基于proe的齿轮泵虚拟装配与运动仿真_毕业论文(编辑修改稿)

基于proe的齿轮泵虚拟装配与运动仿真_毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

装配体可以按不同的详细程度来表示，从而使工程人员可以对某些特定部件或者子装配体进行研究，同时在整个产品中使设计意图保持不变。 附加的功能还能使用户很容易的创建一组设计，有效的支持工程数据重用（ EDU）。 （ 6） Pro/DETAIL 由于具有广泛的标注尺寸、公差和产生视图的能力，因而扩大了 Pro/ENGINEER 生成设计图纸，这些图纸遵守 ANAI、 ISO、 DIN 和 JIS 标准。 （ 7） Pro/FEATURE 允许产品设计人员创建高级特征（例如高级的扫描和轮廓混合）利用简便的设计工具，在很短的 时间内就可以实现。 （ 8） Pro/NOTEBOOK 以 “ 自顶向下 ” 的方式对产品的开发过程进行管理，同时对复杂产品设计过程中涉及的多项任务自动分配，来增强工程的生产效率。 （ 9） Pro/SCANTOOLS 满足工业上使用物理模型作为新设计起点的需求。 把模型数字化，它的形状和曲面就可以以点数据的形式输入到 Pro/SCANTOOLS 中，因此能产生高质量的与物理原型非常匹配的模型。 （ 10） Pro/SURFACE 能够使设计人员和工程人员直接对 Pro/ENGINEER 的任一实体零件中的几何外形和自由形式的曲面进 行有效的开发，或者开发整个的曲面模型。 Pro/WELDINGTM 参数化的定义焊接装配体中的对接要求，使用户很容易的确认焊接点，避免装配零件与焊接点之间发生干涉，在文件编制和制造中消除错误成本。 （ 11） 功能仿真模块 Pro/FEMPOST 用户无须离开 Pro/ENGINEER 环境，就能够显示高级解算器计算的有限元结果，还鼓励在产品开发早期对设计进行验证。 （ 12） Pro/MECHANICA CUSTOM LOADS 用户可以把自定义载荷输入，清楚的编辑和连接到 Pro/MACHANICA MOTION 的 图形用户界面上。 武汉工程大学本科毕业（设计）论文 ． 2 基于 Pro/Engineer 的虚拟装配与运动仿真 使用软件对设计模型进行运动仿真和有限元分析，能够模拟在真实环境工作状况并对其进行分析和研究，尽早发现设计中的缺陷，并验证产品功能和性能的可靠性，提前进行修改和优化，从而减少制造中发现问题而付出昂贵的代价，提高设计的可行性和缩短周期。 Pro/Engineer Wildfire是集 CAD/CAM/CAE于一体的大型三维设计软件，其中CAE包含运动分析、结构分析和 热力学分析 3大部分，功能强大， 采用运动、动力学的理论方法，通过 CAD会出实体模型并设计出会运动的机构。 对整体机构进行运动、动力学仿真，分析出如位置、速度、加速度 等具有重要决定机构性能等设计参数的物理数据。 目前 , 利用 Pro/ E 进行虚拟装配和运动仿真的基本方法资料有一些 ， 但在虚拟装配过程中 , 装配顺序和装配定位的约束关系选择是难点 , 因为这要根据各零件装配关系由设计者确定 , 而且各零件不同。 运动仿真中的类型选择和约束位置确定 ,也要根据具体情况确定 , 而且装配动画操作方法的资料极少。 虚拟装配是运动仿真和装 配动画操作的基础 , 这里简单介绍虚拟装配的步骤。 (1) 选择 “ 文件 / 新建 ” 命令 , 在新建对话框类型选项中选取 “ 组件 ” 模块 , 子类型选项中选取 “ 设计 ” , 取消 “ 使用缺省模板 ” , 在名称文本框中输入装配体的文件名。 (2) 在新文件选项 / 模板中选择 “ mmns_asm_design” 选项 , 进入 Pro/ E 组件模块。 选择 “ 插入 / 元件 / 装配 ” 命令 , 调入零件 1模型。 (3) 给零件 1施加定位约束。 (4) 选择 “ 插入 / 元件 / 装配 ” 命令 , 调入零件 2。 (5) 给零件 2进行装配定位。 运动分析可分五步 , 一是创建模型 : 定义主体 , 生成连接或生成特殊连接。 主体 ( Body ) 是指一个元件或彼此无相对运动的一组元件 , 主体 本文研究的内容 本课题要求 齿轮泵因结构简单、制造方便、质量轻和体积小等特点已获得广泛应用。 它是依靠密封空间在齿轮转动时容积的变化，实现机械能与工作油液输出压力能的转化，主要由端盖、泵体、传动齿轮轴、螺钉和垫片等零部件组成。 随着 CAX(CAD武汉工程大学本科毕业（设计）论文 ／ CAM／ CAE)技术的发展， 3D 技术在齿轮采设计过程中发挥着越来越重要的作用。 