的数据库上的,它不像些传统的系统建立在多个数据库上。所谓单数据库,就是工程中的资料全部来自个库,使得每个用户在为件产品造型而工作,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,旦工程详图有改变,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,使得件产品的设计结合起来。这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。软件包简介是软件包,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。是个功能定义系统,即造型是通过各种不同的设计专用功能来实现的,其中包括筋槽倒角和抽空等,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些支持格式的彩色打印机。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,这都是通过标准数据交换格式来实现的。用户更可以配上软件的其他模块或自行利用语言编程,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或标准,并且支持符合工业标准的绘图仪,和黑白机彩色打印机的二维和三维图形输出。软件包的主要功能如下特征驱动例如凸台槽倒角腔壳。参数化参数尺寸图样中的特征载荷边界条件等。通过零件的特征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。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的各种能用零件设计的程序化方法等。贯穿所有应用的完全相关性任何个地方的变动都将引起与之有关的每个地方改动,其它辅助模块将进步提高扩展的基本功能。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。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学模型,利用计算软件求得系列离散点的坐标值,在三维造型软件中描点绘出齿廓曲线草图后,进行拉伸或者切除等命令即可得到齿轮的三维模型。其建模过程比较繁琐,但只要建立精确的数学模型,多取些型值点就可以获得较高的曲线精度,从而提高三维建模的精度。参数法参数法是利用描点法中论述的相应的齿廓曲线算法编写程序,建立个通用的齿轮模板文件。在进行齿轮建模时只需调用相应的模板文件,通过修改相应参数,自动生成所需的齿轮模型。此种建模方法因模板文件已将描点法中的分析曲线,建立数学模型,计算型值点坐标等过程编写成程序内置,故其界面比较简单。对于常用的标准齿轮建模,只要精度要求不是很高,采用这种方面很方便,用户只需输入参数,就可方便迅速地建立所需的齿轮模型。利用插件法利用插件法是种非常便捷的齿轮建模方法。现在的三维建模软件,大多提供了丰富的数据接口,目前市场上有很多发展成熟的第三方插件可供选用,以为例,其功能强大且易学易用,用户只需打开其界面,在中选定齿轮参数后,点击绘制,即可完成齿廓曲线的绘制。然后在各种不同的三维建模软件中通过拉伸切除特征等系列操作,即可得到相应齿轮的三维模型。这三种齿轮建模参数分度圆锥角分度圆锥的锥角的即为分度圆锥角外锥距圆锥齿轮节锥的大端至锥顶的长度大端端面模数分度圆直径在圆锥齿轮大端背锥上的这个圆周上,齿间的圆弧长与齿厚的弧长正好相等,这特点在后面建模过程中得到利用齿高系数径向间隙系数齿高压力角圆锥齿轮的压力角是指圆锥齿轮的分度圆位置上,球面渐开线尺廓面上的受力方向与运动方向所夹的角,按照我国的标准般取该值为。建模策略根据零件解析中所得到的基本模型参数抽象建模特征所需的特征参数。在直齿圆锥齿轮中抽象得到的特征参数有,压力角,根据国家标准,设定值为分度圆锥角锥齿轮模数等,如图所示。图特征参数设定在特征参数中确定设计变量,直齿锥齿轮齿数直齿锥齿轮模数配合齿轮的齿数分度圆锥角需要由和来确定径向间隙系数齿高系数齿宽变位系数等。建立其余特征参数与设计变量之间约束关系,如图所示用工具中的关系来约束。图特征参数与设计变量之间的约束关系参数建模根据前面的分析,使用背锥上的当量齿轮进行相关计算。首先由大端面的相关参量以及由大端面相关参量推算出来的小端面相关参量,建立大端面和小端面的分度圆齿根圆齿顶圆等,并运用设置的相应特征参数来驱动对应尺寸。运用渐开线方程式在笛卡儿坐标系下驱动曲线命令建立渐开线,并运用相关数学关系驱动尺寸进行镜像,分别得到大小端面的渐开线齿形。如图所示。