基于MATLAB及ProE的参数化非圆齿轮设计_图文

1、 万方数据 万方数据第34卷第7期基于MATLAB及Pro/E的参数化非圆齿轮设计35配随实际生产要求的侧重实时调整在满足上面两个公式的校核下才能够进行节曲线以及街廓曲线的生成。2齿轮齿廓MATLAB程序编制及三维建模2.1齿轮齿廓的MATLAB程序编制在前面齿廓节曲线以及齿廓方程的理论推导的基础七,进行相应的绘制椭圆齿轮曲廓的编制。下面给出编制程序的流程图(如图3所示。输入齿轮传动比甬数及中心距计算霞新计算 节曲线方程f塑笔面磊赢>至星求取轮齿相应位置的曲率t径绘制以当量曲率半径为?卜径的圆齿轮齿廓输出齿廓坐标IBL文件图3椭圆齿廓编制流程图在MATLAB主窗口输入命令chilun(5

2、,20,1,0.25运行程序生成齿轮的齿廓曲线坐标.IBL文件,如下:54.9=50l54.嘣54.嗍54.975954.977554.979146.279746.196346.108346.015645.91841.7496一1.7369一1.储19一1.6270一1.57201.51708.10848.57089.08239.49299.95262.2.IBL文件的修改已经生成J,数据文件,但还不完全符合Pro/E的文件格式,需要修改。用记事本打开chilunzuobia01.IBL,在文件的前加入以下命令:Open Arclength lkgi.sectionBegi.curve,注意:

3、因为Pro/E是按照点的顺序进行曲线或曲面的生成的L7柚j,所以一定要保证坐标前面的序号以及坐标的顺序的正确。2.3在PE下进行椭圆齿轮三维建模打开Pro/E运行程序,单击【插入】/【基准】/【曲线】/【从文件】,选择修改后的.IBL文件,点击确定,生成齿轮齿廓曲线,如图2所示。然后再单击【特征】/【创建】/【加材料l/拉伸】,进入草图界面,选择已经建好的曲廓曲线为拉伸截面,确定退出,完成齿轮的三维造型【10-13J(如图4所示。3设计结果及分析通过结合MATLAB和Pro/E,快速有效地实现直齿椭圆齿轮参数化三维建模(见图3。设计完成后,只需改变齿轮设计参数,短时间内就能快速实现图4渐开线直

4、齿椭圆齿不同规格的非圆齿轮的三维建轮王维造型图模,可显著提高非圆齿轮造型的速度。由于在建模过程中是结合相关校核进行设计的,故设计出来的产品自然符合实际应用标准,无需再进行校核。与单独使用Pro/E进行建模相比,可减少重复建模时间,提高设计效率,降低对操作人员的要求。并可为后续的齿轮CAE、CAM提供精确的三维实体,为仿真、有限元分析、虚拟装配和NC加工等打下良好的基础。4结论1通过MATLAB与Pro/E软件的综合应用,可以实现非圆齿轮三维实体模型的参数化设计。从而实现生产过程中的非圆齿轮的快速造型设计,提高生产效率。2参数化设计是标准零件库系统设计的基础,以此非圆齿轮参数化设计呵以实现非圆齿

5、轮标准零件库系统的设计,并且可以以设计出来的模型进行虚拟加工以及结构优化,进一步提高齿轮性能,提高生产率。参考文献1李福生,非阅齿轮M.北京:机械1=业出版社,1975:5965.2吴序常,王贵海.非圆齿轮及非匀速比传动M.北京:机械工业出版社。1997:5459.3于文翠,赵风芹.基于Pw/E的椭圆齿轮三维参数化造型方法的研究J.机械设计与制造,2006(”:7376.4邓在京.圆弧圆柱齿轮实体造型和有限元分析J.华中农业大学学报,2004,23:352354.5z.Jiang,D.K.Harrisonl andK.chug,An缸删ConcurrentEngineering Approac

6、hIothe Design andManufacture of Complexclm甲吣J.The International Jatrnal 0fAdvanced Manufacturing Technology,2002,20(1:319325.(下转第38页咖懈哪哪嘶嘶姗嘞嘞舢嘞OO O O O OO O O O0。:,4,6|容踊研嘲卿万方数据 万方数据 基于MATLAB及Pro/E的参数化非圆齿轮设计作者:胡赤兵, 姚洪辉作者单位:兰州理工大学,数字制造技术与应用省部共建教育部重点实验室,甘肃,兰州,730050;兰州理工大学,机电工程学院,甘肃,兰州,730050刊名: 机械传动英

