【正文】 河南科技學(xué)院 2021 屆本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 論文題目：基于 Pro/E 的齒輪油泵三維建模設(shè)計 學(xué)生姓名 : 王 勇 所在院系：機(jī) 電 學(xué) 院 所學(xué)專業(yè)：機(jī)電技術(shù)教育 導(dǎo)師姓名：安 愛 琴 完成時間： 2021 年 5 月 20 日 摘 要 本文 介紹了利用 Pro/E 軟件，來 完成齒輪油泵三維建模 設(shè)計。 齒輪油泵設(shè)計主要從零件建模、裝配設(shè)計、機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真、工作原理動畫幾個方面展開。用 Pro/E 建立三維模型及模型庫，進(jìn)行虛擬裝配、動畫演示、運(yùn)動特性分 析，將三維技術(shù)融入機(jī)械 類 等課程，從而實(shí)現(xiàn)用現(xiàn)代化教學(xué)手段達(dá)到降低教學(xué)成本，提高教學(xué)質(zhì)量的目的。 關(guān)鍵詞 ： 齒輪油泵，三維建模 , Pro/E，計算機(jī)輔助教學(xué)，機(jī)構(gòu)仿真 Based on Pro/E threedimensional modeling of the gear pump design Abstract This article describes how to use Pro/E to plete the design of threedimensional modeling of gear pumps. The design of gear pumps, mainly began from parts modeling, assembly design, simulation of body movement, the work of several aspects of the principle of animation. Utilizing Pro/E to establish threedimensional model and modelbase, virtual assembly, animation demo , movement analysis, threedimensional technology will be integrated into the mechanical subject, which made it bee true to achieve reducing the cost of teaching and improving the quality of teaching using the teaching methods of modernization. Keywords： gear pumps, threedimensional modeling, Pro/E, CAI ,simulation 目 錄 1 緒論 ............................................................................................................................ 1 機(jī)械專業(yè)傳統(tǒng)的教學(xué)方 式存在的問題 ............................................................. 2 將三維技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械類專業(yè)課的教學(xué)中 ..................................................... 2 2 設(shè)計概述 .................................................................................................................... 3 3 設(shè)計過程 .................................................................................................................... 4 齒輪油泵零件建模設(shè)計 ..................................................................................... 4 齒輪油泵骨架的設(shè)計 .................................................................................. 5 齒輪油泵主體的設(shè)計 .................................................................................. 6 齒輪油泵左蓋的設(shè)計 .................................................................................. 8 創(chuàng)建齒輪泵右側(cè)蓋的設(shè)計 .......................................................................... 9 齒輪軸的設(shè)計 .............................................................................................. 9 其它零件的創(chuàng)建 ........................................................................................ 13 齒輪油泵裝配設(shè)計 ........................................................................................... 14 虛擬裝配設(shè)計 ............................................................................................ 14 生成爆炸圖 ................................................................................................ 17 4 機(jī)構(gòu)仿真及工作原理動畫 ...................................................................................... 18 齒輪油泵機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計 ................................................................................... 18 齒輪油泵工作原理動畫仿真 ........................................................................... 20 5 總結(jié) .......................................................................................................................... 23 致謝 .............................................................................................................................. 