基于proe的齒輪泵虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真畢業(yè)論文

1、<p>　　2010 屆畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文</p><p>　　題 目 基于Pro/ENGINEER的齒輪泵虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真 </p><p>　　完成日期： 年 月 日</p><p><b>　　目 錄</b></p>

2、;<p><b>　　摘 要</b></p><p><b>　　Abstract</b></p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>　　1.1 課題背景</b></p><p>　　1.2 齒輪泵

3、概述</p><p>　　1.3 基于Pro/Engineer的虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真</p><p>　　1.3.1 Pro/Engineer概述</p><p>　　1.3.2 基于Pro/Engineer的虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真</p><p>　　1.4 本文研究的內(nèi)容</p><p>　　1.4.1 本課題

4、要求</p><p>　　1.4.2 本文的主要工作</p><p><b>　　第二章 齒輪泵建模</b></p><p>　　2.1 齒輪泵骨架設(shè)計(jì)</p><p>　　2.2 齒輪泵主體設(shè)計(jì)</p><p>　　2.3 齒輪泵主體的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.4

5、 齒輪泵右蓋設(shè)計(jì)</p><p>　　2.5 齒輪軸的設(shè)計(jì)</p><p>　　2.6 其它零件的設(shè)計(jì)</p><p>　　第三章 齒輪泵虛擬裝配與干涉檢測(cè)</p><p><b>　　3.1 虛擬裝配</b></p><p>　　3.1.1 元件放置控制板</p><p>

6、;　　3.1.2 裝配約束類型</p><p>　　3.1.3 裝配連接類型</p><p>　　3.1.4 零件裝配與連接</p><p><b>　　3.2 干涉檢測(cè)</b></p><p><b>　　3.3 生成爆炸圖</b></p><p>　　第四章 機(jī)構(gòu)仿真及工

7、作原理動(dòng)畫</p><p><b>　　4.1 定義齒輪副</b></p><p>　　4.2 添加伺服電動(dòng)機(jī)</p><p><b>　　4.3 運(yùn)動(dòng)分析</b></p><p>　　4.4 結(jié)果回放及捕捉</p><p><b>　　4.5 結(jié)果分析</b

8、></p><p><b>　　第五章 總結(jié)</b></p><p><b>　　致謝</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹了利用

9、Pro/E軟件，來完成齒輪油泵三維建模設(shè)計(jì)。齒輪油泵設(shè)計(jì)主要從零件建模、裝配設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真、工作原理動(dòng)畫幾個(gè)方面展開。利用Po／Engineer進(jìn)行了齒輪泵的虛松裝配和動(dòng)態(tài)仿真，并進(jìn)行復(fù)雜運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，利用這種方法能及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)缺陷，降低產(chǎn)品開發(fā)成本，縮短設(shè)計(jì)周期，可以大大提高產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開發(fā)效率。</p><p>　　關(guān)鍵詞：齒輪泵；虛擬裝配；運(yùn)動(dòng)仿真</p><p><b>

10、　　Abstract</b></p><p>　　This article describes how to use Pro/E to complete the design of three-dimensional modeling of gear pumps．The design of gear pumps， mainly began from parts modeling, assembly d

11、esign，simulation of body movement， the work of several aspects of the principle of animation．Established virtual assembly mode1 of gear pumps and achieved motion simulation and analysis based on Pro/Engineer．in this way，

12、the designer can find the disfigurement earlier，the cost of product development is reduced，and the effi</p><p>　　Key words：gear pump；virtual assembly；motion simulation</p><p><b>　　第一章 緒論&l

13、t;/b></p><p><b>　　1.1課題背景</b></p><p>　　本設(shè)計(jì)主要圍繞齒輪泵設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)例展開。液壓泵作為一種重要的液壓元件，其規(guī)格和型號(hào)比較繁多，傳統(tǒng)的開發(fā)過程繁瑣、 效率低下、 繪圖量大，Pro/E作為一款高效快捷的CAD/CAM軟件，克服了以上的不足之處，大大提高設(shè)計(jì)人員的開發(fā)速度，齒輪泵因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、質(zhì)量輕和體積小等特點(diǎn)

14、已獲得廣泛應(yīng)用。它是依靠密封空間在齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)容積的變化，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與工作油液輸出壓力能的轉(zhuǎn)化，主要由端蓋、泵體、傳動(dòng)齒輪軸、螺釘和墊片等零部件組成。隨著CAX(CAD／CAM／CAE)技術(shù)的發(fā)展，3D技術(shù)在齒輪采設(shè)計(jì)過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。本文將著重就Pro/E的實(shí)體建模、虛擬裝配、機(jī)構(gòu)仿真等功能進(jìn)行齒輪油泵的設(shè)計(jì)。齒輪油泵包含多個(gè)零部件，其設(shè)計(jì)巧妙運(yùn)用Pro/E基于單一數(shù)據(jù)庫(kù)這一特點(diǎn)并綜合運(yùn)用多種建模方法和設(shè)計(jì)方法。</p

15、><p>　　虛擬裝配技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)工具，而不需產(chǎn)品或者支持過程的物理實(shí)現(xiàn)，通過分析、預(yù)建模、可視化等進(jìn)行或者輔助進(jìn)行裝配，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的形狀特征和精度特性，真實(shí)地模擬產(chǎn)品三維裝配過程。Pro／E軟件中的機(jī)構(gòu)模塊Mechanism，能夠?qū)υO(shè)計(jì)進(jìn)行模擬、仿真、校驗(yàn)，如運(yùn)動(dòng)仿真顯示、運(yùn)動(dòng)干涉檢驗(yàn)、運(yùn)動(dòng)軌跡、位移、速度和加速度計(jì)算等。本文利用Pro／E進(jìn)行了齒輪泵機(jī)構(gòu)的虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真，分析了裝配中的干涉情況以及機(jī)構(gòu)運(yùn)

16、動(dòng)過程中的位移、速度和加速度情況，為齒輪泵的開發(fā)設(shè)計(jì)提供參考。</p><p>　　Pro/E系統(tǒng)是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation，簡(jiǎn)稱PTC)的產(chǎn)品。本軟件采用單一數(shù)據(jù)庫(kù)、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念，改變了機(jī)械CAD／CAE／CAM 的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械CAD／CAE／CAM 領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>

17、;<b>　　1.2 齒輪泵概述</b></p><p>　　齒輪泵是依靠泵缸與嚙合齒輪間所形成的工作容積變化和移動(dòng)來輸送液體或使之增壓的回轉(zhuǎn)泵。由兩個(gè)齒輪、泵體與前后蓋組成兩個(gè)封閉空間，當(dāng)齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，齒輪脫開側(cè)的空間的體積從小變大，形成真空，將液體吸入，齒輪嚙合側(cè)的空間的體積從大變小，而將液體擠入管路中去。吸入腔與排出腔是靠?jī)蓚€(gè)齒輪的嚙合線來隔開的。齒輪泵的排出口的壓力完全取決于泵出處阻力

18、的大小，如圖1.1。</p><p><b>　　圖1.1</b></p><p>　　外嚙合雙齒輪泵的結(jié)構(gòu)。一對(duì)相互嚙合的齒輪和泵缸把吸入腔和排出腔隔開。齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，吸入腔側(cè)輪齒相互脫開處的齒間容積逐漸增大，壓力降低，液體在壓差作用下進(jìn)入齒間。隨著齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，一個(gè)個(gè)齒間的液體被帶至排出腔。這時(shí)排出腔側(cè)輪齒嚙合處的齒間容積逐漸縮小，而將液體排出。齒輪泵適用于輸送不含固

