基本信息
- 项目名称：
- 基于Pro/E的齿轮参数化设计
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 利用Pro/Engineer将齿轮进行参数化建模，借助VS2005将Pro/Engineer进行二次开发，创建菜单和对话框。从而构建出简易的齿轮设计系统。
- 详细介绍：
- 齿轮种类繁多，不同场合所需的齿轮结构和尺寸又有所不同，传统的齿轮开发已经不能很好满足市场需求。随着三维CAD技术的不断发展，及在机械领域中的不断应用，对加速产品开发、提高品质及降低成本起着关键作用。对直齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮、蜗杆结构进行分析，结合CAD技术，对这些齿轮进行参数化三维设计，有利于提高齿轮的设计效果。 首先，是对几种常用齿轮进行参数化建模。分析齿轮结构特征，建立数学模型，采用Pro/Engineer4.0造型软件，根据齿轮的基本参数（齿数、模数、压力角等）进行特征建模。 其次，创建下拉菜单和对话框。以Visual Studio2005为编程工具，利用Pro/Engineer4.0进行二次开发，在Pro/E造型软件中创建“齿轮”下拉菜单和人机互动的对话框。 最后，在上述基础上构建齿轮三维参数化设计系统。实现了给定齿轮基本参数后，自动生成所对应的齿轮三维图形。 该系统的实现，可以大大减轻设计人员的繁重工作、提高效率、降低成本。对其它零件的参数化设计有较好的借鉴作用。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 目的：传统的齿轮设计，在设计过程中，涉及到的齿轮参数较多，计算非常烦琐复杂，这导致齿轮设计的效率、可靠性及准确性都大大降低。为了缩短开发周期、减少开发费用、提高齿轮设计质量、减少重复工作，提高设计效率和质量。 思路：将Pro/E进行二次开发，创建便捷的人机对话界面，对齿轮进行参数化设计。
科学性、先进性及独特之处
- CAD技术对于大多数用户来说，仅仅是一个画图工具，与传统的纸制图纸相比，CAD更利于保存与修改。本质上依然是手工设计，没有解决关键问题。它们存在着某些严重不足，主要是：无法支持快速的设计修改和有效地利用以前的设计结果；无法很好地支持设计的一致性维护工作；不符合工程设计人员的习惯；无法支持并行设计过程。 利用Pro/E对齿轮进行参数化设计，可以大大提高设计效率，避免了重复工作。
应用价值和现实意义
- 由于齿轮在现代机械中应用极其广泛，所以对齿轮的参数化设计还可以大大减轻设计人员的繁重工作、提高效率、缩短周期、降低成本，加快产品研发、生产和上市的速度。因此，开发一套高效生成齿轮模型的参数化系统具有重大意义。
学术论文摘要
- 齿轮种类繁多，不同场合所需的齿轮结构和尺寸又有所不同，传统的齿轮开发已经不能很好满足市场需求。随着三维CAD技术的不断发展，及在机械领域中的不断应用，对加速产品开发、提高品质及降低成本起着关键作用。对直齿圆柱齿轮、直齿圆锥齿轮、蜗杆结构进行分析，结合CAD技术，对这些齿轮进行参数化三维设计，有利于提高齿轮的设计效果。 首先，是对几种常用齿轮进行参数化建模。分析齿轮结构特征，建立数学模型，采用Pro/Engineer4.0造型软件，根据齿轮的基本参数（齿数、模数、压力角等）进行特征建模。 其次，创建下拉菜单和对话框。以Visual Studio2005为编程工具，利用Pro/Engineer4.0进行二次开发，在Pro/E造型软件中创建“齿轮”下拉菜单和人机互动的对话框。 最后，在上述基础上构建齿轮三维参数化设计系统。实现了给定齿轮基本参数后，自动生成所对应的齿轮三维图形。 该系统的实现，可以大大减轻设计人员的繁重工作、提高效率、降低成本。对其它零件的参数化设计有较好的借鉴作用。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- 隋明阳 史艺农.机械设计基础[J].北京：机械工业出版社，2002，2 温建民 任倩 于广滨.Pro/E Wildfire 3.0三维设计基础于工程范例[J].北京：清华大学出版社，2008，5 张继春.Pro/ENGINEER二次开发实用教程[M].北京：北京大学出版社，2003 李世国.Pro/toolkit程序设计[M].北京：机械工业出版社，2003，7
同类课题研究水平概述
- 当前，齿轮设计的理论已经相当成熟，资料也非常完善，但是其设计过程依然很烦琐。针对这一情况，国内外许多大型商业软件也逐渐开始在自己的软件内部开发适用于齿轮设计的专用插件，但其齿轮设计部分多数比较简单，且参数较少，只能适用于一般设计要求。如针对齿轮三维建模，中端三维软件CAD提供了其设计原型，但无论是其对齿轮齿廓的特征的精确描述，还是由三维模型到二维工程图纸的转换等功能都没有提供很好的解决方案。虽然其支持三维模型/二维工程图的转换功能，但是转换过程中的图幅的选择，尺寸标注，齿轮技术参数表内数据的更新等技术问题都没有得到很好的解决，还需靠人工逐一检验修改，造成重复劳动，也容易出错。目前，以三维实体造型为基础的CAD在我国方兴未艾，国际著名的CAD软件商纷纷登陆中国市场，国内许多大学、科研院所也着力于各种CAD平台的二次开发以及自主知识产权的CAD软件开发，各种三维CAD软件不断出现。比较优秀的国外软件有Pro/Engineer、UG、SolidWorks等。 关于齿轮类零件的参数化设计，国内外很多学者都在进行研究。李燕基于Pro/E齿轮三维特征造型和利用Program实现齿轮参数化设计；任春红介绍了Pro/E参数化设计的功能，并进行渐开线齿轮设计；朱凤芹在Pro/E环境下实现了直齿圆柱齿轮的参数化设计等。
