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时间:2018-12-20
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1、基于Proe的齿轮建模研究(齿轮建模)Pro/E软件简介:1.1.1软件概述Pro/ENGINEER软件是美国PTC公司开发的CAD/CAM/CAE系统解决方案。在目前的三维造型软件领域中占有十分重要的地位,其强大的三维处理功能、先进的设计理念和简单实用的操作受到许多设计者推崇,并作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广,是现今最成功的CAD/CAM软件之一。Pro/E第一个提出了参数化设计的概念,并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。另外,它采用模块化方式,用户可以根据自身
2、的需要进行选择,而不必安装所有的模块。Pro/E的基于特征方式能够将设计至生产全过程集成到一起,实现并行工程设计。它不但可以应用于工作站,而且也可以应用在单机上。Pro/E采用了模块方式,可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等,保证用户可以按照自己的需要进行选择使用[3]。参数化设计和特征功能Pro/ENGINEER是采用参数化设计的、基于特征的石头模型化系统,工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型,如腔、壳、倒角及圆角,你可以随意勾画草图,轻易改变模型。这一功能特性给工程
3、设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。单一数据库Pro/ENGINEER是建立在统一基层上的数据库上的,它不像一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。所谓单一数据库,就是工程中的资料全部来自一个库,使得每个独立用户在为一件产品造型而工作,而不管他是哪个部门的。换言之,在整个设计过程的任何一处发生改动,亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。例如,一旦工程详图有改变,NC(数控)工具路径也会自动更新;组装工程图如有任何改动,也完全同样反应在整个三维模型上。这种独特的数据结构与工程设计的完整结合,使得一
4、件产品的设计结合起来。这一优点使得设计更优化,成品质量更高,产品能更好地推向市场,价格也更便宜。1.1.2Pro/ENGINEER软件包简介Pro/ENGINEER是软件包,并非模块,它是该系统的基本部分,其中功能包括参数化功能定义、实体零件及组装造型、三维上色实体或线框造型棚完整工程图产生及不同视图(三维造型还可以移动、放大或缩小和旋转)。Pro/ENGINEER是一个功能定义系统,即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现的,其中包括:筋(Ribs)、槽(Slots)、倒角(Chamfers)和抽空(Shell
5、s)等,采用这些手段来建立形体,对于工程师来说是更自然、更直观的,无需采用复杂的几何设计方式。这系统的参数化功能是采用符号式的赋予形体尺寸,不像其他系统是直接指定一些固定数值于形体,这样工程师可任意建立形体上的尺寸和功能之间的关系,任何一个参数改变,其他相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可令设计优化更趋完美。造型不单可以在屏幕上显示,还可以传送到绘图机上或一些支持Postscript格式的彩色打印机。Pro/ENGINEER还可输出三维和二维图形给予其他应用软件,诸如有限元分析及后置处理等,这都是
6、通过标准数据交换格式来实现的。用户更可以配上Pro/ENGINEER软件的其他模块或自行利用C语言编程,以增加软件的功能。它在单用户环境下(没有任何附加模块)具有大部分的设计能力,组装能力(人工)和工程制图能力(不包括ANSI,ISO,DIN或JIS标准),并且支持符合工业标准的绘图仪(HP,HPGL)和黑白机彩色打印机的二维和三维图形输出。Pro/ENGINEER软件包的主要功能如下[4]:1、特征驱动(例如:凸台、槽、倒角、腔、壳)。2、参数化(参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等)。3、通过零件的特征
7、值之间、载荷/边界条件与特征参数之间(如表面积等)的关系来进行设计。4、支持大型、复杂组合件的设计(规则排列的系列组件、交替排列、Pro/PROGRAM的各种能用零件设计的程序化方法等)。5、贯穿所有应用的完全相关性(任何一个地方的变动都将引起与之有关的每个地方改动),其它辅助模块将进一步提高扩展Pro/ENGINEER的基本功能。1.2齿轮建模的研究现状在现代工业中,齿轮传动是应用最为广泛的一种传动方式。为了保证齿轮传动的精确性,在齿轮传动设计中,对齿轮的精确建模显得尤为重要,如何提高和保证齿轮传动的精确性是目
8、前齿轮建模研究领域的重点研究方向。目前,齿轮建模方法有很多,如描点法,参数法,利用插件法等各种方法。(1)描点法描点法是构建齿轮参数化模型通用的方法,其建模过程一般为:首先建立齿廓曲线的数学模型,求取曲线上点的坐标,然后根据坐标值描绘出齿廓曲线草图,最后通过各种三维建模软件的三维建模功能建立齿轮的三维模型。它可以推广至各种不同齿廓曲线齿轮的建模,只要建立相应的齿廓曲线的数
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