齒輪的參數(shù)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報(bào)告</b></p><p>　　論文題目：齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)與三維建模方法研究</p><p>　　【英 文】：Parametric design of gear and the method research of three dimensional modeling </p><p>　　2012

2、年 2月 23日</p><p>　　注：本頁(yè)為畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))開題報(bào)告的封面,請(qǐng)將開題報(bào)告正文裝訂于后。</p><p>　　一、本課題研究的目的及意義</p><p>　　齒輪廣泛應(yīng)用于航空、航天和工程機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)中,具有傳動(dòng)平穩(wěn),承載能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),有著非常廣泛的應(yīng)用前景。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計(jì)計(jì)算困難。在傳統(tǒng)的齒輪設(shè)計(jì)方法中，齒輪的設(shè)計(jì)是一件繁瑣、重復(fù)的工作，設(shè)計(jì)

3、要查找的圖表較多，需要考慮的條件、參數(shù)也較多，因此設(shè)計(jì)量比較大。傳統(tǒng)的計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)，時(shí)機(jī)的效率和精度陷入不會(huì)很高，為了提高的效率和精確度，設(shè)計(jì)了這套齒輪設(shè)計(jì)系統(tǒng)。</p><p>　　一般常見的齒輪的設(shè)計(jì)方法順序是：首先對(duì)給定一定約束條件的齒輪進(jìn)于參數(shù)的強(qiáng)度計(jì)算，然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行校核；然后根據(jù)計(jì)算結(jié)果算輪的幾何尺寸，根據(jù)幾何尺寸進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬，核實(shí)齒輪運(yùn)動(dòng)時(shí)是否存在，如果沒有則進(jìn)行齒輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算，再將優(yōu)

4、化結(jié)果反饋到校核公式校核，繼續(xù)干涉分析，最后根據(jù)優(yōu)化計(jì)算結(jié)果生成齒輪的工程圖。這之前一般都是相互獨(dú)立進(jìn)行，其中強(qiáng)度計(jì)算方法有很多種，優(yōu)化方法也有幾種，設(shè)計(jì)時(shí)容易產(chǎn)生重復(fù)工作，于是產(chǎn)生了設(shè)計(jì)一套集成這些功能的系想法，來(lái)完成集成這些設(shè)計(jì)功能，簡(jiǎn)化齒輪的設(shè)計(jì)任務(wù)，提高設(shè)計(jì)效率確度。</p><p>　　隨著各國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，各國(guó)間科學(xué)技術(shù)和貿(mào)易往來(lái)日趨頻繁，制定一項(xiàng)能為各國(guó)都能接受的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的呼聲愈來(lái)愈高。1951年法國(guó)

5、、前蘇聯(lián)、德國(guó)、英國(guó)、比利時(shí)和瑞士六國(guó)組成ISO/TC60/WG2（齒輪技術(shù)委員會(huì)第二工作組)，負(fù)責(zé)制定齒輪精度ISO標(biāo)準(zhǔn)，法國(guó)為秘書國(guó)，經(jīng)過(guò)十余年的磋商、討論和驗(yàn)證，最后十1975年通過(guò)為正式標(biāo)準(zhǔn)ISO1328-1975。此國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)除了德國(guó)、美國(guó)、日本外世界各國(guó)都以等同或等效采用ISO1328-1975標(biāo)準(zhǔn)修訂各自國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。由于工業(yè)先進(jìn)國(guó)家德國(guó)、美國(guó)、日本沒有采用ISO1328-1975標(biāo)準(zhǔn)，形成世界齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)事實(shí)上不統(tǒng)一。八十年代

6、ISO/TC60/WG2(齒輪技術(shù)委員會(huì)第二工作組)由德國(guó)、美國(guó)等國(guó)家參加對(duì)ISO1328-1975標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂工作。ISO于1992年一1998年陸續(xù)正式頒布ISO1328-1:1995，ISO1328-2:1997兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，ISO/TR10064-1:1992,ISO/TR10064-2：1996，ISO/TR11064-3:1996，ISO/TR10064-4:1998四個(gè)技術(shù)報(bào)告組成成套系統(tǒng)替代和廢除ISO1328-1975標(biāo)準(zhǔn)