19、體顆粒、無腐蝕性、粘度范圍較大的潤(rùn)滑性液體。泵的流量可至300米3/時(shí)，壓力可達(dá)3×107帕。它通常用作液壓泵和輸送各類油品。齒輪泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊,制造容易,維護(hù)方便，有自吸能力，但流量、壓力脈動(dòng)較大且噪聲大。齒輪泵必須配帶安全閥，以防止由于某種原因如排出管堵塞使泵的出口壓力超過容許值而損壞泵或原動(dòng)機(jī)。 </p><p>　　1.2.1齒輪泵工作原理</p><p>　　齒輪泵的概

20、念是很簡(jiǎn)單的，即它的最基本形式就是兩個(gè)尺寸相同的齒輪在一個(gè)緊密配合的殼體內(nèi)相互嚙合旋轉(zhuǎn)，這個(gè)殼體的內(nèi)部類似“8”字形，兩個(gè)齒輪裝在里面，齒輪的外徑及兩側(cè)與殼體緊密配合。來自于擠出機(jī)的物料在吸入口進(jìn)入兩個(gè)齒輪中間，并充滿這一空間，隨著齒的旋轉(zhuǎn)沿殼體運(yùn)動(dòng)，最后在兩齒嚙合時(shí)排出。 </p><p>　　在術(shù)語上講，齒輪泵也叫正排量裝置，即像一個(gè)缸筒內(nèi)的活塞，當(dāng)一個(gè)齒進(jìn)入另一個(gè)齒的流體空間時(shí)，液體就被機(jī)械性地?cái)D排出來。因

21、為液體是不可壓縮的，所以液體和齒就不能在同一時(shí)間占據(jù)同一空間，這樣，液體就被排除了。由于齒的不斷嚙合，這一現(xiàn)象就連續(xù)在發(fā)生，因而也就在泵的出口提供了一個(gè)連續(xù)排除量，泵每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，排出的量是一樣的。隨著驅(qū)動(dòng)軸的不間斷地旋轉(zhuǎn)，泵也就不間斷地排出流體。泵的流量直接與泵的轉(zhuǎn)速有關(guān)。 </p><p>　　實(shí)際上，在泵內(nèi)有很少量的流體損失，這使泵的運(yùn)行效率不能達(dá)到100％，因?yàn)檫@些流體被用來潤(rùn)滑軸承及齒輪兩側(cè)，而泵體也絕不可

22、能無間隙配合，故不能使流體100％地從出口排出，所以少量的流體損失是必然的。然而泵還是可以良好地運(yùn)行，對(duì)大多數(shù)擠出物料來說，仍可以達(dá)到93％～98％的效率。 </p><p>　　對(duì)于粘度或密度在工藝中有變化的流體，這種泵不會(huì)受到太多影響。如果有一個(gè)阻尼器，比如在排出口側(cè)放一個(gè)濾網(wǎng)或一個(gè)限制器，泵則會(huì)推動(dòng)流體通過它們。如果這個(gè)阻尼器在工作中變化，亦即如果濾網(wǎng)變臟、堵塞了，或限制器的背壓升高了，則泵仍將保持恒定的流

23、量，直至達(dá)到裝置中最弱的部件的機(jī)械極限(通常裝有一個(gè)扭矩限制器)。 </p><p>　　對(duì)于一臺(tái)泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)際上是有限制的，這主要取決于工藝流體，如果傳送的是油類，泵則能以很高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)流體是一種高粘度的聚合物熔體時(shí)，這種限制就會(huì)大幅度降低。 </p><p>　　推動(dòng)高粘流體進(jìn)入吸入口一側(cè)的兩齒空間是非常重要的，如果這一空間沒有填充滿，則泵就不能排出準(zhǔn)確的流量，所以PV值(壓力&

24、#215;流速)也是另外一個(gè)限制因素，而且是一個(gè)工藝變量。由于這些限制，齒輪泵制造商將提供一系列產(chǎn)品，即不同的規(guī)格及排量(每轉(zhuǎn)一周所排出的量)。這些泵將與具體的應(yīng)用工藝相配合，以使系統(tǒng)能力及價(jià)格達(dá)到最優(yōu)。 </p><p>　　PEP－II泵的齒輪與軸共為一體，采用通體淬硬工藝，可獲得更長(zhǎng)的工作壽命?！癉”型軸承結(jié)合了強(qiáng)制潤(rùn)滑機(jī)理，使聚合物經(jīng)軸承表面，并返回到泵的進(jìn)口側(cè)，以確保旋轉(zhuǎn)軸的有效潤(rùn)滑。這一特性減少了聚合

25、物滯留并降解的可能性。精密加工的泵體可使“D”型軸承與齒輪軸精確配合，確保齒輪軸不偏心，以防齒輪磨損。Parkool密封結(jié)構(gòu)與聚四氟唇型密封共同構(gòu)成水冷密封。這種密封實(shí)際上并不接觸軸的表面，它的密封原理是將聚合物冷卻到半熔融狀態(tài)而形成自密封。也可以采用Rheoseal密封，它在軸封內(nèi)表上加工有反向螺旋槽，可使聚合物被反壓回到進(jìn)口。為便于安裝，制造商設(shè)計(jì)了一個(gè)環(huán)形螺栓安裝面，以使與其它設(shè)備的法蘭安裝相配合，這使得筒形法蘭的制造更容易。 &

26、lt;/p><p>　　PEP－II齒輪泵帶有與泵的規(guī)格相匹配的加熱元件，可供用戶選配，這可保證快速加溫和熱量控制。與泵體內(nèi)加熱方式不同，這些元件的損壞只限于一個(gè)板子上，與整個(gè)泵無關(guān)。 </p><p>　　齒輪泵由一個(gè)獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可有效地阻斷上游的壓力脈動(dòng)及流量波動(dòng)。在齒輪泵出口處的壓力脈動(dòng)可以控制在1％以內(nèi)。在擠出生產(chǎn)線上采用一臺(tái)齒輪泵，可以提高流量輸出速度，減少物料在擠出機(jī)內(nèi)的剪切及

27、駐留時(shí)間，降低擠塑溫度及壓力脈動(dòng)以提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量。</p><p>　　1.3基于Pro/Engineer的虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真</p><p>　　1.3．1 Pro/Engineer概述</p><p>　　Pro/ENGINEER軟件包的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境在支持并行工作，它通過一系列完全相關(guān)的模塊表述產(chǎn)品的外形、裝配及其他功能。PRO/E能夠讓多個(gè)部門同時(shí)致力于

28、單一的產(chǎn)品模型。包括對(duì)大型項(xiàng)目的裝配體管理、功能仿真、制造、數(shù)據(jù)管理等。其中PRO/E V2000I更增加了行為建模技術(shù)使其成為把夢(mèng)想變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)的杰出工具。</p><p>　　1985年，PTC公司成立于美國(guó)波士頓，開始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年，V1.0的Pro/ENGINEER誕生了。經(jīng)過10余年的發(fā)展，Pro/Engineer已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。目前已經(jīng)發(fā)布了Pro/Engineer2000

29、i2。PTC的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的多項(xiàng)功能，還包括對(duì)大型裝配體的管理、功能仿真、制造、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等等。Pro/ENGINEER還提供了目前所能達(dá)到的最全面、集成最緊密的產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境。</p><p>　　Pro/E共有六大主模塊：</p><p>　　1.工業(yè)設(shè)計(jì)(CAID)模塊</p><p>　　工業(yè)設(shè)計(jì)模塊主要用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行幾何設(shè)計(jì)，以

30、前，在零件未制造出時(shí)，是無法觀看零件形狀的，只能通過二維平面圖進(jìn)行想象。現(xiàn)在，用3DS可以生成實(shí)體模型，但用3DS生成的模型在工程實(shí)際中是“中看不中用”。用PRO/E生成的實(shí)體建模，不僅中看，而且相當(dāng)管用。事實(shí)上，PRO/E后階段的各個(gè)工作數(shù)據(jù)的產(chǎn)生都要依賴于實(shí)體建模所生成的數(shù)據(jù)。</p><p>　　包括： PRO/3DPAINT(3D建模)、PRO/ANIMATE(動(dòng)畫模擬)、 PRO/DESIGNER(概念

