購買設計請充值后下載，，資源目錄下的文件所見即所得，都可以點開預覽，，資料完整，充值下載就能得到。。?！咀ⅰ浚篸wg后綴為CAD圖，doc,docx為WORD文檔，有不明白之處，可咨詢Q:1304139763
黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 I 摘 要 機油泵是內燃機潤滑系統(tǒng)的心臟 它的好壞直接影響內燃機的可靠性和耐久性 發(fā)動機工作時 機油泵將油底殼機油抽出并加壓后排向潤滑油道 提高機油壓力 保 證機油在潤滑系統(tǒng)內不斷循環(huán) 本次設計的內容是車用發(fā)動機齒輪油泵的逆向設計 主要運用游標卡尺 千分尺等工 具進行測量 在運用 Pro E 進行立體建模 對機油泵的機構進行分析和了解 并進行 從新的設計 在 Pro E 立體建模后將所建立的模型各個零件即有這些零部件組成的裝 配模型導入 AutoCAD 中 進行標注 在設計中選取的是金杯面包車上發(fā)動機的機油泵 該機油泵為齒輪形式 該種類 的機油泵具有機構簡單 加工方便 工作可靠 能產生較高壓力等優(yōu)點 因此得到廣 泛使用 逆向設計是 20 世紀 90 年代才發(fā)展起來的 一種以先進產品設備的實物 樣件 軟件 包括圖樣 程序 技術文件等 或影像作為研究對象 應用現(xiàn)代設計方法學 生 產工程學 材料學和有關專業(yè)知識進行系統(tǒng)分析和研究 探索掌握關鍵技術 進而開 發(fā)出同類的更為先進的產品技術 關鍵詞 發(fā)動機齒輪油泵 測量 Pro E AutoCAD 逆向設計 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 II ABSTRACT Oil pump is the heart of the internal combustion engine lubrication system it will have a direct impact on the reliability of the internal combustion engine and durability Engine work oil pump oil sump oil will drawn back to lubricating oil pressure improve the way oil pressure ensure the oil in the lubricating system ceaselessly inside loop This design is the content of gear pump vehicle engine of reverse design the main use vernier caliper micrometer tools such as measurements In using Pro E stereo modeling of oil pump agencies analyze and understand and new design from In Pro E stereo modeling after the model of each part is composed of these parts assembly model AutoCAD introduction to mark In the design of the selection of golden cup is my van engine oil pump the machine oil pump for gear form This kind of machine oil has simple structure convenient processing reliable operation can produce such advantages as high pressure so widely used Reverse engineering is the 1990 s we developed a kind of advanced products equipment of the physical sample software including drawings procedures technical documents etc or the image as the research object the application of the modern design methodology production engineering materials science and