【正文】 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 20xx [12] 李海生 . 某 V 型柴油機(jī)機(jī)體的三維建模 [J]。煤礦機(jī)械 , 20xx(8):34~36 [7] 朱金波 .Pro/ENGINEER Wildfire 工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)完全掌握 [M].北京：兵器工業(yè)出版社 . [8] 王魁 .基于參數(shù)化技術(shù)的圓柱直齒斜齒統(tǒng)一建模方法 [J]。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，不但使我能夠?qū)⒋髮W(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識(shí)再次回顧學(xué)習(xí)，而且也使我學(xué)到了專業(yè)領(lǐng)域中一些前沿的知識(shí)。指導(dǎo)老師具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和較高的理論水平，在治學(xué)及做人方面使我受益匪淺。在 Pro/E 系統(tǒng)中，模型裝配的過程就是按照一定的約束條件或連接方式，將各零件組裝成一個(gè)整體并能滿足設(shè)計(jì)功能的過程。 本次畢設(shè)主體為基于 Pro/E 的虛擬裝配與運(yùn)動(dòng)仿真， 本文詳細(xì)介紹了齒輪泵的三維設(shè)計(jì)，從零件建模、零件裝配設(shè)計(jì)到機(jī)構(gòu)仿真。 圖 圖 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 圖 位移分析圖 2 操作 ，測(cè)量出速度及加速度圖，如圖 ，圖 所示。完成后單擊 “ 捕獲 ” 對(duì)話框中的 “ 確定 ” 按鈕，開始媒體播放文件的制作。 接著單擊 “ 運(yùn)行 ”按鈕，觀察齒輪油泵的運(yùn)動(dòng)情況 。 “ 定義齒輪副連接 ” 按鈕，打開 “ 齒輪副定義 ” 對(duì)話框 ，如圖 ，； 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 圖 “ 齒輪定義 ” 對(duì)話框 圖 “ 齒輪定義 ” 對(duì)話框 1選項(xiàng)卡，選 “gear_shft_1” 為運(yùn)動(dòng)軸，節(jié)圓直徑 “27” ，如圖 39； 2選項(xiàng)卡，選 “gear_shft_2” 為運(yùn)動(dòng)軸，節(jié) 圓直徑 “27” ，如圖 40； “ 屬性 ” 選項(xiàng)卡，在 “ 齒輪比 ” 選項(xiàng)組中選取 “ 節(jié)圓直徑 ” 選項(xiàng)。 裝配過程中檢測(cè)螺釘連接時(shí)出現(xiàn)干涉情況，如圖 所武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 示。 圖 齒輪泵設(shè)計(jì)結(jié)果 干涉檢測(cè) Pro/E 提供了【干涉】基礎(chǔ)功能作裝配件分析，輔助對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的檢 驗(yàn)。 ； 1） 單擊 “ 向組件中添加元件 ” 按鈕，打開齒輪油泵零件文件 gear； 2） 使用 “ 對(duì)齊 ”“ 匹配 ”“ 匹配 ” 三種約束方式選取相應(yīng)參照 。新建 “ 對(duì)齊 ” 約束選取軸 A9 和 A16 作為約束參照 ； 3） 新建 “ 匹配 ” 約束類型，選取油泵主體端面和右蓋端面，輸入偏距“0” ； 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 4） 最后完成的 “ 放置 ” 列表如下圖，最后裝配結(jié)果如圖 。 6. 向組件中裝配齒輪軸一 ； 1） 單擊右工具箱中的 “ 向組件中添加元件 ” 按鈕，打開齒輪油泵文件Gear_shaft_1； 2） 在系統(tǒng)打開的設(shè)計(jì)板上的 “ 用戶定義 ” 中選取 “ 銷釘 ” 連接類型 ； 3） 完成 “ 放置 ” 列表，裝配結(jié)果如圖 。 4. 重復(fù)裝配銷釘 ； 選中前面裝配好的銷釘零件，然后在 “ 編輯 ” 中選取 “ 重復(fù) ” 打開 “ 重復(fù)元件 ” 對(duì)話框。 （ 3） 在元 件放置操控板中，選擇約束類型或連接類型，然后相應(yīng)選擇兩個(gè)零件的裝配參照使其符合約束條件 （ 4） 單擊新建約束，重復(fù)步驟 (3)的操作，直到完成符合要求的裝配或連接定位，單擊按鈕 ， 完成本次零件的裝配或連接。該類型需滿足 “ 點(diǎn)對(duì)齊 ” 約束關(guān)系。自由度為 2，零件可在某一平面內(nèi)自由移動(dòng)，也可繞該平面的法線方向旋轉(zhuǎn)。自由度為 1，零件可沿某一軸平移。自由度為零，零件裝配處于完全約束狀態(tài)。