31、設(shè)計(jì))、PRO/NETWORKANIMATOR(網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫合成)、PRO/PERSPECTA-SKETCH（圖片轉(zhuǎn)三維模型）、PRO/PHOTORENDER(圖片渲染)幾個(gè)子模塊。</p><p>　　2．機(jī)械設(shè)計(jì)(CAD)模塊</p><p>　　機(jī)械設(shè)計(jì)模塊是一個(gè)高效的三維機(jī)械設(shè)計(jì)工具，它可繪制任意復(fù)雜形狀的零件。在實(shí)際中存在大量形狀不規(guī)則的物體表面，如圖1中的摩托車輪轱，這些稱為自由曲

32、面。隨著人們生活水平的提高，對(duì)曲面產(chǎn)品的需求將會(huì)大大增加。用 PRO/E生成曲面僅需2步～3步*作。PRO/E生成曲面的方法有：拉伸、旋轉(zhuǎn)、放樣、掃掠、網(wǎng)格、點(diǎn)陣等。由于生成曲面的方法較多，因此PRO/E可以迅速建立任何復(fù)雜曲面。</p><p>　　它既能作為高性能系統(tǒng)獨(dú)立使用，又能與其它實(shí)體建模模塊結(jié)合起來使用，它支持GB、ANSI、ISO和JIS等標(biāo)準(zhǔn)。包括：PRO/ASSEMBLY（實(shí)體裝配）、PRO/C

33、ABLING（電路設(shè)計(jì)）、PRO/PIPING（彎管鋪設(shè)）、PRO/REPORT（應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形顯示）、PRO/SCAN-TOOLS（物理模型數(shù)字化）、PRO/SURFACE（曲面設(shè)計(jì)）、PRO/WELDING（焊接設(shè)計(jì)）</p><p>　　3. 功能仿真(CAE)模塊</p><p>　　功能仿真(CAE)模塊主要進(jìn)行有限元分析。我們中國(guó)有句古話：“畫虎畫皮難畫骨，知人知面不知心”。主要

34、是講事物內(nèi)在特征很難把握。機(jī)械零件的內(nèi)部變化情況是難以知曉的。有限元仿真使我們有了一雙慧眼，能“看到”零件內(nèi)部的受力狀態(tài)。利用該功能，在滿足零件受力要求的基礎(chǔ)上，便可充分優(yōu)化零件的設(shè)計(jì)。著名的可口可樂公司，利用有限元仿真，分析其飲料瓶，結(jié)果使瓶體質(zhì)量減輕了近20％，而其功能絲毫不受影響，僅此一項(xiàng)就取得了極大的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　包括：PRO/FEM~POST（有限元分析）、PRO/MECHANICA

35、CUSTOMLOADS（自定義載荷輸入）、PRO/MECHANICA EQUATIONS（第三方仿真程序連接）、PRO/MECHANICA MOTION（指定環(huán)境下的裝配體運(yùn)動(dòng)分析）、PRO/MECHANICA THERMAL（熱分析）、PRO/MECHANICA TIRE MODEL（車輪動(dòng)力仿真）、PRO/MECHANICA VIBRATION（震動(dòng)分析）、PRO/MESH （有限元網(wǎng)格劃分）。</p><p&g

36、t;　　4． 制造(CAM)模塊</p><p>　　在機(jī)械行業(yè)中用到的 CAM制造模塊中的功能是NC Machining(數(shù)控加工)。說到數(shù)控功能，就不能不提八十年代著名的“東芝事件”。當(dāng)時(shí)，蘇聯(lián)從日本東芝公司引進(jìn)了一套五座標(biāo)數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控軟件CAMMAX，加工出高精度、低噪聲的潛艇推進(jìn)器，從而使西方的反潛系統(tǒng)完全失效，損失慘重。東芝公司因違反“巴統(tǒng)”協(xié)議，擅自出口高技術(shù)，受到了嚴(yán)厲的制裁。在這一事件中出盡風(fēng)頭

37、的CAMMAX軟件就是一種數(shù)控模塊。</p><p>　　PRO/ES的數(shù)控模塊包括：PRO/CASTING（鑄造模具設(shè)計(jì)）、PRO/MFG（電加工）、PRO/MOLDESIGN（塑料模具設(shè)計(jì)）、PRO/NC-CHECK（NC仿真）、PRO/NCPOST（CNC程序生成）、PRO/SHEETMETAL（鈑金設(shè)計(jì)）。</p><p>　　5. 數(shù)據(jù)管理(PDM)模塊</p>&

38、lt;p>　　PRO/E的數(shù)據(jù)管理模塊就像一位保健醫(yī)生，它在計(jì)算機(jī)上對(duì)產(chǎn)品性能進(jìn)行測(cè)試仿真，找出造成產(chǎn)品各種故障的原因，幫助你對(duì)癥下藥，排除產(chǎn)品故障，改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)。它就像PRO/E家庭的一個(gè)大管家，將觸角伸到每一個(gè)任務(wù)模塊。并自動(dòng)跟蹤你創(chuàng)建的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括你存貯在模型文件或庫(kù)中零件的數(shù)據(jù)。這個(gè)管家通過一定的機(jī)制，保證了所有數(shù)據(jù)的安全及存取方便。</p><p>　　它包括：PRO/PDM（數(shù)據(jù)管理）、P

39、RO/REVIEW（模型圖紙?jiān)u估）。</p><p>　　6. 數(shù)據(jù)交換(Geometry Translator)模塊</p><p>　　在實(shí)際中還存在一些別的CAD系統(tǒng)，如UGⅡ、EUCLID、CIMATRTON、MDT等，由于它們門戶有別，所以自己的數(shù)據(jù)都難以被對(duì)方所識(shí)別。但在實(shí)際工作中，往往需要接受別的CAD數(shù)據(jù)。這時(shí)幾何數(shù)據(jù)交換模塊就會(huì)發(fā)揮作用。</p><p

40、>　　PRO/E中幾何數(shù)據(jù)交換模塊有好幾個(gè)，如：PRO/CAT（PRO/E和CATIA的數(shù)據(jù)交換）、PRO/CDT（二維工程圖接口）、PRO/DATA FOR PDGS（PRO/E和福特汽車設(shè)計(jì)軟件的接口）、PRO/DEVELOP（PRO/E軟件開發(fā)）、PRO/DRAW（二維數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)輸入）、PRO/INTERFACE（工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)交換格式擴(kuò)充）、PRO/INTERFACE FOR STEP（STEP/ISO10303數(shù)據(jù)和PRO

41、/E交換）、PRO/LEGACY（線架/曲面維護(hù)）、PRO/LIBRARYACCESS（PRO/E模型數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)入）、PRO/POLT（HPGL/POSTSCRIPTA數(shù)據(jù)輸出）</p><p>　　Pro/ENGINEER的特點(diǎn)及主要模塊進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。</p><p><b>　　1.主要特性</b></p><p>　?。?）全相關(guān)性：Pr

42、o/ENGINEER的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。</p><p>　?。?）基于特征的參數(shù)化造型：Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。

43、這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們對(duì)工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。 裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通過給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)。 數(shù)據(jù)管理：加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)更多的產(chǎn)品。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)

44、。數(shù)據(jù)管理模塊的開發(fā)研制，正是專門用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了Pro/ENGINEER獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。</p><p>　?。?）裝配管理：Pro/ENGINEER的基本結(jié)構(gòu)能夠使您利用一些直觀的命令，例如“嚙合”、“插入”、“對(duì)齊”等很容易的把零件裝配起來，同時(shí)保持設(shè)計(jì)意圖。高級(jí)的功能支持大型復(fù)雜裝配體的構(gòu)造和管理，這些裝配體中零件的數(shù)量不受限制。</p>

