基于proe的减速器可视化设计系统

论文字数:35604,页数:72

1 绪 论
1.1 研究背景
 当今，世界减速器技术有了很大的发展，总的发展趋势是向六高、两低、两化方向发展。六高即高承载能力、高齿面硬度、高精度、高速度、高可靠性和高传动效率；两低即低噪声、低成本；两化即标准化、多样化[1]。
 20世纪70～80年代，世界上减速器技术有了很大的发展，且与新技术革命的发展紧密结合。通用减速器的发展趋势如下：
 (1) 高水平、高性能。圆柱齿轮普遍采用渗碳淬火、磨齿，承载能力提高4倍以上，体积小、重量轻、噪声低、效率高、可靠性高。
 (2) 积木式组合设计。基本参数采用优先数，尺寸规格整齐，零件通用性和互换性强，系列容易扩充和花样翻新，利于组织批量生产和降低成本。
 20世纪60年代的减速器大多是参照苏联20世纪40～50年代的技术制造的，后来虽有所发展，但限于当时的设计、工艺水平及装备条件，其总体水平与国际水平有较大差距。
 改革开放以来，我国引进一批先进加工装备，通过引进、消化、吸收国外先进技术和科研攻关，逐步掌握了各种高速和低速重载齿轮装置的设计制造技术。材料和热处理质量及齿轮加工精度均有较大提高，通用圆柱齿轮的制造精度可从JB179－60的8～9级提高到GB10095－88的6级，高速齿轮的制造精度可稳定在4～5级。部分减速器采用硬齿面后，体积和质量明显减小，承载能力、使用寿命、传动效率有了较大提高，对节能和提高主机的总体水平起到很大的作用。
 减速器是一种用途十分广泛且比较典型的机械装置，针对减速器的设计方法也不拘一格。在减速器的传统设计中，原有的几何模型是设计者利用固定的尺寸值得到的，零件的结构形状不能灵活地改变，一旦零件尺寸发生改变，必须重新绘制其对应地几何模型。建立可视化系统，可以利用它的参数化设计，一种使用参数快速构造和修改几何模型地造行方法，利用这个技术进行设计时，图形的修改非常容易，用户构造几何模型时可以集中概念和整体设计，因此可以充分发挥创造性，提高设计效率。由于以实体造型为核心的系统不能用完整的产品模型来支持产品开发的全过程，为了实现从设计开始就建立一种通用产品设计模型，并完整的描述产品的几何结构，为产品开发的后继过程提供充足的信息，以提高信息复用程度和产品开发自动化、可视化程度，缩短产品开发周期。基于Pro/ENGINEER便于交互及其强大的二维、三维绘图功能，采用Top-Down自顶向下设计，先确定总体思路、设计总体布局，然后设置零部件，最后完成一个整体的设计。
 齿轮减速器的体积，重量及其承载能力主要取决于传动参数的选择，设计问题一般是在给定传动比和输入转矩的情況下，确定行星轮的个数、各轮的齿数，模数和齿宽等参数。在选择设计参数时采用了很多设计方法，优化设计、模糊设计和可靠设计等。
 减速器作为独立的驱动元部件，由于应用范围极广，其产品必须按系列化进行设计，以便于制造和满足不同行业的选用要求。针对其输入功率和传动比的不同组合，可获得相应的减速器系列。在以往的人工设计过程中，在图纸上尽管能实现同一机座不同规格的部分系列表示，但其图形受到极大限制。采用Pro/ENGINEER的Pro/TOOLKIT二次开发工具，在VC++6.0的友好界面下来实现这一过程，不仅能完善上述工作，建立真实的三维模型，设计完全可视化，方便设计操作，而且使系列产品的技术数据库，图形库的建立、查询成为可能；使设计速度加快。

目 录
1 绪 论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外可视化发展现状 2
1.2.1可视化概念 3
1.2.2 国内外可视化设计的发展现状 4
1.2.3 可视化设计的三个层次 5
1.2.4 可视化发展的趋势 6
1.3 论文内容概述 7
1.3.1 选题的目的及意义 7
1.3.2 论文的主要过程 8
1.4 本章小节 8
2 可视化系统的总体设计方案 9
2.1 减速器结构简述 9
2.2 系统开发软件的选择 9
2.2.1 典型三维造型软件介绍 10
2.2.2 软件二次开发的选择 11
2.3 Pro/ENGINEER的参数设计化特性 12
2.4 基于Pro/ENGINEER的减速器可视化系统结构 14
2.4.1 系统的总体组成 14
2.4.2系统应用环境 15
2.5 本章小节 16
3 系统开发工具介绍 17
3.1 Pro/ENGINEER简介 17
3.2 VisualC++开发工具 17
3.3 Pro/ENGINEER开发方法介绍 18
3.4 Pro/TOOLKIT二次开发介绍 19
3.4.1 Pro/TOOLKIT的特点 19
3.4.2 创建Pro/TOOLKIT应用程序的基本模式 21
3.4.3 基于Windows平台在VC环境下创建Pro/TOOLKIT应用程序的过程 22
3.4.4 创建Pro/TOOLKIT应用程序基本框架 22
3.4.5 创建Pro/TOOLKIT应用程序主体部分 23
3.4.6 编译和链接Pro/TOOLKIT应用程序 24
3.4.7 注册Pro/TOOLKIT应用程序 25
3.4.8 运行和停止Pro/TOOLKIT应用程序 25
3.5 ODBC和MFC数据库类 26
3.6 数据库系统ACCESS 26
3.7 本章小节 27
4 可视化系统开发技术及实例 28
4.1 Pro/TOOLKIT二次开发技术在本系统中的应用 28
4.1.1 数据接口技术 28
4.1.2 Pro/ENGINEER界面菜单开发技术 28
4.1.3 实体尺寸修改技术 30
4.1.4 零件家族表技术 31
4.1.5 实体的装配技术 32
4.2 参数化设计技术在可视化系统中的作用 32
4.2.1 参数化设计技术概述 33
4.2.2 参数化设计的理论方法 35
4.2.3 参数化模型和模式 37
4.2.4 基于特征的参数化设计 40
4.2.5 基于Pro/ENGINEER的参数化设计 40
4.3 数据管理和数据库技术 42
4.3.1 数据库技术 43
4.3.2 工程数据库 44
4.3.3 VC和ACCESS数据库连接 45
4.3.4 手工配置ODBC数据源 46
4.3.5 VC和Access数据库的数据交互 46
4.3.6 数据库技术在可视化系统中的应用 47
4.4 可视化系统开发技术实例 47
4.4.1 二次开发技术实例 47
4.4.2 参数化技术与数据库技术结合实例 49
4.5 本章小节 51
5 系统的组成演示和界面设计 52
5.1 系统界面 52
5.2 可视化系统的实例演示 53
5.2.1可视化系统中的标准件设计 53
5.2.2 可视化系统中常用件设计 53
5.2.3 产品装配模型库示例 56
5.3 本论文系统实现的功能 59
5.4 本章小节 60
结 论 61
致 谢 62
参考文献 63