齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)與三維建模方法研究畢業(yè)論文

1、<p>　　2012屆學(xué)生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 存檔編號(hào)： </p><p><b>　　畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）</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 an

2、d the method research of three dimensional modeling </p><p>　　系 部： 機(jī)電與建筑工程學(xué)部 </p><p>　　專(zhuān) 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化</p><p>　　姓 名： </p><p

3、>　　學(xué) 號(hào)： </p><p>　　指 導(dǎo) 老 師： </p><p>　　2010年 4 月 28 日</p><p><b>　　【摘要】</b></p><p>　　齒輪傳動(dòng)作為一種通用的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具有其特殊的設(shè)計(jì)和制造方法。設(shè)計(jì)和制造

4、的關(guān)鍵在于齒廓線(xiàn)的形成。利用當(dāng)今世界上先進(jìn)的三維造型軟件UG的建模功能和它的二次開(kāi)發(fā)工具Expression實(shí)現(xiàn)齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)和齒合仿真。以漸開(kāi)線(xiàn)齒輪為例繪制出其精確的漸開(kāi)線(xiàn)齒廓，實(shí)現(xiàn)三維造型，從而可以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，為齒輪的有限元?jiǎng)恿Ψ治鎏峁┝司_的模型，可使設(shè)計(jì)人員應(yīng)用現(xiàn)有的三維模型進(jìn)行更新設(shè)計(jì)以便減少設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的成本，使其具有快速響應(yīng)市場(chǎng)的能力。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】：UG；Expression；齒輪

5、；漸開(kāi)線(xiàn)，三維造型；參數(shù)化設(shè)計(jì)；</p><p>　　【Abstract】</p><p>　　As a general driving setup gear transmission has its special design and making process. The shaping of contour line is the key of design and manufac

6、ture. Accurate 3D modeling and movement smulation of gear can be made by UG building model, the secondary development tool，and Expression. For involutes gear, it can be modeled perfectly so as to smulation the movement t

7、hen providbility precise model for finite analysis. The cost of design and development can be cut down and quickly responding abilit</p><p>　　【Keywords】: UG; Expression; gear; involutes; three-dinensional mo

8、deling; parameterization design;</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　摘 要...................................................I</p><p>　　Abstract...............................

9、..................I</p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1齒輪設(shè)計(jì)現(xiàn)狀...............................................（1）</p><p>　　1.2三維建模軟件UG概述……………………………………………………（2）</p>&

10、lt;p>　　1.3論文研究的目的和意義................................................................................（3）</p><p>　　1.4論文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新.........................................................................（4）

11、 </p><p><b>　　2 UG參數(shù)化設(shè)計(jì)</b></p><p>　　2.1前言…………………………………………………………………………（5）</p><p>　　2.2 UG參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)…………………………………………………

12、…….（5）</p><p>　　2.3 UG在參數(shù)化設(shè)計(jì)方面的優(yōu)點(diǎn)…………………………………………….（6）</p><p>　　2.4本章小結(jié)....................................................（6）</p><p>　　3 齒輪三維建模方法</p><p>　　3.1前言.......

13、.................................................（7）</p><p>　　3.2提取齒輪的約束條件..........................................（8）</p><p>　　3.3建立漸開(kāi)線(xiàn)輪廓表達(dá)式........................................（8）</p>

14、;<p>　　3.4漸開(kāi)線(xiàn)輪廓繪制.............................................（10）</p><p>　　3.5完成齒輪的造型.............................................（14）</p><p>　　3.6本章小結(jié)...................................

15、................（16）</p><p><b>　　4 總結(jié)</b></p><p>　　4.1全文總結(jié)...................................................（18）</p><p>　　4.2研究展望.......................................

16、............（19）</p><p>　　致謝............................................................（20）</p><p>　　參考文獻(xiàn).......................................................（21）</p><p><b>

17、;　　附錄</b></p><p><b>　　1 緒 論</b></p><p>　　1.1 齒輪設(shè)計(jì)現(xiàn)狀</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)是一件非常繁瑣、重復(fù)的工作，設(shè)計(jì)要查

18、找的圖表公式較多，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)效率和精度不會(huì)很高。</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，不能完成齒輪的全部設(shè)計(jì)要求。<

19、;/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”。</p><p>　　目前，市場(chǎng)上有很多關(guān)于

20、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(xiàn)代替漸開(kāi)線(xiàn)對(duì)齒廓曲線(xiàn)進(jìn)行造型，不能很好的表達(dá)漸開(kāi)線(xiàn)齒廓的幾何特性;還有一些軟件沒(méi)有充分地注重設(shè)計(jì)者的主觀(guān)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)單位也開(kāi)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，

21、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(kāi)線(xiàn)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><p>　　1.2 三維建模軟件UG概述</

22、p><p>　　UG是Unigraphics的縮寫(xiě)，這是一個(gè)交互式CAD/CAM(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與計(jì)算機(jī)輔助制造)系統(tǒng)，它功能強(qiáng)大，可以輕松實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜實(shí)體及造型的建構(gòu)。它在誕生之初主要基于工作站，但隨著PC硬件的發(fā)展和個(gè)人用戶(hù)的迅速增長(zhǎng)，在PC上的應(yīng)用取得了迅猛的增長(zhǎng)，目前已經(jīng)成為模具行業(yè)三維設(shè)計(jì)的一個(gè)主流應(yīng)用。 </p><p>　　UG的開(kāi)發(fā)始于1990年7月，它是基于C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的。