图建立圆直齿锥齿轮的大小端面的齿形运用混合命令首先建立个齿,再运用复制和阵列的方法,建立所有的轮齿特征最后运用旋转工具建立齿轮的基体,这样直齿圆锥齿轮的主体部分就建立完成。如图所示,建立新图层将所有的辅助线条纳入其中,并将该层隐藏,得到如图显示的模型。图直齿圆锥齿轮的主体模型图直齿圆锥齿轮主体模型参数化直齿圆锥齿轮库的建立利用系统中的族表功能建立直齿圆锥齿轮模型库,如图所示,提取相关的设计变量或关键尺寸特征等进行编辑定义和修改,即可完成模型库的建立。在的主菜单中选择工具族表,将设置的设计参量提取到族项目中,建立控制模型库的电子表格,在族表中可以根据需要更改相应的时间变量数据,并且通过编辑再生将模型自动重建。图提取参数到族表项目中本章中直齿圆锥齿轮的模型库通过族表功能建立了个嵌套的控制数据表格,如图所示的第层数据,以直齿锥齿轮模数中第系列大端模数为该族项目的具体参数,并对所有的实例进行实际验证。如图所示,以第系列大端模数为具体参数系列,模型就会自动重新建模。点击族表面板中的打开按钮就可以打开相应实例。通过插入实例层表或者打开初始模型建立其族表,对模数为的初始齿轮建立子族表,如图所示在类型中有个文件夹图表。如图所示,选取压力角齿高系数齿数等作为其族项目。这种模型库的建立方法,有利按照设计者的意图形成标准的模型库。通过族表功能建立了直齿锥齿轮的模型库,用户可以选择族表中经过验证的实例,也可以在其中新建个实例输入相应的控制参量具体值通过实例验证,就可以自动生成用户所需的模型。图族表图实例证明图第二层嵌套族表小结软件是个功能强大的参数化设计工具,采用本章讲述的方法可以精确地生成参数化控制的直齿圆锥齿轮模型及其模型库。并且通过使用关联性功能族表以及二次开发工具,还可以方便地实现直齿圆锥齿轮的参数化设计和自动特征建模,及其参数化模型库的建立,这里就不仔细介绍了。这二者的结合不仅提高了设计效率和质量,也为直齿圆锥齿轮进步开发有限元分析运动仿真数控加工等其他功能模块奠定了基础。结语齿轮传动作为机械设备中应用最为广泛的动力和运动传递装置,对其设计和加工技术都有定的要求,其加工精度对传动精度,设备稳定性等有着重要的影响。本文基于的系统软件平台,从不同的角度讲述了三种不同齿轮的参数化建模方法。对于直齿圆柱齿轮与斜齿圆柱齿轮而言,二者在参数特性上有很多相似之处,故其参数化建模方法也有很多相似之处。它们的基本建模流程几乎相同,都是通过齿轮的渐开线特性,得到完整的齿轮渐开线齿廓,只是因为二者的渐开线与齿轮其他的自变参数之间关系不同,故其能在生成不同类型的齿轮模型。而对于直齿圆锥齿轮,其自变参数与圆柱齿轮有很大的不同,故其建模方法也完全不同。通过分析直齿圆锥齿轮齿轮不同参数之间的关系,推算出大小端面相关参量,建立各自的分度圆齿根圆齿顶圆等,利用各自不同的特征参数数学关系等驱动,得到其不同端面的渐开线齿形,最后运用混合命令建立个齿,再运用复制和阵列的方法,即可建立所有的齿轮特性,最后运用旋转工具建立齿轮的基体,这样直齿圆锥齿轮的主体部分就建立完成。通过这三种不同齿轮参数化建模方法的研究,我们看到虽然是针对不同的齿轮进行参数化建模,但设计理念完全相同,都是寻找不同参数之间的相互关系,利用不同参数之间的相互制约关系,完成其建模过程。而且利用参数话建模得到的齿轮模型,都可以在其基础上进行不同的二次开发,使其能够更加完善,以达到事半功倍的效果。并且也为后期进行的有限元分析,运动学分析等奠定了坚实的基础。对于不同的齿轮建模方法,都有各自都优点与适用场合。作为个设计人员应该了解不同的方法,并且能够在设计中充分考虑其设计要求,选择最简易的方法,利用最短的时间完成设计工作,且能完全达到设计标准,这样的方法就是最好的方法。在设计上,没有最好,只要更好,只要做到了最节约的方式出色地完成了设计工作,那就是个出色的设计。参考文献李国琴,孙京平绘制机械图训练手册北京中国电力出版社刁燕,罗华计算机辅助设计讲义四川大学锦江学院,周四新实例教程北京电子工业出版社于志伟,李明野火版零件设计完全手册北京人民邮电大学出版社张湘,郭坤州,夏宏玉,徐小军基于的渐开线齿轮建模方法研究现代机械年期周新建,肖乾基于与实现斜齿轮的工程分析煤矿机械,第卷,第期孙恒,陈作模,葛文杰机械原理北京高等教育出版社杨汾爱等基于精确模型的斜齿轮接触应力有限元分析机械科学与技术,第卷,第期刘晖等基于参数化的齿轮传动接触有限元分析大连交通大学邱宣怀等机械设计北京高等教育出版社黄圣杰,张益三,洪立群高就开发实例北京电子工业出版社深圳荷马技术,徐国斌在企业的实施与应用北京机械出版社邱会朋,杜贵明产品现代设计方法与实例精解野火版北京华北大学出版社雷卫强
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