齒輪的參數(shù)設(shè)計開題報告

1、<p><b>　　畢業(yè)論文開題報告</b></p><p>　　論文題目：齒輪的參數(shù)化設(shè)計與三維建模方法研究</p><p>　　【英 文】：Parametric design of gear and the method research of three dimensional modeling </p><p>　　2012

2、年 2月 23日</p><p>　　注：本頁為畢業(yè)論文(設(shè)計)開題報告的封面,請將開題報告正文裝訂于后。</p><p>　　一、本課題研究的目的及意義</p><p>　　齒輪廣泛應(yīng)用于航空、航天和工程機械傳動系統(tǒng)中,具有傳動平穩(wěn),承載能力強等優(yōu)點,有著非常廣泛的應(yīng)用前景。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,設(shè)計計算困難。在傳統(tǒng)的齒輪設(shè)計方法中，齒輪的設(shè)計是一件繁瑣、重復(fù)的工作，設(shè)計

3、要查找的圖表較多，需要考慮的條件、參數(shù)也較多，因此設(shè)計量比較大。傳統(tǒng)的計算方法進(jìn)行設(shè)計，時機的效率和精度陷入不會很高，為了提高的效率和精確度，設(shè)計了這套齒輪設(shè)計系統(tǒng)。</p><p>　　一般常見的齒輪的設(shè)計方法順序是：首先對給定一定約束條件的齒輪進(jìn)于參數(shù)的強度計算，然后根據(jù)計算結(jié)果進(jìn)行校核；然后根據(jù)計算結(jié)果算輪的幾何尺寸，根據(jù)幾何尺寸進(jìn)行運動模擬，核實齒輪運動時是否存在，如果沒有則進(jìn)行齒輪的優(yōu)化設(shè)計計算，再將優(yōu)

4、化結(jié)果反饋到校核公式校核，繼續(xù)干涉分析，最后根據(jù)優(yōu)化計算結(jié)果生成齒輪的工程圖。這之前一般都是相互獨立進(jìn)行，其中強度計算方法有很多種，優(yōu)化方法也有幾種，設(shè)計時容易產(chǎn)生重復(fù)工作，于是產(chǎn)生了設(shè)計一套集成這些功能的系想法，來完成集成這些設(shè)計功能，簡化齒輪的設(shè)計任務(wù)，提高設(shè)計效率確度。</p><p>　　隨著各國經(jīng)濟的發(fā)展，各國間科學(xué)技術(shù)和貿(mào)易往來日趨頻繁，制定一項能為各國都能接受的國際標(biāo)準(zhǔn)的呼聲愈來愈高。1951年法國

5、、前蘇聯(lián)、德國、英國、比利時和瑞士六國組成ISO/TC60/WG2（齒輪技術(shù)委員會第二工作組)，負(fù)責(zé)制定齒輪精度ISO標(biāo)準(zhǔn)，法國為秘書國，經(jīng)過十余年的磋商、討論和驗證，最后十1975年通過為正式標(biāo)準(zhǔn)ISO1328-1975。此國際標(biāo)準(zhǔn)除了德國、美國、日本外世界各國都以等同或等效采用ISO1328-1975標(biāo)準(zhǔn)修訂各自國家標(biāo)準(zhǔn)。由于工業(yè)先進(jìn)國家德國、美國、日本沒有采用ISO1328-1975標(biāo)準(zhǔn)，形成世界齒輪精度標(biāo)準(zhǔn)事實上不統(tǒng)一。八十年代

6、ISO/TC60/WG2(齒輪技術(shù)委員會第二工作組)由德國、美國等國家參加對ISO1328-1975標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行修訂工作。ISO于1992年一1998年陸續(xù)正式頒布ISO1328-1:1995，ISO1328-2:1997兩個標(biāo)準(zhǔn)，ISO/TR10064-1:1992,ISO/TR10064-2：1996，ISO/TR11064-3:1996，ISO/TR10064-4:1998四個技術(shù)報告組成成套系統(tǒng)替代和廢除ISO1328-1975標(biāo)準(zhǔn)

