开题报告(齿轮参数化设计及弯曲强度有限元分析)

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1、本科毕业设计（论文）开题报告学生姓名专业（班级）课题名称齿轮参数化设计及弯曲强度有限元分析一、本课题的作用、意义，在国内外的研究现状和发展趋势，尚待研究的问题1.齿轮参数化设计及弯曲强度有限元分析的作用、意义参数化设计对于形状大致相似的一系列零部件，只需修改相关参数，便可生成新的零部件，从而大大提高设计效率。在Pro/E中，通过参数化建模的方法，生成齿轮的完整渐开线齿廓，采用特征操作方法生成了渐开线齿轮的三维实体模型。然后建立Pro/E与ANSYS10.0的接口，将模型导入。在ANSYS软件中基于APDL语言实现了渐开线斜齿轮“网格剖分、载荷施加、求解计算”的

2、全过程参数化，实现了CAD与CAE的一体化，极大地提高了工程设计效率。齿轮的参数化三维建模必将提高工程设计的效率。很多研究人员是在有关的CAD软件上得到斜齿轮的三维模型，然后再导入到有关的CAE软件上进行有限元分析。这样做一方面无法实现CAD/CAE的有效集成，另外很重要的一方面就是三维参数化模型导入到CAE软件中后，不再具备“参数化”特征，从而在CA五软件中无法对几何模型进行参数化控制，无法实现网格的参数化精确化剖分，无法实现复杂载荷和边界条件的精确施加与求解，无法实现参数化后处理，无法实现与ANSYS数据库的适时交互，无法实现参数化有限元分析的全过程。齿轮

3、轮齿弯曲强度有限元分析，相对于传统计算方法，过程简洁，结果更接近理论和实际。传统方法设计齿轮时需要查阅手册及大量的图表，并且整个过程有时需要大量的试算和反复，十分繁琐。而采用参数化的有限元法则比较简洁，只需将有关参数代入编写好的程序上就可以很快得到结果，计算精度同时也会在一定的范围内得到保证。2.齿轮参数化设计及弯曲强度有限元分析在国内外的研究现状和发展趋势⑴.齿轮参数化设计参数化设计(Parametricdesign)是一种设计方法，主要是通过改动图形某一部分或某几部分的尺寸，自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现尺寸对图形的驱动。参数化设计技术以其强有力

4、的草图设计、尺寸驱动修改图形功能，成为初始设计、产品建模与修改、系列设计、多方案比较和动态设计的有效手段，是提高三维模型设计效率的最好方法之一。根据参数化设计方法在不同时期的主要特点，可以将参数化的研究分为以下几个阶段:①60一70年代中的萌芽期这一阶段以Sutherland为代表，他在sketehpad(1963)系统中提出利用约束作为辅助手段进行零件的生成，但没有使用约束定义和修改几何模型，模型的修改只是一个单向过程，一旦模型生成后约束不能反过来限制模型。②70年代后一80年代初的开创时期提出了一些参数化设计的基本思想和理论，并逐渐形成了不同的参数化方法。

5、以Hillyard提出变量几何和几何约束思想，并由Gossard及其研究小组进一步发展和完善了这一方法为标志。③80年代中期一90年代初的发展时期这一时期的一个重要特征是将AI技术引入参数化设计中，人们分别将几何推理、神经网络等人工智能方法应用到设计中去，同时，将参数化技术应用到实体造型，形成了特征造型技术，以Aldefeld、Suzuki、Verrotlst提出的基于专家系统的方法为主要代表。④90年代中期至今基于知识的参数化理论逐渐完善，参数化方法在实践中得到广泛应用。这一阶段以利用图表示的基于知识的几何推理法和GaoXiao一Shan提出的约束传播法为主

6、要代表国内近年来对参数化的研究也显示出较高的热情，相继开发出一些具有较高技术水平的商品化软件，在几何约束的表示和求解方面，提出了各种新方法和思路。浙江大学董金祥教授，葛建新博士提出变参绘图系统中一种约束求解新方法，采用该方法，不但可以通过分解和排序来提高求解速度，而且可以通过快速指出约束不足和约束过载来提高灵活性和可靠性。清华大学张国伟等提出了一种基于自由度分析的约束传播算法，求解二维参数化设计中所建立的几何约束模型。用约束图表示几何元素及它们之间的约束关系，用规则图来表示求解推理的过程，采用了基于规则的推理与数值计算相结合，基于自由度分析的约束求解策略。浙江

7、大学谭建荣教授等针对现有在线参数化方法的不足，提出了模型建立和求解相分离的离线式参数化方法，基本思路是根据工程制图规则和尺寸与图形的本质联系，自动建立尺寸与图形的约束关系，并探讨了工程图约束信息自组织原理和方法。在CAD领域中，参数化技术是指采用预定义参数的方法建立图形的约束集，并指定一组尺寸作为参数使其与几何约束集相关联，将所有的关联公式融入到应用程序中，然后以人机交互的方式修改参数，通过参数化尺寸驱动实现对设计结果的修改。在参数化设计过程中，参数与设计对象的控制尺寸有着明显的对应关系，并具有全局相关性。参数化设计不同于传统的设计，它存储了设计的整个过程，能

8、设计出一族而非单一的、在形状和功能上具