【文章內(nèi)容簡介】 裝配體可以按不同的詳細程度來表示，從而使工程人員可以對某些特定部件或者子裝配體進行研究，同時在整個產(chǎn)品中使設(shè)計意圖保持不變。附加的功能還能使用戶很容易的創(chuàng)建一組設(shè)計，有效的支持工程數(shù)據(jù)重用（ EDU）。 （ 6） Pro/DETAIL 由于具有廣泛的標(biāo)注尺寸、公差和產(chǎn)生視圖的能力，因而擴大了 Pro/ENGINEER 生成設(shè)計圖紙，這些圖紙遵守 ANAI、 ISO、 DIN 和 JIS 標(biāo)準。 （ 7） Pro/FEATURE 允許產(chǎn)品設(shè)計人員創(chuàng)建高級特征（例如高級的掃描和輪廓混合）利用簡便的設(shè)計工具，在很短的 時間內(nèi)就可以實現(xiàn)。 （ 8） Pro/NOTEBOOK 以 “ 自頂向下 ” 的方式對產(chǎn)品的開發(fā)過程進行管理，同時對復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計過程中涉及的多項任務(wù)自動分配，來增強工程的生產(chǎn)效率。 （ 9） Pro/SCANTOOLS 滿足工業(yè)上使用物理模型作為新設(shè)計起點的需求。把模型數(shù)字化，它的形狀和曲面就可以以點數(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。 （ 10） Pro/SURFACE 能夠使設(shè)計人員和工程人員直接對 Pro/ENGINEER 的任一實體零件中的幾何外形和自由形式的曲面進 行有效的開發(fā)，或者開發(fā)整個的曲面模型。 Pro/WELDINGTM 參數(shù)化的定義焊接裝配體中的對接要求，使用戶很容易的確認焊接點，避免裝配零件與焊接點之間發(fā)生干涉，在文件編制和制造中消除錯誤成本。 （ 11） 功能仿真模塊 Pro/FEMPOST 用戶無須離開 Pro/ENGINEER 環(huán)境，就能夠顯示高級解算器計算的有限元結(jié)果，還鼓勵在產(chǎn)品開發(fā)早期對設(shè)計進行驗證。 （ 12） Pro/MECHANICA CUSTOM LOADS 用戶可以把自定義載荷輸入，清楚的編輯和連接到 Pro/MACHANICA MOTION 的 圖形用戶界面上。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 ． 2 基于 Pro/Engineer 的虛擬裝配與運動仿真 使用軟件對設(shè)計模型進行運動仿真和有限元分析，能夠模擬在真實環(huán)境工作狀況并對其進行分析和研究，盡早發(fā)現(xiàn)設(shè)計中的缺陷，并驗證產(chǎn)品功能和性能的可靠性，提前進行修改和優(yōu)化，從而減少制造中發(fā)現(xiàn)問題而付出昂貴的代價，提高設(shè)計的可行性和縮短周期。 Pro/Engineer Wildfire是集 CAD/CAM/CAE于一體的大型三維設(shè)計軟件，其中CAE包含運動分析、結(jié)構(gòu)分析和 熱力學(xué)分析 3大部分，功能強大， 采用運動、動力學(xué)的理論方法，通過 CAD會出實體模型并設(shè)計出會運動的機構(gòu)。對整體機構(gòu)進行運動、動力學(xué)仿真，分析出如位置、速度、加速度 等具有重要決定機構(gòu)性能等設(shè)計參數(shù)的物理數(shù)據(jù)。 目前 , 利用 Pro/ E 進行虛擬裝配和運動仿真的基本方法資料有一些 ， 但在虛擬裝配過程中 , 裝配順序和裝配定位的約束關(guān)系選擇是難點 , 因為這要根據(jù)各零件裝配關(guān)系由設(shè)計者確定 , 而且各零件不同。運動仿真中的類型選擇和約束位置確定 ,也要根據(jù)具體情況確定 , 而且裝配動畫操作方法的資料極少。 虛擬裝配是運動仿真和裝 配動畫操作的基礎(chǔ) , 這里簡單介紹虛擬裝配的步驟。 (1) 選擇 “ 文件 / 新建 ” 命令 , 在新建對話框類型選項中選取 “ 組件 ” 模塊 , 子類型選項中選取 “ 設(shè)計 ” , 取消 “ 使用缺省模板 ” , 在名稱文本框中輸入裝配體的文件名。 (2) 在新文件選項 / 模板中選擇 “ mmns_asm_design” 選項 , 進入 Pro/ E 組件模塊。選擇 “ 插入 / 元件 / 裝配 ” 命令 , 調(diào)入零件 1模型。 (3) 給零件 1施加定位約束。 (4) 選擇 “ 插入 / 元件 / 裝配 ” 命令 , 調(diào)入零件 2。 (5) 給零件 2進行裝配定位。 運動分析可分五步 , 一是創(chuàng)建模型 : 定義主體 , 生成連接或生成特殊連接。主體 ( Body ) 是指一個元件或彼此無相對運動的一組元件 , 主體 本文研究的內(nèi)容 本課題要求 齒輪泵因結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、質(zhì)量輕和體積小等特點已獲得廣泛應(yīng)用。它是依靠密封空間在齒輪轉(zhuǎn)動時容積的變化，實現(xiàn)機械能與工作油液輸出壓力能的轉(zhuǎn)化，主要由端蓋、泵體、傳動齒輪軸、螺釘和墊片等零部件組成。隨著 CAX(CAD武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 ／ CAM／ CAE)技術(shù)的發(fā)展， 3D 技術(shù)在齒輪采設(shè)計過程中發(fā)揮著越來越重要的作用。 虛擬裝配技術(shù)是利用計算機工具，而不需產(chǎn)品或者支持過程的物理實現(xiàn)，通過分析、預(yù)建模、可視化等進行或者輔助進行裝配，根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計的形狀特征和精度特性，真實地模擬產(chǎn)品三維裝配過程。 Pro／ E軟件中的機構(gòu)模塊 Mechanism，能夠?qū)υO(shè)計進行模擬、仿真、校驗，如運動仿真顯示、運動干涉檢驗、運動軌跡、位移、速度和加速度計算等。本文利用 Pro／ E進行了齒輪泵機構(gòu)的虛擬裝配和運動仿真，分析了裝配中的干涉情況以及機構(gòu)運動過程中的位移、速度 和加速度情況，為齒輪泵的開發(fā)設(shè)計提供參考。 在 Pro／ E中，用戶可以通過對機構(gòu)添加運動副、驅(qū)動器使其運動起來，以實現(xiàn)機構(gòu)的運動仿真。而機構(gòu)又是由構(gòu)件組合而成的，其中每個構(gòu)件都是以一定的方式至少與另一個構(gòu)件相連接，這種連接不僅使 2個構(gòu)件直接接觸，又使 2個構(gòu)件產(chǎn)生一定的相對運動。要使組件運動，在裝配時就不能對其完全約束，而只能部分約束。即根據(jù)各組什之間的相對運動，通過“連接”設(shè)定限制組件的運動自由度。 “連接”能夠限制主體的自由度，僅保留所需的自由度，以產(chǎn)生機構(gòu)所需的運動類型。 本文的主要工作 ： 齒輪油泵包含 20 多個零部件，其設(shè)計巧妙運用Pro/E 基于單一數(shù)據(jù)庫這一特點并綜合運用多種建模方法和設(shè)計方法 ： （ 1） 齒輪泵骨架的設(shè)計 ；（ 2） 齒輪油主 體 的設(shè)計 ；（ 3） 齒輪泵左蓋的設(shè)計 ；（ 4）齒輪泵右側(cè)蓋的設(shè)計 （ 5）； 齒輪軸的設(shè)計 ；（ 6） 其它零件的創(chuàng)建 ， 包括：螺釘、外部齒輪、平鍵、圓墊片、螺母、壓蓋、圓柱銷 。 2． 齒輪泵裝配設(shè)計 ： 齒輪油泵的裝配綜合運用到無連接接口約束和連接接口約束。在進行齒輪油泵的裝配前，設(shè)計者首先要對齒輪油泵進行整體的分析，要弄清楚那些元件具有 運動自由度，那些元件完全約束。對于具有運動自由度的元件就要根據(jù)具體要求選擇合適的連接接口，反之使用無連接接口的約束進行裝配即可。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 ，并處理相應(yīng)問題； ： （ 1） 準備工作 ， 設(shè)置模型顯示外觀 ； （ 2） 進入 “ 機構(gòu) ” 模塊 ， 進入機構(gòu)仿真 ； （ 3） 定義齒輪副連接 ； （ 4）“ 伺服電機定義 ” 創(chuàng)建驅(qū)動 ； （ 5） 連接 ； （ 6）進行 運動分析 ； （ 7） 回放結(jié)果并制作多媒體播放文件 。 ： 外嚙合齒輪泵的工作原理 ： 在泵的殼體內(nèi)有一對外嚙合齒輪，齒輪兩側(cè)有 端蓋蓋住。