23、UG NX是一個(gè)在二和三維空間無(wú)結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上使用自適應(yīng)多重網(wǎng)格方法開(kāi)發(fā)的一個(gè)靈活的數(shù)值求解偏微分方程的軟件工具。其設(shè)計(jì)思想足夠靈活地支持多種離散方案。因此軟件可對(duì)許多不同的應(yīng)用再利用。 </p><p>　　一個(gè)給定過(guò)程的有效模擬需要來(lái)自于應(yīng)用領(lǐng)域(自然科學(xué)或工程)、數(shù)學(xué)(分析和數(shù)值數(shù)學(xué))及計(jì)算機(jī)科學(xué)的知識(shí)。然而，所有這些技術(shù)在復(fù)雜應(yīng)用中的使用并不是太容易。這是因?yàn)榻M合所有這些方法需要巨大的復(fù)雜性及交叉學(xué)科的知識(shí)。

24、最終軟件的實(shí)現(xiàn)變得越來(lái)越復(fù)雜，以致于超出了一個(gè)人能夠管理的范圍。一些非常成功的解偏微分方程的技術(shù)，特別是自適應(yīng)網(wǎng)格加密（adaptivemeshrefinement）和多重網(wǎng)格方法在過(guò)去的十年中已被數(shù)學(xué)家研究，同時(shí)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的巨大進(jìn)展，特別是大型并行計(jì)算機(jī)的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了許多新的可能。 </p><p>　　UG的目標(biāo)是用最新的數(shù)學(xué)技術(shù)，即自適應(yīng)局部網(wǎng)格加密、多重網(wǎng)格和并行計(jì)算，為復(fù)雜應(yīng)用問(wèn)題的求解提供一個(gè)靈活的

25、可再使用的軟件基礎(chǔ)。 </p><p>　　一個(gè)如UG NX這樣的大型軟件系統(tǒng)通常需要有不同層次抽象的描述。UG具有三個(gè)設(shè)計(jì)層次，即結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(architecturaldesign)、子系統(tǒng)設(shè)計(jì)(subsystemdesign)和組件設(shè)計(jì)(componentdesign)。 至少在結(jié)構(gòu)和子系統(tǒng)層次上，UG是用模塊方法設(shè)計(jì)的并且信息隱藏原則被廣泛地使用。所有陳述的信息被分布于各子系統(tǒng)之間。 </p>

26、<p>　　如今制造業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)是，通過(guò)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的技術(shù)創(chuàng)新，在持續(xù)的成本縮減以及收入和利潤(rùn)的逐漸增加的要求之間取得平衡。為了真正地支持革新，必須評(píng)審更多的可選設(shè)計(jì)方案，而且在開(kāi)發(fā)過(guò)程中必須根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)中所獲得的知識(shí)更早地做出關(guān)鍵性的決策。 </p><p>　　NX 是 UGS PLM 新一代數(shù)字化產(chǎn)品開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，它可以通過(guò)過(guò)程變更來(lái)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品革新。 NX 獨(dú)特之處是其知識(shí)管理基礎(chǔ)，它使得工程專(zhuān)業(yè)人員能夠

27、推動(dòng)革新以創(chuàng)造出更大的利潤(rùn)。NX 可以管理生產(chǎn)和系統(tǒng)性能知識(shí)，根據(jù)已知準(zhǔn)則來(lái)確認(rèn)每一設(shè)計(jì)決策。 </p><p>　　NX 建立在為客戶(hù)提供無(wú)與倫比的解決方案的成功經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，這些解決方案可以全面地改善設(shè)計(jì)過(guò)程的效率，削減成本，并縮短進(jìn)入市場(chǎng)的時(shí)間。通過(guò)再一次將注意力集中于跨越整個(gè)產(chǎn)品生命周期的技術(shù)創(chuàng)新， NX 的成功已經(jīng)得到了充分的證實(shí)。這些目標(biāo)使得 NX 通過(guò)無(wú)可匹敵的全范圍產(chǎn)品檢驗(yàn)應(yīng)用和過(guò)程自動(dòng)化工具，把

28、產(chǎn)品制造早期的從概念到生產(chǎn)的過(guò)程都集成到一個(gè)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理和協(xié)同的框架中。 </p><p>　　NX 為那些培養(yǎng)創(chuàng)造性和產(chǎn)品技術(shù)革新的工業(yè)設(shè)計(jì)和風(fēng)格提供了強(qiáng)有力的解決方案。利用 NX 建模，工業(yè)設(shè)計(jì)師能夠迅速地建立和改進(jìn)復(fù)雜的產(chǎn)品形狀,并且使用先進(jìn)的渲染和可視化工具來(lái)最大限度地滿(mǎn)足設(shè)計(jì)概念的審美要求。 </p><p>　　NX 包括了世界上最強(qiáng)大、最廣泛的產(chǎn)品設(shè)計(jì)應(yīng)用模塊。 NX 具有

29、高性能的機(jī)械設(shè)計(jì)和制圖功能，為制造設(shè)計(jì)提供了高性能和靈活性，以滿(mǎn)足客戶(hù)設(shè)計(jì)任何復(fù)雜產(chǎn)品的需要。 NX 優(yōu)于通用的設(shè)計(jì)工具，具有專(zhuān)業(yè)的管路和線(xiàn)路設(shè)計(jì)系統(tǒng)、鈑金模塊、專(zhuān)用塑料件設(shè)計(jì)模塊和其他行業(yè)設(shè)計(jì)所需的專(zhuān)業(yè)應(yīng)用程序。 </p><p>　　1.3 論文研究的目的和意義</p><p>　　齒輪作為最重要的基礎(chǔ)傳動(dòng)部件被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、石化、煤炭、水電等行業(yè)。在齒輪箱的設(shè)計(jì)和生成過(guò)程中，

