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基于Pro-E的锥齿轮参数化建模及加工仿真.doc

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上传者: 请你离开我的世界_ 2017-10-13 评分 0 0 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《基于Pro-E的锥齿轮参数化建模及加工仿真doc》,可适用于高等教育领域,主题内容包含基于ProE的锥齿轮参数化建模及加工仿真耳gll期中图分类号:P文献标识码:A文章编号:()l基于ProE的锥齿轮参数化建模及加工仿真张晓珂,张孝宝符等。

基于ProE的锥齿轮参数化建模及加工仿真耳gll期中图分类号:P文献标识码:A文章编号:()l基于ProE的锥齿轮参数化建模及加工仿真张晓珂,张孝宝,李园(军事交通学院,天津)摘要:运用ProEngineer三维造型软件建立圆锥齿轮的三维模型,并对其进行参数化,实现不同参数圆锥齿轮模型的自动生成,并利用PowerMill数控加工软件对其进行仿真加工,有效地提高了工作效率,缩短了产品开发周期关键词:ProEngineerPowerMill锥齿轮ParameterizedmodelingofbevelgearsbasedonProEZHANGXiaoke,ZHANGXiaobaoLIYuan(AcademyoflVlilitaryTrans~rtafion,Tianjm,China)Abstract:Abevelgear’sthreedimensionalmodelassociatedwithitsparametrizationbasedonProEngineerisestablished,whichcanconstructurebevelgearmodelsofdifferentparametersautomatically,andasuccedentemulationinvirtueofPowerMillisperformed,bothofwhichcontributetoenhancingworkefficiencytogetherwithreducingproductdevelopmentcycleKeywords:ProEngineerPowerMillbevelgear引言圆锥齿轮是用来传递空间两相交轴之间运动和动力的一种齿轮,其轮齿分布在节圆锥体上,齿形从大端到小端逐渐变小,直齿圆锥齿轮的渐开线位于以锥距为半径的球面上,而球面渐开线不能展开成平面曲线,这就给圆锥齿轮的设计和制造带来很多困难,所以在工程应用上一般将球面渐开线投影到与球面相切于圆锥齿轮大端分度圆上的平面上圆锥齿轮形状比较复杂,造型困难,在汽车差速器,转向器等各个领域都有广泛的应用,本文即利用ProEngineer强大的参数化功能实现对渐开线圆锥齿轮的参数化设计,自动生成不同规格的圆锥齿轮,并利用PowerMill软件对齿轮进行仿真加工圆锥齿轮参数化建模()ProEngineer软件ProEngineer是美国参数技术公司(ParametricTechnologyCoxporation,PTC)开发的机械产品设计软件,PT成立于年,年发布ProEngineer,一】一这是市场上第一个参数化,全相关,基于特征的实体建模软件,从此三维设计软件进入参数化时代与传统设计相比最大的优点是它存储了整个设计过程,使工程技术人员可以通过变动约束参数而不必改动元件的全过程来更新设计()定义齿轮基本参数及参数间相互关系渐开线圆锥齿轮基本参数包括模数M,齿数z,啮合齿轮齿数zA,压力角AIPHA,齿厚B,齿顶高系数HAX,齿底隙系数CX,变位系数x,用户可以通过改变这些基本参数而改变齿轮的形状,由锥齿轮的基本原理可知通过这些基本参数可以求出锥齿轮的其他一些参数,如齿顶高HA,齿根高HF,齿高H,分度圆直径D,基圆直径DB等等,在参数列表中添加这些参数,其中基本参数的访问屙陛设置为完全,其他参数的访问属性设置为锁定,根据锥齿轮的原理在”关系”中输入参数之间的相互关系:收稿日期:作者简介:张晓珂(一),男,在读研究生,研究方向为机械制造及其自动化HA=(HAXX)*MHF=(HAXCXX)*MH=(*HAXCX)*MD:M*Z()建立基准面,绘制草图,创建锥齿轮实体首先在草图中建立基准面,分别绘制大端和小端分度圆,齿顶圆,基圆,齿根圆,并对其尺寸进行关系约束,然后选定合适的坐标系,在草图中利用方程式建立大端和小端渐开线曲线,并通过镜像建立齿形的轮廓线,在笛卡尔坐标系中,渐开线曲线方程为:r=Dtheta=t*x=r*cos(them)r*sin(theta)*thetapiY=r*sin(them)一r*cos(theta)*thetapiZ=建立草图如图所示图草图最后利用旋转命令生成锥齿轮齿根圆实体特征,再通过扫描混合生成一个齿形,最后通过阵列创建完整的渐开线圆锥齿轮模型,并在轮体中间拉伸切除材料生成中心孔()在”程序”中输入程序代码打开”工具”中的”程序”窗口,在INPUT和ENDINPUT之间输入程序:MNUMBER“请输入模数==“ZNUMBER“请输入齿数==“ZANUMBER“请输入啮合齿轮齿数==“添加程序后,退出程序编辑窗口,按提示输入“是”,然后通过人机交互界面提示,输入相应的参数值,即可自动生成圆锥齿轮的三维实体图和图即为输入不同参数时所生成的圆锥齿轮模型:图齿轮图齿轮锥齿轮的仿真加工()PowerMill软件PowerMill是由英国DelcamPlc公司开发的一款独立运行,世界领先的专业数控加工编程软件,具有包括高效粗加工,高速精加工和轴加工在内的众多加工策略,可快速准确地产生能最大程度发挥CNC数控机床生产效率的,无过切的加工程序PowerMill数控编程的一般工艺流程如图所示:一接受工作任务蠢HH局部位粗清角誊牵塞篓萃H菱堡竺三II翌l{『J堕堡竺竺竺IJ兰竺堡!兰图工艺流程()数控编程准备工作将ProEngineer中的锥齿轮模型通过DelCAM公司的图形转换软件PsExchange导入到PowerMill中,然后根据模型的形状计算定义出毛坯,通过分析工件尺寸大小和圆弧角位最小用刀直径等参数大概确定此工件的编程思路,加工策略,刀具和切削参数等()数控编程加工及仿真根据齿轮的形状特点,在粗加工中采用偏置区域清除模型,并对齿轮角落位置进行二次开粗,而半精加工和精加工中都采用最佳等高精加工策略,并在每次选择的加工策略中定义相应刀具和输入相应的切削速度,下切速度,快进速度,主轴转速,安全高度等参数最后通过加工仿真来直观查看分析刀具路径轨迹的合理性,是否产生过切或碰撞等,并对不完全符合要求的刀具路径进行编辑()后处理产生NC程序和编程清单在PowerMill中有两个模块来进行后处理,一个是利用~ctpost模块进行后处理,一个是利用PMPost模块进行后处理利用~ctpost模块进行后处理的模式是PowerMill的默认模式,首先选择相应的机床选项文件,即“opt”文件,然后默认使用Ductpost模块进行后处理得到NC程序,并根据需要对”叩t”文件进行程序头,程序尾,中间自动换刀等固定格式的变量参数修改,使系统处理后生成的NC程序指令格式完全符合当前机床的读取要求PMPost是Delcam提供的专用后处理模块,利用PMPost模块进行后处理模式,首先在PowerMill中输出一个”cut”刀位文件,然后开启PMPost程序,读取此刀位文件,最后通过PMPost中的Editor模块对NC程序格式选项文件进行设置,输出简洁高效的NC程序代码结束语本文利用PmEngineer建立了渐开线圆锥齿轮的参数化模型,用户可以根据需要输入新的参数即可自动生成新的锥齿轮三维模型,避免了重复设计,提高了设计效率,也为锥齿轮进一步应用有限元分析,运动仿真,数控加工等功能模块打下了基础,最后阐述了如何利用专业的数控加工软件PowerMill对锥齿轮进行仿真加工,具有较高的实用价值参考文献:丁淑辉,等ProEngineerWildfire基础设计与实践M清华大学出版社,()北京工业设计院PI~EllgineerWildfire高级设计M电子工业出版社,()林爱琴基于ProE的螺旋锥齿轮的三维参数化造型D辽宁工学院硕士论文,()刘志刚,等基于ProE的渐开线直齿轮参数化设计J农业装备与车辆工程,()申永胜机械原理教程M清华大学出版社,杨书荣,等深人浅出PowerMill数控编程M中国电力出版社责任编辑:么丽苹(上接第页)结束语从本文中的例子可以更直观地看到”物理分辨率”与”计算分辨率”的本质区别”计算分辨率”是通过计算得到的,并不是真正意义上的”分辨率”,它不能反映真正的频率分辨能力”物理分辨率”与数据的长度直接关联,它反映的是真正的频率分辨能力通过加密数据点或者对原始数据补零,只是使频谱变得较平滑,并不能真正地提高分辨率只有通过增加数据长度的方法,才能要提高分辨率一R一参考文献:丁玉美,高西全数字信号处理M西安:西安电子科技大学出版社,胡广书数字信号处理理论,算法与实现M北京:清华大学出版社,郭仕剑MATLABX一数字信号处理M北京:人民邮电出版社,万永革数字信号处理的MATLAB实现M北京:科学出版社,责任编辑:张荣香清角精加工===精加工

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