7、。</p><p>　　在中國(guó)現(xiàn)代的齒輪設(shè)計(jì)中，齒輪設(shè)計(jì)這一任務(wù)是一件繁瑣和重復(fù)的工作，國(guó)外已經(jīng)有相應(yīng)的齒輪設(shè)計(jì)軟件出現(xiàn)，但是其軟件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)國(guó)的國(guó)情不符，他們通常采用的是歐洲的標(biāo)準(zhǔn)、美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)以及日本標(biāo)準(zhǔn)，國(guó)外的相應(yīng)軟件只是提供了齒輪設(shè)計(jì)中的幾個(gè)模塊功能，集成度不高，完成齒輪的全部設(shè)計(jì)要求，此系統(tǒng)解決了這個(gè)問(wèn)題。在此系統(tǒng)集成的環(huán)，可以完成齒輪設(shè)計(jì)一系列的設(shè)計(jì)要求，包括計(jì)算、分析、出圖等功能。系統(tǒng)簡(jiǎn)化了齒輪

8、設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，提高了設(shè)計(jì)效率和精確性，減少了重復(fù)的勞動(dòng)，提高了生產(chǎn)效率。在齒輪的設(shè)計(jì)中，齒輪的精度要求是最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，其直接關(guān)系到齒輪的齒合，影響到機(jī)械傳動(dòng)以及機(jī)械的使用壽命等等方面，因此為了快速準(zhǔn)確的生成齒輪零件的三維模型，我們利用UG軟件可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。UG,具有功能強(qiáng)大、性能穩(wěn)定以及兼容性好、交互性強(qiáng)等特點(diǎn),近年來(lái)在我國(guó)機(jī)電產(chǎn)品輔助設(shè)計(jì)和制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。</p><p>&l

9、t;b>　　國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　近年來(lái)，優(yōu)化設(shè)計(jì)和CAD應(yīng)用在國(guó)外發(fā)展很快。在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面普遍進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。這樣它們?cè)谧粉櫴袌?chǎng)、縮短技術(shù)準(zhǔn)備周期，保證產(chǎn)品性能方面占了很大優(yōu)勢(shì)。在我國(guó)，一些企業(yè)和研究所在這方面剛剛起步，大多數(shù)工程技術(shù)人員仍然在采用手工繪圖，繪圖工作仍很艱難。有的企業(yè)在購(gòu)置普遍生產(chǎn)設(shè)備方面很慷慨，但在購(gòu)置計(jì)算機(jī)硬件以及軟件方面卻顯得“小家子氣”。</

10、p><p>　　目前，市場(chǎng)上有很多關(guān)于齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，但是都或多或少地存在著不完善的地方。例如，有的軟件只具有幾何參數(shù)設(shè)計(jì)功能，后來(lái)即使實(shí)現(xiàn)了齒輪造型的功能，模型卻非常粗糙，甚至是使用圓弧等簡(jiǎn)單曲線代替漸開線對(duì)齒廓曲線進(jìn)行造型，不能很好的表達(dá)漸開線齒廓的幾何特性;還有一些軟件沒有充分地注重設(shè)計(jì)者的主觀能動(dòng)性，表現(xiàn)在：一些經(jīng)驗(yàn)參數(shù)的選取直接采用了系統(tǒng)默認(rèn)值，當(dāng)輸入的唯一初始值時(shí)，只能設(shè)計(jì)出唯一的一個(gè)結(jié)果；少數(shù)單位也

11、開發(fā)了較為完整的齒輪設(shè)計(jì)軟件，雖然比較適于生產(chǎn)實(shí)際的需要，價(jià)格卻很高。因此在生產(chǎn)實(shí)際中，很多設(shè)計(jì)人員為了在特定的要求下進(jìn)行齒輪的設(shè)計(jì)和造型，仍然使用手動(dòng)設(shè)計(jì)這一古老的方法，這種方法工作量大、效率很低、容易出錯(cuò)。漸開線齒輪，由于其復(fù)雜性，一般設(shè)計(jì)者很難精確造型。有些文獻(xiàn)指出，隨著塑料齒輪模具的廣泛應(yīng)用和快速成型及虛擬制造技術(shù)的迅速發(fā)展，用小型CAD軟件對(duì)齒輪三維基體和齒面進(jìn)行參數(shù)化造型設(shè)計(jì)己成為設(shè)計(jì)者的迫切需求。</p>&

