减速器的参数化设计及仿真分析

论文摘要

随着计算机技术的飞速发展,CAD在机械制造行业应用的越来越广泛。但是CAD软件的通用性难以满足各种具体产品设计的需要,根据不同的实际需求,以通用CAD软件为基础,CAD二次开发技术已成为现代产品设计的重要组成部分。虚拟样机技术作为新的CAE技术方法,能够在物理样机制造出来之前,通过建立虚拟样机模型方便地修改产品的设计,不但可以缩短开发周期,而且设计质量和效率得到了提高。本论文以参数化设计和虚拟样机技术相结合的设计手段来进行减速器的零部件设计,在减速器的参数设计以及仿真分析方面,主要研究的内容包括:首先,以功能强大的三维软件UG作为开发平台,深入研究UG二次开发方法,利用UG二次开发工具UG/Open Grip实现了渐开线直齿轮的三维参数化造型,利用UG/Open API、VC++等技术开发设计了渐开线直齿轮齿轮参数化设计系统。在完成渐开线直齿轮的三维模型后,可以创建其它零部件三维模型,并完成减速器的虚拟装配,对齿轮传动系统进行干涉分析。然后,把UG中建立的减速器的三维模型以Parasolid格式的数据导入到ADAMS中。讨论ADAMS虚拟样机的基本理论,添加各种约束、接触力、驱动力矩和负载,完成虚拟样机模型的建立。最后,设置减速器的虚拟样机模型仿真的条件,对虚拟样机模型进行动力学仿真分析,分别得出减速器虚拟样机各轴的转速和加速度大小与方向,各级轮齿的啮合力等情况。并根据实际设计减速器的数据,得出理论计算值,将动力学仿真分析出的结果与理论计算值相比较,得出的结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景及意义
• 1.2 参数化设计技术
• 1.2.1 参数化设计概念
• 1.2.2 参数化设计方法
• 1.3 虚拟样机技术
• 1.3.1 虚拟样机技术概念
• 1.3.2 虚拟样机仿真技术的内容
• 1.3.3 虚拟样机技术的应用
• 1.4 论文主要研究内容
• 第2章 二次开发技术研究
• 2.1 CAD 二次开发的概述
• 2.1.1 CAD 二次开发的概念
• 2.1.2 二次开发的关键技术
• 2.2 二次开发工具UG
• 2.2.1 UG 二次开发工具及流程
• 2.2.2 UG/Open MenuScript 菜单技术
• 2.2.3 UG/Open UIStyler 对话框技术
• 2.2.4 UG/Open Grip 语言
• 2.2.5 UG/Open API
• 2.3 本章小结
• 第3章 基于UG 减速器零部件的参数化设计及建模
• 3.1 UG 参数化设计方法
• 3.1.1 基于UG 参数化设计方法
• 3.1.2 UG 参数化设计模块
• 3.2 齿轮的参数化建模
• 3.2.1 渐开线方程及特性
• 3.2.2 渐开线直齿轮GRIP 应用程序开发
• 3.3 齿轮交互界面的实现
• 3.3.1 MenuScript 菜单功能的实现
• 3.3.2 利用UIStyler 制作对话框
• 3.3.3 系统设计与实现
• 3.4 减速器虚拟装配及干涉分析
• 3.4.1 减速器虚拟装配模型
• 3.4.2 减速器干涉检查
• 3.5 本章小结
• 第4章 基于ADAMS 的减速器虚拟样机模型的建立
• 4.1 ADAMS 软件及接口
• 4.1.1 ADAMS 软件
• 4.1.2 UG 和ADAMS 数据转换
• 4.2 ADAMS 软件的动力学理论
• 4.2.1 ADAMS 动力学坐标
• 4.2.2 ADAMS 动力学分析理论基础
• 4.3 减速器虚拟样机模型建立
• 4.3.1 UG 模型导入ADAMS 软件
• 4.3.2 添加齿轮传动系统属性和约束
• 4.3.3 齿轮接触力及其参数选取
• 4.4 本章小结
• 第5章 基于ADAMS 的减速器动力学仿真分析
• 5.1 ADAMS 仿真设置
• 5.1.1 ADAMS 系统初始条件设置
• 5.1.2 虚拟样机模型相关参数设置
• 5.2 减速器动力学仿真分析
• 5.2.1 各齿轮轴转速仿真分析
• 5.2.2 齿轮轴角加速度仿真
• 5.2.3 齿轮啮合力仿真分析
• 5.3 本章小结
• 第6章 总结
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
• 致谢
• 论文摘要