齿轮油泵建模设计.docx
《齿轮油泵建模设计.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《齿轮油泵建模设计.docx(34页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、摘 要本文软件,来设计。齿轮油泵设计主要从零件建模、装配设计、机构运动仿真、工作原理动画几个方面展开。用Pro/E建立三维模型及模型库,进行虚拟装配、动画演示、运动特性分析,将三维技术融入机械类等课程,从而实现用现代化教学手段达到降低教学成本,提高教学质量的目的。关键词:齿轮油泵,三维建模, Pro/E,计算机辅助教学,机构仿真Based on Pro/E three-dimensional modeling of the gear pump designAbstractThis article describes how to use Pro/E to complete the design
2、 of three-dimensional 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 three-dimensional model and model-base, virtual assembly, an
3、imation demo , movement analysis, three-dimensional technology will be integrated into the mechanical subject, which made it become true to achieve reducing the cost of teaching and improving the quality of teaching using the teaching methods of modernization. Keywords:gear pumps, three-dimensional
4、modeling, Pro/E, CAI ,simulation目 录1 绪论11.1 机械专业传统的教学方式存在的问题11.2 将三维技术应用到机械类专业课的教学中12 设计概述23 设计过程33.1 齿轮油泵零件建模设计33.1.1 齿轮油泵骨架的设计43.1.2 齿轮油泵主体的设计53.1.3 齿轮油泵左盖的设计73.1.4 创建齿轮泵右侧盖的设计83.1.5 齿轮轴的设计83.1.6 其它零件的创建123.2 齿轮油泵装配设计133.2.1 虚拟装配设计133.2.2 生成爆炸图164 机构仿真及工作原理动画174.1 齿轮油泵机构仿真设计174.2 齿轮油泵工作原理动画仿真195 总
5、结22致谢23参考文献24英文文献(计算机辅助设计与制造)1 绪论计算机辅助教学是教学发展的一个焦点,Pro/E等三维建模软件的发展以及虚拟制造技术的出现为机械类专业课教学提供了一种极好的现代化教学的工作平台。1.1 机械专业传统的教学方式存在的问题(1) 在机械类课程的教学中,经常需要实物模型帮助学生理解教学内容,如果没有模型,仅仅依靠讲解,是很难讲清楚一个立体结构的。学生缺少对实物的感官认识也就更难理解没有模型的讲解,而传统的教学方式是利用教学实物模型,但实物模型携带不方便,而且容易损坏,不便于保管。(2) 教学中存在的另一个问题是传统的教学实物模型一成不变,更新换代的速度慢,而几十年不变
6、的教学模型已不能满足教学和科技时代不断进步的需要。时代在发展,教学内容在不断更新,当然教学模型也要跟上教学内容的更新,要想根据教学需要更改实物模型是很困难的。更换新实物模型成本又很高,而旧模型基本没有再利用的价值,造成很大的浪费。(3) 传统的教学模型作运动演示和运动分析也存在很多缺陷,一是学校很难保证有一套完整的机械专业的教学模型,而且成本也较大;二是有些空间的机构内部的运动很难观察到;三是装配模型时容易损坏零件,运动容易出故障;四是运动特性的分析也很困难。(4) 对于机械设计的教学,传统的教学方法是先展开平面简图的构思,形成稍微完整的方案之后,开始绘制三维简图,完全定型后再根据需要绘制效果
