基于MATLAB及ProE的參數(shù)化非圓齒輪設(shè)計_圖文

1、 萬方數(shù)據(jù) 萬方數(shù)據(jù)第34卷第7期基于MATLAB及Pro/E的參數(shù)化非圓齒輪設(shè)計35配隨實際生產(chǎn)要求的側(cè)重實時調(diào)整在滿足上面兩個公式的校核下才能夠進行節(jié)曲線以及街廓曲線的生成。2齒輪齒廓MATLAB程序編制及三維建模2.1齒輪齒廓的MATLAB程序編制在前面齒廓節(jié)曲線以及齒廓方程的理論推導的基礎(chǔ)七,進行相應(yīng)的繪制橢圓齒輪曲廓的編制。下面給出編制程序的流程圖(如圖3所示。輸入齒輪傳動比甬數(shù)及中心距計算霞新計算 節(jié)曲線方程f塑筆面磊贏>至星求取輪齒相應(yīng)位置的曲率t徑繪制以當量曲率半徑為?卜徑的圓齒輪齒廓輸出齒廓坐標IBL文件圖3橢圓齒廓編制流程圖在MATLAB主窗口輸入命令chilun(5

2、,20,1,0.25運行程序生成齒輪的齒廓曲線坐標.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.儲19一1.6270一1.57201.51708.10848.57089.08239.49299.95262.2.IBL文件的修改已經(jīng)生成J,數(shù)據(jù)文件,但還不完全符合Pro/E的文件格式,需要修改。用記事本打開chilunzuobia01.IBL,在文件的前加入以下命令:Open Arclength lkgi.sectionBegi.curve,注意:

3、因為Pro/E是按照點的順序進行曲線或曲面的生成的L7柚j,所以一定要保證坐標前面的序號以及坐標的順序的正確。2.3在PE下進行橢圓齒輪三維建模打開Pro/E運行程序,單擊【插入】/【基準】/【曲線】/【從文件】,選擇修改后的.IBL文件,點擊確定,生成齒輪齒廓曲線,如圖2所示。然后再單擊【特征】/【創(chuàng)建】/【加材料l/拉伸】,進入草圖界面,選擇已經(jīng)建好的曲廓曲線為拉伸截面,確定退出,完成齒輪的三維造型【10-13J(如圖4所示。3設(shè)計結(jié)果及分析通過結(jié)合MATLAB和Pro/E,快速有效地實現(xiàn)直齒橢圓齒輪參數(shù)化三維建模(見圖3。設(shè)計完成后,只需改變齒輪設(shè)計參數(shù),短時間內(nèi)就能快速實現(xiàn)圖4漸開線直

4、齒橢圓齒不同規(guī)格的非圓齒輪的三維建輪王維造型圖模,可顯著提高非圓齒輪造型的速度。由于在建模過程中是結(jié)合相關(guān)校核進行設(shè)計的,故設(shè)計出來的產(chǎn)品自然符合實際應(yīng)用標準,無需再進行校核。與單獨使用Pro/E進行建模相比,可減少重復建模時間,提高設(shè)計效率,降低對操作人員的要求。并可為后續(xù)的齒輪CAE、CAM提供精確的三維實體,為仿真、有限元分析、虛擬裝配和NC加工等打下良好的基礎(chǔ)。4結(jié)論1通過MATLAB與Pro/E軟件的綜合應(yīng)用,可以實現(xiàn)非圓齒輪三維實體模型的參數(shù)化設(shè)計。從而實現(xiàn)生產(chǎn)過程中的非圓齒輪的快速造型設(shè)計,提高生產(chǎn)效率。2參數(shù)化設(shè)計是標準零件庫系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ),以此非圓齒輪參數(shù)化設(shè)計呵以實現(xiàn)非圓齒

5、輪標準零件庫系統(tǒng)的設(shè)計,并且可以以設(shè)計出來的模型進行虛擬加工以及結(jié)構(gòu)優(yōu)化,進一步提高齒輪性能,提高生產(chǎn)率。參考文獻1李福生,非閱齒輪M.北京:機械1=業(yè)出版社,1975:5965.2吳序常,王貴海.非圓齒輪及非勻速比傳動M.北京:機械工業(yè)出版社。1997:5459.3于文翠,趙風芹.基于Pw/E的橢圓齒輪三維參數(shù)化造型方法的研究J.機械設(shè)計與制造,2006(”:7376.4鄧在京.圓弧圓柱齒輪實體造型和有限元分析J.華中農(nóng)業(yè)大學學報,2004,23:352354.5z.Jiang,D.K.Harrisonl andK.chug,An缸刪ConcurrentEngineering Approac

