【正文】 （論文）的內(nèi)容包括： 1）封面（按教務(wù)處制定的標準封面格式制作） 2）原創(chuàng)性聲明 3）中文摘要（ 300 字左右）、關(guān)鍵詞 4）外文摘要、關(guān)鍵詞 5）目次頁（附件不統(tǒng)一編入） 6）論文主體部分：引言（或緒論）、正文、結(jié)論 7）參考文獻 8）致謝 9）附錄（對論文支持必要時） ：理工類設(shè)計（論文）正文字數(shù)不少于 1 萬字（不包括圖紙、程序清單等），文科類論文正文字數(shù)不少于 萬字。 、圖表要求： 1）文字通順，語言 流暢，書寫字跡工整，打印字體及大小符合要求，無錯別字，不準請他人代寫 2）工程設(shè)計類題目的圖紙，要求部分用尺規(guī)繪制，部分用計算機繪制，所有圖紙應(yīng)符合國家技術(shù)標準規(guī)范。傳動中一般蝸桿是主動件，蝸輪是從動件。但是蝸輪蝸桿的齒面屬于復(fù)雜造型，利用 Pro/E 強大的參數(shù)化設(shè)計等功能可以保證 齒形的精確性。 關(guān)鍵詞： Pro/E 蝸輪蝸桿 參數(shù)化設(shè)計 運動仿真 7 Based on Pro/E of the worm gear and worm of parameterized modeling and motion simulation analysis Haiming Feng (Mechanical amp。 . General worm is active in transmission, worm gear is a follower. Because of worm drive with large transmission ratio, pact structure, smooth transmission and less noise, etc, are widely used in various kinds of machines and equipment. But the worm and worm wheel tooth surface belongs to plex modeling, using Pro/E is a powerful function such as parametric design can guarantee accuracy of tooth profile. At the same time, through the mechanism motion simulation, dynamic watch movement simulation of rodents and movement, on sports performance parameters of the test facility, to optimize and improve the design efficiency. Keywords: Pro/E ； worm gear and worm； parametric design； movement simulation 8 1 緒論 課題研究意義 蝸桿蝸輪傳動中，蝸桿推動蝸輪實現(xiàn)減速、增扭的定速比傳動。應(yīng)用傳統(tǒng)方法對其繪制時，不僅過程繁瑣、效率低，而且在產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計中存在著一定的自由性，加工出的產(chǎn)品經(jīng)常會 存在各種缺陷，不能滿足實際應(yīng)用的要求。針對蝸桿類零件曲面形成的特點，若能利用計算機對蝸輪蝸桿機構(gòu)進行輔助設(shè)計，對蝸輪蝸桿本體進行輔助制造，就成為當前蝸輪蝸桿機構(gòu)研究的主要趨勢，所以，采用 CAD 軟件，優(yōu)化蝸輪蝸桿的設(shè)計參數(shù)、并對其進行虛擬裝配和運動仿 真，不僅能更直觀的描述產(chǎn)品，而且在產(chǎn)品設(shè)計階段對產(chǎn)品的缺陷、相關(guān)零件的裝配關(guān)系、空間干涉等情況進行分析與檢驗，從而有效提高設(shè)計的效率，縮短產(chǎn)品的設(shè)計周期。 課題研究 CAD 發(fā)展概述 CAD 是計算機輔助設(shè)計 (Computer Aided Design)的簡稱，是工程技術(shù)人員以計算機為工具，用自己的專業(yè)知識對產(chǎn)品或工程進行總體設(shè)計、繪圖、分析和編寫技術(shù)文檔等設(shè)計活動 的總稱。 CAD 技術(shù)是 20 世紀全球高科技領(lǐng)域杰出的工程技術(shù)之一，是跨世紀的國家關(guān)鍵技術(shù)。 