relevant professional knowledge system analysis and research exploration mastering key technology and then developed the same kind of more advanced product technology Keyword Engine gear pump reverse design measurement Pro E AutoCAD 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 目 錄 摘要 Adstrictx 第 1章 緒論 1 1 1 機油泵總成的作用及分類 1 1 2 齒輪式機油泵總成工作原理的結構特點 1 1 3 逆向工程技術發(fā)展 現(xiàn)狀與應用 2 1 3 1 逆向工程的發(fā)展 2 1 3 2 逆向創(chuàng)新設計的概念 2 1 3 3 逆向工程技術在汽車產品設計中的應用 3 1 4 設計的主要內容 4 第 2章機油泵零件尺寸的測量 5 2 1 零件的測量即測量工具的介紹 5 2 2 齒輪的參數(shù) 5 2 3 主動軸即從動軸的參數(shù) 6 2 4 限壓閥各部件的參數(shù) 6 2 5 機油泵殼體參數(shù) 7 2 6 本章小結 7 第 3章 Pro E 建模和 CAD圖紙繪制 10 3 1Pro E 軟件介紹 10 3 1 1 Pro ENGINEER 的優(yōu)點 10 3 1 2 參數(shù)化定義 11 3 2 Pro E 參數(shù)化建模運用 11 3 3 按測量建立 3D 模型 15 3 3 1 Pro E 齒輪模型建立過程 15 3 3 2 Pro E 主動軸從動軸的模型建立 30 3 3 3 限壓閥個零部件的模型建立 31 3 3 4 殼體各零部件的模型建立 32 3 4AutoCAD 軟件的介紹 33 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 3 5Pro e 輸出二維圖并在 AutoCAD 下規(guī)范標注 33 3 6 本章小結 33 第 4章 Pro E 模型的模擬仿真機油泵 33 4 1 Pro E 模型的模擬仿真 34 4 1 1 基本物理方程 34 4 1 2 湍流模型 34 4 2 仿真模型的建立 34 4 3 內部流場的數(shù)值模擬計算 35 4 3 1 網(wǎng)格劃分 35 4 3 2 邊界條件 35 4 3 3 多參考系模型 MRF 35 4 3 4 求解方法 36 4 4 計算結果及其分析 36 4 5 本章小結 37 第 5章機油泵流量與校核計算 38 5 1 機油泵的流量計算 39 5 1 1 齒輪油泵平均流量的計算 39 5 1 2 齒輪油泵轉數(shù) 39 5 1 3 理論流量 40 5 2 半圓鍵的強度校核 40 5 3 本章小結 40 結論 41 參考文獻 42 致謝 43 附錄 A 44 附錄 B 46 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 1 第 1章 緒論 1 1機油泵總成的作用及分類 機油泵的主要作用是對潤滑表面提供潤滑劑降低發(fā)動機運動時產生的摩擦 同 時在潤滑的過程中對發(fā)動機的缸體 活塞 連桿和曲柄等機構起到機油散熱的作用 機油泵的功能是將一定壓力和數(shù)量的潤滑油供到潤滑表面 機油泵有齒輪形式 的 轉子形式 葉片式和柱塞式等多種形式 常采用的為齒輪式和轉子式機油泵 1 2齒輪式機油泵總成工作原理的結構特點 齒輪形式機油泵工作原理如圖 1 1 所示 齒輪式機油泵由裝在油殼體內的兩個 齒數(shù)和模數(shù)相同的主動齒輪 從動齒輪 進出油腔和限壓閥等組成 齒輪與殼體的頂 間隙 端面間隙均很小 一般為 1 20 1 10mm 以減少機油漏損 提高機油泵的容 積效率 圖 1 1 機油泵原理示意圖 因油泵殼體內壁的間隙很小 當發(fā)動機工作時 主動齒輪帶動被動齒輪 二者 轉向相反 齒輪將潤滑油從進油腔帶到出油腔 將機油泵的機械能變?yōu)闄C油的壓力能 增大出油腔油壓 潤滑油便經(jīng)出油口被壓送到發(fā)動機有道中 同時 進油口因部分機 油被帶走而形成真空 機油便從進油口被吸入進油腔 機油泵不斷工作 保證機油在 潤滑油路中不斷循環(huán) 齒輪機油泵具有機構簡單 加工方便 工作可靠 能產生較高壓力等優(yōu)點 因 此得到廣泛使用 汽油機的機油泵多利用配氣機構凸輪軸的螺旋齒輪直接或間接的通過傳動軸驅動 同時 驅動分電器 它與凸輪軸的傳動比為 1 1 齒輪泵由裝在殼體內的一對齒輪所 