24 參考文獻(xiàn) ...................................................................................................................... 25 1 緒論 計算機(jī)輔助教學(xué)是教學(xué)發(fā)展的一個焦點(diǎn)， Pro/E 等三維建模軟件的發(fā)展以及虛擬制造技術(shù)的出現(xiàn)為機(jī)械類專業(yè)課教學(xué)提供了一種極好的現(xiàn)代化教學(xué)的工作平臺 [1]。 機(jī)械專業(yè)傳統(tǒng)的教學(xué)方式存在的問題 （ 1） 在機(jī)械 類 課程的教學(xué)中，經(jīng)常需要實(shí)物模型幫助學(xué)生理解教學(xué)內(nèi)容，如果沒有模型，僅僅依靠講解，是很難講清楚一個立體結(jié)構(gòu)的。學(xué)生缺少對實(shí)物的感官 認(rèn)識也就更難理解沒有模型的講解，而傳統(tǒng)的教學(xué)方式是利用教學(xué)實(shí)物模型，但實(shí)物模型攜帶不方便，而且容易損壞，不便于保管。 （ 2） 教 學(xué)中存在的另一個問題是傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)物模型一成不變，更新?lián)Q代的速度慢，而幾十年不變的教學(xué)模型已不能滿足教 學(xué)和科技時代不斷進(jìn)步的需要。時代在發(fā)展，教學(xué)內(nèi)容在不斷更新，當(dāng)然教學(xué)模型也要跟上教學(xué)內(nèi)容的更新，要想根據(jù)教學(xué)需要更改實(shí)物模型是很困難的。更換新實(shí)物模型成本又很高，而舊模型基本沒有再利用的價值，造成很大的浪費(fèi)。 （ 3） 傳統(tǒng)的教學(xué)模型作運(yùn)動演示和運(yùn)動分析也存在很多缺陷，一是學(xué)校很難保證有一套完整的機(jī)械專業(yè)的教學(xué)模型，而且成本也較大；二是有些空間的機(jī)構(gòu)內(nèi)部的運(yùn)動很難觀察到；三是裝配模型時容易損壞零件，運(yùn)動容易出 故障；四是運(yùn)動特性的分析也很困難。 （ 4） 對于機(jī)械設(shè)計的教學(xué)，傳統(tǒng)的教學(xué)方法是先展開平面簡圖的構(gòu)思，形成稍微完整的方案之后，開始繪制三維簡圖，完全定型后再根據(jù)需要繪制效果圖、三視圖或制作簡易的模型。在造型設(shè)計的過程中，需要用樣品實(shí)物模型來表達(dá)設(shè)計者的構(gòu)思，但對每一種方案都制作實(shí)物樣品，要付出大量的勞動，還存在著精度低、修改調(diào)整困難、設(shè)計周期長及成本費(fèi)用高等問題。 將三維技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械類專業(yè)課的教學(xué)中 Pro/E 系統(tǒng)是美國參數(shù)技術(shù)公司（ Parametric Technology Corporation，簡稱PTC)的產(chǎn)品。本軟件采用單一數(shù)據(jù)庫、參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)的概念，改變了機(jī)械 CAD／ CAE／ CAM 的傳統(tǒng)觀念，這種全新的概念已成為當(dāng)今世界機(jī)械 CAD／ CAE／ CAM 領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)。將現(xiàn)代化的 Pro/E 三維技術(shù)應(yīng)用到在機(jī)械專業(yè)課的教學(xué)中，可以解決以上傳統(tǒng)教學(xué)存在的很多不足 [2]。 （ 1） 建立零件的三維模型，虛擬的模型便于現(xiàn)代化教學(xué)，在教學(xué)中如果應(yīng)用 Pro/E 的三維技術(shù)建立零件的三維模型，可以避免傳統(tǒng)教學(xué)模型的缺點(diǎn)，它同樣具有實(shí)物教學(xué)模型的直觀、容易理解的優(yōu)點(diǎn)，又克服了傳統(tǒng)教具的不足，避免 了攜帶 困難的問題，還便于制作多謀體課件。 （ 2） 把教學(xué)中常用的零件、部件和標(biāo)準(zhǔn)件建立起自己的模型庫，利用 Pro/E提供的強(qiáng)大的基于特征的參數(shù)化實(shí)體造型功能，把教學(xué)中常用的零件、部件和標(biāo)準(zhǔn)件，利用微機(jī)的存儲信息量大的特點(diǎn)建立起自己的模型庫，以充分利用已有的設(shè)計成果和前人的經(jīng)驗(yàn)。 我們建立的教學(xué)模型庫有如下特點(diǎn)： 1） 零件模型庫的覆蓋面廣、標(biāo)準(zhǔn)新 ； 2） 當(dāng)教學(xué)需要某一零件模型時，可直接從零件模型庫中調(diào)出，不必手工繪制 ； 3） 零件模型從模型庫中調(diào)入后可任意移動、旋轉(zhuǎn)，在裝配時確定準(zhǔn)確的位置 ； 4） 零件模型庫的 操作使用簡捷、方便、靈活、易學(xué)易懂 ； 5） 還可以用互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)零件模型庫的資源共享，充分運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)資源為教學(xué)服務(wù)。 （ 3） 可將各種三維零部件和機(jī)械傳動在 Pro/E 內(nèi)進(jìn)行虛擬裝配、三維動畫演示和運(yùn)動特性分析。 總之，把 Pro/E 的三維技術(shù)引入機(jī)械專業(yè)課的教學(xué)，徹底改變了傳統(tǒng)的教學(xué)理念，大大改善了輔助教學(xué)環(huán)境，提高了教學(xué)效果 [3]。通過實(shí)踐證明，我們只要認(rèn)真研究和大膽嘗試輔助教學(xué)這一現(xiàn)代化教學(xué)手段，不斷地去學(xué)習(xí)、掌握這種技術(shù)，很好地將 Pro/E 的三維技術(shù)應(yīng)用到我們的機(jī)械專業(yè)教學(xué)中去，提高工作效率，充分利用微機(jī)多 媒體輔助教學(xué)的優(yōu)越性，調(diào)動學(xué)生的積極性，就一定能有效地幫助我們達(dá)到降低教學(xué)成本，提高教學(xué)質(zhì)量的目的。 2 設(shè)計概述 本設(shè)計主要圍繞齒輪油泵設(shè)計這個實(shí)例展開。液壓油泵作為一種重要的液壓元件，其規(guī)格和型號比較繁多，傳統(tǒng)的開發(fā)過程繁瑣、 效率低下、 繪圖量大，Pro/E 作為一款高效快捷的 CAD/CAM 軟件，克服了以上的不足之處，大大提高設(shè)計人員的開發(fā)速度，本文將著重就 Pro/E 的實(shí)體建模、虛擬裝配、機(jī)構(gòu)仿真等功能進(jìn)行齒輪油泵的設(shè)計。齒輪油泵包含多個零部件，其設(shè)計巧妙運(yùn)用 Pro/E 基于單一數(shù)據(jù)庫這一特點(diǎn)并綜合運(yùn)用多 種建模方法和設(shè)計方法。 設(shè)計的具體要求為： （ 1） 齒輪油泵零件建模設(shè)計 ； （ 2） 齒輪油泵裝配設(shè)計 ； （ 3） 齒輪油泵機(jī)構(gòu)仿真設(shè) 計 ； （ 4） 齒輪油泵工作原理動畫設(shè)計。 3 設(shè)計過程 齒輪油泵零件建模設(shè)計 齒輪油泵包含 20 多個零部件，其設(shè)計巧妙運(yùn)用 Pro/E 基于單一數(shù)據(jù)庫這一特點(diǎn)并綜合運(yùn)用多種建模方法和設(shè)計方法 [4]，齒輪油泵的最后設(shè)計結(jié)果如圖 1 所示，組件分解圖如圖 2 所示。 圖 1 齒輪油泵三維圖 圖 2 齒輪油泵爆炸圖 齒輪油泵骨架的設(shè)計 齒輪油泵骨架的設(shè)計主要是一系列基準(zhǔn)曲線的 繪制，其隨后的建模設(shè)計建立在骨架設(shè)計的基礎(chǔ)上，齒輪油泵的骨架設(shè)計結(jié)果如圖 3 所示 。