7、图、三视图或制作简易的模型。在造型设计的过程中,需要用样品实物模型来表达设计者的构思,但对每一种方案都制作实物样品,要付出大量的劳动,还存在着精度低、修改调整困难、设计周期长及成本费用高等问题。1.2 将三维技术应用到机械类专业课的教学中Pro/E系统是美国参数技术公司(Parametric Technology Corporation,简称PTC)的产品。本软件采用单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念,改变了机械CADCAECAM 的传统观念,这种全新的概念已成为当今世界机械CADCAECAM 领域的新标准。将现代化的Pro/E三维技术应用到在机械专业课的教学中,可以解决以上传统教学存
8、在的很多不足。(1) 建立零件的三维模型,虚拟的模型便于现代化教学,在教学中如果应用Pro/E的三维技术建立零件的三维模型,可以避免传统教学模型的缺点,它同样具有实物教学模型的直观、容易理解的优点,又克服了传统教具的不足,避免了携带困难的问题,还便于制作多谋体课件。(2) 把教学中常用的零件、部件和标准件建立起自己的模型库,利用Pro/E提供的强大的基于特征的参数化实体造型功能,把教学中常用的零件、部件和标准件,利用微机的存储信息量大的特点建立起自己的模型库,以充分利用已有的设计成果和前人的经验。我们建立的教学模型库有如下特点:1) 零件模型库的覆盖面广、标准新;2) 当教学需要某一零件模型时
9、,可直接从零件模型库中调出,不必手工绘制;3) 零件模型从模型库中调入后可任意移动、旋转,在装配时确定准确的位置;4) 零件模型库的操作使用简捷、方便、灵活、易学易懂;5) 还可以用互联网实现零件模型库的资源共享,充分运用网络资源为教学服务。(3) 可将各种三维零部件和机械传动在Pro/E内进行虚拟装配、三维动画演示和运动特性分析。总之,把Pro/E的三维技术引入机械专业课的教学,彻底改变了传统的教学理念,大大改善了辅助教学环境,提高了教学效果。通过实践证明,我们只要认真研究和大胆尝试辅助教学这一现代化教学手段,不断地去学习、掌握这种技术,很好地将Pro/E的三维技术应用到我们的机械专业教学中
10、去,提高工作效率,充分利用微机多媒体辅助教学的优越性,调动学生的积极性,就一定能有效地帮助我们达到降低教学成本,提高教学质量的目的。2 设计概述本设计主要围绕齿轮油泵设计这个实例展开。液压油泵作为一种重要的液压元件,其规格和型号比较繁多,传统的开发过程繁琐、 效率低下、 绘图量大,Pro/E作为一款高效快捷的CAD/CAM软件,克服了以上的不足之处,大大提高设计人员的开发速度,本文将着重就Pro/E的实体建模、虚拟装配、机构仿真等功能进行齿轮油泵的设计。齿轮油泵包含多个零部件,其设计巧妙运用Pro/E基于单一数据库这一特点并综合运用多种建模方法和设计方法。设计的具体要求为:(1) 齿轮油泵零件
11、建模设计;(2) 齿轮油泵装配设计;(3) 齿轮油泵机构仿真设计;(4) 齿轮油泵工作原理动画设计。3 设计过程3.1 齿轮油泵零件建模设计齿轮油泵包含20多个零部件,其设计巧妙运用Pro/E基于单一数据库这一特点并综合运用多种建模方法和设计方法,齿轮油泵的最后设计结果如图1所示,组件分解图如图2所示。图1 齿轮油泵三维图图2 齿轮油泵爆炸图3.1.1 齿轮油泵骨架的设计齿轮油泵骨架的设计主要是一系列基准曲线的绘制,其随后的建模设计建立在骨架设计的基础上,齿轮油泵的骨架设计结果如图3所示。图3 齿轮油泵骨架设计结果(1) 新建零件文档;1) 单击“新建”按钮打开“新建”对话框。在“类型”选项组