7、。</p><p>　　在中國現(xiàn)代的齒輪設(shè)計中，齒輪設(shè)計這一任務(wù)是一件繁瑣和重復(fù)的工作，國外已經(jīng)有相應(yīng)的齒輪設(shè)計軟件出現(xiàn)，但是其軟件設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、機械標(biāo)準(zhǔn)國的國情不符，他們通常采用的是歐洲的標(biāo)準(zhǔn)、美國標(biāo)準(zhǔn)以及日本標(biāo)準(zhǔn)，國外的相應(yīng)軟件只是提供了齒輪設(shè)計中的幾個模塊功能，集成度不高，完成齒輪的全部設(shè)計要求，此系統(tǒng)解決了這個問題。在此系統(tǒng)集成的環(huán)，可以完成齒輪設(shè)計一系列的設(shè)計要求，包括計算、分析、出圖等功能。系統(tǒng)簡化了齒輪

8、設(shè)計的復(fù)雜性，提高了設(shè)計效率和精確性，減少了重復(fù)的勞動，提高了生產(chǎn)效率。在齒輪的設(shè)計中，齒輪的精度要求是最重要的一個環(huán)節(jié)，其直接關(guān)系到齒輪的齒合，影響到機械傳動以及機械的使用壽命等等方面，因此為了快速準(zhǔn)確的生成齒輪零件的三維模型，我們利用UG軟件可以輕松實現(xiàn)各種復(fù)雜實體及造型的建構(gòu)。UG,具有功能強大、性能穩(wěn)定以及兼容性好、交互性強等特點,近年來在我國機電產(chǎn)品輔助設(shè)計和制造領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。</p><p>&l

9、t;b>　　國內(nèi)外研究現(xiàn)狀</b></p><p>　　近年來，優(yōu)化設(shè)計和CAD應(yīng)用在國外發(fā)展很快。在新產(chǎn)品設(shè)計方面普遍進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。這樣它們在追蹤市場、縮短技術(shù)準(zhǔn)備周期，保證產(chǎn)品性能方面占了很大優(yōu)勢。在我國，一些企業(yè)和研究所在這方面剛剛起步，大多數(shù)工程技術(shù)人員仍然在采用手工繪圖，繪圖工作仍很艱難。有的企業(yè)在購置普遍生產(chǎn)設(shè)備方面很慷慨，但在購置計算機硬件以及軟件方面卻顯得“小家子氣”。</

10、p><p>　　目前，市場上有很多關(guān)于齒輪傳動的設(shè)計系統(tǒng)，但是都或多或少地存在著不完善的地方。例如，有的軟件只具有幾何參數(shù)設(shè)計功能，后來即使實現(xiàn)了齒輪造型的功能，模型卻非常粗糙，甚至是使用圓弧等簡單曲線代替漸開線對齒廓曲線進(jìn)行造型，不能很好的表達(dá)漸開線齒廓的幾何特性;還有一些軟件沒有充分地注重設(shè)計者的主觀能動性，表現(xiàn)在：一些經(jīng)驗參數(shù)的選取直接采用了系統(tǒng)默認(rèn)值，當(dāng)輸入的唯一初始值時，只能設(shè)計出唯一的一個結(jié)果；少數(shù)單位也

11、開發(fā)了較為完整的齒輪設(shè)計軟件，雖然比較適于生產(chǎn)實際的需要，價格卻很高。因此在生產(chǎn)實際中，很多設(shè)計人員為了在特定的要求下進(jìn)行齒輪的設(shè)計和造型，仍然使用手動設(shè)計這一古老的方法，這種方法工作量大、效率很低、容易出錯。漸開線齒輪，由于其復(fù)雜性，一般設(shè)計者很難精確造型。有些文獻(xiàn)指出，隨著塑料齒輪模具的廣泛應(yīng)用和快速成型及虛擬制造技術(shù)的迅速發(fā)展，用小型CAD軟件對齒輪三維基體和齒面進(jìn)行參數(shù)化造型設(shè)計己成為設(shè)計者的迫切需求。</p>&

12、lt;p>　　關(guān)于齒輪類零件參數(shù)化三維計算機輔助設(shè)計，國內(nèi)外很多學(xué)者進(jìn)行了研究。運用UG（Unigraphics）可以進(jìn)行三維設(shè)計并且著工作量小、直觀、容易操作、易于修改的優(yōu)點。實際上，基于UG的三維設(shè)計技術(shù)還不能算是一種嚴(yán)格意義上的設(shè)計技術(shù)，它只能說是一種輔助繪圖技術(shù)。它雖然能將工程設(shè)計人員從繁重的手工繪圖工作中解放出來，但它對一些設(shè)計技術(shù)是做不到的。</p><p><b>　　三、論文研究內(nèi)