操控面板如下圖 所示。 ? “ 匹配 ” 或 “ 對(duì)齊 ” 的偏移值可為正值也可為負(fù)值。如圖 所示為 “ 插入 ” 約束方式的一個(gè)例子，在選定 “ 插入 ”約束后，分別選擇直角模型中孔特征的內(nèi)表面和圓柱模型側(cè)表面即可完成 “ 插入 ” 約束組裝 。 如圖 所示。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 圖 3． 裝配約束類型 零件的裝配過程，實(shí)際上就是一個(gè)約束限位的過程，根據(jù)不同的零件模型及設(shè)計(jì)需要，選擇合適的裝配約束類型，從而完成零件模型的定位。 圖 銷 圖 箱蓋 圖 墊片 圖 螺釘 圖 鍵 圖 齒輪 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 第三章 齒輪泵 虛擬 裝配 與干涉檢測(cè) 3． 1 虛擬裝配 元件放置操控板 模型的裝配操作是通過元件放置操控板來實(shí)現(xiàn)的。 武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 圖 模數(shù) M=3,齒數(shù) Z=19,齒寬 B= 齒輪； ， 選取上一實(shí)體端面為草繪平面，繪制草圖，拉伸深度為 “10” ； ； ，以切出槽 ； 5. 重復(fù)旋轉(zhuǎn)切削，切出另一端的槽 ； 6. 創(chuàng)建鍵槽 ； ； 選擇 “ 插入 ” 、 “ 修飾 ” 、 “ 螺紋 ” ； 選取作圖平面為參照面，右圖面為螺紋起始面，輸入深度為 10，直徑為 ； ，完成齒 輪軸的創(chuàng)建 ，如圖 。 圖 齒輪泵左蓋最后設(shè)計(jì)結(jié)果 齒輪泵右側(cè)蓋的設(shè)計(jì) 齒輪泵右蓋的設(shè)計(jì)和齒輪油泵左蓋的設(shè)計(jì)相似，都是以齒輪油泵的骨架作為武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 母本二進(jìn)行設(shè)計(jì)的。單擊拉伸體端面為主參照。 ； 1） 單擊 “ 插入 ” 主菜單中選取 “ 共享數(shù)據(jù) ”/“ 合并 /繼承 ” 選項(xiàng)，系統(tǒng)打開設(shè)計(jì)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(jì)的齒輪油泵骨架文件 “Gear_pump”. 同時(shí)系統(tǒng)打開 “ 外部合并 ” 對(duì)話框，在該對(duì)話框的 “ 約束類型 ” 下選取 “ 缺省 ” 選項(xiàng)，在系統(tǒng)默認(rèn)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(jì)板 ” 上的 “ 確定 ” 。 1） 單擊 “ 草繪 ” 打開 “ 草繪 ” 對(duì)話框 ； 2） 選取 DTM1 作為草繪平面，其它設(shè)置接受系統(tǒng)默認(rèn)選項(xiàng)，單擊 “ 草繪 ” ； 3） 繪制如圖 。系統(tǒng)打開 “ 新文件選項(xiàng) ” 對(duì)話框，選取其中的 “mmns_part_solid” 選項(xiàng)，再單擊 “ 確定 ” 按鈕進(jìn)入三維實(shí)體建模環(huán)境 [5]。 在齒輪油泵機(jī)構(gòu)仿真設(shè)計(jì)中，注重運(yùn)動(dòng)學(xué)的仿真和數(shù)據(jù)分析，對(duì)齒輪的內(nèi)部工作原理展示不充分。殼體、端蓋、齒輪的各個(gè)齒間槽組成啦許多密封工作腔。在進(jìn)行齒輪油泵的裝配前，設(shè)計(jì)者首先要對(duì)齒輪油泵進(jìn)行整體的分析，要弄清楚那些元件具有 運(yùn)動(dòng)自由度，那些元件完全約束。即根據(jù)各組什之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，通過“連接”設(shè)定限制組件的運(yùn)動(dòng)自由度。本文利用 Pro／ E進(jìn)行了齒輪泵機(jī)構(gòu)的虛擬裝配和運(yùn)動(dòng)仿真，分析了裝配中的干涉情況以及機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)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(jì)提供參考。它是依靠密封空間在齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)容積的變化，實(shí)現(xiàn)機(jī)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(dòng)齒輪軸、螺釘和墊片等零部件組成。 (4) 選擇 “ 插入 / 元件 / 裝配 ” 命令 , 調(diào)入零件 2。 (1) 選擇 “ 文件 / 新建 ” 命令 , 在新建對(duì)話框類型選項(xiàng)中選取 “ 組件 ” 模塊 , 子類型選項(xiàng)中選取 “ 設(shè)計(jì) ” , 取消 “ 使用缺省模板 ” , 在名稱文本框中輸入裝配體的文件名。對(duì)整體機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)、動(dòng)力學(xué)仿真，分析出如位置、速度、加速度 等具有重要決定機(jī)構(gòu)性能等設(shè)計(jì)參數(shù)的物理數(shù)據(jù)。 （ 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(jí)解算器計(jì)算的有限元結(jié)果，還鼓勵(lì)在產(chǎn)品開發(fā)早期對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證。 （ 9） Pro/SCANTOOLS 滿足工業(yè)上使用物理模型作為新設(shè)計(jì)起點(diǎn)的需求。附加的功能還能使用戶很容易的創(chuàng)建一組設(shè)計(jì)，有效的支持工程數(shù)據(jù)重用（ EDU）。 （ 3） Pro/PERSPECTASKETCH 能夠使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)人員從圖紙、照片、透視圖或者任何其它二維圖象中快速的生成一個(gè)三維模型。 （ 4） 易于使用：菜單以直觀的方式聯(lián)級(jí)出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時(shí)還提供了簡(jiǎn)短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對(duì)同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。例如：設(shè)計(jì)特征有弧、圓角、倒角等等，它們 對(duì)工程人員來說是很熟悉的，因而易于使用。這就意味著在產(chǎn)品開發(fā)過程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。但在實(shí)際工作中，往往需要接受別的 CAD 數(shù)據(jù)。并自動(dòng)跟蹤你創(chuàng)建的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)包括你存貯在模型文件或庫(kù)中零件的數(shù)據(jù)。在這一事件中出盡風(fēng)頭的CAMMAX 軟件就是一種數(shù)控模塊。 4． 制造 (CAM)模塊 在機(jī)械行業(yè)中用到的 CAM 制造模塊中的功能是 NC Machining(數(shù)控加工 )。有限元仿真使我們有了一雙慧眼，能 “ 看到 ” 零件內(nèi)部的受力狀態(tài)。包括： PRO/ASSEMBLY（實(shí)體裝配）、 PRO/CABLING武漢工程大學(xué)本科畢業(yè)（設(shè)計(jì)）論文 （電路設(shè)計(jì)）、 PRO/PIPING（彎管鋪設(shè)）、 PRO/REPORT（應(yīng)用數(shù)據(jù)圖形顯示）、PRO/SCANTOOLS（物理模型數(shù)字化）、 PRO/SURFACE（曲面設(shè) 計(jì)）、 PRO/WELDING（焊接設(shè)計(jì)） 3. 功能仿真 (CAE)模塊 功能仿真 (CAE)模塊主要進(jìn)行有限元分析。用 PRO/E 生成曲面僅需 2步～ 3步 *作。 包括： PRO/3DPAINT(3D 建模 )、 PRO/ANIMATE(動(dòng)畫模擬 )、 PRO/DESIGNER(概念設(shè)計(jì) )、 PRO/NETWORKANIMATOR(網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫合成 )、 PRO/PERSPECTASKETCH（圖片轉(zhuǎn)三維模型）、 PRO/PHOTORENDER(圖片渲染 )幾個(gè)子模塊。 Pro/E共有六大主模塊 ： (CAID)模塊 工業(yè)設(shè)計(jì)模塊主要用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行幾何設(shè)計(jì)，以前，在零件未制造出時(shí)，是無法觀看零件形狀的，只能通過二維平面圖進(jìn)行想象。經(jīng)過 10 余年的發(fā)展， Pro/Engineer 已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。包括對(duì)大型項(xiàng)目的裝配體管理、功能仿真、制造、數(shù)據(jù)管理等。在齒輪泵出口處的壓力脈動(dòng)可以控制在 1％以內(nèi)。為便于安裝，制造商設(shè)計(jì)了一個(gè)環(huán)形 螺栓 安裝面，以使與其它設(shè)備的 法蘭 安裝相配合，這使得筒形法蘭的制造更容易。