組成 齒輪兩側有端蓋 殼體 端蓋和齒輪的各個齒間槽組成了許多密封工作腔 當 齒輪按圖示方向旋轉時 右側吸油腔由于相互嚙合的輪齒逐漸脫開 密封工作容積逐 漸增大 形成部分真空 因此油箱中的油液在外界大氣壓力的作用下 經(jīng)吸油管進入 吸油腔 將齒間槽充滿 并隨著齒輪旋轉 把油液帶到左側壓油腔內 在壓油區(qū)一側 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 2 由于輪齒在這里逐漸進入嚙合 密封工作腔容積不斷減小 油液便被擠出去 從壓油 腔輸送到壓力管路中去 在齒輪泵的工作過程中 只要兩齒輪的旋轉方向不變 其吸 排油腔的位置也就確定不變 這里嚙合點處的齒面接觸線一直分隔高 低壓兩腔起著 配油作用 因此在齒輪泵中不需要設置專門的配流機構 這是它和其它類型容積式液 壓泵的不同之處 齒輪泵的概念是很簡單的 即它的最基本形式就是兩個尺寸相同的 齒輪在一個緊密配合的殼體內相互嚙合旋轉 這個殼體的內部類似 8 字形 兩個 齒輪裝在里面 齒輪的外徑及兩側與殼體緊密配合 來自于擠出機的物料在吸入口進 入兩個齒輪中間 并充滿這一空間 隨著齒的旋轉沿殼體運動 最后在兩齒嚙合時排 出 1 3逆向工程技術發(fā)展 現(xiàn)狀與應用 1 3 1逆向工程的發(fā)展 逆向工程 ReverseEngineering RE 是近年在計算機技術 數(shù)控測量技術和 CAD CAM 技術發(fā)展基礎上產生的新技術 逆向工程是在沒有設計圖紙或者設計圖紙不 完整以及沒有 CAD 模型的情況下 按照現(xiàn)有零件實物 利用各種數(shù)字化技術及 CAD 技術重新構造原型 CAD 模型 然后將此模型用于產品的分析 制造和加工生產的技術 反求工程大致可分為數(shù)據(jù)采集 數(shù)處理 曲面重構建模和模型檢驗修正等個步驟 目前 隨著科技的日新月異和市場全球化 世界范圍內的市場競爭越來越激烈 要求在 提高產品的品質和性能的同時縮短產品的生產周期 因此 逆向工程在飛機 汽車 家 電等模具相關行業(yè)越來越受到重視 本文介紹了具體的測量實例以及在 Pro E 三維 設計軟件環(huán)境中實現(xiàn)產品逆向的過程 1 3 2逆向創(chuàng)新設計的概念 設計是一項目標明確 思維創(chuàng)新 難點攻關的腦力勞動 設計與知詛 l 有著很強 的關聯(lián)性 知識不等同于設計 但在實踐過程中 知識在相當大的程度上也被認為是 設計 新技術新設備的出現(xiàn) 以及產品市場的全球化 使得創(chuàng)造性得到了極致的發(fā)揮 當今市場的典型特點是 進入市場更加迅速 對個性分明的新產品需求更加旺盛 面 對如此強烈的市場挑戰(zhàn) 涌現(xiàn)出對先進的設計方法學的更多思考 以減少在設計過程 中知識獲取的時間 從而促進創(chuàng)新的思維發(fā)展 CAD 軟件大多基于參數(shù)化定義的特征 這些特征方便的表達了設計意圖及設計信 息 設計師可以得到高層的形體定義參數(shù) 例如半徑 長度 角度 厚度等 以及能 指定幾何體之間的約束 如強制相等 平行 垂直 共線 同心等 通過改變這些直 觀的參數(shù)及約束 可以在同一個模型上派生出多個配置 從而獲取一個產品系列 通 常 采用特征樹的形式來記錄設計過程的歷史 使得設計過程可以重現(xiàn) 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 3 然而在 RE 軟件中 我們生成的是曲面 通常為自由曲面 自由曲面主要體現(xiàn)在 對尺寸及約束的強烈弱化 而在概念設計中我們正需要自由曲面編輯的靈活性 無 需把握設計意圖或知識 盡管在自由曲面中采用了諸如權重 節(jié)點 控制頂劇 41 控制曲線等底層形體參數(shù)作為調節(jié)手段 但這些參數(shù)對設計師而言是很不直觀的 而 且也很難預估變形后的結果 過去十多年發(fā)展了很多提高變形直觀性的方法 這也在 一定程度上提升了設計師通過網(wǎng)格或曲面變形來控制形體改變的能力 產品逆向設計的過程及其關鍵問題產品的逆向設計是指設計師對產品實物樣件表 面進行數(shù)字化處理 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)處理 并利用可實現(xiàn)逆向三維造型設計的軟件 來重新構造實物的模型 曲面模型重構 并進一步用系統(tǒng)實現(xiàn)分析 再設計 數(shù)控 編程 數(shù)控加工的 過程 在逆向設計中數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)處理 