30、需要大量的分析、計(jì)算和繪圖工作，采用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法可以徹底改變過(guò)去依靠手工計(jì)算和繪圖時(shí)效率低、易出錯(cuò)等局面，使齒輪設(shè)計(jì)人員借助計(jì)算機(jī)及相應(yīng)軟件可迅速、高效、準(zhǔn)確的進(jìn)行設(shè)計(jì)方案的確定、比較、分析和繪圖，為生產(chǎn)企業(yè)以高技術(shù)、高質(zhì)量、低成本占領(lǐng)市場(chǎng)提供技術(shù)保障。</p><p>　　一般常見(jiàn)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

31、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(méi)有則進(jìn)行齒輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算，再將優(yōu)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>　　另外在傳統(tǒng)齒輪設(shè)計(jì)中，對(duì)于齒輪

32、的強(qiáng)度校核過(guò)程和設(shè)計(jì)過(guò)程主要是通過(guò)人工設(shè)計(jì)完成，計(jì)算繁瑣，易于出現(xiàn)設(shè)計(jì)誤差和錯(cuò)誤，設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)且難以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)，此次設(shè)計(jì)是針對(duì)齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)而進(jìn)行的，可以極大地提高設(shè)計(jì)的速度和效率并實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。</p><p>　　漸開(kāi)線(xiàn)齒輪是各種機(jī)械運(yùn)動(dòng)設(shè)備中常用的零件，在設(shè)計(jì)制造中工程設(shè)計(jì)人員經(jīng)常需要對(duì)齒輪齒形進(jìn)行精確的造型。由于其復(fù)雜性，有一些軟件（如Solidworks,AutoCAD）沒(méi)有提供精確造型功能,并且齒輪

33、的精確造型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。UG作為通用的三維CAD/CAM系統(tǒng)在功能上完全能夠滿(mǎn)足機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求，但是在系統(tǒng)操作的人性化和易用性方面并非完全盡人意。為此，本文

34、應(yīng)用了UG的工具參數(shù)表達(dá)式、參照關(guān)系和對(duì)外輸出接口，建立了基于UG的漸開(kāi)線(xiàn)齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)模型，來(lái)解決齒輪精確造型快速化方面的難題。系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)具有以下意義：</p><p>　　1.保證了齒形造型的精確性</p><p>　　2.造型快速，避免了傳統(tǒng)手工工作的繁瑣過(guò)程</p><p>　　3.為后續(xù)的齒輪CAE.CAM等提供了精確的三維實(shí)體</p>&l

35、t;p>　　4.對(duì)基于UG的齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)和建模進(jìn)行了有益探索</p><p>　　1.4 論文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新</p><p>　　建立齒輪的三維模型有多種方法，而大多數(shù)建模軟件在繪制漸開(kāi)線(xiàn)時(shí)采用樣條曲線(xiàn)擬合的方法，近似漸開(kāi)線(xiàn)。而UG軟件中的公式曲線(xiàn)功能繪制的漸開(kāi)線(xiàn)時(shí)完全精確的，并且可以進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，通過(guò)改變公式中設(shè)置的齒輪模數(shù)m、齒數(shù)z、壓力角a，進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)各種型

36、號(hào)的齒輪，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。</p><p><b>　　2 UG參數(shù)化設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　2.1前言</b></p><p>　　計(jì)算機(jī)輔助造型技術(shù)已在產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工程分析、快速成型等技術(shù)領(lǐng)域獲得了廣泛應(yīng)用。在應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)設(shè)計(jì)、制造齒輪產(chǎn)品時(shí)，齒輪的三維實(shí)體造型是一個(gè)瞬需解決的技術(shù)難題，如齒輪造

37、型精度不高，將直接影響有限元分析、虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)的仿真結(jié)果，并影響到齒輪產(chǎn)品的CAM制造精度。目前，對(duì)工程中最常用的漸開(kāi)線(xiàn)圓柱直齒輪的三維造型理論與方法已進(jìn)行了大量研究，并取得了較為成熟的研究成果(如基于UG軟件的3種生成方法、基于CAXA軟件的生成方法等)。對(duì)于結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜的斜齒輪，由于其齒面為螺旋漸開(kāi)線(xiàn)齒廓曲面，因此三維造型難度更大，目前主要采用二次開(kāi)發(fā)法和加工模擬法來(lái)實(shí)現(xiàn)其造型(如基于AutoCAD軟件的造型方法、基于Solid E

38、dge軟件的造型方法等)。其中，二次開(kāi)發(fā)法對(duì)設(shè)計(jì)人員技術(shù)水平要求較高，造型過(guò)程煩瑣，適用范圍也受到一定限制；加工模擬法需要模擬刀具和輪坯兩個(gè)模型的范成運(yùn)動(dòng)并進(jìn)行全程布爾運(yùn)算，生成的文件較大，設(shè)計(jì)周期較長(zhǎng)。</p><p>　　在采用集成化軟件UG進(jìn)行齒輪設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們將UG的三維參數(shù)化造型、表達(dá)式處理、自由曲面掃描等功能有機(jī)結(jié)合起來(lái)，通過(guò) UG 軟件的表達(dá)式功能來(lái)實(shí)現(xiàn)齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)，從而避免了復(fù)雜的編程處理

39、，大大降低了工作量；通過(guò)改變其中的驅(qū)動(dòng)參數(shù)或表達(dá)式值即可實(shí)現(xiàn)零件的相應(yīng)改變，從而實(shí)現(xiàn)了完全的參數(shù)化建模。</p><p>　　2.2 UG的參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)</p><p>　　UG參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)（又稱(chēng)尺寸驅(qū)動(dòng)幾何技術(shù)）的基本思想，是和幾何約束共同構(gòu)成，完備的約束模型通過(guò)尺寸對(duì)幾何形的某些控制元素加以約束，構(gòu)成幾何元素以完整的表示。UG的全參數(shù)功能無(wú)需用戶(hù)編程，直接利用設(shè)計(jì)變量來(lái)控制模型的形

