【正文】 專(zhuān)業(yè)班級(jí) 06級(jí)機(jī)制 2 班 學(xué) 號(hào) 20xx500113 學(xué)生姓名 李 躍 指導(dǎo)教師 劉青山 指導(dǎo)教師職稱(chēng) 副教授 學(xué)院名稱(chēng) 武漢工程大學(xué) 完成日期： 年 月 日 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 基于 Pro/ENGINEER 的齒輪泵虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真 Virtual Assembly and Motion Simulation of the Gear Pump Based on Pro/E 學(xué)生姓名 李 躍 指導(dǎo)教師 劉青山 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 目 錄 摘 要 Abstract 第一章 緒論 課題背景 齒輪泵概述 基于 Pro/Engineer 的虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真 Pro/Engineer 概述 基于 Pro/Engineer 的虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真 本文研究的內(nèi)容 本課題要求 本文的主要工作 第二章 齒輪泵建模 齒輪泵骨架設(shè)計(jì) 齒輪泵主體設(shè)計(jì) 齒輪泵主體的設(shè)計(jì) 齒輪泵右蓋設(shè)計(jì) 齒輪軸的設(shè)計(jì) 其它零件的設(shè)計(jì) 第三章 齒輪泵虛擬裝配與干涉檢測(cè) 虛擬裝配 元件放置控制板 裝配約束類(lèi)型 裝配連接類(lèi)型 零件裝配與連接 干涉檢測(cè) 生成爆炸圖 第四章 機(jī)構(gòu)仿真及工作原理動(dòng)畫(huà) 定義齒輪副 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 添加伺服電動(dòng)機(jī) 運(yùn)動(dòng)分析 結(jié)果回放及捕捉 結(jié)果分析 第五章 總結(jié) 致謝 參考文獻(xiàn) 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 摘 要 本文 介紹了利用 Pro/E軟件，來(lái) 完成齒輪油泵三維建模 設(shè)計(jì)。齒輪油泵包含多個(gè)零部件，其設(shè)計(jì)巧妙運(yùn)用 Pro/E基于單一數(shù)據(jù)庫(kù)這一特點(diǎn)并綜合運(yùn)用多種建模方法和設(shè)計(jì)方法。吸入腔與排出腔是靠?jī)蓚€(gè)齒輪的嚙 合線(xiàn)來(lái)隔開(kāi)的。泵的 流量 可至 300米 3/時(shí)，壓力可達(dá) 3107 帕。由于齒的不斷嚙合，這一現(xiàn)象就連續(xù)在發(fā)生，因而也就在泵的出口提供了一個(gè)連續(xù)排除量， 泵 每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)，排出的量是一樣的。 對(duì)于一臺(tái)泵的轉(zhuǎn)速，實(shí)際上是有限制的，這主要取決于工藝流體，如果傳送的是油類(lèi)，泵 則能以很高的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，但當(dāng)流體是一種高粘度的聚合物熔體時(shí)，這種限制就會(huì)大幅度降低。 Parkool 密封結(jié)構(gòu)與聚四氟唇型密封共同構(gòu)成 水冷 密封 。在擠出生產(chǎn)線(xiàn)上采用一臺(tái)齒輪泵，可以提高流量輸出速度，減少物料在擠出機(jī)內(nèi)的剪切及駐留時(shí)間，降低擠塑溫度及壓力脈動(dòng)以提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量 。目前已經(jīng)發(fā)布了 Pro/Engineer20xxi2。 2． 機(jī)械設(shè)計(jì) (CAD)模塊 機(jī)械設(shè)計(jì)模塊是一個(gè)高效的三維機(jī)械設(shè)計(jì)工具，它可繪制任意復(fù)雜形狀的零件。我們中國(guó)有句古話(huà)： “ 畫(huà)虎畫(huà)皮難畫(huà)骨，知人知面不知心 ” 。說(shuō)到數(shù)控功能，就不能不提八十年代著名的 “ 東芝事件 ” 。這個(gè)管家通過(guò)一定的機(jī)制，保證了所有數(shù)據(jù)的安全及存取方便。