技術(shù)發(fā)展歷程 CAD 技術(shù)起步于 20 世紀 50 年代， 1950 年美國麻省理工學院研制出可以顯示簡單圖形的圖形設(shè)備“旋風 1 號”， 50 年代末美國 Gerber 公司研制出平板繪圖儀， Calp 公司研制出滾筒式繪圖儀，這些研究成果為 CAD 技術(shù)的發(fā)展提供 9 了最基本的物質(zhì)基礎(chǔ)，整個 50 年代 CAD 技術(shù)還剛剛萌芽，只是處于被動式的圖形處理階段。從 70 年初期開始， CAD 進入了早期實用階段， 1970 年美國Applicon 公司第一個推出完整的 CAD 系統(tǒng)，隨著各種廉價的圖形輸入設(shè)備的相繼問世， CAD 逐步 走進中小企業(yè)。 目前，流行的 CAD 技術(shù)基礎(chǔ)理論主要是以 PRO/E 為代表的參數(shù)化造型理論和以 SDRC / IDEAS 為代表的變量化造型理論兩大流派，它們都屬于基于約 束的實體造型技術(shù)。但從總體上來說，我國的CAD 軟件，無論是從產(chǎn)品開發(fā)水平方面，還是從商品化、市場化程度方面，都與發(fā)達國家存在著不小的差趾，主流的 CAD 軟件基本上都是國外產(chǎn)品。具體表現(xiàn)為 : 參數(shù)化既能為用戶提供設(shè)計對象直觀、準確的反饋，又能隨時對設(shè)計對象加以修改，同時減少設(shè)計中的疏忽，從而在很大程度上提高機械設(shè)計的效率。 現(xiàn)有的計算機輔助設(shè)計系統(tǒng)智能化程度越來越高，原來繁瑣的操作逐漸被計算機的智能化處理所替代。 隨著三維圖形技術(shù)的發(fā)展，在計算機內(nèi)部建立相應(yīng)的三維實體模型能夠更直觀、更全面地反映設(shè)計意圖，并且在三維模型的基礎(chǔ)上可以方便地進行虛擬裝配、干涉檢查、有限元分析和運動分析等應(yīng)用。計算機輔助設(shè)計所產(chǎn)生的三維模型將最大限度地被后續(xù)的分析、加工、工藝和仿真所利用。不同設(shè)計人員可以在網(wǎng)絡(luò)上方便地交換設(shè)計數(shù)據(jù)。 課題研究的內(nèi)容 課題主要包括以下研究內(nèi)容： (1)系統(tǒng)分析蝸輪蝸桿機構(gòu)的結(jié)構(gòu)。 (4)設(shè)計初步條件，對設(shè)計完成的零件進行變參造型，進而進行虛擬裝配和運動仿真， 針對運動仿真中出現(xiàn)的干涉問題提出行之有效的解決方案。蝸桿類似于螺桿，有左旋和右旋之分，除 特殊要求外，均采用右旋蝸桿；蝸輪可以看成是一個具有凹形輪緣的斜齒輪，其齒面與蝸桿齒面相共軛。 圓柱蝸桿又可分： （ 1）普通圓柱蝸桿：阿基米德蝸桿（ ZA 蝸桿）；漸開線蝸桿（ ZI 蝸桿）；法向直廓蝸桿（ ZN 蝸桿）；錐面包絡(luò)蝸桿（ ZK 蝸桿） （ 2）圓弧圓柱蝸桿（ ZC 蝸桿） 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)和幾何尺寸 中間平面：通過蝸桿軸線并與蝸輪軸線垂直的平面（蝸桿的軸面，蝸輪的端面）。 圓柱蝸桿傳動的主要參數(shù)： m和壓力角α 通過蝸桿軸線并垂直于蝸輪軸線的平面，稱為中間平面。 蝸桿傳動的設(shè)計計算都以中間平面的參數(shù)和幾何關(guān)系為準。 圓柱蝸桿傳動的幾何尺寸計算 設(shè)計蝸桿傳動時，一般是先根據(jù)傳動的功用和傳動比的要求，選擇蝸桿頭數(shù)z1 和蝸輪齒數(shù) z2，然后再按強度計算確定中心距 a 和模數(shù) m，上述參數(shù)確定后，即可根據(jù) 表 21 計算出蝸桿、蝸輪的幾何尺寸。自動完成對圖形中相關(guān)部分的改動，從而實現(xiàn)對圖形的驅(qū)動。機械設(shè)計是一個創(chuàng)造性的活動，是一個反復(fù)修改、不斷完善的過程。據(jù)不完全統(tǒng)計，零件的結(jié)構(gòu)要素 90%以上是通用或標準化的，零件有 70%80%是相似的。這種設(shè)計系統(tǒng)不支持初步設(shè)計過程，缺乏變參數(shù)設(shè)計功能，不能很好地自動處理對己有圖形的修改，不能有效地支持變化、系列化設(shè)計，從而 使得設(shè)計周期長、設(shè)計費用高、設(shè)計中存在大量重復(fù)勞動，嚴重影響了設(shè)計的效率，無法滿足市場需求。 參數(shù)化設(shè)計以約束造型為核心、以尺一寸驅(qū)動為特征。參數(shù)化設(shè)計方法存儲了設(shè)計的全過程，能設(shè)計出一系列而不是單一的產(chǎn)品模型 。與傳統(tǒng)的自由約束的設(shè)計方法相比， 13 參數(shù)化設(shè)計更符合工程設(shè)計的習慣，因 此極大地提高了設(shè)計效率，縮短了設(shè)計周期，減少了設(shè)計過程中信息的存儲量，降低了設(shè)計費用，從而增強了產(chǎn)品的市場競爭力?