40、狀和大小。UG設(shè)計(jì)者從產(chǎn)品要求和功能上入手，對(duì)產(chǎn)品的每個(gè)零件建立了最佳模型。零件和裝配可統(tǒng)稱(chēng)為模型，所以三維實(shí)體造型包括三維零件造型和裝配造型兩個(gè)部分。在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中零件不單單是孤立的幾何元素。從設(shè)計(jì)制圖、數(shù)控加工、分析和裝配都存在相關(guān)性。相關(guān)性設(shè)計(jì)為我們提供了非常方便的修改產(chǎn)品的方法，減少了重復(fù)性的工作，保持了信息的一致性，是支持并行設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)軟件之一。應(yīng)用現(xiàn)代UG技術(shù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行參數(shù)化建模，可以用參數(shù)建立起零件內(nèi)各個(gè)特征之間的相

41、關(guān)關(guān)系和不同部件中幾何體的相關(guān)關(guān)系。通過(guò)對(duì)部件的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，達(dá)到優(yōu)化性能的目的。同時(shí)，通過(guò)設(shè)計(jì)時(shí)設(shè)定的相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)相關(guān)部件的關(guān)聯(lián)改變，可以有效的減少設(shè)計(jì)改變的時(shí)間及成本，并維護(hù)設(shè)計(jì)的完整性。產(chǎn)品設(shè)計(jì)包括零件設(shè)計(jì)和裝配設(shè)計(jì)，在設(shè)計(jì)產(chǎn)品時(shí)可以先設(shè)計(jì)產(chǎn)品的每一個(gè)零件然后在進(jìn)行裝配設(shè)計(jì)，這是一種自底向下的設(shè)計(jì)方法。二是自頂向下的設(shè)計(jì)方法，即從</p><p>　　當(dāng)設(shè)計(jì)人員在進(jìn)行齒輪的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)時(shí)，利用UG軟

42、件的表達(dá)式(Expression )工具并結(jié)合解析算法，可較好保證計(jì)算精度并減小編程工作量；利用矩陣變換方式可提高對(duì)稱(chēng)輪廓的設(shè)計(jì)精度；利用單齒陣列操作可減小計(jì)算量，生成較小的零件文件；建立的方程重復(fù)利用率高，只需改變其中部分參數(shù)即可生成新的曲線(xiàn)，提高了設(shè)計(jì)效率。該方法不僅可應(yīng)用于產(chǎn)品的有限元分析和虛擬裝配，而且還可用于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)。此外，應(yīng)用該方法可顯著提高計(jì)算機(jī)輔助加工精度。</p><p>　　2.3 UG

43、在參數(shù)化設(shè)計(jì)方面的優(yōu)點(diǎn)</p><p>　　UG系統(tǒng)最典型的特點(diǎn)是參數(shù)化，體現(xiàn)參數(shù)化除使用尺寸參數(shù)系統(tǒng)控制外，還在尺寸間建立數(shù)學(xué)關(guān)系式。使其保持始終相對(duì)的大小，位置或約束條件。在零件模式下，系統(tǒng)允許建立特征之間的關(guān)系式，使零件中不同特征產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，此時(shí)創(chuàng)建的參數(shù)關(guān)系式或?yàn)榱慵P(guān)系式。UG的參數(shù)化設(shè)計(jì)是通過(guò)改動(dòng)圖形的某一部分或某幾部分的尺寸，或修改己定義好的零件參數(shù)，自動(dòng)完成對(duì)圖形中相關(guān)部分的改動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形的驅(qū)

44、動(dòng)，其參數(shù)驅(qū)動(dòng)的方式便于用戶(hù)修改和設(shè)計(jì)。用戶(hù)在設(shè)計(jì)輪廓時(shí)無(wú)需準(zhǔn)確的定位和定形，只需勾畫(huà)出大致輪廓，然后通過(guò)修改標(biāo)注的尺寸值來(lái)達(dá)到最終的形狀，或者只需將鄰近的關(guān)鍵部分定義為某個(gè)參數(shù)，通過(guò)對(duì)參數(shù)的修改實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。UG的參數(shù)化設(shè)計(jì)極大的改善了圖形的修改手段，提高了設(shè)計(jì)的柔性，在概念設(shè)計(jì)、動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、實(shí)體造型、裝配，公差分析與綜合、機(jī)構(gòu)方針、優(yōu)化設(shè)計(jì)等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越大的作用，體現(xiàn)出很高的應(yīng)用價(jià)值。</p><p>

45、　　(1)支持設(shè)計(jì)過(guò)程的完整階段 </p><p>　　傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)基于幾何模型設(shè)計(jì)，所能處理的只能是圖形元素的幾何信息，而UG系統(tǒng)可以記錄幾何形體的精確坐標(biāo)信息，大量豐富的具有實(shí)際工程意義的集合拓?fù)浜统叽缂s束信息、功能要求信息，其應(yīng)用能支持設(shè)計(jì)過(guò)程的完整階段，適用于產(chǎn)品的詳細(xì)設(shè)計(jì)階段。(2)支持快速的設(shè)計(jì)修改和有效地利用以前的設(shè)計(jì)結(jié)果 傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)只記錄了產(chǎn)品的幾何坐標(biāo)信息。這樣一來(lái)，即使一個(gè)

