开题报告格式-2

黄石理工学院毕业设计（论文）开题报告PAGE4PAGE41、课题来源以往对于以往对于直齿、斜齿圆柱齿轮的三维造型建模很烦琐,但三维造型软件Pro/E突破性的解决了此问题。利用该软件方便而精确建模的同时还能实现直齿、斜齿轮的参数化建模,这样就实现了直齿、斜齿轮系列化设计,从而使设计人员从大量繁重的绘图工作中解脱出来,提高了设计速度,并减少信息的存储量。2、研究目的和意义随着科技的发展，计算机辅助设计技术越来越广泛的应用在各个设计领域。现在，它已经突破了二维图纸电子化的框架，转向以三维实体建模、动力学模拟仿真和有限元分析为主线的机械系统动态仿真技术。其研究范围主要是机械系统运动学和动力学分析，核心是利用计算机辅助技术进行机械系统的运动学和动力学分析，以确定系统及其各构件在任意时刻的位置、速度和加速度，同时，通过求解代数方程组确定引起系统各构件运动所需的作用力和反作用力。动态仿真技术一出现，就受到人们的普遍关注和重视，并且出现了许多基于动态方=仿真技术的商业软件，较有影响的有美国参数技术公司的PTC。随着科技的发展，计算机辅助设计技术越来越广泛的应用在各个设计领域。现在，它已经突破了二维图纸电子化的框架，转向以三维实体建模、动力学模拟仿真和有限元分析为主线的机械系统动态仿真技术。其研究范围主要是机械系统运动学和动力学分析，核心是利用计算机辅助技术进行机械系统的运动学和动力学分析，以确定系统及其各构件在任意时刻的位置、速度和加速度，同时，通过求解代数方程组确定引起系统各构件运动所需的作用力和反作用力。动态仿真技术一出现，就受到人们的普遍关注和重视，并且出现了许多基于动态方=仿真技术的商业软件，较有影响的有美国参数技术公司的PTC。Pro/E（Pro/Engineer软件）是美国参数技术公司（parametrictechnologycorporation，简称PTC）的重要产品，在目前的三维造型软件领域中占有重要的地位，它作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到了业界的认可和推广，是现今最成功的CAD/CAE/CAM软件之一。该软件先进的设计理念体现了机械设计自动化（mechanicaldesignautomation，MDA）系列软件的最新发展方向，成为提供工业解决方案的有力工具，因而被广泛应用于机械、电子、航空、航天、军工、纺织等行业。用Pro/E设计的每一实体模型均有对应的主要设计步骤及尺寸参数列表，通过修改此列表即可根据需要对设计内容进行全面修改，而该列表的修改可通过运行Pro/E中的program程序来实现，即通过对program程序的二次开发可实现零件的参数化设计。一个（或一类)零件可用一些概念化的特征参数控制零件的结构尺寸，从而实现精确、快速的设计。齿轮传动在各个行业中应用广泛，但Pro/E，ADMAS，和UG等软件并没有提供相应的模块，尽管通过复杂的造型设计可以生成齿轮，但变化齿形、齿数、模数和变位系数等参数后，又需要复杂的设计计算和造型形状判断，工作量复杂，因此齿轮的三维快速造型设计成为造型设计中望而却步的工作。齿轮传动在各个行业中应用广泛，但Pro/E，ADMAS，和UG等软件并没有提供相应的模块，尽管通过复杂的造型设计可以生成齿轮，但变化齿形、齿数、模数和变位系数等参数后，又需要复杂的设计计算和造型形状判断，工作量复杂，因此齿轮的三维快速造型设计成为造型设计中望而却步的工作。为了促进复杂机械系统齿轮造型的三维快速造型以及运动仿真技术的发展，我参与了这项关于齿轮的造型与有限元手里分析的毕业设计课题。齿轮是使用量大面广的传动零件。自1765年欧拉（L.Euler）创立渐开线圆柱齿轮以来，至今已有二百多年的历史。目前齿轮技术达到的指标：圆周速度V=300m/s，转速N=r/min，传递的功率P=kW，模数m=（0.004—100）mm，直径d=1mm—152.3m。近年来，我国相继制订了齿轮和减速器许多新标准，新产品，新技术不断涌现。齿轮（含汽车齿轮在内）和减速器生产的年产值超过500亿元，为发展我国的机械产品作出了重大的贡献。3、国内外研究现状和发展趋势随着计算机技术、信息技术和自动化技术的推广应用，汽车随着计算机技术、信息技术和自动化技术的推广应用，汽车齿轮企业的组织结构和运作方式已经从传统的金字塔式多层次生产管理结构向扁平的网络化结构转变，从传统的顺序工作方式向并行工作方式转变。一些先进的汽车齿轮企业已经通过精益生产、敏捷制造、智能制造，实现了高精度、高效益的智能化齿轮生产线计算机网络化管理。

汽车齿轮企业在进行产品设计的同时进行工艺过程设计，安排好产品生产周期的各个配套环节，缩短了产品投放市场的时间。并行工程在美国和日本的汽车齿轮行业应用广泛。快速原型制造技术在国外汽车齿轮行业发展十分迅速。早在1990年，美国的一些汽车齿轮制造企业就已经做到了“3个3”：产品的生命周期是3年，

3、国内外研究现状和发展趋势产品的试制周期是3个月，产品的设计周期是3个星期。产品的试制周期是3个月，产品的设计周期是3个星期。汽车齿轮企业向大型化、专业化、国际化方向发展。比如，世界最大的齿轮传动系统集团ZF已经发展成为年产值达50亿美元的跨国公司，有50%的产品出口。发达国家的汽车公司纷纷和齿轮厂脱钩，实行国际采购。近几年来，美国、日本和德国的一些汽车公司已经开始来中国寻求齿轮、变速箱配套。汽车齿轮必将完全成为国际采购和国际配套的产品。