6、hIothe Design andManufacture of Complexclm甲吣J.The International Jatrnal 0fAdvanced Manufacturing Technology,2002,20(1:319325.(下轉(zhuǎn)第38頁咖懈哪哪嘶嘶姍?quán)相萧螼O O O O OO O O O0。:,4,6|容踴研嘲卿萬方數(shù)據(jù) 萬方數(shù)據(jù) 基于MATLAB及Pro/E的參數(shù)化非圓齒輪設(shè)計作者:胡赤兵, 姚洪輝作者單位:蘭州理工大學,數(shù)字制造技術(shù)與應(yīng)用省部共建教育部重點實驗室,甘肅,蘭州,730050;蘭州理工大學,機電工程學院,甘肅,蘭州,730050刊名: 機械傳動英

7、文刊名:JOURNAL OF MECHANICAL TRANSMISSION年,卷(期:2010,34(7被引用次數(shù):0次參考文獻(13條1.李福生,非圓齒輪M.北京:機械工業(yè)出版社,1975:59-65.2.吳序常,王貴海.非圓齒輪及非勻速比傳動M.北京:機械工業(yè)出版社,1997:54-59.3.于文翠,趙鳳芹.基于Pro/E的橢圓齒輪三維參數(shù)化造型方法的研究J.機械設(shè)計與制造,2006(1:73-76.4.鄧在京.圓弧圓柱齒輪實體造型和有限元分析J.華中農(nóng)業(yè)大學學報,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.李華敏.齒輪機構(gòu)設(shè)計與應(yīng)用M.北京:機械工業(yè)出版社,2007:319-322.9.張志勇.精通MATLAB6M5版.北京:北京航空航天出版社,2003:145-156.10.譚偉明.微線段齒廊的非圓齒輪齒廓曲線及其圖形仿真J.現(xiàn)代制造工程,2004(5:56-60.11.段德榮,常彥偉.準

10、端面雙圓弧齒輪及其齒面方程J.機械傳動,2000,24(2:10-14.12.鄧季賢,李進寶,王鐵.雙圓弧齒輪端面齒廓方程及其嚙合過程J.煤礦機械,2003(1:19-20.13.姚俊紅,展如新,邵芳,等.雙圓弧齒輪基本齒廓的圖形參數(shù)化J德州學院學報,2004,21(2:97-100相似文獻(10條1.期刊論文胡赤兵.姚洪輝.肖根先.梁角虎.趙家黎.HU Chibing.YAO Honghui.YAO Genxian.LIANG Jiaohu.ZHAOJiali基于MATLAB及PRO/E的全參數(shù)化齒輪設(shè)計-新技術(shù)新工藝2010,""(2根據(jù)實際生產(chǎn)過程中齒輪的設(shè)計需要、漸

11、開線齒輪的形成原理和齒輪嚙合原理,建立了齒輪齒廓曲線的參數(shù)化數(shù)學模型.然后結(jié)合MATLAB和PRO/E提出了對齒輪的全參數(shù)化設(shè)計,在MAT-LAB編程環(huán)境下進行曲線模型的編制,生成符合PRO/E格式的.ibl文件,最后導入PRO/E實現(xiàn)齒輪的三維參數(shù)化建模,從而達到周期更短、更精確地設(shè)計齒輪的目標.2.期刊論文趙獻丹.何慶中.趙虎.張良棟.ZHAO Xian-dan.HE Qing-zhong.ZHAO Hu.ZHANG Liang-dong基于Matlab和Pro/E的機械手運動軌跡仿真研究-煤礦機械2010,31(6采用D-H法建立機械手的連桿坐標系,在關(guān)節(jié)空間進行軌跡規(guī)劃,利用Matla