虚拟装配技术是利用计算机工具，而不需产品或者支持过程的物理实现，通过分析、预建模、可视化等进行或者辅助进行装配，根据产品设计的形状特征和精度特性，真实地模拟产品三维装配过程。 Pro／ E软件中的机构模块 Mechanism，能够对设计进行模拟、仿真、校验，如运动仿真显示、运动干涉检验、运动轨迹、位移、速度和加速度计算等。 本文利用 Pro／ E进行了齿轮泵机构的虚拟装配和运动仿真，分析了装配中的干涉情况以及机构运动过程中的位移、速度 和加速度情况，为齿轮泵的开发设计提供参考。 在 Pro／ E中，用户可以通过对机构添加运动副、驱动器使其运动起来，以实现机构的运动仿真。 而机构又是由构件组合而成的，其中每个构件都是以一定的方式至少与另一个构件相连接，这种连接不仅使 2个构件直接接触，又使 2个构件产生一定的相对运动。 要使组件运动，在装配时就不能对其完全约束，而只能部分约束。 即根据各组什之间的相对运动，通过“连接”设定限制组件的运动自由度。 “连接”能够限制主体的自由度，仅保留所需的自由度，以产生机构所需的运动类型。 本文的主要工作 ： 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 ： （ 1） 齿轮泵骨架的设计 ；（ 2） 齿轮油主 体 的设计 ；（ 3） 齿轮泵左盖的设计 ；（ 4）齿轮泵右侧盖的设计 （ 5）； 齿轮轴的设计 ；（ 6） 其它零件的创建 ， 包括：螺钉、外部齿轮、平键、圆垫片、螺母、压盖、圆柱销。 2． 齿轮泵装配设计 ： 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。 武汉工程大学本科毕业（设计）论文 ，并处理相应问题； ： （ 1） 准备工作 ， 设置模型显示外观 ； （ 2） 进入 “ 机构 ” 模块 ， 进入机构仿真 ； （ 3） 定义齿轮副连接 ； （ 4）“ 伺服电机定义 ” 创建驱动 ； （ 5） 连接 ； （ 6）进行 运动分析 ； （ 7） 回放结果并制作多媒体播放文件。 ： 外啮合齿轮泵的工作原理 ： 在泵的壳体内有一对外啮合齿轮，齿轮两侧有 端盖盖住。 壳体、端盖、齿轮的各个齿间槽组成啦许多密封工作腔。 当齿轮旋转时，右侧吸油腔由于相互啮合的齿轮逐渐脱开，密封工作腔容积逐渐增大，形成部分真空，邮箱中的油液被吸进来，将齿间槽充满，并随着齿轮旋转，把油液带到左侧压油腔去。 在压油区一侧，由于齿轮主逐渐进入啮合，密封工作腔容积逐渐减少，油液便被挤进去。 吸油区和压油区是由相互啮合的齿轮以及泵体分割开的。 在齿轮油泵机构仿真设计中，注重运动学的仿真和数据分析，对齿轮的内部工作原理展示不充分。 第二章 齿轮泵建模 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 泵的最后设计结果如图 所示，组件分解图如图 所示。 武汉工程大学本科毕业（设计）论文 图 齿轮泵最后设计结果 图 分解图 齿轮泵骨架的设计 武汉工程大学本科毕业（设计）论文 图 齿轮泵骨架设计结果 ： 1） 单击 “ 新建 ” 按钮打开 “ 新建 ” 对话框。 在 “ 类型 ” 选项组中选取 “ 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 [5]。 ： 武汉工程大学本科毕业（设计）论文 图 齿轮泵骨架草绘 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。 ： 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。 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。 武汉工程大学本科毕业（设计）论文 图 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。 齿轮泵主体的设计 ； 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”。 ； 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 ”。 ； 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，单武汉工程大学本科毕业（设计）论文 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 ；。