7、文刊名:JOURNAL OF MECHANICAL TRANSMISSION年,卷(期:2010,34(7被引用次数:0次参考文献(13条1.李福生,非圆齿轮M.北京:机械工业出版社,1975:59-65.2.吴序常,王贵海.非圆齿轮及非匀速比传动M.北京:机械工业出版社,1997:54-59.3.于文翠,赵凤芹.基于Pro/E的椭圆齿轮三维参数化造型方法的研究J.机械设计与制造,2006(1:73-76.4.邓在京.圆弧圆柱齿轮实体造型和有限元分析J.华中农业大学学报,2004,23:352-354.5.Z.Jiang,D.K.Harrisonl and K.Cheng,An integra

8、ted Goncurrent Engineering Approach to the Design and Manufacture of Complex ComponentsJ.The International Joumal of Advanced Manufacturing Tedmology,2002,20(1:319-325.6.Ge Nan,Zhang Jan,Finite Element Analysis of Internal Gear in Highspeed Planetary GearUnitsJ,Transactians of Tianjin University,200

9、8,14(1:11-15.7.Lin Bor Tsuen,Chan Chiankun,Wang Jangching.A knowledge-based parametric design system for drawing diesM.Springer London,2008,36(1:671-680.8.李华敏.齿轮机构设计与应用M.北京:机械工业出版社,2007:319-322.9.张志勇.精通MATLAB6M5版.北京:北京航空航天出版社,2003:145-156.10.谭伟明.微线段齿廊的非圆齿轮齿廓曲线及其图形仿真J.现代制造工程,2004(5:56-60.11.段德荣,常彦伟.准

10、端面双圆弧齿轮及其齿面方程J.机械传动,2000,24(2:10-14.12.邓季贤,李进宝,王铁.双圆弧齿轮端面齿廓方程及其啮合过程J.煤矿机械,2003(1:19-20.13.姚俊红,展如新,邵芳,等.双圆弧齿轮基本齿廓的图形参数化J德州学院学报,2004,21(2:97-100相似文献(10条1.期刊论文胡赤兵.姚洪辉.肖根先.梁角虎.赵家黎.HU Chibing.YAO Honghui.YAO Genxian.LIANG Jiaohu.ZHAOJiali基于MATLAB及PRO/E的全参数化齿轮设计-新技术新工艺2010,""(2根据实际生产过程中齿轮的设计需要、渐

11、开线齿轮的形成原理和齿轮啮合原理,建立了齿轮齿廓曲线的参数化数学模型.然后结合MATLAB和PRO/E提出了对齿轮的全参数化设计,在MAT-LAB编程环境下进行曲线模型的编制,生成符合PRO/E格式的.ibl文件,最后导入PRO/E实现齿轮的三维参数化建模,从而达到周期更短、更精确地设计齿轮的目标.2.期刊论文赵献丹.何庆中.赵虎.张良栋.ZHAO Xian-dan.HE Qing-zhong.ZHAO Hu.ZHANG Liang-dong基于Matlab和Pro/E的机械手运动轨迹仿真研究-煤矿机械2010,31(6采用D-H法建立机械手的连杆坐标系,在关节空间进行轨迹规划,利用Matla

12、b编程求得机械手各个关节每段轨迹的插值多项式,利用Pro/E建立机械手的三维模型,以Matlab求得的插值多项式作为运动仿真时各关节的运动规则,最后得到仿真结果.3.学位论文张淑珍水轮机修复专用机器人运动学分析及仿真2003该文基于水轮机修复专用机器人,针对其本体结构极其复杂的特点,利用代表目前机械CAD领域新标准的参数化设计软件Pro/Engineer来建立机器人本体结构模型,基于Pro/E软件对机器人本体结构的主要零部件进行准确的创建.针对水轮机修复专用机器人,对其运动学的各个方面,包括位姿分析开、逆问题,工作空间,正、逆雅可比矩阵,微分运动,速度正、逆问题以及加速度正问题进行了详细的分析

13、和计算,同时给出基于Matlab软件编制的计算程序.利用MATLAB及其附加软件Simulink,通过建立仿真数学模型,综合开环矢量方程(描述运动约束、数值仿真(在加速度已知时计算速度和位移、以及矩阵代数等来完成机器人动态仿真,对所研究的机器人运动学分析结果进行验证,结果基本一致,为机器人的后续研究,如动力学,控制等尊定基础.4.期刊论文李国宁.杨福增.杜白石.徐杰君.刘敏.LI Guo-ning.YANG Fu-zeng.DU Bai-shi.XU Jie-jun.LIU Min基于MATLAB与Pro/E的风力机风轮设计及造型-机械设计2009,26(6针对风力机风轮设计复杂、造型困难的问

