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1、 本科生毕业论文（设计）基于Pro/e的渐开线齿轮的运动仿真学 院：专 业：班 级：学生姓名：指导老师：完成日期：学士学位论文原创性申明本人郑重申明：所呈交的论文和设计是本人在指导老师的指导下独立进行研究，所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文和设计不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式表明。本人完全意识到本申明的法律后果由本人承担。学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的
2、复印件和电子版，允许论文被查询阅和借阅。本人现授权江西科技学院可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用缩印、影印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保 密 ， 在 年解密后适用本授权书。不保密 。（请在以上相应方框内打“” ）学位论文作者签名（手写）： 指导老师签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日5摘要这篇文章是描述如何利用Pro/E软件对所知齿数的齿轮进行三维设计及做出运动仿真的过程。最后得出所需要的相应数据图像，为设计者提供良好的设计和修改平台。本书利用软件首先画出三维图形，然后将重要的数据添加到数据框中在之后的设计中只需修改数
3、据便可以快速的得到所需要的齿轮。然后通过装配将两齿轮装配起来，再利用软件做仿真得出运动时的位置、速度、加速度的图像。关键词：Pro/E，齿轮，模数，齿数， 压力角， 运动仿真。ABSTRACTThissubjectisabouttheprocessofmakingthree-dimensionalmodelingandmotionsimulationofPro/Egear.Afterchangingsomeparametersoftheteeth,themodulusandsoon,thethree-dimensionalmodelofthegearcreatedbyPro/Esoftware
4、canhelptoquicklygeneratetherequiredgeardesign.Underthesamemodulusandpressureangles,selectingthecenteraxisthatconnectsthepinandthegearshaftasapositioningreference. Aftergearassemblyiscompleted,itisnecessarytodointerferenceanalysistodeterminethereasonablenessoftheassembly.Thendefinethegearsandcreatead
5、river.Finally,analysisandsimulatethekinematicsanddynamicsofmechanicalsystemstodeterminetheposition.Key Words: Pro/E,gear,modulus,numberteeth,pressureangle,motionsimulation.目 录第1章 绪论11.1概论11.2齿轮的传动概述2第2章 直齿圆柱渐开线齿轮的建模32.1渐开线齿轮的齿廓建模32.2齿槽的阵列132.3特征的设计142.4创建齿轮218第3章 齿轮传动仿真与分析203.1齿轮的装配203.2齿轮仿真及分析22第4章
6、 结论及展望284.1结论284.1展望28参考文献29致谢30第1章 绪论1.1 软件概论Pro/E是由美国的一个软件公司开发的产品，该软件具有强大的辅助设计功能，在制造领域运用的非常广泛。这个软件可以实现简单零件设计、复杂零件设计、零件装配、运动仿真、零件受力分析、零件热分析、结构强度分析、最大载荷分析、速度分析、加速度分析。还可实现简单数控编程、选择合理的配合尺寸、工作状态下的散热分析、在多个方案中选择较好方案、冲压方案分析、模流分析。它的运用面几乎包括了制造领域的方方面面，是一款优秀的3D虚拟软件。主要特性:全相关性：该软件中所有的模块都是相互有联系的，当在设计中某一处有所改动便会涉及
7、到所有的模块，相对的模块图纸也会得到反映，包括了原始的装配图、原始的设计图纸，及加工时的加工路线加工工艺等。该模块支持用户在开发周期内对产品进行某处的随意更改，但是设计本体不会受到影响，使不同种类的工程可以同时的启用，使暂时无法实现的功能提前工作。特征的参数化造型：无论是普通或者复杂的零件，基本都存在特征，但是根据不同的零件，特征的大小和样式都不尽相同。当中使用最多的是圆弧、圆角、倒角等，虽然他们的显得微不足道但是对于我们的工程设计人员来说还是非常的熟悉，也是设计当中必不可少的，该模块可以快速的生成设计者需要的特征可以极大的减少设计和绘图时间。数据管理模块：该模块相当于现实当中的管理者，来管理