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開(kāi)發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒(méi)有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開(kāi)發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。數(shù)據(jù)管理模塊的開(kāi)發(fā)研制，正是專(zhuān)門(mén)用于管理并行工程中同時(shí)進(jìn)行的各項(xiàng)工作，由于使用了 Pro/ENGINEER 獨(dú)特的全相關(guān)性功能，因而使之成為可能。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 （ 4） Pro/PHOTORENDER 能夠很容易的創(chuàng)建產(chǎn)品模型的逼真圖象，這些圖象可以用來(lái)評(píng)估設(shè)計(jì)質(zhì)量，生成圖片。把模型數(shù)字化，它的形狀和曲面就可以以點(diǎn)數(shù)據(jù)的形式輸入到 Pro/SCANTOOLS 中，因此能產(chǎn)生高質(zhì)量的與物理原型非常匹配的模型。 目前 , 利用 Pro/ E 進(jìn)行虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真的基本方法資料有一些 ， 但在虛擬裝配過(guò)程中 , 裝配順序和裝配定位的約束關(guān)系選擇是難點(diǎn) , 因?yàn)檫@要根據(jù)各零件裝配關(guān)系由設(shè)計(jì)者確定 , 而且各零件不同。 (5) 給零件 2進(jìn)行裝配定位。 在 Pro／ E中，用戶(hù)可以通過(guò)對(duì)機(jī)構(gòu)添加運(yùn)動(dòng)副、驅(qū)動(dòng)器使其運(yùn)動(dòng)起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)仿真。對(duì)于具有運(yùn)動(dòng)自由度的元件就要根據(jù)具體要求選擇合適的連接接口，反之使用無(wú)連接接口的約束進(jìn)行裝配即可。 第二章 齒輪泵建模 齒輪油泵包含 20 多個(gè)零部件，其設(shè)計(jì)巧妙運(yùn)用 Pro/E 基于單一數(shù)據(jù)庫(kù)這一特點(diǎn)并綜合運(yùn)用多種建模方法和設(shè)計(jì)方法，齒輪 泵的最后設(shè)計(jì)結(jié)果如圖 所示，組件分解圖如圖 所示。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 圖 齒輪油泵骨架草繪二 保存設(shè)計(jì)結(jié)果，作為骨架設(shè)計(jì)，關(guān)閉窗口。單擊 “ 放置 ” 打開(kāi)參照面板，選取 “ 同軸 ” 放置類(lèi)型，然后激活 “ 次參照 ” ，選取拉伸體軸線(xiàn) ； 2） 完成后的 “ 放置 ” ，設(shè)置 “ 形狀 ” 列表，最后完成的孔特征如圖所示 ； 3） 再次用孔特征創(chuàng)建孔 ， 如圖 。 2． 6 其他零件的創(chuàng)建 下面還有很多裝配用的小零件，其建模過(guò)程不再詳細(xì)介紹。一般要完成一個(gè)零件的完全定位，可能需要同時(shí)滿(mǎn)足幾 種約束條件。 圖 4．坐標(biāo)系 使零件裝配的坐標(biāo)系與其裝配零件的坐標(biāo)系對(duì)齊，從而完成裝配零 件的放置。 圖 使用該面板可以選擇和設(shè)置零件間的連接類(lèi)型。 ： 缸連接。 零件裝配與連接 在完成各零件模型的制作之后，就可以把它們按設(shè)計(jì)要求組裝在一起，成為一個(gè)部件或產(chǎn)品。 按住 “ctrl” 鍵，選中 “ 插入 ” 和 “ 對(duì)齊 ” 兩種約束方式。 圖 裝配右蓋 10. 裝配螺栓 ； 1） 單擊 “ 向組件中添加元件 ” 按鈕，打開(kāi) “” ； 2） 使用 “ 對(duì)齊 ” 約束，選取螺栓軸線(xiàn)和螺栓孔軸線(xiàn) ； 3） 使用 “ 匹配 ” 約束，選取螺栓頭下端面和螺栓孔上端面 。 當(dāng)希望在一個(gè)模型中顯示每個(gè)零件或次組件之間的干涉狀況時(shí)，可以運(yùn)行此功能。 添加伺服電動(dòng)機(jī) 1. 單擊 “ ” 按鈕，系統(tǒng)彈出 “ 伺服電機(jī)定義 ” 對(duì)話(huà)框 ； 2. 在 “ 從動(dòng)圖元 ” 選項(xiàng)組中選取 “ 連接軸 ” 選項(xiàng)，然后選取“gear_shaft _1” 的軸線(xiàn)作為連接軸 ； 3. 