12、中选取“零件”选项,在“子类型”中选取“实体”选项,在“名称”文本框中输入零件名称“Gear_pump”;2) 取消“使用缺省模板”复选项,单击“确定”按钮。系统打开“新文件选项”对话框,选取其中的“mmns_part_solid”选项,再单击“确定”按钮进入三维实体建模环境。(2) 草绘基准曲线;图4 齿轮油泵骨架草绘1) 单击“草绘工具”按钮打开“草绘”对话框; 2) 选取基准平面FRONT作为草绘平面,其它设置接受系统默认选项,单击“草绘”,进入草绘界面;3) 在草图内绘制曲线如图4所示。(3) 创建基准平面;1) 单击“基准平面工具”按钮打开“基准平面”对话框;2) 选取FRONT基准
13、平面作为参照,设置平移距离35;3) 单击“确定”,完成DTM1基准平面。(4) 草绘曲线。1) 单击“草绘”打开“草绘”对话框;2) 选取DTM1作为草绘平面,其它设置接受系统默认选项,单击“草绘”;3) 绘制如图5所示曲线。图5 齿轮油泵骨架草绘二保存设计结果,作为骨架设计,关闭窗口。3.1.2 齿轮油泵主体的设计(1) 新建零件文档;单击“新建”按钮打开新建对话框。在“类型”中选“零件”,在“子类型”中选“实体”,在“名称”文本框中输入零件名称“Gear_part_m”。(2) 创建外部继承特征;1) 单击“插入”主菜单中选取“共享数据”/“合并/继承”选项,系统打开设计图标版;2) 单
14、击“打开”按钮,使用浏览的方式打开上一小节设计的齿轮油泵骨架文件“Gear_pump”.同时系统打开“外部合并”对话框,在该对话框的“约束类型”下选取“缺省”选项,在系统默认位置装配齿轮油泵骨架文件;3) 单击“外部合并”中的“确定”,单击“设计板”上的“确定”。(3) 创建拉伸实体特征;1) 单击“拉伸”打开设计板,在设计板中单击“放置”打开参照面板,单击其中“定义”打开“草绘”对话框,选择FRONT为草绘平面,接受其它默认设置单击“草绘”进入草绘模式;2) 在草绘平面内使用“抓取边”工具绘制拉伸剖面图,然后单击“确定”退出草绘,调整方向输入拉伸深度“25.2”,最后创建的拉伸实体如图。再次
15、单击“拉伸”按钮,选取上一零件端面作为草绘平面,进入草绘模式;3) 绘制如图所示草绘剖面图,调节拉伸方向,输入拉伸深度“25.2”,最后创建的实体特征如图所示;4) 再次单击“拉伸”,选取上一零件右侧面为草绘平面,进入草绘模式;5) 绘制如图所示草绘剖面图,调节拉伸方向,输入深度“9.5”,最后创建的拉伸实体如图6所示。 图6 齿轮油泵主体拉伸结果 图7 齿轮油泵主体创建孔结果 (4) 创建孔特征;1) 单击“孔”打开孔设计板。单击拉伸体端面为主参照。单击“放置”打开参照面板,选取“同轴”放置类型,然后激活“次参照”,选取拉伸体轴线;2) 完成后的“放置”,设置“形状”列表,最后完成的孔特征如
16、图所示;3) 再次用孔特征创建孔,如图7所示。(5) 创建螺纹修饰特征,如图8; (6) 创建倒圆角特征,如图9;(7) 补上一个拉伸切削特征,最后完成的零件图,如图10。 图8 齿轮油泵主体螺纹修饰结果 图9 齿轮油泵主体倒圆角结果 图10 齿轮油泵主体设计结果 图11左盖设计结果3.1.3 齿轮油泵左盖的设计齿轮油泵左盖的设计同样以齿轮油泵骨架作为母体零件,综合运用拉伸、孔和镜像复制等建模方法。齿轮油泵的最后设计结果,如图11所示。(1) 新建零件文件,输入零件名称“Gear_pump_leftcover”;(2) 创建外部继承特征,如图12; (3) 创建拉伸实体特征,如图13; 图12