13、容</b></p><p>　　1、齒輪零件的設(shè)計計算；</p><p>　　2、齒輪零件的數(shù)學(xué)模型；</p><p>　　3、參數(shù)化設(shè)計原理；</p><p>　　4、齒輪的參數(shù)化設(shè)計與三維建模；</p><p>　　5、完成論文的編寫和外文翻譯。</p><p><b>

14、;　　四、論文框架</b></p><p><b>　　1、緒論</b></p><p>　　1.1三維建模軟件UG概述</p><p>　　1.2論文研究的目的和意義</p><p>　　1.3論文研究的主要內(nèi)容及創(chuàng)新

15、 </p><p><b>　　2、齒輪參數(shù)化設(shè)計</b></p><p><b>　　2.1前言</b></p><p>　　2.2齒輪參數(shù)化設(shè)計模型</p><p>　　2.3齒輪參數(shù)化設(shè)計原理</p><p>　　2.4提取齒輪的約束條件</p&

16、gt;<p>　　2.5齒輪繪制算法分析</p><p><b>　　2.6本章小結(jié)</b></p><p>　　3、齒輪三維建模方法</p><p><b>　　3.1前言</b></p><p>　　3.2建立漸開線輪廓表達(dá)式</p><p>　　3.3漸開

17、線輪廓繪制</p><p>　　3.4完成齒輪的造型</p><p><b>　　3.5本章小結(jié)</b></p><p><b>　　4、總結(jié)</b></p><p><b>　　4.1全文總結(jié)</b></p><p><b>　　4.2研究展

18、望</b></p><p><b>　　五、 論文寫作進(jìn)度</b></p><p>　　2月20日—2月26日 選課題，寫開題報告</p><p>　　2月27日—3月4日 收集并熟悉資料</p><p>　　3月5日—3月18日 學(xué)習(xí)CAD軟件及UG</p><p>　　3月1

19、9日—4月1日 完成齒輪參數(shù)化設(shè)計 </p><p>　　4月2日—4月8日 用UG完成齒輪三維建模</p><p>　　4月9日—4月22日 編寫設(shè)計說明書</p><p>　　4月23日—5月6日 整理成畢業(yè)設(shè)計全部文件，準(zhǔn)備答辯</p><p><b>　　5月 畢業(yè)答辯</b></p>

20、<p><b>　　六、 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 鄒慧君，張春林，李杞儀等. 機械原理[M]. 高等教育出版社，2006</p><p>　　[2] 吳宗澤.機械設(shè)計實用手冊[M].第二版.北京:化工工業(yè)出版社, 2004 </p><p>　　[3] 寧汝新，徐弘山.機械制造中的CAD/CAM技術(shù)[

21、M].北京:北京理工大學(xué)出版社,2002 </p><p>　　[4] 姚劍峰. 三維參數(shù)化特征庫的研究與實現(xiàn)一機[J]. 機械設(shè)計與研究，2002</p><p>　　[5] 高莽，高明宇. 機械設(shè)計中參數(shù)化造型方法研究[J]. 機械設(shè)計與制造，2000</p><p>　　[6] 蔡穎等. CAD/CAM原理與應(yīng)用.北京:機械工業(yè)出版社，1

22、998.</p><p>　　[7] 徐小軍，潘存云，尚建忠，夏尊鳳.基于Aut0CAD的航空圓錐齒輪傳動CAD系統(tǒng)研究.國防科技大學(xué)學(xué)報，1999.</p><p>　　[8] 云杰漫步科技CAX設(shè)計教研室 UG NX7.0中文版基礎(chǔ)教程</p><p>　　[9] 陳立德．機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計[M]．北京：高等教育出版社，2006.7</p>

23、;<p>　　[10] 陳立德．機械設(shè)計基礎(chǔ)（第三版）[M]．北京：高等教育出版社，2007.8 </p><p>　　[11] 宣邱懷．機械設(shè)計（第4版）[M]．北京：高等教育出版社，1997</p><p>　　[12] 高 志，黃純穎．機械創(chuàng)新設(shè)計[M]．北京：高等教育出版社，2010.7</p><p>　　[12] 肖愛明等