12、b編程求得機械手各個關(guān)節(jié)每段軌跡的插值多項式,利用Pro/E建立機械手的三維模型,以Matlab求得的插值多項式作為運動仿真時各關(guān)節(jié)的運動規(guī)則,最后得到仿真結(jié)果.3.學位論文張淑珍水輪機修復專用機器人運動學分析及仿真2003該文基于水輪機修復專用機器人,針對其本體結(jié)構(gòu)極其復雜的特點,利用代表目前機械CAD領(lǐng)域新標準的參數(shù)化設(shè)計軟件Pro/Engineer來建立機器人本體結(jié)構(gòu)模型,基于Pro/E軟件對機器人本體結(jié)構(gòu)的主要零部件進行準確的創(chuàng)建.針對水輪機修復專用機器人,對其運動學的各個方面,包括位姿分析開、逆問題,工作空間,正、逆雅可比矩陣,微分運動,速度正、逆問題以及加速度正問題進行了詳細的分析

13、和計算,同時給出基于Matlab軟件編制的計算程序.利用MATLAB及其附加軟件Simulink,通過建立仿真數(shù)學模型,綜合開環(huán)矢量方程(描述運動約束、數(shù)值仿真(在加速度已知時計算速度和位移、以及矩陣代數(shù)等來完成機器人動態(tài)仿真,對所研究的機器人運動學分析結(jié)果進行驗證,結(jié)果基本一致,為機器人的后續(xù)研究,如動力學,控制等尊定基礎(chǔ).4.期刊論文李國寧.楊福增.杜白石.徐杰君.劉敏.LI Guo-ning.YANG Fu-zeng.DU Bai-shi.XU Jie-jun.LIU Min基于MATLAB與Pro/E的風力機風輪設(shè)計及造型-機械設(shè)計2009,26(6針對風力機風輪設(shè)計復雜、造型困難的問

14、題,根據(jù)Wilson法的設(shè)計流程,采用MATLAB開發(fā)了小型風力機葉片氣動外形設(shè)計的通用程序,自動輸出葉片截面空間坐標,解決了MATLAB與Pro/E之間的數(shù)據(jù)傳輸問題,程序得到的設(shè)計結(jié)果直接導入Pro/E,實現(xiàn)了風輪的三維造型.該方法同時完成了風輪的程序化設(shè)計和參數(shù)化造型,提高了風輪設(shè)計與造型的效率和精度. 5.學位論文 劉志杰 飼草壓捆機的設(shè)計及結(jié)構(gòu)分析 2004 發(fā)展飼草業(yè)具有巨大的經(jīng)濟效益、社會效益和生態(tài)效益,但在其商品化生產(chǎn)過程中,首先遇到的是這些物料松散,容積密度小,收集、運輸困難.因此 ,該文進行了飼草壓捆機的設(shè)計.該文首先討論了飼草壓縮理論的研究與進展,特別是飼草壓縮過程及壓縮

15、力的變化及計算,為壓捆機的設(shè)計提供了理論支 持.該文在現(xiàn)有機具的基礎(chǔ)上,根據(jù)中國的實際需要,綜合考慮了現(xiàn)有飼草壓縮理論,運用現(xiàn)代設(shè)計方法對壓捆機進行了改進設(shè)計.此外,該文以設(shè)計的壓捆 機為依據(jù),對壓捆機的使用進行了效益分析.為縮短設(shè)計周期,提高設(shè)計質(zhì)量,該文還運用大型商業(yè)軟件MATLAB/Simulink對壓捆機的壓縮機構(gòu)進行了動態(tài)仿 真,為設(shè)計獲得了重要的數(shù)據(jù).將MATLAB引入機械機構(gòu)設(shè)計中,提高了設(shè)計的質(zhì)量和速度,具有重要的理論價值,Simulink的可視化結(jié)果便于觀察研究,大大 方便了設(shè)計人員,提高設(shè)計效率.此外,該文用Pro/Engineer和ANSYS進行了結(jié)構(gòu)的裝配、運動干涉檢查