45、<p>　?。?）易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級(jí)出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時(shí)還提供了簡(jiǎn)短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。</p><p><b>　　2.常用模塊</b></p><p>　?。?）Pro/DESIGNIER 是工業(yè)設(shè)計(jì)模塊的一個(gè)概念設(shè)計(jì)工具，能夠使產(chǎn)品開發(fā)人員快速、容易的創(chuàng)建、評(píng)價(jià)和修改產(chǎn)品的多

46、種設(shè)計(jì)概念。可以生成高精度的曲面幾何模型，并能夠直接傳送到機(jī)械設(shè)計(jì)和/或原型制造中。</p><p>　?。?）Pro/NETWORK ANIMTOR 通過把動(dòng)畫中的幀頁分散給網(wǎng)絡(luò)中的多個(gè)處理器來進(jìn)行渲染，大大的加快了動(dòng)畫的產(chǎn)生過程。</p><p>　?。?）Pro/PERSPECTA-SKETCH 能夠使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員從圖紙、照片、透視圖或者任何其它二維圖象中快速的生成一個(gè)三維模型。&

47、lt;/p><p>　?。?）Pro/PHOTORENDER 能夠很容易的創(chuàng)建產(chǎn)品模型的逼真圖象，這些圖象可以用來評(píng)估設(shè)計(jì)質(zhì)量，生成圖片。</p><p>　?。?）Pro/ASSEMBLY 構(gòu)造和管理大型復(fù)雜的模型，這些模型包含的零件數(shù)目不受限制。裝配體可以按不同的詳細(xì)程度來表示，從而使工程人員可以對(duì)某些特定部件或者子裝配體進(jìn)行研究，同時(shí)在整個(gè)產(chǎn)品中使設(shè)計(jì)意圖保持不變。附加的功能還能使用戶很

48、容易的創(chuàng)建一組設(shè)計(jì)，有效的支持工程數(shù)據(jù)重用（EDU）。</p><p>　?。?）Pro/DETAIL 由于具有廣泛的標(biāo)注尺寸、公差和產(chǎn)生視圖的能力，因而擴(kuò)大了Pro/ENGINEER生成設(shè)計(jì)圖紙，這些圖紙遵守ANAI、ISO、DIN和JIS標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　?。?）Pro/FEATURE 允許產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員創(chuàng)建高級(jí)特征（例如高級(jí)的掃描和輪廓混合）利用簡(jiǎn)便的設(shè)計(jì)工具，在很短的時(shí)間內(nèi)就

49、可以實(shí)現(xiàn)。</p><p>　?。?）Pro/NOTEBOOK 以“自頂向下”的方式對(duì)產(chǎn)品的開發(fā)過程進(jìn)行管理，同時(shí)對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中涉及的多項(xiàng)任務(wù)自動(dòng)分配，來增強(qiáng)工程的生產(chǎn)效率。</p><p>　?。?）Pro/SCAN-TOOLS 滿足工業(yè)上使用物理模型作為新設(shè)計(jì)起點(diǎn)的需求。把模型數(shù)字化，它的形狀和曲面就可以以點(diǎn)數(shù)據(jù)的形式輸入到Pro/SCAN-TOOLS中，因此能產(chǎn)生高質(zhì)量的與物理

50、原型非常匹配的模型。</p><p>　?。?0）Pro/SURFACE 能夠使設(shè)計(jì)人員和工程人員直接對(duì)Pro/ENGINEER的任一實(shí)體零件中的幾何外形和自由形式的曲面進(jìn)行有效的開發(fā)，或者開發(fā)整個(gè)的曲面模型。 Pro/WELDINGTM 參數(shù)化的定義焊接裝配體中的對(duì)接要求，使用戶很容易的確認(rèn)焊接點(diǎn)，避免裝配零件與焊接點(diǎn)之間發(fā)生干涉，在文件編制和制造中消除錯(cuò)誤成本。</p><p>　?。?/p>

51、11）功能仿真模塊 Pro/FEM-POST 用戶無須離開Pro/ENGINEER環(huán)境，就能夠顯示高級(jí)解算器計(jì)算的有限元結(jié)果，還鼓勵(lì)在產(chǎn)品開發(fā)早期對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。</p><p>　?。?2）Pro/MECHANICA CUSTOM LOADS 用戶可以把自定義載荷輸入，清楚的編輯和連接到Pro/MACHANICA MOTION的圖形用戶界面上。</p><p>　　1.3．2 基于Pro

52、/Engineer的虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真</p><p>　　使用軟件對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真和有限元分析，能夠模擬在真實(shí)環(huán)境工作狀況并對(duì)其進(jìn)行分析和研究，盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中的缺陷，并驗(yàn)證產(chǎn)品功能和性能的可靠性，提前進(jìn)行修改和優(yōu)化，從而減少制造中發(fā)現(xiàn)問題而付出昂貴的代價(jià)，提高設(shè)計(jì)的可行性和縮短周期。</p><p>　　Pro/Engineer Wildfire是集CAD/CAM/CAE于一體的大

53、型三維設(shè)計(jì)軟件，其中CAE包含運(yùn)動(dòng)分析、結(jié)構(gòu)分析和熱力學(xué)分析3大部分，功能強(qiáng)大，采用運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力學(xué)的理論方法，通過CAD會(huì)出實(shí)體模型并設(shè)計(jì)出會(huì)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。對(duì)整體機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力學(xué)仿真，分析出如位置、速度、加速度等具有重要決定機(jī)構(gòu)性能等設(shè)計(jì)參數(shù)的物理數(shù)據(jù)。目前, 利用Pro/ E 進(jìn)行虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真的基本方法資料有一些，但在虛擬裝配過程中, 裝配順序和裝配定位的約束關(guān)系選擇是難點(diǎn), 因?yàn)檫@要根據(jù)各零件裝配關(guān)系由設(shè)計(jì)者確定, 而且各零件

54、不同。運(yùn)動(dòng)仿真中的類型選擇和約束位置確定,也要根據(jù)具體情況確定, 而且裝配動(dòng)畫操作方法的資料極少。</p><p>　　虛擬裝配是運(yùn)動(dòng)仿真和裝配動(dòng)畫操作的基礎(chǔ), 這里簡(jiǎn)單介紹虛擬裝配的步驟。(1) 選擇“文件/ 新建”命令, 在新建對(duì)話框類型選項(xiàng)中選取“組件”模塊, 子類型選項(xiàng)中選取“設(shè)計(jì)” , 取消“使用缺省模板” , 在名稱文本框中輸入裝配體的文件名。(2) 在新文件選項(xiàng)/ 模板中選擇“mmns_asm_de

55、sign” 選項(xiàng), 進(jìn)入Pro/ E 組件模塊。選擇“插入/ 元件/ 裝配”命令, 調(diào)入零件1模型。(3) 給零件1施加定位約束。(4) 選擇“插入/ 元件/ 裝配”命令, 調(diào)入零件2。(5) 給零件2進(jìn)行裝配定位。</p><p>　　運(yùn)動(dòng)分析可分五步, 一是創(chuàng)建模型: 定義主體, 生成連接或生成特殊連接。主體( Body ) 是指一個(gè)元件或彼此無相對(duì)運(yùn)動(dòng)的一組元件, 主體</p><p&g

56、t;<b>　　本文研究的內(nèi)容</b></p><p>　　1.4.1 本課題要求</p><p>　　齒輪泵因結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、質(zhì)量輕和體積小等特點(diǎn)已獲得廣泛應(yīng)用。它是依靠密封空間在齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)容積的變化，實(shí)現(xiàn)機(jī)械能與工作油液輸出壓力能的轉(zhuǎn)化，主要由端蓋、泵體、傳動(dòng)齒輪軸、螺釘和墊片等零部件組成。隨著CAX(CAD／CAM／CAE)技術(shù)的發(fā)展，3D技術(shù)在齒輪采設(shè)計(jì)過