12、lt;p>　　關(guān)于齒輪類零件參數(shù)化三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，國(guó)內(nèi)外很多學(xué)者進(jìn)行了研究。運(yùn)用UG（Unigraphics）可以進(jìn)行三維設(shè)計(jì)并且著工作量小、直觀、容易操作、易于修改的優(yōu)點(diǎn)。實(shí)際上，基于UG的三維設(shè)計(jì)技術(shù)還不能算是一種嚴(yán)格意義上的設(shè)計(jì)技術(shù)，它只能說(shuō)是一種輔助繪圖技術(shù)。它雖然能將工程設(shè)計(jì)人員從繁重的手工繪圖工作中解放出來(lái)，但它對(duì)一些設(shè)計(jì)技術(shù)是做不到的。</p><p><b>　　三、論文研究?jī)?nèi)

13、容</b></p><p>　　1、齒輪零件的設(shè)計(jì)計(jì)算；</p><p>　　2、齒輪零件的數(shù)學(xué)模型；</p><p>　　3、參數(shù)化設(shè)計(jì)原理；</p><p>　　4、齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)與三維建模；</p><p>　　5、完成論文的編寫和外文翻譯。</p><p><b>

14、;　　四、論文框架</b></p><p><b>　　1、緒論</b></p><p>　　1.1三維建模軟件UG概述</p><p>　　1.2論文研究的目的和意義</p><p>　　1.3論文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新

15、 </p><p><b>　　2、齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1前言</b></p><p>　　2.2齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)模型</p><p>　　2.3齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)原理</p><p>　　2.4提取齒輪的約束條件</p&

16、gt;<p>　　2.5齒輪繪制算法分析</p><p><b>　　2.6本章小結(jié)</b></p><p>　　3、齒輪三維建模方法</p><p><b>　　3.1前言</b></p><p>　　3.2建立漸開線輪廓表達(dá)式</p><p>　　3.3漸開

17、線輪廓繪制</p><p>　　3.4完成齒輪的造型</p><p><b>　　3.5本章小結(jié)</b></p><p><b>　　4、總結(jié)</b></p><p><b>　　4.1全文總結(jié)</b></p><p><b>　　4.2研究展

18、望</b></p><p><b>　　五、 論文寫作進(jìn)度</b></p><p>　　2月20日—2月26日 選課題，寫開題報(bào)告</p><p>　　2月27日—3月4日 收集并熟悉資料</p><p>　　3月5日—3月18日 學(xué)習(xí)CAD軟件及UG</p><p>　　3月1

19、9日—4月1日 完成齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì) </p><p>　　4月2日—4月8日 用UG完成齒輪三維建模</p><p>　　4月9日—4月22日 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書</p><p>　　4月23日—5月6日 整理成畢業(yè)設(shè)計(jì)全部文件，準(zhǔn)備答辯</p><p><b>　　5月 畢業(yè)答辯</b></p>

20、<p><b>　　六、 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 鄒慧君，張春林，李杞儀等. 機(jī)械原理[M]. 高等教育出版社，2006</p><p>　　[2] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)[M].第二版.北京:化工工業(yè)出版社, 2004 </p><p>　　[3] 寧汝新，徐弘山.機(jī)械制造中的CAD/CAM技術(shù)[

21、M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2002 </p><p>　　[4] 姚劍峰. 三維參數(shù)化特征庫(kù)的研究與實(shí)現(xiàn)一機(jī)[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與研究，2002</p><p>　　[5] 高莽，高明宇. 機(jī)械設(shè)計(jì)中參數(shù)化造型方法研究[J]. 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2000</p><p>　　[6] 蔡穎等. CAD/CAM原理與應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1

22、998.</p><p>　　[7] 徐小軍，潘存云，尚建忠，夏尊鳳.基于Aut0CAD的航空?qǐng)A錐齒輪傳動(dòng)CAD系統(tǒng)研究.國(guó)防科技大學(xué)學(xué)報(bào)，1999.</p><p>　　[8] 云杰漫步科技CAX設(shè)計(jì)教研室 UG NX7.0中文版基礎(chǔ)教程</p><p>　　[9] 陳立德．機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版社，2006.7</p>

23、;<p>　　[10] 陳立德．機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第三版）[M]．北京：高等教育出版社，2007.8 </p><p>　　[11] 宣邱懷．機(jī)械設(shè)計(jì)（第4版）[M]．北京：高等教育出版社，1997</p><p>　　[12] 高 志，黃純穎．機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)[M]．北京：高等教育出版社，2010.7</p><p>　　[12] 肖愛明等