计算机技术和数控技术快速发展，提高了汽车齿轮产品的加工精度和加工效率，推动汽车齿轮产品向多样化、整机配套模块化、标准化和造型设计艺术化方向发展。3.1我国齿轮工业的概况齿轮传动产品是汽车。工程机械、农机、摩托车、传动系统的主体。工业齿轮传动产品几乎是所有机械成套装备的主要传动部件。随着中国汽车、工程、农机和成套机械工业的发展，近十年，中国齿轮工业得到了快速发展。目前，年产值已超过900亿人民币。齿轮工业主要由三类企业组成，车俩齿轮传动制造企业、工业齿轮传动制造企业与齿轮专用装备制造企业。全国大小齿轮企业近千家，骨干齿轮企业400多家，亿元以上的企业有70家，目前，齿轮行业已成为机械基础件中规模最大的行业。3.2中国齿轮工业的资本结构已成为三足鼎立的局面3.2.1中国齿轮工业的基础是国有改制的各类股份公司，经过30年的改革，尤其近十年来的股份制改造，企业发展迅速。如上海汽车齿轮公司、陕西法士特齿轮公司、南京高精齿轮公司、重庆试论箱有限公司等，都已经成为年销售10亿—20亿的企业。3.2.2独资、合资企业技术先进，市场运作比较成熟，发挥了示范作用。如SEW(天津)公司进入中国以后，发展迅速，已经由独家SEW（天津）公司扩展成为SEW（苏州）公司、SEW(广州)公司。3.2.3民营股份企业活力四射，发展迅速，正在进入国际市场。如浙江双环齿轮公司、浙江中马齿轮公司。杭州万杰公司。江苏太平洋精锻齿轮公司，这些企业都是近10年飞速发展起来的，都有2亿—10亿元的销售规模。4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案(1)收集Pro/ENGINEER软件和直齿、斜齿轮的资料、调研；(1)收集Pro/ENGINEER软件和直齿、斜齿轮的资料、调研；(2)Pro/ENGINEER软件的应用和MECHNICA模块的应用；(3)完成直齿轮的参数化设计造型；(4)完成斜齿轮的参数化设计造型；(5)Pro/MECHNICA有限元分析模型的建立；(6)有限元单元网格的划分、约束和负荷的设置；(7)直齿轮啮合、斜齿轮啮合过程中装配与运动仿真；(8)直齿轮、斜齿轮的静力学分析，测算模型的应力、应变、位移等参数；5、预期达到的目标及进度安排通过本次研究，希望能对通过本次研究，希望能对基于Pro/ENGINEER的直齿、斜齿轮的造型与有限元受力分析有个系统而全面的认识，加深对机械设计、机械原理等课程的技术理论认识的理解，能熟悉Pro/ENGINEER软件，能对直齿、斜齿轮的结构和性能有个大致的了解。进度安排如下：1、收集Pro/ENGINEER软件和直齿、斜齿轮的资料、调研的资料、调研。并且完成毕业设计的开题报告、外文翻译等工作。时间：2010年12月25日～2011年3月10日。2、熟悉Pro/ENGINEER软件的应用和MECHNICA模块的应用；Pro/MECHNICA有限元分析模型的建立；有限元单元网格的划分、约束和负荷的设置。时间：2011年3月10日～2011年4月15日。3、完成直齿轮、斜齿轮的参数化设计造型；时间：2011年4月16日～2011年4月17日。4、Pro/MECHNICA有限元分析模型的建立；有限元单元网格的划分、约束和负荷的设置；时间：2011年4月17日～2011年4月30日。5、直齿轮啮合、斜齿轮啮合过程中装配与运动仿真；直齿轮、斜齿轮的静力学分析，测算模型的应力、应变、位移等参数；时间：2011年4月30日～2011年5月16日。4、答辩。6、阅读的主要文献、资料[1]门超.基于Pro/Engineer的斜齿轮参数化设计[J].科技信息(学术研究),2008[1]门超.基于Pro/Engineer的斜齿轮参数化设计[J].科技信息(学术研究),2008[2]王科元,陈永成.基于Pro/E的渐开线斜齿轮参数化设计[J].机械设计与制造,2005,(05).[3]张超,张益华.Pro/E二次开发技术在齿轮三维参数化设计中的应用[J].机械制造与自动化,2004,(06).[4]李燕.基于Pro/E的齿轮三维参数化特征造型设计[J].制造技术与机床,2003[5]宋淑娥,施志辉.基于Pro/E的三维参数化标准件库的建立[J].组合机床与自动化加工技术,2004,(12).[6]徐军民,王艳霞.基于Pro/E的三维参数化零件设计[J].浙江科技学院学报,2005,[7]赵德金,廉哲满.基于Pro/Engineer野火版2.0的斜齿轮建模和运动仿真[J].延边大学学报(自然科学版),2005,(04).[8]贾颖莲,何世松.Pro/E在零件参数化设计中的研究及应用[J].中国科技信息,2007,(18).[9]韦建召,晋刚,瞿金平.基于Pro/E的斜齿轮参数化造型的创建[J].现代制造工程,2004,(10).[10]熊义君,王国荣.基于Pro/ENGINEER的齿轮参数化设计方法[J].中国新技术新产品,2010,(08).[10]陈惠.基于Pro/Engineer的斜齿圆柱齿轮的参数造型[J].机械研究与应用,2006,(02)[11]郭南初.利用Pro/ENGINEER进行齿轮的参数化设计[J].安徽建筑工业学院学报(自然科学版),2003,(03)[1