46、很小的設(shè)計(jì)修改也往往會(huì)引起整個(gè)設(shè)計(jì)模型的刪除或重畫(huà)，導(dǎo)致放棄以前大量設(shè)計(jì)工作，這不僅效率低而且難以保證設(shè)計(jì)約束的前后一致性。而UG具有很好的關(guān)聯(lián)性，通過(guò)對(duì)關(guān)鍵部分定義為參數(shù)，通過(guò)對(duì)參數(shù)的修改實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。(3)很好地支持設(shè)計(jì)的一致性維護(hù)工作 UG系統(tǒng)可以記錄下設(shè)計(jì)對(duì)象內(nèi)部元素間相互關(guān)系，在修改設(shè)計(jì)時(shí)，某局部的改動(dòng)能自動(dòng)反映到相關(guān)部分的變動(dòng)，需要設(shè)計(jì)人員逐步進(jìn)行修改，這樣，往往可以保證設(shè)計(jì)要求在設(shè)計(jì)反復(fù)時(shí)可靠地得到保證。(

47、4)符合工程設(shè)計(jì)人員的習(xí)慣 傳統(tǒng)CAD系統(tǒng)面向具體的幾何形狀，使工程設(shè)計(jì)人員過(guò)多地局限于某些設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)，而在應(yīng)用UG時(shí)工程設(shè)計(jì)人員只需通過(guò)對(duì)原型的不斷定義和調(diào)整，逐步細(xì)化達(dá)到最佳的設(shè)計(jì)結(jié)果的。(5</p><p><b>　　2.4本章小結(jié)</b></p><p>　　UG軟件是當(dāng)今世界上較為先進(jìn)的一款三維制圖軟件，利用UG的表達(dá)式功能并結(jié)合解析算法分析進(jìn)行參

48、數(shù)化設(shè)計(jì)并建立三維模型快速方便，可以極大的減少設(shè)計(jì)人員的工作量，縮短工作周期，還可以對(duì)漸開(kāi)線(xiàn)齒輪機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，從而校核漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的設(shè)計(jì)、裝配以及傳動(dòng)是否合理，提高產(chǎn)品響應(yīng)市場(chǎng)的能力，其豐富的數(shù)據(jù)接口，可以為后續(xù)的有限元?jiǎng)恿W(xué)分析提供精確的三維模型，實(shí)現(xiàn)CAD系統(tǒng)和CAE系統(tǒng)的無(wú)縫鏈接，大大提高分析效率。</p><p>　　3 齒輪三維建模方法</p><p><b>　　3

49、.1前言</b></p><p>　　齒輪的三維建模，既可以用齒輪設(shè)計(jì)計(jì)算所得到的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行三維實(shí)體造型，也可以通過(guò)對(duì)話(huà)框直接輸入齒輪的有關(guān)參數(shù)，如模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、變位系數(shù)、齒頂高系數(shù)、齒側(cè)間隙、齒輪厚度、和齒輪的精度等等，進(jìn)行三維實(shí)體模型設(shè)計(jì)，齒輪輪齒建模有多種方法：</p><p>　?。?）根據(jù)齒輪的有關(guān)參數(shù)，在工作平面上生成齒輪的全部齒形，然后根據(jù)拉伸命令進(jìn)行整體

50、拉伸生成齒輪模型。如圖3-1：</p><p><b>　　圖3-1</b></p><p>　?。?）根據(jù)齒輪的有關(guān)參數(shù)，先生成單個(gè)齒形，在拉伸成三維實(shí)體造型，然后再繞中心點(diǎn)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拷貝最后聯(lián)合成一個(gè)整體。如圖3-2：</p><p><b>　　圖3-2</b></p><p>　?。?）按齒輪

51、的有關(guān)參數(shù)先生成齒輪的齒坯和齒槽輪廓，并將齒槽輪廓拉伸成三維實(shí)體，相當(dāng)于生成了一把加工齒輪的刀具，然后將齒槽輪廓實(shí)體繞齒輪中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)拷貝，再用齒坯減去齒槽實(shí)體從而生成齒形，這種生成齒輪的三維實(shí)體的方法與加工齒輪的方式相同。如圖3-3：</p><p><b>　　圖3-3</b></p><p>　　對(duì)于漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪，不管采用哪種齒輪建模方法，都需要生成漸開(kāi)線(xiàn)齒形

52、輪廓。但在實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中，生成的并不是真正的漸開(kāi)線(xiàn)齒廓，而是一條關(guān)鍵點(diǎn)在漸開(kāi)線(xiàn)上的樣條曲線(xiàn)，因?yàn)槎鄶?shù)CAD系統(tǒng)無(wú)法直接生成漸開(kāi)線(xiàn)。</p><p>　　生成齒輪的齒形輪廓的方法是，先根據(jù)齒輪參數(shù)和漸開(kāi)線(xiàn)方程式計(jì)算出漸開(kāi)線(xiàn)上的各點(diǎn)，再用樣條曲線(xiàn)擬合這些點(diǎn)，從而生成一條近似漸開(kāi)線(xiàn)的齒槽輪廓。由于各種齒輪建模方法都是用樣條曲線(xiàn)作為齒形輪廓，因此生成齒輪方式不同，則數(shù)據(jù)計(jì)算量的多少也不相同，生成齒輪的速度也不一樣，所生成

53、的齒輪文件大小也有差別。由于第一種方法是對(duì)全部齒形輪廓進(jìn)行整體拉伸，其運(yùn)算量最大，運(yùn)行的速度最慢，生成的零件文件最大；第二種方法和第三種方法增加了合并的步驟，其速度較第三種方法慢；因此，第三種方法生成齒輪的速度最快，零件文件最小。本文正是基于第三種方法的以直尺圓柱齒輪為列介紹UG的參數(shù)化建模方法。</p><p>　　3.2提取齒輪的約束條件</p><p>　　這里以直齒輪為例，分析約束