16、以及有限元分析,使設(shè)計者在正式生產(chǎn)前對其開發(fā)的 產(chǎn)品樣機機構(gòu)運動特性有更清晰的認識,提高產(chǎn)品開發(fā)的成功率. 6.學位論文 高愜 基于VC+6.0和Pro/E的單級軸流通風機的計算機輔助設(shè)計 2005 隨著風機使用范圍的日益增大，特別是通風內(nèi)的風機，使得對風機的使用經(jīng)濟性能的要求也不斷提高。為此，世界各國都進行各方面的嘗試和研究 ，毫無疑問實時設(shè)計是提高經(jīng)濟性能的有效辦法。本文以單級軸流風機為例，針對隧道內(nèi)通風機的設(shè)計，以效率和尺寸為設(shè)計目標，用VisualC+研究設(shè) 計了軟件，并運用PRO/E系列軟件進行實體建模。主要內(nèi)容包括以下幾個方面： (1根據(jù)流型進行優(yōu)化設(shè)計：根據(jù)設(shè)計要求，系統(tǒng)具有等環(huán)

17、量和變環(huán)量2種流型進行設(shè)計的功能，同時系統(tǒng)將幫助設(shè)計者確定出一種符合設(shè)計要求 ，并使得風機具有最佳效率的流型。 (2工程圖表程序化：采用Matlab技術(shù)，針對通風機設(shè)計中所需調(diào)用的曲線和表格，將參數(shù)進行程序化模擬。運用Matlab程序設(shè)計技術(shù)，采用最小二 乘擬合和樣條插值函數(shù)，分別對規(guī)則和不規(guī)則圖形進行模擬。運用Matlab命令對圖形函數(shù)進行重構(gòu)。 (3計算軟件設(shè)計：由于軸流通風機設(shè)計所涉及的內(nèi)容較多，設(shè)計單層次用戶界面是簡化操作過程的最好辦法。采用這一方法進行用戶界面設(shè)計，能 夠大量縮減界面的狀態(tài)和狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換數(shù)量。利用VisualC+開發(fā)工具，進行風機設(shè)計軟件的開發(fā)。 (4利用優(yōu)化所得參

18、數(shù)同Pro/E結(jié)合進行實體設(shè)計、仿真分析、并指導生產(chǎn)。這兩者的結(jié)合性使用使風機的整個設(shè)計過程都實現(xiàn)計算機處理。用戶在 產(chǎn)品設(shè)計過程中，可以隨時掌握參數(shù)，并減少人為手工計算時間。Pro/E中，設(shè)計出的模型是真實的3D模型，彌補了傳統(tǒng)面結(jié)構(gòu)、線結(jié)構(gòu)的不足。 7.期刊論文 張少鋒.孫瀅瀅.周冰.孔亮 利用Matlab和Pro/E軟件輔助建立樁核冠的三維有限元模型 -口腔醫(yī)學研究 2006,22(3 目的:利用Matlab和Pro/E軟件輔助建立樁核冠三維有限元模型.方法:應(yīng)用Matlab軟件編程讀取通過CT掃描所獲取的建模所需二維影像圖像(共45張 ,層厚0.5 mm,無間隔的邊界數(shù)據(jù);再利用Pro

19、/E的自由曲面造型和加減布爾運算建立樁核冠各個三維實體模塊模型,并進行三維重組;最后在Ansys中進行 模型單元劃分和力學檢測.結(jié)果:建立包含飾瓷、金屬基底、樁核、粘固劑、牙本質(zhì)、牙膠尖、牙周膜、松質(zhì)骨和皮質(zhì)骨的三維有限元模型.結(jié)論:利用 Matlab軟件和Pro/E軟件輔助建模,提高了建模的精度、速度和靈活性,為臨床口腔醫(yī)師進行有限元生物力學分析研究提供了一種簡捷而精確的有限元建模 方法. 8.期刊論文 易兵.范元勛.范曉燕.王倩囡.薛飛.YI Bing.FAN Yuan-xun.FAN Xiao-yan.WANG Qian-nan.XUE Fei 基 于Pro/E 4.0的復雜外殼曲面的邊界 -機械制造與自動化2010,40(3 以無纜射釘槍外殼曲面反求為例,對復雜外殼曲面的精確重構(gòu)方法進行了研究.由三坐標測量機對復雜外殼曲面進行初步測量,并用Matlab軟件對測量 數(shù)據(jù)進行平面和曲面處理,利用Pro/E4.0軟件的曲面構(gòu)造功能,運用邊界混合和N側(cè)曲面法構(gòu)造外殼曲面,通過ISD