14、题,根据Wilson法的设计流程,采用MATLAB开发了小型风力机叶片气动外形设计的通用程序,自动输出叶片截面空间坐标,解决了MATLAB与Pro/E之间的数据传输问题,程序得到的设计结果直接导入Pro/E,实现了风轮的三维造型.该方法同时完成了风轮的程序化设计和参数化造型,提高了风轮设计与造型的效率和精度. 5.学位论文 刘志杰 饲草压捆机的设计及结构分析 2004 发展饲草业具有巨大的经济效益、社会效益和生态效益,但在其商品化生产过程中,首先遇到的是这些物料松散,容积密度小,收集、运输困难.因此 ,该文进行了饲草压捆机的设计.该文首先讨论了饲草压缩理论的研究与进展,特别是饲草压缩过程及压缩

15、力的变化及计算,为压捆机的设计提供了理论支 持.该文在现有机具的基础上,根据中国的实际需要,综合考虑了现有饲草压缩理论,运用现代设计方法对压捆机进行了改进设计.此外,该文以设计的压捆 机为依据,对压捆机的使用进行了效益分析.为缩短设计周期,提高设计质量,该文还运用大型商业软件MATLAB/Simulink对压捆机的压缩机构进行了动态仿 真,为设计获得了重要的数据.将MATLAB引入机械机构设计中,提高了设计的质量和速度,具有重要的理论价值,Simulink的可视化结果便于观察研究,大大 方便了设计人员,提高设计效率.此外,该文用Pro/Engineer和ANSYS进行了结构的装配、运动干涉检查

16、以及有限元分析,使设计者在正式生产前对其开发的 产品样机机构运动特性有更清晰的认识,提高产品开发的成功率. 6.学位论文 高惬 基于VC+6.0和Pro/E的单级轴流通风机的计算机辅助设计 2005 随着风机使用范围的日益增大，特别是通风内的风机，使得对风机的使用经济性能的要求也不断提高。为此，世界各国都进行各方面的尝试和研究 ，毫无疑问实时设计是提高经济性能的有效办法。本文以单级轴流风机为例，针对隧道内通风机的设计，以效率和尺寸为设计目标，用VisualC+研究设 计了软件，并运用PRO/E系列软件进行实体建模。主要内容包括以下几个方面： (1根据流型进行优化设计：根据设计要求，系统具有等环

17、量和变环量2种流型进行设计的功能，同时系统将帮助设计者确定出一种符合设计要求 ，并使得风机具有最佳效率的流型。 (2工程图表程序化：采用Matlab技术，针对通风机设计中所需调用的曲线和表格，将参数进行程序化模拟。运用Matlab程序设计技术，采用最小二 乘拟合和样条插值函数，分别对规则和不规则图形进行模拟。运用Matlab命令对图形函数进行重构。 (3计算软件设计：由于轴流通风机设计所涉及的内容较多，设计单层次用户界面是简化操作过程的最好办法。采用这一方法进行用户界面设计，能 够大量缩减界面的状态和状态之间的转换数量。利用VisualC+开发工具，进行风机设计软件的开发。 (4利用优化所得参

18、数同Pro/E结合进行实体设计、仿真分析、并指导生产。这两者的结合性使用使风机的整个设计过程都实现计算机处理。用户在 产品设计过程中，可以随时掌握参数，并减少人为手工计算时间。Pro/E中，设计出的模型是真实的3D模型，弥补了传统面结构、线结构的不足。 7.期刊论文 张少锋.孙滢滢.周冰.孔亮 利用Matlab和Pro/E软件辅助建立桩核冠的三维有限元模型 -口腔医学研究 2006,22(3 目的:利用Matlab和Pro/E软件辅助建立桩核冠三维有限元模型.方法:应用Matlab软件编程读取通过CT扫描所获取的建模所需二维影像图像(共45张 ,层厚0.5 mm,无间隔的边界数据;再利用Pro

19、/E的自由曲面造型和加减布尔运算建立桩核冠各个三维实体模块模型,并进行三维重组;最后在Ansys中进行 模型单元划分和力学检测.结果:建立包含饰瓷、金属基底、桩核、粘固剂、牙本质、牙胶尖、牙周膜、松质骨和皮质骨的三维有限元模型.结论:利用 Matlab软件和Pro/E软件辅助建模,提高了建模的精度、速度和灵活性,为临床口腔医师进行有限元生物力学分析研究提供了一种简捷而精确的有限元建模 方法. 8.期刊论文 易兵.范元勋.范晓燕.王倩囡.薛飞.YI Bing.FAN Yuan-xun.FAN Xiao-yan.WANG Qian-nan.XUE Fei 基 于Pro/E 4.0的复杂外壳曲面的边界 -机械制造与自动化2010,40(3 以无缆射钉枪外壳曲面反求为例,对复杂外壳曲面的精确重构方法进行了研究.由三坐标测量机对复杂外壳曲面进行初步测量,并用Matlab软件对测量 数据进行平面和曲面处理,利用Pro/E4.0软件的曲面构造功能,运用边界混合和N侧曲面法构造外壳曲面,通过ISD