54、參數(shù)的提取過(guò)程，該方法可以擴(kuò)展到其它產(chǎn)品模型約束參數(shù)的提取中。根據(jù)用戶(hù)在設(shè)計(jì)直齒輪圖樣時(shí)的需求，結(jié)合齒輪設(shè)計(jì)的關(guān)鍵尺寸約定，這里得到直齒輪的主要參數(shù)有:齒數(shù)z，模數(shù)m，分度圓壓力角a，齒頂高度h,頂隙系數(shù)c。這些是齒輪繪制時(shí)的常用參數(shù)，約定了這些變量，一個(gè)直齒輪便定制好了且是唯一的。3.3建立漸開(kāi)線(xiàn)輪廓表達(dá)式</p><p>　　如圖3-4所示，當(dāng)一直線(xiàn)BK沿一圓周作純滾動(dòng)時(shí)，直線(xiàn)上任意點(diǎn)的軌跡AK，就是該圓的

55、漸開(kāi)線(xiàn)。這個(gè)圓稱(chēng)為漸開(kāi)線(xiàn)的基圓，它的半徑用rb表示，直線(xiàn)BK為漸開(kāi)線(xiàn)的發(fā)生線(xiàn)，角度Øk為漸開(kāi)線(xiàn)AK段的展角。</p><p><b>　　圖3-4</b></p><p>　　A為漸開(kāi)線(xiàn)在基圓上的起點(diǎn)，K為漸開(kāi)線(xiàn)上的任意點(diǎn)，它的向徑用rk表示，漸開(kāi)線(xiàn)AK段的展角用Øk表示。又當(dāng)此漸開(kāi)線(xiàn)作為齒輪的齒廓并且與其共軛齒廓在點(diǎn)K齒合時(shí)，側(cè)此齒廓在點(diǎn)K所受正

56、壓力的方向（即齒廓曲線(xiàn)在該點(diǎn)的法線(xiàn)）與齒輪繞O點(diǎn)回轉(zhuǎn)時(shí)點(diǎn)K的速度方向線(xiàn)（沿aK方向）之間所夾的銳角，稱(chēng)為漸開(kāi)線(xiàn)在點(diǎn)K的壓力角，以ak表示。</p><p>　　由圖3-4可見(jiàn)rk=rb/cosak,又因</p><p>　　tgak=BK/rb=rb(ak+Øk)/rb=ak+Øk</p><p>　　可以得到:Øk=tgak-

57、6;k。</p><p>　　由上式可知，展角ak是壓力角的函數(shù)，又因該函數(shù)是根據(jù)漸開(kāi)線(xiàn)的特性推導(dǎo)出來(lái)的，故稱(chēng)其為漸開(kāi)線(xiàn)函數(shù)，通常用invak來(lái)表示Øk,即Øk=tgak-ak綜上所述可得漸開(kāi)線(xiàn)的極坐標(biāo)參數(shù)方程式為：</p><p>　　rk=rb/cosak;</p><p>　　Øk=tgak-ak;</p><

58、p>　　當(dāng)用直角坐標(biāo)來(lái)表示漸開(kāi)線(xiàn)時(shí)，其方程式為：</p><p>　　x=rbsinurb-ucosu; </p><p>　　y=rbcosu+rbusinu</p><p>　　式中u為漸開(kāi)線(xiàn)在k點(diǎn)的滾動(dòng)角，u= Øk+ak </p><p>　　3.4漸開(kāi)線(xiàn)輪廓繪制</p><p>　　本文根據(jù)下

59、列參數(shù)繪制直齒圓柱齒輪：模數(shù)4；齒數(shù)24；壓力角為標(biāo)準(zhǔn)的20°；齒輪厚為35；孔徑45；鍵槽14*3</p><p>　　由上列數(shù)據(jù)計(jì)算齒輪參數(shù)：</p><p>　　分度圓直徑=4*24=96</p><p>　　齒頂圓直徑=4*（24+2）=104</p><p>　　齒根圓直徑=4*（24-2.5）=86</p>

60、<p>　　基圓直徑= 4*24*cos20=90.2 </p><p>　　分度圓齒槽角=360°/24/2=7.5</p><p>　　（1）創(chuàng)建圓柱齒坯: 在建模窗口單擊“ 成型特征”工具中的圓柱按鈕。</p><p>　　在對(duì)話(huà)框類(lèi)型中選中“直徑、軸、高度”，在直徑和高度對(duì)話(huà)

61、框中分別輸入104和35，點(diǎn)擊應(yīng)用。接著在直徑和高度對(duì)話(huà)框中分別輸入45和35，在布爾運(yùn)算對(duì)話(huà)框中選擇求差選項(xiàng)點(diǎn)擊確定。如圖3-5：</p><p><b>　　圖3-5</b></p><p>　　接著在特征工具條中選中鍵槽按鈕，在打開(kāi)的對(duì)話(huà)框中選擇矩形點(diǎn)擊確定，然后選擇zc-yc為鍵槽放置面，選擇Z軸為水平參考線(xiàn)，在打開(kāi)的如圖3-6對(duì)話(huà)框中輸入如圖所示的數(shù)值：&l

62、t;/p><p><b>　　圖3-6</b></p><p>　　點(diǎn)擊確定即可生成齒輪齒坯如圖3-7。</p><p><b>　　圖3-7</b></p><p>　?。?）創(chuàng)建漸開(kāi)線(xiàn)：在工具欄中選擇表達(dá)式打開(kāi)對(duì)話(huà)框，在名稱(chēng)和公式對(duì)話(huà)框中分別輸入如下表達(dá)式，</p><p>

63、　　t=0// UG定義的變量</p><p>　　m=2// 齒輪模數(shù)</p><p>　　z=24// 齒數(shù)</p><p>　　r=m*z*cos(20)/2// 基圓半徑</p><p>　　a=0// 起始角</p>

64、<p>　　b=60// 終止角</p><p>　　u=(1-t)*a+t*b// 角度值</p><p>　　xt=r*cos(u)+r*rad(u)*sin(u)// 直角坐標(biāo)橫坐標(biāo)</p><p>　　yt=r*sin(u)-r*rad(u)*cos(u)// 直角坐標(biāo)縱坐標(biāo)</p>&l

