基于Pro-E蝸桿傳動(dòng)優(yōu)化模型CAD系統(tǒng)的研究.pdf

1、蝸桿傳動(dòng)由于變速比大而且結(jié)構(gòu)緊湊,有利于減小設(shè)備體積,并且傳動(dòng)平穩(wěn)、無噪音,故在各種機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用較為普遍。但也存在一些缺點(diǎn),由于蝸桿與蝸輪之間傳動(dòng)是靠滑動(dòng)摩擦,因而機(jī)械效率低下,使得蝸桿傳動(dòng)的使用范圍受到限制。隨著工業(yè)化水平的突飛猛進(jìn),以傳遞運(yùn)動(dòng)為主的蝸桿傳動(dòng)越來越多地應(yīng)用于各種機(jī)電產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程。
　　 然而蝸桿傳動(dòng)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)過程的特點(diǎn)是它的每一個(gè)環(huán)節(jié)都是依靠設(shè)計(jì)者用手工的方式來完成的。從本質(zhì)上來說大都是憑借設(shè)計(jì)者直接的或間接

2、的經(jīng)驗(yàn)知識(shí),通過類比分析法或經(jīng)驗(yàn)公式來確定設(shè)計(jì)方案。對(duì)于特別重要的設(shè)計(jì)或計(jì)算工作量不太大的設(shè)計(jì),有時(shí)也可以對(duì)擬定的幾個(gè)方案進(jìn)行計(jì)算對(duì)比與選擇,方案選定后按機(jī)械零件的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)零件,最后繪出零件圖和裝配圖,編寫技術(shù)文件,完成整機(jī)設(shè)計(jì)。應(yīng)用傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法,具有極大的局限性。這主要表現(xiàn)在:第一,方案的擬定在很大程度上取決于設(shè)計(jì)者的個(gè)人經(jīng)驗(yàn),即使同時(shí)擬定了少數(shù)幾個(gè)方案,也難以獲得最優(yōu)方案。第二,在分析計(jì)算工作中,由于受人工計(jì)算條件的限制,

3、只能采用靜態(tài)的或近似方法而難以按動(dòng)態(tài)的或精確的方法計(jì)算。計(jì)算結(jié)果未能完全反映零部件的真正工作狀態(tài),影響了設(shè)計(jì)質(zhì)量。第三,設(shè)計(jì)工作周期長,效率低。
　　 目前國內(nèi)針對(duì)蝸桿傳動(dòng)CAD(Computer Aided Design)系統(tǒng)的研究大多是集中在二維方面,因此本文采用了三維CAD軟件Pro/Engineer環(huán)境下進(jìn)行蝸桿傳動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過對(duì)蝸桿傳動(dòng)相關(guān)理論的詳細(xì)論述,主要包括蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)、幾何尺寸、滑動(dòng)速度與效率以及蝸桿

4、傳動(dòng)強(qiáng)度與熱平衡的計(jì)算等理論知識(shí),利用Pro/Engineer的參數(shù)化技術(shù)建立了蝸桿蝸輪的實(shí)體模型。同時(shí)將優(yōu)化設(shè)計(jì)方法應(yīng)用于蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì),以蝸桿傳動(dòng)中心距最小為目標(biāo)函數(shù),建立了蝸桿傳動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型。在求解的過程中采用Matlab軟件中求解約束極小值優(yōu)化工具箱函數(shù)fmincon進(jìn)行數(shù)值的運(yùn)算。本文還對(duì)Pro/Engineer二次開發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入研究,利用它的二次開發(fā)軟件包Pro/Toolkit,結(jié)合VC++面向?qū)ο笳Z言實(shí)現(xiàn)了D