8、多部门的协调工作。在这里它的职责是允许多工程的同步实施，以便于完成产品的快速投放市场实现最大的经济效益。装配管理模块：该软件提供用户一些简单的命令，通过简单装配可以让还未完工的产品提前展现原样，让人一目了然。当然还可以无限制的添加装配体的零件个数，强大的兼容功能可以使用在任何复杂的装配。使用简单：该软件使用非常明了的绘图命令，在操作上比起其他软件显得更加直观和明了。在绘图的同时还可以即时的转动所做零件观察是否合理，如需修改便可以重新操作。简单的拉伸、旋转和扫描几乎可以运用到所有的零件绘图当中，无论对于初学者还是从未接触过的人来说操作都显得非常容易。1.2 齿轮传动概述在平时的日常生活中齿轮可谓
9、无处不在它与我们的生活紧密联系，天上的飞机水上的轮船地上的车辆，其传动都存在齿轮，它的传动地位在当今的机械领域可谓举足轻重。它是用来传递不同构件上的力以此来实现动力的转移，它在传动方面常常被高寿命、高效率、稳定性而被设计者所采用。在传动中，齿轮的受力点是齿轮的齿面，所以经常会出现齿面磨损。它的传动要求也是非常的挑剔，需要相同的模数和压力角，当然准确的齿廓线也是前提条件。在设计中设计者常常采用标准齿轮，这是因为齿轮的重新设计会消耗很大的人力和财力。在齿轮设计中用户一般要先建立一个自己经常使用的齿轮模块然后将重要参数添加到参数列表中，然后利用齿廓线方程做出一个齿廓线，然后在齿廓线的基础上建立单个齿
10、槽，最后通过倒圆角等特征设计做出完整的齿槽对单个齿槽进行阵列，将毛坯上的孔和轮辐做出来。本书中所做的实例，主要数据如下所列，不包括一些简单孔和阶梯面。M NUMBER齿轮的模数= Z NUMBER齿轮的齿数=ALPHA NUMBER齿轮的压力角=B NUMBER齿轮的宽度=HAX NUMBER齿轮齿顶高系数=CX NUMBER齿轮的齿底隙系数=X NUMBER齿轮的变位系数=利用虚拟软件对齿轮进行装配仿真分析，可以让设计者提前发现设计中存在的问题，并在软件中及时的修改从而获得更加良好合理的设计。同时在仿真运动中可以得到两齿轮的速度、加速度、及位置图像，为用户提供良好的运动状态并得到合理的判断。
11、第二章 直齿圆柱渐开线齿轮的建模 2.1 渐开线齿轮的齿廓建模211齿轮的设计流程渐开线齿轮由于涉及到了较多的参数，本文的绘图思路总体概述如下所示，其中省略了细节部分的描述。1) 开始2) 新建零件文件3) 创建轮坯4) 齿轮轮齿渐开线生成5) 设计齿槽6) 阵列齿槽7) 设计特征如孔、键槽等8) 存盘212创建零件1) 打开软件界面，单击“文件”工具栏中的“新建”按钮，打开新建对话框，在类型中选择按钮，在“子类型”中选择选项，在名称文本框中输入文件名为“gear1”实际操作如下图2-1.2.1选项所示。图2 -1.2.1记住一定要取消使用缺省模版不然就是默认的英制零件，在后面的选项中使用公制
12、模版即mmns_part_solid如图2-1.2.2图2-1.2.2然后“确定”进入零件的绘制界面。213 齿轮参数的设计选择Top平面为草绘平面，绘制四个同心圆大小随意。选择菜单栏中的“信息”然后选择“切换尺寸”将图中的四个圆切换为d0、d1、d2、d3如下图2-1.3.1所示。，然后按打勾完成草绘退出二维草绘模式。图2-1.3.1然后在菜单栏中依次选择“工具”“关系”，此时系统会弹出关系对话框。按（添加），将下列各个参数添加到如下图所示对话框中。内容如下：模数、齿数、压力角、分度圆直径、基圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿宽、齿顶高、顶隙系数c。详细内容见下图2-1.3.2所示。齿轮参数
13、添加完成后单击。图2-1.3.22.1.4 创建齿轮关系式并确定尺寸在关系框中分别输入d0、d1、d2及d3，方法：在左侧模型树中点选“草绘1”即四个同心圆、右击点取“编辑”然后在主菜单栏中选择“工具”“关系”“关系”系统会自动弹出关系对话框，在关系对话框中添加关系，输入下图2-1.4.1所示关系式。图2-1.4.1关系内容包括：d=m*zdb=d*cos(angle)df=d-2*(ha+c)*mda=d+2*m*had0=dad1=dd2=dfd3=db关系输入结束后点击（校对）校对成功后单击“确定”“ ”保存数据关系。单击“（重生）”系统会自动生成图形，重生成图形如下图2-1.4.2所示。 图2-1.4.22.1.5 建立新坐标系在右侧菜单栏中单击“（坐标系）”出现基准点对话框，然后在左侧模型树中点选“prt_csys_def基准点”出现下面的对话框，在“原始”中偏移类型选择“笛卡尔”，定向选项关于X旋转270，然后按“确定”在左侧的模型树中会自动生成CSO坐标系（为下一步绘制渐开线做好准备）。设置如下图3-1.5.1所示。图2-1.5.121.6 绘制单个齿槽截面1)单击“