57、程中發(fā)揮著越來越重要的作用。</p><p>　　虛擬裝配技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)工具，而不需產(chǎn)品或者支持過程的物理實(shí)現(xiàn)，通過分析、預(yù)建模、可視化等進(jìn)行或者輔助進(jìn)行裝配，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的形狀特征和精度特性，真實(shí)地模擬產(chǎn)品三維裝配過程。Pro／E軟件中的機(jī)構(gòu)模塊Mechanism，能夠?qū)υO(shè)計(jì)進(jìn)行模擬、仿真、校驗(yàn)，如運(yùn)動(dòng)仿真顯示、運(yùn)動(dòng)干涉檢驗(yàn)、運(yùn)動(dòng)軌跡、位移、速度和加速度計(jì)算等。本文利用Pro／E進(jìn)行了齒輪泵機(jī)構(gòu)的虛擬裝配和運(yùn)

58、動(dòng)仿真，分析了裝配中的干涉情況以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)過程中的位移、速度和加速度情況，為齒輪泵的開發(fā)設(shè)計(jì)提供參考。</p><p>　　在Pro／E中，用戶可以通過對(duì)機(jī)構(gòu)添加運(yùn)動(dòng)副、驅(qū)動(dòng)器使其運(yùn)動(dòng)起來，以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真。而機(jī)構(gòu)又是由構(gòu)件組合而成的，其中每個(gè)構(gòu)件都是以一定的方式至少與另一個(gè)構(gòu)件相連接，這種連接不僅使2個(gè)構(gòu)件直接接觸，又使2個(gè)構(gòu)件產(chǎn)生一定的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。要使組件運(yùn)動(dòng)，在裝配時(shí)就不能對(duì)其完全約束，而只能部分約束。即

59、根據(jù)各組什之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過“連接”設(shè)定限制組件的運(yùn)動(dòng)自由度。</p><p>　　“連接”能夠限制主體的自由度，僅保留所需的自由度，以產(chǎn)生機(jī)構(gòu)所需的運(yùn)動(dòng)類型。</p><p>　　1.4.2 本文的主要工作</p><p>　　1.齒輪泵零件建模設(shè)計(jì)：齒輪油泵包含20多個(gè)零部件，其設(shè)計(jì)巧妙運(yùn)用Pro/E基于單一數(shù)據(jù)庫(kù)這一特點(diǎn)并綜合運(yùn)用多種建模方法和設(shè)計(jì)方法：

60、 （1）齒輪泵骨架的設(shè)計(jì)；（2）齒輪油主體的設(shè)計(jì)；（3）齒輪泵左蓋的設(shè)計(jì)；（4）齒輪泵右側(cè)蓋的設(shè)計(jì)（5）；齒輪軸的設(shè)計(jì)；（6）其它零件的創(chuàng)建，包括：螺釘、外部齒輪、平鍵、圓墊片、螺母、壓蓋、圓柱銷。</p><p>　　2．齒輪泵裝配設(shè)計(jì)：齒輪油泵的裝配綜合運(yùn)用到無連接接口約束和連接接口約束。在進(jìn)行齒輪油泵的裝配前，設(shè)計(jì)者首先要對(duì)齒輪油泵進(jìn)行整體的分析，要弄清楚那些元件具有運(yùn)動(dòng)自由度，那些元

61、件完全約束。對(duì)于具有運(yùn)動(dòng)自由度的元件就要根據(jù)具體要求選擇合適的連接接口，反之使用無連接接口的約束進(jìn)行裝配即可。</p><p>　　3.對(duì)裝配結(jié)果進(jìn)行干涉檢測(cè)，并處理相應(yīng)問題；</p><p>　　4.齒輪泵機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)：</p><p>　?。?） 準(zhǔn)備工作，設(shè)置模型顯示外觀；</p><p>　?。?） 進(jìn)入“機(jī)構(gòu)”模塊，進(jìn)入機(jī)構(gòu)仿真；&

62、lt;/p><p>　?。?） 定義齒輪副連接；</p><p>　?。?）“伺服電機(jī)定義” 創(chuàng)建驅(qū)動(dòng)；</p><p><b>　?。?）連接；</b></p><p>　?。?）進(jìn)行運(yùn)動(dòng)分析；</p><p>　?。?） 回放結(jié)果并制作多媒體播放文件。</p><p>　　

63、5.齒輪泵工作原理動(dòng)畫設(shè)計(jì)：外嚙合齒輪泵的工作原理：在泵的殼體內(nèi)有一對(duì)外嚙合齒輪，齒輪兩側(cè)有端蓋蓋住。殼體、端蓋、齒輪的各個(gè)齒間槽組成啦許多密封工作腔。當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時(shí)，右側(cè)吸油腔由于相互嚙合的齒輪逐漸脫開，密封工作腔容積逐漸增大，形成部分真空，郵箱中的油液被吸進(jìn)來，將齒間槽充滿，并隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，把油液帶到左側(cè)壓油腔去。在壓油區(qū)一側(cè)，由于齒輪主逐漸進(jìn)入嚙合，密封工作腔容積逐漸減少，油液便被擠進(jìn)去。吸油區(qū)和壓油區(qū)是由相互嚙合的齒輪以及泵體分割

64、開的。</p><p>　　在齒輪油泵機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)中，注重運(yùn)動(dòng)學(xué)的仿真和數(shù)據(jù)分析，對(duì)齒輪的內(nèi)部工作原理展示不充分。</p><p><b>　　第二章 齒輪泵建模</b></p><p>　　齒輪油泵包含20多個(gè)零部件，其設(shè)計(jì)巧妙運(yùn)用Pro/E基于單一數(shù)據(jù)庫(kù)這一特點(diǎn)并綜合運(yùn)用多種建模方法和設(shè)計(jì)方法，齒輪泵的最后設(shè)計(jì)結(jié)果如圖2.1所示，組件分解圖

65、如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.1 齒輪泵最后設(shè)計(jì)結(jié)果</p><p><b>　　圖2.2分解圖</b></p><p>　　2.1 齒輪泵骨架的設(shè)計(jì)</p><p>　　圖2.3 齒輪泵骨架設(shè)計(jì)結(jié)果</p><p><b>　　1.新建零件文檔：</b><

66、;/p><p>　　1） 單擊“新建”按鈕打開“新建”對(duì)話框。在“類型”選項(xiàng)組中選取“零件”選項(xiàng)，在“子類型”中選取“實(shí)體”選項(xiàng)，在“名稱”文本框中輸入零件名稱“Gear_pump”；</p><p>　　2） 取消“使用缺省模板”復(fù)選項(xiàng)，單擊“確定”按鈕。系統(tǒng)打開“新文件選項(xiàng)”對(duì)話框，選取其中的“mmns_part_solid”選項(xiàng)，再單擊“確定”按鈕進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境[5]。</p

67、><p><b>　　2.草繪基準(zhǔn)曲線：</b></p><p>　　圖2.4 齒輪泵骨架草繪</p><p>　　1） 單擊“草繪工具”按鈕打開“草繪”對(duì)話框；</p><p>　　2） 選取基準(zhǔn)平面FRONT作為草繪平面，其它設(shè)置接受系統(tǒng)默認(rèn)選項(xiàng)，單擊“草繪”，進(jìn)入草繪界面；</p><p>　　