殼體、端蓋、齒輪的各個齒間槽組成啦許多密封工作腔。當(dāng)齒輪旋轉(zhuǎn)時，右側(cè)吸油腔由于相互嚙合的齒輪逐漸脫開，密封工作腔容積逐漸增大，形成部分真空，郵箱中的油液被吸進來，將齒間槽充滿，并隨著齒輪旋轉(zhuǎn)，把油液帶到左側(cè)壓油腔去。在壓油區(qū)一側(cè)，由于齒輪主逐漸進入嚙合，密封工作腔容積逐漸減少，油液便被擠進去。吸油區(qū)和壓油區(qū)是由相互嚙合的齒輪以及泵體分割開的。 在齒輪油泵機構(gòu)仿真設(shè)計中，注重運動學(xué)的仿真和數(shù)據(jù)分析，對齒輪的內(nèi)部工作原理展示不充分。 第二章 齒輪泵建模 齒輪油泵包含 20 多個零部件，其設(shè)計巧妙運用 Pro/E 基于單一數(shù)據(jù)庫這一特點并綜合運用多種建模方法和設(shè)計方法，齒輪 泵的最后設(shè)計結(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）論文 圖 齒輪泵最后設(shè)計結(jié)果 圖 分解圖 齒輪泵骨架的設(shè)計 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 圖 齒輪泵骨架設(shè)計結(jié)果 ： 1） 單擊 “ 新建 ” 按鈕打開 “ 新建 ” 對話框。在 “ 類型 ” 選項組中選取 “ 零件 ” 選項，在 “ 子類型 ” 中選取 “ 實體 ” 選項，在 “ 名稱 ” 文本框中輸入零件名稱 “Gear_pump” ； 2） 取消 “ 使用缺省模板 ” 復(fù)選項，單擊 “ 確定 ” 按鈕。系統(tǒng)打開 “ 新文件選項 ” 對話框，選取其中的 “mmns_part_solid” 選項，再單擊 “ 確定 ” 按鈕進入三維實體建模環(huán)境 [5]。 ： 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 圖 齒輪泵骨架草繪 1） 單擊 “ 草繪工具 ” 按鈕打開 “ 草繪 ” 對話框 ； 2） 選取基準平面 FRONT 作為草繪平面，其它設(shè)置接受系統(tǒng)默認選項，單擊 “ 草繪 ” ，進入草繪界面 ； 3） 在草圖內(nèi)繪制曲線 如圖 。 ： 1） 單擊 “ 基準平面工具 ” 按鈕打開 “ 基準平面 ” 對話框 ； 2） 選取 FRONT 基準平面作為參照，設(shè)置平移距離 35； 3） 單擊 “ 確定 ” ，完成 DTM1 基準平面 。 。 1） 單擊 “ 草繪 ” 打開 “ 草繪 ” 對話框 ； 2） 選取 DTM1 作為草繪平面，其它設(shè)置接受系統(tǒng)默認選項，單擊 “ 草繪 ” ； 3） 繪制如圖 。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 圖 齒輪油泵骨架草繪二 保存設(shè)計結(jié)果，作為骨架設(shè)計，關(guān)閉窗口。 齒輪泵主體的設(shè)計 ； 單擊 “ 新建 ” 按鈕 打開新建對話框。在 “ 類型 ” 中選 “ 零件 ” ，在 “ 子類型 ” 中選 “ 實體 ” ，在 “ 名稱 ” 文本框中輸入零件名稱 “Gear_part_m” 。 ； 1） 單擊 “ 插入 ” 主菜單中選取 “ 共享數(shù)據(jù) ”/“ 合并 /繼承 ” 選項，系統(tǒng)打開設(shè)計圖標(biāo)版 ； 2） 單擊 “ 打開 ” 按鈕，使用瀏覽的方式打開上一小節(jié)設(shè)計的齒輪油泵骨架文件 “Gear_pump”. 同時系統(tǒng)打開 “ 外部合并 ” 對話框，在該對話框的 “ 約束類型 ” 下選取 “ 缺省 ” 選項，在系統(tǒng)默認位置裝配齒輪油泵骨架文件 ； 3） 單擊 “ 外部合并 ” 中的 “ 確定 ” ，單擊 “ 設(shè)計板 ” 上的 “ 確定 ” 。 ； 1） 單擊 “ 拉伸 ” 打開設(shè)計板，在設(shè)計板中單擊 “ 放置 ” 打開參照面板，單武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計）論文 擊其中 “ 定義 ” 打開 “ 草繪 ” 對話框，選擇 FRONT 為草繪平面，接受其它默認設(shè)置單擊 “ 草繪 ” 進入草繪模式 ；