量簡短，在保證實(shí)現(xiàn)功能的前提下，應(yīng)盡可能采用個(gè)數(shù)和運(yùn)動(dòng)副少的機(jī)構(gòu)，這樣可以簡化機(jī)械構(gòu)造，從而減輕重量，降低成本。 2.3.動(dòng)力機(jī)械類型選擇 常用動(dòng)力機(jī)的類型分為電動(dòng)機(jī)，液壓馬達(dá)，氣動(dòng)馬達(dá)和內(nèi)燃機(jī)。在做帶式輸送機(jī)傳動(dòng)裝置設(shè)計(jì)及軸承蓋的加工工藝設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)選用何種形式的動(dòng)力機(jī)，主要應(yīng)該從一下三個(gè)方面進(jìn)行分析比較： （1） 分析工作機(jī)械的負(fù)載特性和要求。包括工作機(jī)械的載荷特性，工作制度，機(jī)構(gòu)布置和工作環(huán)境等。 （2） 適應(yīng)的工作環(huán)境。應(yīng)該使動(dòng)力機(jī)的機(jī)械特性與工作機(jī)械的負(fù)載特性相匹配。 （3）進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性比較。當(dāng)同時(shí)可用多種類型的動(dòng)力機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)時(shí)，經(jīng)濟(jì)性的分析是必不可少的，包括能源的供應(yīng)和消耗，動(dòng)力機(jī)的制造，運(yùn)行和維修成本的對(duì)比。 2.4在虛擬設(shè)計(jì)方面 建模過程是利用齒廓的假想平面齒輪與錐齒輪相嚙合的原理進(jìn)行加工的．當(dāng)假想齒輪與被加工輪坯以一定的傳動(dòng)比轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，刀刃就會(huì)在輪坯上切出相應(yīng)的齒槽．模擬切削加工建模時(shí)，由于切削一次成型，故可一次調(diào)整銑刀盤位置，通過做布爾減運(yùn)算得到齒槽的形狀．銑刀輪廓通過掃掠可得銑刀盤模型．錐體草圖通過旋轉(zhuǎn)可以得到齒輪毛胚．再通過做布爾減運(yùn)算可得到一個(gè)錐齒輪齒槽，通過實(shí)體特征的圖樣面命令可以得到完整的齒輪模型，錐齒輪的制造工藝與漸開線斜齒輪的制造工藝基本上相同．凡能加工漸開線斜齒輪的床，一般都能加工錐齒輪。 三、研究計(jì)劃及預(yù)期成果 1·研究計(jì)劃 17~19周 撰寫文獻(xiàn)綜述、開題報(bào)告調(diào)查研究查閱外文資料并翻譯，檢查文獻(xiàn)綜述完成質(zhì)量檢查翻譯質(zhì)量 1~2周 根據(jù)已知參數(shù)，進(jìn)行理論計(jì)算，檢查所有計(jì)算結(jié)果是否合理正確 3~4周 錐齒輪系的裝配圖的繪制，檢查裝配圖 5~6 周 零件圖繪制，三維造型；檢查零件圖質(zhì)量及尺寸和三維圖 7~8周 錐齒輪系的虛擬裝配，檢查虛擬裝配效果 9~10周 關(guān)鍵零件的模擬加工工藝制定，檢查關(guān)鍵零件的加工工藝指定 11~12周 關(guān)鍵零件的模擬仿真加工，檢查仿真加工結(jié)果 13~14周 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書，檢查論文完成質(zhì)量 15~16周 提交論文，畢業(yè)答辯 2·預(yù)期成果 （1）． 錐齒輪系的裝配圖和主要零件的零件圖 （2） 錐齒輪系的主要零件的三維造型； （3） 虛擬裝配及其主要零件的加工模擬 （4）設(shè)計(jì)帶式輸送機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)； （5）對(duì)錐齒輪系三維建模、虛擬裝配及其主要零件的數(shù)控加工 四．參考文獻(xiàn) [1]孫恒 陳作模 葛文杰.機(jī)械原理 [M].北京：高等教育出版社，2006 [2]濮良貴 紀(jì)名剛.機(jī)械設(shè)計(jì) [M].北京: 高等教育出版社，2006 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