68、3） 在草圖內(nèi)繪制曲線如圖2.4所示。</p><p><b>　　3.創(chuàng)建基準(zhǔn)平面：</b></p><p>　　1） 單擊“基準(zhǔn)平面工具”按鈕打開“基準(zhǔn)平面”對(duì)話框；</p><p>　　2） 選取FRONT基準(zhǔn)平面作為參照，設(shè)置平移距離35；</p><p>　　3） 單擊“確定”，完成DTM1基準(zhǔn)平面。</

69、p><p><b>　　4.草繪曲線。</b></p><p>　　1） 單擊“草繪”打開“草繪”對(duì)話框；</p><p>　　2） 選取DTM1作為草繪平面，其它設(shè)置接受系統(tǒng)默認(rèn)選項(xiàng)，單擊“草繪”；</p><p>　　3） 繪制如圖2.5所示曲線。</p><p>　　圖2.5 齒輪油泵骨架草繪二

70、</p><p>　　保存設(shè)計(jì)結(jié)果，作為骨架設(shè)計(jì)，關(guān)閉窗口。</p><p>　　2.2齒輪泵主體的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　1.新建零件文檔；</b></p><p>　　單擊“新建”按鈕打開新建對(duì)話框。在“類型”中選“零件”，在“子類型”中選“實(shí)體”，在“名稱”文本框中輸入零件名稱“Gear_part_m”。

71、</p><p>　　2.創(chuàng)建外部繼承特征；</p><p>　　1） 單擊“插入”主菜單中選取“共享數(shù)據(jù)”/“合并/繼承”選項(xiàng)，系統(tǒng)打開設(shè)計(jì)圖標(biāo)版；</p><p>　　2） 單擊“打開”按鈕，使用瀏覽的方式打開上一小節(jié)設(shè)計(jì)的齒輪油泵骨架文件“Gear_pump”.同時(shí)系統(tǒng)打開“外部合并”對(duì)話框，在該對(duì)話框的“約束類型”下選取“缺省”選項(xiàng)，在系統(tǒng)默認(rèn)位置裝配齒輪油

72、泵骨架文件；</p><p>　　3） 單擊“外部合并”中的“確定”，單擊“設(shè)計(jì)板”上的“確定”。</p><p>　　3.創(chuàng)建拉伸實(shí)體特征；</p><p>　　1） 單擊“拉伸”打開設(shè)計(jì)板，在設(shè)計(jì)板中單擊“放置”打開參照面板，單擊其中“定義”打開“草繪”對(duì)話框，選擇FRONT為草繪平面，接受其它默認(rèn)設(shè)置單擊“草繪”進(jìn)入草繪模式；</p><p

73、>　　2） 在草繪平面內(nèi)使用“抓取邊”工具繪制拉伸剖面圖，然后單擊“確定”退出草繪，調(diào)整方向輸入拉伸深度“25.2”，最后創(chuàng)建的拉伸實(shí)體如圖。再次單擊“拉伸”按鈕，選取上一零件端面作為草繪平面，進(jìn)入草繪模式；</p><p>　　3） 繪制如圖所示草繪剖面圖，調(diào)節(jié)拉伸方向，輸入拉伸深度“25.2”，最后創(chuàng)建的實(shí)體特征如圖所示；</p><p>　　4） 再次單擊“拉伸”，選取上一零件

74、右側(cè)面為草繪平面，進(jìn)入草繪模式；</p><p>　　5） 繪制如圖所示草繪剖面圖，調(diào)節(jié)拉伸方向，輸入深度“9.5”，最后創(chuàng)建的拉伸實(shí)體如圖2.6所示。</p><p>　　圖2.6 齒輪泵主體拉伸結(jié)果</p><p><b>　　4.創(chuàng)建孔特征；</b></p><p>　　1） 單擊“孔”打開孔設(shè)計(jì)板。單擊拉伸體端面

75、為主參照。單擊“放置”打開參照面板，選取“同軸”放置類型，然后激活“次參照”，選取拉伸體軸線；</p><p>　　2） 完成后的“放置”，設(shè)置“形狀”列表，最后完成的孔特征如圖所示；</p><p>　　3） 再次用孔特征創(chuàng)建孔，如圖2.7所示。</p><p>　　5.創(chuàng)建螺紋修飾特征； </p><p>　　6.創(chuàng)建

76、倒圓角特征；</p><p>　　7.補(bǔ)上一個(gè)拉伸切削特征，最后完成的零件圖，如圖2.8</p><p>　　圖2.8 齒輪泵主體設(shè)計(jì)結(jié)果</p><p>　　2.3 齒輪泵左蓋的設(shè)計(jì)</p><p>　　齒輪油泵左蓋的設(shè)計(jì)同樣以齒輪油泵骨架作為母體零件，綜合運(yùn)用拉伸、孔和鏡像復(fù)制等建模方法。</p><p>　　（1

77、） 新建零件文件，輸入零件名稱“Gear_pump_leftcover”；</p><p>　　（2） 創(chuàng)建實(shí)體特征，如圖2.9所示 </p><p><b>　　圖2.9</b></p><p>　　齒輪泵左蓋的最后設(shè)計(jì)結(jié)果，如圖2.10所示。</p><p>　　圖2.10 齒輪泵左蓋最

78、后設(shè)計(jì)結(jié)果</p><p>　　2.4 齒輪泵右側(cè)蓋的設(shè)計(jì)</p><p>　　齒輪泵右蓋的設(shè)計(jì)和齒輪油泵左蓋的設(shè)計(jì)相似，都是以齒輪油泵的骨架作為母本二進(jìn)行設(shè)計(jì)的。設(shè)計(jì)步驟參照左蓋設(shè)計(jì)，齒輪油泵右蓋的設(shè)計(jì)結(jié)果如圖2.11所示。</p><p>　　圖2.11 齒輪泵右蓋設(shè)計(jì)結(jié)果</p><p>　　2.5 齒輪軸的設(shè)計(jì)</p>

79、<p>　　齒輪軸的設(shè)計(jì)以全參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪通用件作為母體，對(duì)齒輪通用件參數(shù)進(jìn)行修改并添加必要的特征。齒輪軸的最終設(shè)計(jì)結(jié)果，如圖2.12所示。</p><p><b>　　圖2.12</b></p><p>　　1.創(chuàng)建模數(shù)M=3,齒數(shù)Z=19,齒寬B=25.2齒輪；</p><p>　　2.創(chuàng)建實(shí)體拉伸特征，選取上一實(shí)體端面為

80、草繪平面，繪制草圖，拉伸深度為“10”；</p><p>　　3.創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)實(shí)體特征；</p><p>　　4.創(chuàng)建旋轉(zhuǎn)切削特征，以切出槽；</p><p>　　5. 重復(fù)旋轉(zhuǎn)切削，切出另一端的槽； </p><p><b>　　6. 創(chuàng)建鍵槽；</b></p><p><b>

81、;　　7.創(chuàng)建倒角特征；</b></p><p>　　8.創(chuàng)建螺紋修飾特征 選擇“插入”、“修飾”、“螺紋”；</p><p>　　選取作圖平面為參照面，右圖面為螺紋起始面，輸入深度為10，直徑為12.6；</p><p>　　9.隱藏基準(zhǔn)，完成齒輪軸的創(chuàng)建，如圖2.12。</p><p>　　2．6 其他零件的創(chuàng)建</p&

82、gt;<p>　　下面還有很多裝配用的小零件，其建模過程不再詳細(xì)介紹。只列出其最終結(jié)果，如圖2.47。</p><p>　　包括：螺釘、外部齒輪、平鍵、圓墊片、螺母、壓蓋、圓柱銷。</p><p>　　圖2.47 銷 圖2.48 箱蓋</p><p>　　圖2.49 墊片

83、 圖2.50 螺釘</p><p>　　圖2.51 鍵 圖2.52 齒輪</p><p>　　第三章 齒輪泵虛擬裝配與干涉檢測(cè)</p><p><b>　　3．1 虛擬裝配</b></p><p>　　3.1.1元件放置操控板</p>