模型重構是產品造型設計逆向設計的三大關 鍵環(huán)節(jié) 數(shù)據(jù)采集 樣件的表面數(shù)字化 是進行產品逆向設計的第一步 一般而言 數(shù)據(jù) 采集可由接觸式與非接觸式兩種來實現(xiàn) 接觸式方法由于對物體的表面的顏色和光照 沒有要求 因此物體邊界的測量相對精確 但對軟質材料適應差且速度慢 而非接 觸式方式 以激光為媒介的非接觸三維表面數(shù)據(jù)采集法在采集實物模型的表面資料 時 采集速度快 可形成 點云 資料 缺點是精度較低而且對樣件表面和光 照有較高的要求 數(shù)據(jù)處理的結果將影響模型重構的質量 在此階段一般應進行數(shù)據(jù)預處理 數(shù) 據(jù)分塊 數(shù)據(jù)光順三角化 數(shù)據(jù)優(yōu)化 多視拼合 噪聲濾波 拓撲建立 特征提取等工作 模型重構方案目前主要有三種 1 B spline 或 NURBS 曲面為基礎的曲面構造法 2 以三角 Bezi er 曲面片為基礎的曲面構造法 3 以多面體面片為基礎的曲面構造法 1 3 3逆向工程技術在汽車產品設計中的應用 逆向工程是汽車產品最具實用價值的一種高科技技術咖啡形式 其發(fā)展前景是無 法估量的 在 20 世紀 90 年代 國家汽車界興起一種逆向工程的汽車產品開發(fā)方式 經(jīng)過幾年的發(fā)展 積累了很多經(jīng)驗 取得巨大進步 可以說已經(jīng)成為現(xiàn)代汽車產品開 發(fā)的主流形式 逆向工程技術在汽車產品設計中的世紀應用中主要有以下幾個內容 1 汽車新零件的設計 主要用于汽車產品的改型或仿形設計 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 4 2 現(xiàn)成零件測量及復制 再現(xiàn)原產品的設計意圖及重構三維數(shù)字化模型 3 對汽車產品損壞或磨損零件的原還原 以便修復或重制 4 對于汽車產品的檢測 列如檢測產品的變性分析 焊接量等 以及加工產品與三維 數(shù)字化模型之間的誤差分析 逆向工程可以對已有汽車產品進行數(shù)據(jù)測量擬合 分析 改進設計和實現(xiàn)新產品 的開發(fā) 它有效地支持了新產品影響市場的速度 可以輸出快速原型制作及模具加工 的多種數(shù)據(jù)格式 支持不同用途 逆向工程主要是依靠高度集成化 可視化 開放式的計算機技術和網(wǎng)絡技術 構 筑汽車產品 從概念構思 產品設計 工程分析 工藝制造 應用工程 市場服務 全過程實現(xiàn)無紙化 高精度 系統(tǒng)化得操作手段 最終將會為取消這一過程 就這樣 思維的方式而言 是思維先于實體 實體用于反證思維的你想邏輯形式 國際汽車界 稱之為逆向工程 實施逆向工程的目的是為了更好地實現(xiàn)汽車產品設計的并行工程 是產品設計及 其相關過程實行同步作業(yè) 并使之優(yōu)化 大大提高產品設計的一次成功率 從而縮短 周期 降低成本 減少風險 提高質量 增強企業(yè)競爭力 發(fā)展汽車產品開發(fā)能力 是當代汽車工業(yè)競爭的核心問題 逆向工程是一種具有 實用價值的新型開發(fā)方式 而且還在不斷發(fā)展中 他的意義在于揭示了汽車產品開發(fā) 的本質與屬性 并且構成了 21 世紀汽車產品開發(fā)的大思路 大戰(zhàn)略 1 4設計的主要內容 1 分析機油泵的結構特點 技術參數(shù) 游標卡尺等測量并確定機油泵的基本尺寸 數(shù)據(jù) 2 在 Pro e 下建立三維立體模型 轉化成二維 CAD 圖形后在 AUTOCAD 環(huán)境下完成 標注輸出正式裝配圖 零件圖 3 對機油泵泵油量 機油泵進口 出口壓力進行計算 4 完成設計說明書 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 5 第 2章 機油泵零件尺寸的測量 2 1零件的測量即測量工具的介紹 在測量之前 需要初步了解機械設備的結構性能 工作原理和使用情況 對被測 繪的每一個零件 要 并且還要大體了解被測繪零件的加工方法 把零件從總成上拆 卸下來零件包括機油泵的主動齒輪 從動齒輪 主動軸 機油泵蓋 機油泵殼體 限 壓閥等 測量主要是采用游標卡尺進行測量 游標卡尺 是一種測量長度 內外徑 深度 的量具 游標卡尺由主尺和附在主尺上能滑動的游標兩部分構成 若從背面看 游標 是一個整體 游標與尺身之間有一彈簧片 利用彈簧片的彈力使游標與尺身靠緊 游 標上部有一緊固螺釘 可將游標固定在尺身上的任意位置 主尺一般以毫米為單位 而游標上則有 10 20 或 50 個分格 