，F(xiàn)代主流CAD 軟件，如 PRO/E, solid works, UG 等都實現(xiàn)了參數(shù)化。 蝸輪蝸桿的機構(gòu)特點： ，比交錯軸斜齒輪機構(gòu)緊湊。 ，為多齒嚙合傳動，故傳動平穩(wěn)、噪音很小。當蝸桿的導(dǎo)程角小于嚙合輪齒間的當量摩擦角時，機構(gòu)具有自鎖性，可實現(xiàn)反向自鎖，即只能由蝸桿帶動蝸輪，而不能由蝸輪帶動蝸桿。 ，磨損較嚴重。另一方面，相對滑動速度大使齒面磨損嚴重、發(fā)熱嚴重，為了散熱和減小磨損，常采用價格較為昂貴的減摩性與抗磨性較好的材料及良好的潤滑裝置，因而成本較高。 為了保證蝸輪齒面的精確性，以 Pro/E 為平臺對蝸輪蝸桿進行參數(shù)化建模設(shè)計及運動仿真分析。其主要思路如圖 31 所示，通過對產(chǎn)品建模特征的解析，從特征中抽象出特征參數(shù)，再對特征參數(shù)進行分析，得到參數(shù)模型。 14 圖 31 建模流程圖 參數(shù)化設(shè)計是 Pro/E 重點強調(diào)的設(shè)計理念。參數(shù)化設(shè)計的突出 特 點在于可以通過變更參數(shù)的方法來方便的修改設(shè)計意圖，從而修改設(shè)計意圖。所以，首先要了解 proe 中參數(shù)和關(guān)系的相關(guān)理論 [2]。參數(shù)和模型一起存儲，參數(shù)可以標明不同模型的屬性。 二、 參數(shù)的設(shè)置 在零件模式下，單擊菜單 “工具 ”——參數(shù)，即可打開參數(shù)對話框，使用該對話框可添加或編輯一些參數(shù)。注意：用于關(guān)系的參數(shù)必須以字母開頭，不區(qū)分大小寫，參數(shù) 名不能包含如下非法字符：！、 ”、 和 等。 零件分析 建模策略 參數(shù)建模 零件 特征參數(shù) 特征創(chuàng)建 特征 設(shè)計變量 設(shè)計驅(qū)動 特征 參數(shù) 參數(shù)關(guān)系及約束 建模更新 15 (3)數(shù)值：為參數(shù)設(shè)置一個初始值，該值可以在隨后的設(shè)計中修改 (4)指定：選中該復(fù)選框可以使參數(shù)在 PDM（ Product Data Management，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理）系統(tǒng)中可見 (5)訪問：為參數(shù)設(shè)置訪問權(quán)限。 (6)源：指定參數(shù)的來源 a)用戶定義的：用戶定義的參數(shù)，其值可以隨意修改 b)關(guān)系：由關(guān)系式驅(qū)動的參數(shù)，其值不能隨意修改。創(chuàng)建受限制參數(shù)后，它們的定義存在于模型中而與參數(shù)文件無關(guān)。 可以根據(jù)實際需要增加或刪除以上 9 項中除了 “名稱 ”之外的其他屬性項目 三、關(guān)系的概念 關(guān)系是參數(shù)化設(shè)計的另一個重要因素。關(guān)系捕獲特征之間、參數(shù)之間或組件之間的設(shè)計關(guān)系。如參數(shù)化齒輪，可以更改模數(shù)、齒數(shù)從而生成同系列、不同尺寸的多個模型，而關(guān)系則滿足在更改參數(shù)的過程中齒輪不會變成其他的零件。 符號類型 系統(tǒng)會給每一個尺寸數(shù)值創(chuàng)建一個獨立的尺寸編號，在不同的模式下，被給 定的編號也不同 。蝸桿 由輪齒、蝸桿主體特征等基本結(jié)構(gòu)特征組成。最后，對設(shè)計好的蝸桿三維實體進行特征 參數(shù)的修改。 蝸桿建模的具體操作步驟如下： （ 1） 蝸桿參數(shù)化設(shè)計的計算及創(chuàng)建新零件文件 （ 2） 參數(shù)的輸入 （ 3） 螺旋體的生成 （ 4） 導(dǎo)程參數(shù)化 （ 5） 實現(xiàn)多頭蝸桿 （ 6） 創(chuàng)建蝸桿軸實體 （ 7） 蝸桿的變參 蝸桿的參數(shù)化建模 ： 本設(shè)計擬對蝸桿模數(shù)、蝸桿頭數(shù)、蝸輪齒數(shù)、蝸桿分度圓直徑、蝸桿旋向等參數(shù)實施變參設(shè)計，初定 m=， z1=1，z2=30， d1=28。模數(shù) Z1 NUMBER 。蝸輪齒數(shù) DIA1 NUMBER 。旋向， YES 表示左旋， 否則為右旋 17 END INPUT RELATIONS DIA2=M*Z2 。蝸桿有效螺旋線長度 END RELATIONS 圖 32 程序 記事本 對話框 在 根據(jù) 信息窗口提示，各參數(shù)賦初值如下 M = ； Z1 = 1； Z2 = 30； DIA1 = 28 旋向暫不輸入，后期處理。 如圖 33 消息輸入對話框 33 消息輸入對話框 [3] 在螺旋掃描對話框進行螺旋掃描特性的