84、<p>　　模型的裝配操作是通過元件放置操控板來實(shí)現(xiàn)的。單擊菜單【文件】→【新建】命令，在打開的對(duì)話框中選擇“組件”，如圖所示。單擊【確定】按鈕，進(jìn)入“組件”模塊工作環(huán)境。如圖3.1</p><p><b>　　圖3.1</b></p><p>　　在組件模塊工作環(huán)境中，單擊按鈕 或單在彈出的〖打開〗對(duì)話框中選擇要裝配的零件后，單擊【打開】按鈕，系統(tǒng)顯示如

85、圖3.2所示的元件放置操控板。</p><p><b>　　圖3.2</b></p><p>　　3．1.2 裝配約束類型</p><p>　　零件的裝配過程，實(shí)際上就是一個(gè)約束限位的過程，根據(jù)不同的零件模型及設(shè)計(jì)需要，選擇合適的裝配約束類型，從而完成零件模型的定位。一般要完成一個(gè)零件的完全定位，可能需要同時(shí)滿足幾種約束條件。Pro/E提供的約

86、束類型有：</p><p><b>　　1.匹配</b></p><p>　　所謂“匹配”就是指兩零件指定的平面或基準(zhǔn)面重合或平行（當(dāng)偏移值不為零時(shí)兩面平行，當(dāng)偏移值為零時(shí)兩面重合）且兩平面的法線方向相反。</p><p>　　如圖所示為使用“匹配”約束方式且偏移值為0的兩面配合情況（選擇圓臺(tái)的上端面和直角模型底座的上表面，如圖中箭頭所示）。如

87、圖3.3所示。</p><p>　　圖3.3 匹配時(shí)偏移值不為0時(shí)的兩面配合情況</p><p><b>　　2．對(duì)齊</b></p><p>　　使兩零件指定的平面、基準(zhǔn)面、基準(zhǔn)軸、點(diǎn)或邊重合或共線。如圖3.4所示為“對(duì)齊”方式且偏移值為0時(shí)兩面配合情況。</p><p>　　圖3.4 對(duì)齊時(shí)偏移值為0時(shí)的兩面配合情況

88、</p><p><b>　　3．插入</b></p><p>　　“插入”約束使兩零件指定的旋轉(zhuǎn)面共旋轉(zhuǎn)中心線，具有旋轉(zhuǎn)面的模型有圓柱、圓臺(tái)、球等。如圖3.5所示為“插入”約束方式的一個(gè)例子，在選定“插入”約束后，分別選擇直角模型中孔特征的內(nèi)表面和圓柱模型側(cè)表面即可完成“插入”約束組裝。</p><p><b>　　圖3.5<

89、/b></p><p><b>　　4．坐標(biāo)系</b></p><p>　　使零件裝配的坐標(biāo)系與其裝配零件的坐標(biāo)系對(duì)齊，從而完成裝配零件的放置。如圖3.6。</p><p><b>　　圖3.5</b></p><p><b>　　提示：</b></p>&

90、lt;p>　　在進(jìn)行“匹配”或“對(duì)齊”操作時(shí)，對(duì)于要配合的兩個(gè)零件，必須選擇相同的幾何特征，如平面對(duì)平面，旋轉(zhuǎn)曲面對(duì)旋轉(zhuǎn)曲面等。</p><p>　　“匹配”或“對(duì)齊”的偏移值可為正值也可為負(fù)值。若輸入負(fù)值，則表示偏移方向與模型中箭頭指示的方向相反。</p><p>　　3.1.3 裝配連接類型</p><p>　　在Pro/E中，元件的放置還有一種裝配方式—

91、—連接裝配。使用連接裝配可利用Pro/Mechanism（機(jī)構(gòu)）模塊時(shí)直接執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)分析與仿真，它使用上一節(jié)講的各種約束條件來限定零件的運(yùn)動(dòng)方式及其自由度。操控面板如下圖3.6所示。</p><p><b>　　圖3.6</b></p><p>　　使用該面板可以選擇和設(shè)置零件間的連接類型。對(duì)選定的連接類型進(jìn)行約束設(shè)定時(shí)的操作與8.2講述的相應(yīng)約束類型的操作相同，

92、因此本節(jié)重點(diǎn)應(yīng)理解各連接類型的含義，以便在進(jìn)行機(jī)構(gòu)模型的裝配時(shí)正確選擇連接類型。</p><p><b>　　常用的連接類型：</b></p><p>　　1.剛性：剛性連接。自由度為零，零件裝配處于完全約束狀態(tài)。</p><p>　　2.銷釘：銷釘連接。自由度為1，零件可沿某一軸旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　3.滑動(dòng)桿：

93、滑動(dòng)連接。自由度為1，零件可沿某一軸平移。</p><p>　　4.圓柱：缸連接。自由度為2，零件可沿某一軸平移或旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　5.平面：平面連接。自由度為2，零件可在某一平面內(nèi)自由移動(dòng)，也可繞該平面的法線方向旋轉(zhuǎn)。該類型需滿足“平面”約束關(guān)系。</p><p>　　6.球：球連接。自由度為3，零件可繞某點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)，但不能進(jìn)行任何方向的平移。該類型需滿

94、足“點(diǎn)對(duì)齊”約束關(guān)系。</p><p>　　3.1.4 零件裝配與連接</p><p>　　在完成各零件模型的制作之后，就可以把它們按設(shè)計(jì)要求組裝在一起，成為一個(gè)部件或產(chǎn)品。</p><p>　　零件裝配與連接的操作步驟如下：</p><p>　?。?）新建一個(gè)“組件”類型的文件，進(jìn)入組件模塊工作界面。</p><p>

95、;　?。?）單擊按鈕，裝載零件模型。</p><p>　?。?）在元件放置操控板中，選擇約束類型或連接類型，然后相應(yīng)選擇兩個(gè)零件的裝配參照使其符合約束條件</p><p>　　（4）單擊新建約束，重復(fù)步驟(3)的操作，直到完成符合要求的裝配或連接定位，單擊按鈕，完成本次零件的裝配或連接。</p><p>　?。?）重復(fù)步驟 （2）--（4），完成下一個(gè)零件的組裝。&

96、lt;/p><p>　　3.1.5 虛擬裝配</p><p>　　1. 創(chuàng)建組件文檔，輸入組件名稱“Gear_pump_model”；</p><p>　　2. 在默認(rèn)位置裝配齒輪油泵主體；</p><p>　　單擊“添加元件”按鈕，打開下設(shè)計(jì)板，選擇缺省，以在默認(rèn)位置裝配泵的主體。</p><p>　　3. 向組件中裝配

97、銷；</p><p>　　使用“插入”“對(duì)齊”“對(duì)齊”三種約束裝配銷釘，使其高出端面“8”。</p><p>　　4. 重復(fù)裝配銷釘；</p><p>　　選中前面裝配好的銷釘零件，然后在“編輯”中選取“重復(fù)”打開“重復(fù)元件”對(duì)話框。</p><p>　　按住“ctrl”鍵，選中“插入”和“對(duì)齊”兩種約束方式。單擊添加，共裝配4根銷釘。<

98、;/p><p>　　5. 向組件中裝配齒輪油泵左蓋；</p><p>　　使用“匹配”“插入”“插入”三種約束。</p><p>　　6. 向組件中裝配齒輪軸一；</p><p>　　1） 單擊右工具箱中的“向組件中添加元件”按鈕，打開齒輪油泵文件Gear_shaft_1；</p><p>　　在系統(tǒng)打開的設(shè)計(jì)板上的“用戶