根據(jù)分格的不同 游標卡尺可分為十分度游標卡 尺 二十分度游標卡尺 五十分度格游標卡尺等 游標卡尺的主尺和游標上有兩副活 動量爪 分別是內測量爪和外測量爪 內測量爪通常用來測量內徑 外測量爪通常用 來測量長度和外徑 深度尺與游標尺連在一起 可以測槽和筒的深度 2 2齒輪的參數(shù) 齒頂圓直徑 da 43 19mm 齒根圓直徑 df 27 08 齒高 h 15 26mm 齒輪軸孔直徑 12 92mm 齒數(shù) 10 主要計算公式 d m z 各主要參數(shù)見表 2 1 表 2 1 齒輪各參數(shù)一覽表 齒寬 s 3 96mm 齒槽寬 e 6 22mm 齒距 p 10 18mm 齒輪模數(shù) m 3 59 齒數(shù) z 10 齒頂高系數(shù) ha 1 齒隙系數(shù) c 0 25 分度圓直徑 d 30mm 壓力角 20 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 6 齒頂圓 da 43 14mm 齒根圓 df 27 88mm 基圓齒距 pb 9 57mm 基圓 db 28 69mm 齒頂高 ha 3 00mm 齒根高 hf 3 75mm 齒全高 h 6 75mm 2 3主動軸即從動軸的參數(shù) 主動軸的測量參數(shù) 油泵的主動軸為一個階梯軸 圖 2 1 機油泵主動軸示意圖 軸的各斷直徑分別為 R1 13 04mm L1 95 40mm R2 12 16mm L2 59 62mm R3 15mm L3 20 00mm R4 5 00mm L4 9 20mm 倒角 0 5 mm 倒圓角 r 2 50mm 從動軸的測量參數(shù) 圖 2 2 機油泵從動軸示意圖 直徑 R 13 04mm 軸長 45 00mm 倒角為 0 5mm 2 4限壓閥各部件的參數(shù) 1 閥體 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 7 圖 2 3 機油泵限壓閥示意圖 直徑 R1 15 98mm 內孔直徑 R2 12 74mm 頂直徑 R3 15 02mm 倒角 1 1 00mm 倒角 2 0 50mm 2 閥彈簧 圖 2 4 機油泵限壓閥彈簧示意圖 螺旋數(shù) 13 彈簧直徑 R1 9 92mm 彈簧截面直徑 R2 2 14mm 彈簧高度 L 31 32mm 3 墊片 圖 2 5 機油泵限壓閥墊片 1 示意圖 圖 2 6 機油泵限壓閥墊片 2 示意圖 墊片 1 外圓直徑 R1 15 82mm 內圓直徑 R2 5 50mm 墊片厚度 h 1 02mm 墊片 2 外圓直徑 R1 14 90mm 內圓直徑 R2 5 22mm 墊片厚度 h 1 08mm 2 5機油泵殼體參數(shù) 圖 2 7 機油泵殼體下底面示意圖 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 8 長 95 40mm 寬 69 40mm 59 64mm 58 90mm 厚度 10 48mm 主動軸軸孔 R1 6 52mm 從動軸軸孔 R2 6 52mm 出油腔直徑 R3 6 14mm 軸距 A 36 62mm 內壁圓弧半徑 r123 59 內壁尺寸 L1 42 83mm L2 35 33mm R4 6 14mm R5 R6 6 18mm 圖 2 8 機油泵殼體示意圖 h1 9 60mm h2 84 44mm h3 20 70mm h4 11 12mm h5 16 08mm h6 22 96mm 減壓閥腔的圓心到底座的距離 h 31 21mm 減壓閥排油孔直徑 R1 10 00mm 銷控直徑 R2 4 50mm 排油閥腔尺寸 R3 11 55mm R4 7 99mm R5 6 00mm 主動軸腔外圓直徑 R6 10 98mm 圖 2 10 機油泵殼體俯視示意圖 r2 6 72mm r3 9 30mm r4 15 05mm r5 10 00mm r6 8 56mm r7 4 40mm r8 8 64mm L3 21 69mm L4 29 16mm 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 9 螺栓孔直徑 R7 2 79mm 機油蓋 圖 2 11 機油泵下端蓋示意圖 2 6本章小結 通過對機油泵的測量 的出各個零部件的尺寸 了解每一個工作原件的工作原理 清楚它在整機或某個部件中的地位和作用 受理分狀太和接觸介質 以及與其他零件 的關系 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 10 第 3章 Pro E 建模和 CAD圖紙繪制 3 1Pro E軟件介紹 Pro