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1、 毕业 任务书一、题目普通车床变速箱的三维虚拟设计及运动仿真二、指导思想和目的要求本课题研究了普通车床变速箱的变速原理以及虚拟仿真系统的设计方法，构建了一个能够显示变速机构工作原理的三维仿真机构。课题的目的是用Pro/E建立三维模型及模型库，进行虚拟装配、动画演示、仿真运动分析，将三维技术融入机械类等课程，从而实现用现代化教学手段达到降低教学成本，提高教学质量的目的。并探索Pro/E在三维动态方面的应用价值，以及Pro/E软件在当今生产加工行业的应用。Pro/E软件作为计算机辅助设计系统中非常重要的一款三维设计软件，它所具有的功能是计算机发挥辅助设计功能、提高设计效率的重要基础。建立在统一基层
2、上的数据库上的特点令数据结构与工程设计结合，使得一件产品的设计能够在各个阶段称为一个完整一体的过程。本课题应用Pro/E软件完成各轴、齿轮、键的三维实体建模、结构参数化设计，在完成各个零部件的绘制后，开始装配轴和齿轮，装配完成后，进行仿真。目的是通过对普通车床变速箱的设计仿真，了解一般产品设计的基本过程。探索Pro/E在三维动态方面的应用价值，以及Pro/E软件在当今工业生产中的应用价值。长远的观点看，三维CAD技术必然会替代二维绘图。随着计算机性能的提高，CAD三维技术正向着开放、集成、智能和标准化的方向发展。正确把握CAD三维技术的发展趋势，对我国机械行业的企业正确的规划自身设计系统，有着
3、深远的意义。三、主要技术指标1、CAD零件图二张；2、Pro/E三维实体模型若干；3、模拟仿真视频一个；四、进度和要求 2014.32014.4：翻译外文文献、完成开题报告， 2014.4.52014.4.13：熟悉作图软件复习所需的专业知识搜集资料做好准备工作； 2014.4.152014.5：进行典型零件仿真加工及优化方案；2014.52014.6：撰写毕业设计论文；2014.6：准备并完成答辩。五、主要参考书及参考资料1 单泉.Pro/E 4.0参数化设计从入门到精通，北京-机械工业出版社，2008.2 曹金榜.机床主轴变速箱设计指导，北京-机械工业出版社，1987.3 威克.机床，北京
4、-机械工业出版社，1987.4 (德)斯推番.E.机床齿轮变速箱最佳传动方案，上海-上海科学技术出版社，1965.5 梁玲， 赵春章. 中文版Pro/ENGINEER Wildfire 4.0实用教程，北京- 清华大学出版社，2008.6 钟日铭.Pro/ENGINEER Wildfire3.0中文版装配设计与产品实例，北京-机械设计出版社，2007：6-11，82-84，190-194.7 韩秋实.机械制造技术基础，北京-机械工业出版社，2010.8 侯先勤.Pro/E 4.0 产品设计实例精讲，西安-西安交通大学出版社, 2009：179-185.9 刘传紹.机械制造工艺学，北京-电子工艺
5、出版社，2011.10 纪名刚.机械设计， 北京-高等教育出版社，2006.511 杨雪宝.机械制造装备与设计.西北工业大学出版社.2010. 12 李国斌.机械设计基础.机械工业出版社出版.201013 张萌克.机械制图.机械工业出版社.2010 学生 白 洋 指导教师 李 郁 系主任 魏生民 摘 要车床变速箱是车床上重要的传动装置，面对这种体型笨重、昂贵的机电设备，要学习其内部的特殊构造，传统的学习方式是采用二维的书面信息和简单的等比食物模型相结合的方法对学习者进行讲解，使他们了解和学习变速机构的工作原理。当利用实物模型会受到模型的数量、环境等因素的限制，降低了学习效率。本课题研究了普通车
6、床变速箱的变速原理以及虚拟仿真系统的设计方法，构建了一个能够显示变速机构工作原理的三维仿真机构。课题的目的是用Pro/E建立三维模型及模型库，进行虚拟装配、动画演示、仿真运动分析，将三维技术融入机械类等课程，从而实现用现代化教学手段达到降低教学成本，提高教学质量的目的。并探索Pro/E在三维动态方面的应用价值，以及Pro/E软件在当今生产加工行业的应用。关键字：变速箱，仿真系统，Pro/E，运动特性分析 ABSTRACTLathe gearbox is important gear on a lathe, in the face of this kind of bodily form bulk
7、y and expensive mechanical and electrical equipment, to study its internal structure, the special traditional way of learning is to use 2 d written information and simple geometric model method of combining the food to interpretation of learners, to make them understand and study the working princip
8、le of variable speed mechanism. By using physical model will be affected by the number of models, environmental factors such as limit, reduce the learning efficiency.This topic research the engine lathe gearbox transmission principle and design method of virtual simulation system, builds a able to d