65、t;p>　　其中模數(shù)m，齒數(shù)z，壓力角a可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定完成后對(duì)話(huà)框如圖3-8點(diǎn)擊確定。</p><p><b>　　圖3-8</b></p><p>　　在曲線(xiàn)中選擇規(guī)律曲線(xiàn)按鈕，在彈出的對(duì)話(huà)框中選中根據(jù)方程按鈕，依次點(diǎn)擊確定，在規(guī)律控制中輸入規(guī)律值為0點(diǎn)擊確定即可生成漸開(kāi)線(xiàn)如圖3-9</p><p><b>　　圖3-9

66、</b></p><p>　?。?）創(chuàng)建齒槽輪廓線(xiàn)：在漸開(kāi)線(xiàn)所在的平面創(chuàng)建草圖，以齒輪圓心為圓心創(chuàng)建兩個(gè)圓直徑分別86和96，再以圓心為端點(diǎn)畫(huà)一條直線(xiàn)連接漸開(kāi)線(xiàn)和分度圓的交 點(diǎn), 并選擇“ 編輯|變換|繞點(diǎn)旋轉(zhuǎn)”將此直線(xiàn)以圓心為中心旋轉(zhuǎn)3.75度（360/4Z）。再選擇“ 編輯|變換|用直線(xiàn)做鏡像”命令鏡像另一側(cè)齒廓線(xiàn), 再次利用曲線(xiàn)修剪命令對(duì)齒頂圓及齒根圓裁減,點(diǎn)擊完成草圖，最終得到齒槽輪廓線(xiàn)如下圖

67、3-10所示。</p><p><b>　　圖3-10</b></p><p>　　3.5完成齒輪的造型</p><p>　?。?）創(chuàng)建圓柱齒槽：拉伸創(chuàng)建好的齒槽輪廓線(xiàn)，并將它與圓柱進(jìn)行相減的布爾運(yùn)算結(jié)果如下圖3-11所示。</p><p><b>　　圖3-11</b></p>&l

68、t;p>　?。?）再利用圓周陣列形成輪齒，“ 編輯|變換|環(huán)形陣列”命令, 在“ 數(shù)字”文本框中輸入“24”, 在“ 角度增量”文本框中輸入“ 360/24”, 完成陣列操作形成的齒輪如下圖3-12所示。至此已完成齒輪三維建模的全部過(guò)程。</p><p><b>　　圖3-12</b></p><p><b>　　3.6本章小結(jié)</b>&l

69、t;/p><p>　　齒輪是機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的零件之一。齒輪輪齒精確的三維造型是齒輪機(jī)械動(dòng)態(tài)仿真、NC加工、干涉檢驗(yàn)以及有限元分析的基礎(chǔ)。由于齒輪輪廓線(xiàn)不是標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn),有些制圖軟件用計(jì)算出輪廓線(xiàn)上的點(diǎn),再利用樣條曲線(xiàn)擬合生成近似輪廓的方式建模,這樣繪制的輪廓曲線(xiàn)不準(zhǔn)確。這里介紹應(yīng)用UGNX7.0軟件表達(dá)式功能通過(guò)齒輪漸開(kāi)線(xiàn)方程精確生成齒輪輪廓的方式對(duì)齒輪進(jìn)行參數(shù)化的設(shè)計(jì)和三維造型。確定齒輪模型主參數(shù)齒輪結(jié)構(gòu)一般由輪

70、齒、齒槽、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓等組成。而每種結(jié)構(gòu)形成均由一組對(duì)應(yīng)的參數(shù)決定。為了達(dá)到齒輪和各項(xiàng)技術(shù)要求,就要考慮齒輪每個(gè)參數(shù)的改變,這些參數(shù)與齒輪尺寸形狀位置之間以各種表達(dá)式關(guān)聯(lián),每個(gè)參數(shù)的改變都會(huì)引起齒輪的形狀發(fā)生改變。將這些參數(shù)提取,通過(guò)變量的定義和傳遞進(jìn)行齒輪實(shí)體造型設(shè)計(jì),當(dāng)賦予一組具體參數(shù)值時(shí),得到一個(gè)新齒輪,從而實(shí)現(xiàn)齒輪設(shè)計(jì)的參數(shù)化。</p><p><b>　　4 總結(jié)</b

71、></p><p><b>　　4.1全文總結(jié)</b></p><p>　　齒輪是機(jī)械傳動(dòng)中的主要部件，也是機(jī)械制造業(yè)中常見(jiàn)的零件，它廣泛的應(yīng)用于機(jī)械傳動(dòng)及整個(gè)機(jī)械領(lǐng)域中。涉及核工業(yè)、鐵道、國(guó)防軍工、電子、土木工程、造船、生物化工、航空航天、機(jī)械制造、能源、汽車(chē)交通等多個(gè)行業(yè)。“齒輪一小步，中國(guó)一大步”。我國(guó)重大裝備的動(dòng)力裝置制造技術(shù)一直受制于人的根本原因之一就

72、在于齒輪制造工藝落后。大規(guī)格、高精度錐齒輪主要應(yīng)用于大型船舶、機(jī)車(chē)、礦山冶金、能源開(kāi)采和國(guó)防軍工裝備，是先進(jìn)動(dòng)力裝置核心部件，而參數(shù)化設(shè)計(jì)可以大大提高模型的生成和修改的速度，在產(chǎn)品的系列設(shè)計(jì)、相似設(shè)計(jì)都具有較大的應(yīng)用價(jià)值。因此研究齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)和強(qiáng)度分析非常的有意義。一方面可以提升齒輪品種數(shù)量以滿(mǎn)足各個(gè)行業(yè)對(duì)齒輪的不同需求；另一方面可以節(jié)約開(kāi)發(fā)周期和開(kāi)發(fā)成本，通過(guò)相關(guān)計(jì)算機(jī)軟件對(duì)所設(shè)計(jì)的齒輪在各種情況下的模擬分析，使齒輪的設(shè)計(jì)和制造更