ENGINEER 是 3D 產品設計領域的標準 它包含了最先進的生產效率工具 可以促使用戶采用最佳設計做法 同時確保遵守業(yè)界和公司的標準 集成的參數(shù)化 3D CAD CAM CAE 解決方案可讓您的設計速度比以前都要快 同時最大限度地增強創(chuàng) 新力度并提高質量 最終創(chuàng)造出不同凡響的產品 Pro Engineer 系統(tǒng)是美國參數(shù)技術公司 Parametric Technology Corporation 簡稱 PTC 的產品 它剛一面世 1988 年 就以其先進的參數(shù)化設計 基于特征設計 的實體造型而深受用戶的歡迎 Pro ENGINEER 是美國參數(shù)技術公司 1988 首家推出的使用參數(shù)化特征造型技術的 大型 CAD CAM CAE 集成軟件 具有造型設計 零件設計 裝配設計 二維工程圖制作 結構分析 運動仿真 模具設計 鈑金設計 管路設計 數(shù)控加工 數(shù)據(jù)庫管理等功 能 廣泛的應用于機械設計 電子產品設計 模具設計 外觀設計等領域 Pro ENGINEER 是一個全方位的三維產品設計和開發(fā)軟件 它集零件設計 產品裝配 模具開發(fā) 數(shù)控加工 鈑金設計 鑄造件設計 造型設計 逆向工程 自動測量 機 2 構仿真 應力分析 電路布線 裝配管路設計等功能模塊和專有模塊于一體 可以 實現(xiàn)面向制造的設計 Design For Manufacturing DFM 面向裝配的設計 Design For Assembly DFA 逆向設計 Inverse Design ID 并行工程 Concurrent Engineering CE 等先進的設計方法和模式 3 1 1 Pro ENGINEER 的優(yōu)點 Pro ENGINEER 的綜合 3D CAD CAM CAE 系列解決方案為工程師和設計師提供了 獨特的優(yōu)勢 因為 Pro ENGINEER 是完全關聯(lián)的 這意味著對設計所做的任何變更會 自動在所有下游可交付件中反映出來 無需進行任何數(shù)據(jù)轉換 因此 您不僅節(jié)省 了時間 還能避免在設計中出現(xiàn)轉換錯誤的可能性 同時 Pro ENGINEER 是 PTC 產 品開發(fā)系統(tǒng) PDS 密不可分的一部分 您可以通過添加 Mathcad Windchill ProductView 或 Arbortext 解決方案無縫地擴展您的 PDS 解 決方案 并通過 Web 用戶界面輕松地訪問信息和人員 它在單一 完全可擴展的平 臺上提供的強大功能和速度是任何其他產品開發(fā)軟件包都無法匹敵的 適用于產品設計過程中任何角色的解決方案 除了這些 Pro ENGINEER 軟件包中包含的產品外 PTC 還提供了可以擴展 Pro ENGINEER 功能的其他精密工具 其中包括 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 11 1 Pro ENGINEER 制造解決方案提供的強大工具可以滿足加工 棱柱和多曲面銑削 工具設計 模具基體設計 NC 鈑金 已加工零件計算機輔助校驗 注塑過程仿真等 等各方各面的要求 2 Pro ENGINEER Advanced Mechanica 用于擴展仿真和分析 比如高級材料和非線 性行為 3 1 2參數(shù)化定義 參數(shù)化設計 Parametric 設計 也叫尺寸驅動 Dimension Driven 是 CAD 技 術在實際應用中提出的課題 它不僅可使 CAD 系統(tǒng)具有交互式繪圖功能 還具有自動 繪圖的功能 目前它是 CAD 技術應用領域內的一個重要的 且待進一步研究的課題 利用參數(shù)化設計手段開發(fā)的專用產品設計系統(tǒng) 可使設計人員從大量繁重而瑣碎的繪 圖工作中解脫出來 可以大大提高設計速度 并減少信息的存儲量 3 2 Pro E參數(shù)化建模運用 步驟一 齒輪建模前須知 關于漸開線圓柱座標方程的推導 請看這里 Pro E 齒輪漸開線方程的推導 標準化的齒輪齒形是以齒數(shù) 模數(shù) 壓力角來定義的 在已知齒數(shù) N 模數(shù) M 壓力角 A 的前提下 其與分度圓半徑 Rp 齒頂圓半徑 Ra 齒根圓半徑 Rd 基圓半徑 Rb 有以下關系 Rp N M 2 Ra Rp 1 M Rd Rp 1 M 0 25 M 0 25 為 GB 修正系數(shù) Rb Rp COS A A 為十進制角度 步驟二 1 新建 Part 文件名為 Spur Gear Program Edit Design 在 INPUT 