9、isplay the 3 d simulation of shift gear working principle. Subject is the purpose of using Pro/E 3 d model is set up and model library, virtual assembly, animation, motion characteristics.Key words: Transmission, the simulation system, Pro/E, movement characteristics analysis目 录第一章 绪 论11.1 Pro/E的应用及
10、车床的发展11.1.1 Pro/E在工业中的应用11.1.2 国内外机床发展状况21.2 Pro/ENGINEER软件的简介21.2.1 Pro/ENGINEER的发展历程21.2.3 Pro/ENGINEER主要模块及应用领域41.3本课题主要研究内容6第二章 车床变速箱的概况82.1变速箱组成及特点82.2变速箱的主要传动系统构成82.3主轴箱的主要参数92.4传动系统及传动方案的确定92.5轴在箱体的定位12第三章 变速箱的三维实体建模133.1齿轮参数化建立133.2 齿轮的建模过程353.3 轴的建模过程383.4 变速箱的装配过程433.4.1 轴的装配过程433.4.2 轴之间的
11、定位装配过程443.4.3 传动系统的装配48第四章 仿真运动504.1仿真运动的参数设置504.2模拟仿真运动效果53第五章 全文总结57致 谢58参 考 文 献59毕业设计小结6041第一章 绪 论1.1 Pro/E的应用及车床的发展1.1.1 Pro/E在工业中的应用CAD技术是先进制造技术的重要组成部分，是计算机技术在工程设计、机械制造等领域中最有影响的一项高新应用技术。Pro/E作为CAD软件中的突出代表，在工业生产、产品创新等各个方面有着重要的作用。它使机械产品在设计过程中，产品的性能设计和结构优化设计技术能得到充分的施展，而不仅仅是代替简单而重复的人工劳动。在进行产品设计过程中，
12、产品设计人员可以通过Pro/E的动态仿真技术进行产品的性能分析设计和结构优化设计，并将产品的形体设计已产品性能设计结合起来，对产品个主要部件的动、静态分析和结构形体等的优化。自从美国PTC公司的PRO/E软件自诞生那一天起，就引领机械行业的发展，将一场深刻的变化带进了工业生产的各个方面。其优势在航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等制造业的广泛、深入应用就能得到生动的说明。相关联的据库、参数化设计基于特征的实体型化、以及多兼容的数据接口等，都是PRO/E的最大特点。Pro/E软件作为计算机辅助设计系统中非常重要的一款三维设计软件，它所具有的功能是计
13、算机发挥辅助设计功能、提高设计效率的重要基础。建立在统一基层上的数据库上的特点令数据结构与工程设计结合，使得一件产品的设计能够在各个阶段称为一个完整一体的过程。工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角等特征，可以轻易改变模型。这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。该软件的多数据的接口可以与多种CAE/CAM软件的的连接应用。1.1.2 国内外机床发展状况目前，机床已发展到数控阶段，80年代是数控机床、数控系统大发展的时代。到80年代末，全世界数控机床（含锻压铣床）的年产量超过10万台。这个发展大潮，方兴未艾。世界著名企业中，数控机床在加
14、工设备中所占的比例明显提高。例如，美国通用电器公司，数控机床已占70%。从1982年起，日本的机床工业产值连年独占鳌头，数控机床产量连续多年处于世界的首位。日本机床的发展反映着世界机床技术发展的趋势。日本数控机床以年均2.88%，的增长率增长，到1990年，数控机床的年产量达6.1万台，机床产值数控化率超过80%，而且主要生产高档数控机床。我国的机床工业是在新中国成立后建立起来的。在半封建半殖民地的旧中国，基本上没有机床制造工业。直至解放前夕，全国只有少数几个机械修配厂生产结构简单的少量机床。1949年，机床年产量仅1500多台。解放后40多年来，我国机床工业获得了高速发展。目前我国已形成了布
15、局比较合理、比较完整的机床工业体系。机床的产量不断上升，机床产品除满足国内建设需要以外，而且有一部分已远销国外。我国已制定了完整的机床系列型谱。生产的机床品种也日趋齐全。现在已经具备了成套装备现代化工厂的能力。目前我国已能生产从小型仪表机床到重型机床的各种机床，也能生产出各种紧密的、高精度自动化的已经高效率的机床和自动线。我国机床工业已经取得了很大的成就，但与世界先进水平相比，还有很大的差距。主要表现在：大部分高精度和超高紧密机床的性能还不能满足要求，精度保持性也较差，特别是高效自动化和数控化机床的产量、技术水平和质量等方面都明显落后。到1990年底，我国数控机床的产量仅是全部机床产量的1.5%，产值数控化比率仅为8.7%。而同期日本机床产值数控化绿为80%，德国为54.2%。我国数控机床基本是中等规格的车窗、铣床和加工中心等。精密、大型、重型或小型数控机床，远远不能满足需要。1.2 Pro/ENGINEER软件的简介1.2.1 Pro/