17、 左盖外部继承 图13 左盖实体拉伸结果(4) 创建拉伸切削特征,如图14; (5) 创建阶梯孔,如图15; 图14 左盖拉伸切削结果 图15 左盖阶梯孔结果(6) 创建倒圆角特征,如图16。 图16 左盖倒圆角结果 图17 右盖设计结果3.1.4 创建齿轮泵右侧盖的设计齿轮泵右盖的设计和齿轮油泵左盖的设计相似,都是以齿轮油泵的骨架作为母本二进行设计的。设计步骤参照左盖设计,齿轮油泵右盖的设计结果如图17所示。3.1.5 齿轮轴的设计齿轮轴的设计以全参数化标准直齿圆柱齿轮通用件作为母体,对齿轮通用件参数进行修改并添加必要的特征。齿轮轴的最终设计结果,如图18所示。 图18 齿轮轴设计结果 图1
18、9 “PROE标准零件库2.1”对话框为简化设计,这里的全参数化齿轮采用台湾大学林清安教授开发的“PROE标准零件库2.1”.(1) 打开“PROE标准零件库2.1”,如图19所示;(2) 从“零件类型”中选择“齿轮”,零件规格选择“20T”,如图20所示;图20“正齿轮”对话框修改右边列表中“可修改”项目,修改齿轮的模数M=3,齿数Z=9,齿宽B=25.2.单击“打开文件”按钮,输入零件名称“gear_shaft_1”,打开的齿轮零件如图21。图21 参数齿轮调用(3) 创建实体拉伸特征 选取上一实体端面为草绘平面,绘制草图,拉伸深度为“10”,拉伸结果如图23; 图22 齿轮轴拉伸草绘 图
19、23 齿轮轴拉伸结果(4) 创建旋转实体特征,旋转结果如图25; 图24 齿轮轴旋转草绘 图25 齿轮轴旋转结果(5) 创建旋转切削特征,以切出槽,切槽结果如图27; 图26 齿轮轴切槽草绘 图27 齿轮轴切槽结果(6) 重复旋转切削,切出另一端的槽; (7) 创建键槽,结果如图29; 图28 齿轮轴键槽草绘 图29 齿轮轴键槽结果(8) 创建倒角特征,结果如图30; 图30 齿轮轴倒角结果 图31 齿轮轴设计结果(9) 创建螺纹修饰特征 选择“插入”、“修饰”、“螺纹” ;选取作图平面为参照面,右图面为螺纹起始面,输入深度为10,直径为12.6。(10) 隐藏基准,完成齿轮轴的创建,如图31
20、。3.1.6 其它零件的创建至此齿轮油泵的主要零件以创建完成,下面还有很多装配用的小零件,其建模过程不再详细介绍。只列出其最终结果,如图32。包括:螺钉、外部齿轮、平键、圆垫片、螺母、压盖、圆柱销。 a)螺钉 b)外部齿轮 c)平键 d)圆垫片 e)螺母 f)压盖 g)圆柱销图32 其它零件至此齿轮油泵所有零件三维建模都以完成,下一步就是装配。3.2 齿轮油泵装配设计3.2.1 虚拟装配设计齿轮油泵的装配综合运用到无连接接口约束和连接接口约束。在进行齿轮油泵的装配前,设计者首先要对齿轮油泵进行整体的分析,要弄清楚那些元件具有运动自由度,那些元件完全约束。对于具有运动自由度的元件就要根据具体要求
21、选择合适的连接接口,反之使用无连接接口的约束进行装配即可。(1) 创建组件文档,输入组件名称“Gear_pump_model”;(2) 在默认位置装配齿轮油泵主体;单击“添加元件”按钮,打开下设计板,选择缺省,以在默认位置装配泵的主体。(3) 向组件中装配销;使用“插入”“对齐”“对齐”三种约束装配销钉,使其高出端面“8”。(4) 重复装配销钉;选中前面装配好的销钉零件,然后在“编辑”中选取“重复”打开“重复元件”对话框。按住“ctrl”键,选中“插入”和“对齐”两种约束方式。单击添加,共装配4根销钉。(5) 向组件中装配齿轮油泵左盖;使用“匹配”“插入”“插入”三种约束。(6) 向组件中装配
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 齿轮 油泵 建模 设计
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【可****】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【可****】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。