73、合理、更經(jīng)濟(jì)。</p><p>　　目前，在齒輪設(shè)計(jì)方面主要困難在于漸開(kāi)線(xiàn)的生成，由于漸開(kāi)線(xiàn)齒輪齒型比較復(fù)雜，而大多數(shù)三維建模系統(tǒng)都不能直接生成齒輪造型，因此，對(duì)普通設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，要對(duì)齒輪進(jìn)行三維造型并不是一件容易的事情。本文正是基于UG7.0介紹了齒輪的參數(shù)化建模過(guò)程。在UG集成環(huán)境中繪制齒輪機(jī)構(gòu)，重點(diǎn)是齒廓曲線(xiàn)的繪制，因?yàn)辇X輪輪廓曲線(xiàn)不是標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)，所以其繪制過(guò)程有一定的特殊性，UG提供了完美的曲線(xiàn)造型功能，能

74、夠精確的實(shí)現(xiàn)齒廓曲線(xiàn)的繪制，實(shí)現(xiàn)齒輪的三維精確建模。</p><p><b>　　4.2研究展望</b></p><p>　　國(guó)際上，動(dòng)力傳動(dòng)齒輪裝置正沿著小型化、高速化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，特殊齒輪的應(yīng)用，行星齒輪裝置的發(fā)展、低振動(dòng)、低噪聲齒輪裝置的研制是齒輪設(shè)計(jì)方面的一些特點(diǎn)，為達(dá)到齒輪裝置小型化的目的，可以提高現(xiàn)有漸開(kāi)線(xiàn)齒輪的承載推力。各國(guó)普遍采用齒硬面技術(shù)，提高硬

75、度以縮小裝置尺寸；也可以運(yùn)用以圓弧齒輪為代表的特殊齒形。例如英法聯(lián)合研制的艦載直升機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)采用圓弧齒輪后，使減速器高度大為降低。隨著船舶動(dòng)力中速柴油機(jī)代替的趨勢(shì)，在大功率行星齒輪裝置確有成效，現(xiàn)在冶金、礦山、水泥一扎機(jī)等大型傳動(dòng)裝置中，行星齒輪以其體積下、同軸性好、效率高的優(yōu)點(diǎn)而應(yīng)用越來(lái)越多。</p><p>　　由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了各項(xiàng)技術(shù)的發(fā)展．同樣，在齒輪的設(shè)計(jì)、計(jì)算方面進(jìn)展也很快，人們利用計(jì)算

76、機(jī)能對(duì)各種可能的設(shè)計(jì)方實(shí)進(jìn)行計(jì)算、分析和比較，并通過(guò)優(yōu)選，取得較為理想的結(jié)果．例如在分析齒面接觸區(qū)，求嚙合線(xiàn)與相對(duì)速度夾角中，對(duì)彈流潤(rùn)滑計(jì)算以及幾何參數(shù)計(jì)算等方面編制了程序。還有，在齒輪修形計(jì)算與齒輪承載能力計(jì)算方面都編有程序．我國(guó)已編制了GB3480-83漸開(kāi)線(xiàn)圓柱齒輪承載能力計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的程序軟件,供生產(chǎn)應(yīng)用．在齒輪加工方面，可以利用計(jì)算機(jī)控制整個(gè)切齒過(guò)程．使制造質(zhì)量穩(wěn)定可靠．目前，國(guó)內(nèi)在研究應(yīng)用微機(jī)對(duì)弧齒錐齒輪的切齒調(diào)整卡進(jìn)行計(jì)算，可

77、對(duì)加工偏差及時(shí)調(diào)整．使齒面接觸達(dá)到比較理想的位置，并大大提高了工效。此外，根據(jù)數(shù)控原理，應(yīng)用微機(jī)對(duì)環(huán)面蝸桿螺旋齒面進(jìn)行拋物線(xiàn)修形，已經(jīng)應(yīng)用于生產(chǎn)。雖然這方面的工作在國(guó)內(nèi)還處于起步階段，但它對(duì)提高齒輪制造質(zhì)量和技術(shù)水平具有重要意義。</p><p><b>　　致謝</b></p><p>　　光陰荏苒，歲月如梭，在不知不覺(jué)間大學(xué)生活已接近尾聲。在此我想感謝我的母校、親

78、人，我的老師、同學(xué)和朋友們，感謝你們四年來(lái)為我默默付出。感謝你們四年來(lái)給我的關(guān)心、鼓勵(lì)和幫助，感謝我的室友們，從遙遠(yuǎn)的家鄉(xiāng)來(lái)到這個(gè)陌生的城市里，是你們和我共同維系著彼此之間兄弟般的感情，維系著寢室那份家的融洽。在大學(xué)這段歲月里，得于所有人的幫助我才能順利地完成學(xué)業(yè)，其中的點(diǎn)點(diǎn)滴滴所凝聚成的師生、同學(xué)間的情誼兄弟般的感情更將是我一生中最為寶貴的精神財(cái)富。</p><p>　　在論文即將完成之際，我的心情無(wú)法平靜，從

79、開(kāi)始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有很多可敬的老師、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的幫助，在這里請(qǐng)接受我誠(chéng)摯的謝意！</p><p>　　感謝我的導(dǎo)師xx教授，這片論文的每個(gè)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開(kāi)他的細(xì)心指導(dǎo)。他嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)將一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；他循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪！</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p>

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