與 END INPUT 之間插入如下語句 INPUT TOOTH NUMBER NUMBER 加入齒數(shù)參數(shù) Enter the number of teeth 提示輸入齒數(shù) MODULE NUMBER 加入模數(shù)參數(shù) Enter the module 提示輸入模數(shù) 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 12 PRESSURE ANGLE NUMBER 加入壓力角參數(shù) Enter the pressure angle 提示輸入壓力角 FACE WIDTH NUMBER 加入齒厚參數(shù) Enter the face width 提示輸入齒厚 END INPUT 在 RELATIONS 與 END RELATIONS 之間插入如下語句 RELATIONS PITCH RAD TOOTH NUMBER MODULE 2 即 Rp N M 2 ADDENDUM RAD PITCH RAD 1 MODULE 即 Ra Rp 1 M DEDENDUM RAD PITCH RAD 1 25 MODULE 即 Rd Rp 1 M 0 25 M BASE RAD PITCH RAD COS PRESSURE ANGLE 即 Rb Rp COS A END RELATIONS 保存退出 系統(tǒng)提問 是否要將所做的修改體現(xiàn)到模型中 回答 YES Enter Select All Done Sel 輸入齒數(shù) 20 輸入模數(shù) 3 59 輸入壓力角 20 步驟三 Frature Creat Surface New Exturde Done Both Side Cappend Ends Done 繪圖平面選 Front 基準 Top 參考面選 Top 基準 進入草 繪畫一圓 標注直徑加入關系 sd ADDENDUM RAD 2 其中 sd 為標注半徑尺寸號 示 圖而定 拉伸深度為 Build 輸入任意數(shù)值 OK Modify 選擇該拉伸特征 修改深度尺 寸為 FACE WIDTH Regenerate Current Vals Frature Creat Surface New Exturde Done Both Side Open Ends Done 繪圖平面選 Front 基準 Top 參考面選 Top 基準 進入草繪畫一圓 標注 直徑加入關系 sd PITCH RAD 2 兩個方向深度為 Up To Surface 分別選擇步驟 三的兩個端面 Frature Creat Surface New Exturde Done Both Side Open Ends Done 繪圖平面選 Front 基準 Top 參考面選 Top 基準 進入草繪畫一圓 標注 直徑加入關系 sd DEDENDUM RAD 2 兩個方向深度為 Up To Surface 分別選擇步 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 13 驟三 1 的兩個端面 為方便直觀 本人將特征重命名了 步驟四 Insert Datum Curve From Equation Done 選擇 PRT CSYS DEF 座標 Cylindrical 在彈出的記事本中寫入以下紅色內容 A t sqrt ADDENDUM RAD 2 BASE RAD 2 BASE RAD pi 180 r BASE RAD sqrt 1 A pi 180 2 theta A atan A pi 180 sqrt PITCH RAD 2 BASE RAD 2 BASE RAD pi 180 PRESSURE ANGLE 270 TOOTH NUMBER z 0 保存退出即可建出一標準漸開線 此方程的推導請看 Pro E 齒輪漸開線方程的 推導 步驟五 1 通過漸開線的起點 垂直于漸開線創(chuàng)建基準平面 2 Frature Creat Surface Transfrom Mirror Copy Done 以步驟 五 的基準平面鏡像步驟 四 的漸開線 3 Insert Datum Curve Composite Done Approximate Done 用逼近合 并步驟 4 和步驟五 2 兩條曲線 步驟六 Frature Creat Surface New Exturde Done Both Side Open Ends Done 繪圖平面選 Front 基準 Top 參考面選 Top 基準 進入草繪使用步驟五 3 曲線的邊 兩個方向深度為 Up To Surface 分別選擇步驟三 1 的兩個端面 步驟七 1 