99、定義”中選取“銷釘”連接類型；</p><p>　　完成“放置”列表，裝配結(jié)果如圖3.7。</p><p>　　圖3.7裝配齒輪軸一</p><p>　　7.向組件中裝配齒輪軸二；</p><p>　　1） 單擊右工具箱中“向組件中添加元件”按鈕，打開齒輪油泵零件文件Geat_shaft_2；</p><p>　　2）

100、 在系統(tǒng)打開的裝配設(shè)計(jì)板上的“用戶定義”下拉菜單中選取“銷釘”連接類型；</p><p>　　3） 在設(shè)計(jì)板上單擊“移動(dòng)”按鈕，打開“移動(dòng)”列表。在該列表的“運(yùn)動(dòng)類型”選項(xiàng)中選取“旋轉(zhuǎn)”選項(xiàng)，然后選中“運(yùn)動(dòng)參照”副選項(xiàng)；</p><p>　　4） 根據(jù)系統(tǒng)提示選shaft_1的軸線作為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)參照，然后在工作區(qū)中旋轉(zhuǎn)齒輪軸二，使兩齒輪正確嚙合，最后的嚙合結(jié)果如圖3.8。</p>

101、<p>　　圖3.8裝配齒輪軸二</p><p>　　8. 向組件中裝配齒輪油泵右蓋；</p><p>　　1） 單擊“向組件中添加元件”按鈕，使用瀏覽方式打開齒輪油泵零件文件Gear_pump_rightcover；</p><p>　　2） 在系統(tǒng)打開的裝配設(shè)計(jì)板上單擊“放置”按鈕，然后在“放置”列表的“約束類型”下拉菜單中選取“對(duì)齊”約束類型，然

102、后分別選取軸A8和A15作為約束參照。新建“對(duì)齊”約束選取軸A9和A16作為約束參照；</p><p>　　3） 新建“匹配”約束類型，選取油泵主體端面和右蓋端面，輸入偏距“0”；</p><p>　　4） 最后完成的“放置”列表如下圖，最后裝配結(jié)果如圖3.9。</p><p><b>　　圖3.9裝配右蓋</b></p>&l

103、t;p><b>　　10. 裝配螺栓；</b></p><p>　　1） 單擊“向組件中添加元件”按鈕，打開“blot.prt”；</p><p>　　2） 使用“對(duì)齊”約束，選取螺栓軸線和螺栓孔軸線；</p><p>　　3） 使用“匹配”約束，選取螺栓頭下端面和螺栓孔上端面。</p><p>　　11.重復(fù)裝配

104、螺栓；</p><p>　　12. 向組件中裝配壓緊螺母；</p><p>　　1） 單擊“向組件中添加元件”按鈕，打開齒輪油泵零件文件Pack；</p><p>　　2） 使用“插入”和“匹配”兩中約束選取相應(yīng)參照。</p><p>　　13． 在元件之間進(jìn)行布爾運(yùn)算 同步驟9一樣，切除壓緊螺母；</p><p>&

105、lt;b>　　14. 裝配鍵；</b></p><p>　　1） 單擊“向組件中添加元件”按鈕，打開齒輪油泵零件文件key；</p><p>　　2） 使用“匹配”“匹配”“匹配”三種約束方式選取相應(yīng)參照。</p><p><b>　　15.裝配齒輪；</b></p><p>　　1） 單擊“向組件中添

106、加元件”按鈕，打開齒輪油泵零件文件gear；</p><p>　　2） 使用“對(duì)齊”“匹配”“匹配”三種約束方式選取相應(yīng)參照。</p><p><b>　　16. 裝配墊片；</b></p><p><b>　　17. 裝配螺母；</b></p><p>　　18. 影藏曲線特征。</p>

107、;<p>　　1） 在模型樹上選中“pack”元件，單擊右鍵，選取“打開”打開該元件；</p><p>　　2) 單擊“層”按鈕，系統(tǒng)顯示“層樹”窗口。選取“PRT_ALL_CURVES”,單擊右鍵選取保存；</p><p>　　3) 在空白處單擊右鍵，選取“保存狀態(tài)”；</p><p>　　4) 接著保存對(duì)“pack”元件的修改結(jié)果，最后的組件顯示結(jié)

108、果如圖3.10。</p><p>　　圖3.10齒輪泵設(shè)計(jì)結(jié)果</p><p><b>　　3.2 干涉檢測(cè)</b></p><p>　　Pro/E提供了【干涉】基礎(chǔ)功能作裝配件分析，輔助對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的檢驗(yàn)。 </p><p>　　當(dāng)希望在一個(gè)模型中顯示每個(gè)零件或次組件之間的干涉狀況時(shí)，可以運(yùn)行此功能。在【模型分析】對(duì)話

109、框中的【類型】欄中選擇【全局干涉】，可對(duì)裝配模型進(jìn)行干涉檢驗(yàn)。使用干涉分析時(shí)的【模型分析】對(duì)話框，可以計(jì)算出零件間、裝配件間的干涉數(shù)據(jù)。裝配過程中檢測(cè)螺釘連接時(shí)出現(xiàn)干涉情況，如圖3.11所示。</p><p><b>　　圖3.11 干涉圖</b></p><p>　　干涉檢查后，零件裝配流暢，如圖3.12所示</p><p>　　圖3.12

110、干涉檢查之后</p><p><b>　　3.3 生成爆炸圖</b></p><p>　　（1） 從菜單欄中選擇“視圖”“分解”“編輯位置”命令，打開分解位置對(duì)話框；</p><p>　?。?） 在“分解位置”對(duì)話框中，設(shè)置“運(yùn)動(dòng)類型”等選項(xiàng)組用來調(diào)整爆炸圖中個(gè)元件的位置，得到滿意位置后，點(diǎn)擊“確定”按鈕。</p><p&g

111、t;　　編輯爆炸圖完成后，得到分解視圖下的齒輪油泵裝配爆炸圖，效果如圖3.11。</p><p><b>　　圖3.11</b></p><p>　　第四章 機(jī)構(gòu)仿真及工作原理動(dòng)畫</p><p><b>　　4.1 定義齒輪副</b></p><p>　　在“應(yīng)用程序”主菜單中選取“機(jī)構(gòu)”選項(xiàng)，進(jìn)

112、入機(jī)構(gòu)仿真界面。</p><p>　　1.單擊“定義齒輪副連接”按鈕，打開“齒輪副定義”對(duì)話框，如圖4.1，4.2；</p><p>　　圖4.1“齒輪定義”對(duì)話框 圖4.2“齒輪定義”對(duì)話框</p><p>　　2.定義齒輪1選項(xiàng)卡，選 “gear_shft_1”為運(yùn)動(dòng)軸，節(jié)圓直徑“27”，如圖39；</p><p>

113、;　　3.定義齒輪2選項(xiàng)卡，選 “gear_shft_2”為運(yùn)動(dòng)軸，節(jié)圓直徑“27”，如圖40；</p><p>　　4.打開“屬性”選項(xiàng)卡，在“齒輪比”選項(xiàng)組中選取“節(jié)圓直徑”選項(xiàng)。</p><p>　　4.2 添加伺服電動(dòng)機(jī)</p><p>　　1. 單擊“”按鈕，系統(tǒng)彈出“伺服電機(jī)定義”對(duì)話框；</p><p>　　2. 在“從動(dòng)圖元”

114、選項(xiàng)組中選取“連接軸”選項(xiàng)，然后選取“gear_shaft_1”的軸線作為連接軸；</p><p>　　3. 在“伺服電機(jī)定義”對(duì)話框中打開“輪廓”選項(xiàng)卡，在“規(guī)范”中選“速度”選項(xiàng)在“?！敝羞x“斜坡”，并將“A”值設(shè)為“5”，“B”值設(shè)為“5”完成后的對(duì)話框如圖4.3；</p><p>　　圖4.3 “電機(jī)定義”對(duì)話框</p><p>　　4. 完成所以設(shè)置后在“