在 “ 伺服電機(jī)定義 ” 對(duì)話(huà)框中打開(kāi) “ 輪廓 ” 選項(xiàng)卡，在 “ 規(guī)范 ” 中選“ 速度 ” 選項(xiàng)在 “ 模 ” 中選 “ 斜坡 ” ，并將 “A” 值設(shè)為 “ 5” ， “ B”值設(shè)為“ 5”完成后的對(duì)話(huà)框如圖 ； 圖 “ 電機(jī)定義 ” 對(duì)話(huà)框 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 4. 完成 所以設(shè)置后在 “ 伺服電機(jī)定義 ” 對(duì)話(huà)框中單擊 “ 確定 。 結(jié)果分析 “機(jī)構(gòu)”工具欄中單擊 按鈕，系統(tǒng)將彈出如圖 所示對(duì)話(huà)框，單武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 擊 “新建”按鈕，將彈出如圖 對(duì)話(huà)框，將系統(tǒng)默認(rèn)的“ measurel”改為“位置”，選擇主動(dòng)軸為連接軸。 其中齒輪軸的設(shè)計(jì)采用了參數(shù) 化設(shè)計(jì)，參數(shù)化設(shè)計(jì)是 Pro/E 的一個(gè)重要特點(diǎn)。衷心感謝老師對(duì)我的關(guān)心指導(dǎo)和幫助。三峽大學(xué)學(xué)報(bào) , 20xx (11) ： 74~76 [9]郭亞萍 ,顧國(guó)維 .WEST 軟件的仿真設(shè)計(jì)功能應(yīng)用研究 [J]。煤礦機(jī)械 ,20xx(12):87~89 [11]何永順 ,馬秋成 .工程機(jī)械液壓系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真設(shè)計(jì)方法研究 [J]。非常感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師給我提供了這次良好的深入學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)和寬松的環(huán)境條件。利用 Pro/E 提供的 “ 組件 ” 模塊可實(shí)現(xiàn)模型的組裝。 “測(cè)量結(jié)果”對(duì)話(huà)框中多出“位置”，雙擊結(jié)果欄中的 pump_emluation，系統(tǒng)將自動(dòng)計(jì)算結(jié)果并將結(jié)果顯示在“測(cè)量” 列表中的“值”欄中，如圖 所示。設(shè)置運(yùn)動(dòng)的“終止時(shí)間”為 30，“幀頻”為 5。使用干涉分析時(shí)的【模型分析】對(duì)話(huà)框，可以計(jì)算出零件間、裝配件間的干涉數(shù)據(jù)。 13． 在元件之間進(jìn)行布爾運(yùn)算 同步驟 9一樣，切除壓緊螺母 ； 14. 裝 配鍵 ； 1） 單擊 “ 向組件中添加元件 ” 按鈕，打開(kāi)齒輪油泵零件文件 key； 2） 使用 “ 匹配 ”“ 匹配 ”“ 匹配 ” 三種約束方式選取相應(yīng)參照。 5. 向 組件中裝配齒輪油泵左蓋 ； 使用 “ 匹配 ”“ 插入 ”“ 插入 ” 三種約束。 （ 2） 單擊按鈕 ，裝載零件模型。 ： 平面連接。 常用的連接類(lèi)型： ： 剛性連接。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 圖 提示： ? 在進(jìn)行 “ 匹配 ” 或 “ 對(duì)齊 ” 操作時(shí)，對(duì)于要配合的兩個(gè)零件，必須選擇相同的幾何特征，如平面對(duì)平面，旋轉(zhuǎn)曲面對(duì)旋轉(zhuǎn)曲面等。 如圖所示為使用 “ 匹配 ” 約束方式且偏移值為 0的兩面配合情況（選擇圓臺(tái)的上端面和直角模型底座的上表面，如圖中箭頭所示）。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 包括：螺釘、外部齒輪、平鍵、圓墊片、螺母、壓蓋、圓柱銷(xiāo)。 （ 1） 新建零件文件，輸入零件名稱(chēng) “Gear_pump_leftcover” ； （ 2） 創(chuàng)建 實(shí)體特征，如圖 所示 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 圖 齒輪泵 左蓋 的最后設(shè)計(jì)結(jié)果 ， 如圖 所示。在 “ 類(lèi)型 ” 中選 “ 零件 ” ，在 “ 子類(lèi)型 ” 中選 “ 實(shí)體 ” ，在 “ 名稱(chēng) ” 文本框中輸入零件名稱(chēng) “Gear_part_m” 。在 “ 類(lèi)型 ” 選項(xiàng)組中選取 “ 零件 ” 選項(xiàng)，在 “