Insert Datum Plane 通過軸 A1 與 Top 基準平面成一夾角創(chuàng)建齒形對稱基準 平面 角度值暫為任意 2 Modify 選擇步驟七 1 的基準特征 修改角度尺寸為 180 TOOTH NUMBER Regenerate Current Vals 3 Frature Creat Surface Transfrom Mirror Copy Done 以步驟七 1 的基準平面鏡像步驟六的齒面 4 Frature Creat Surface Merge 將兩個齒面 步驟六 步驟七 3 與齒根 圓步驟三 3 合并成一個 Quilt Sufrace 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 14 5 Frature Creat Surface New Fillet Done Simple Done 倒出圓 角 R 很多公司習慣該 R 值 R PI MODULE 8 本人無法查證 暫且照搬該值 與之前步驟一樣修改 R 尺寸為 PI MODULE 8 步驟八 1 Frature Creat Surface Transfrom Move Copy Done Rotate Crv Edg Axis 選擇 A1 軸為旋轉軸 在旋轉角度值內寫入 360 TOOTH NUMBER 系統(tǒng)提示是否加入關系 回答 YES 2 Feature Pattern Varying Done 選擇步驟 8 a 的曲面 點選角度尺寸為 陣列驅動尺寸 在增量值內暫寫入 30 Done 陣列數(shù)量暫寫為 5 Done 3 Relations 加入以下關系式 為尺寸號 視圖而定 D 360 TOOTH NUMBER P TOOTH NUMBER 1 OK 退出 4 Regenerate Current Vals 即可生成所有齒形 5 Frature Creat Surface Merge 將齒頂圓與第一個齒面合并 接著與陣 列的第一個齒面合并 結果如圖 6 模型樹中選中上一步的 Merge 特征 右鍵單擊 選擇 Pattern 即可用參考陣列 合并所有的齒面 步驟九 Feature Creat Protrusion Use Quilt Solid Done 生成整個齒輪實 體 十修改齒輪參數(shù)時 Regenerate Select All Done Sel 根據(jù)提示輸入各值即 可 其實用此曲面做出的齒輪夾 Part 文件比直接用實體做出的小得多 原因是直接 用實體生成的每一個齒形都會有大量參照的 3 3按測量建立 3D模型 3 3 1 Pro E齒輪模型建立過程 1 加入?yún)?shù) 輸入 m z a 的值 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 15 圖 3 1 齒輪基本參數(shù)輸入 2 輸入關系式 參數(shù)字母含義如下 m 模數(shù) z 齒數(shù) a 壓力角 p 齒距 pb 基圓齒距 d 分度圓直徑 da 齒頂圓直徑 df 齒根圓直徑 e 分度圓齒槽寬 特征尺寸賦值 定義齒輪常數(shù) ha A0nt cos 所以 5 可以改寫為 12 5 7 2th n2V1 Z cos bm Vth 2 bm Z 1 1 12 cos th 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 42 2 3 1415 3 96 3 59 10 1 3 1415 12 cos 20 3293 22ml min 3 29L min 一般齒輪泵的計算流量與實測值不太吻合 但如果用測面積儀來測量出齒搪面 積和封閉面積以決定流量時再注意對待像上面講到的齒側隙處理方法 那么理論公式 與實測量值是相當符合的 5 2半圓鍵的強度校核 半圓鍵聯(lián)接受額定轉距 T0作用時 鍵的側面受擠壓 主截面受剪切力 可能的失 效形式是工作面壓潰或鍵剪斷 對于實際采用的材料和按標準選用的半圓鍵來說 壓 潰是主要的失效形式 因而半圓鍵聯(lián)接的強度常按鍵側的擠壓應力來計算 軸與輸入端用單鍵聯(lián)接 其擠壓應力為 c 5 8 32T10kld 式中 鍵聯(lián)接的擠壓應力 Pa k 鍵與聯(lián)軸器的接觸高度 對平鍵可取鍵高的一半 k h 2 T 額定轉距 Nm d 軸的直徑 m D 鍵的工作半徑 m 鍵聯(lián)接的擠壓應力 Pa 根據(jù)測量建的大小尺寸為軸直徑 d 13mm 建的寬度 b 1 5mm 高度 h 2 1mm 建的半徑為 D 7mm 工作長度 l 10mm k h 2 1 05mm 其壓力為 25 76 MPa 110 MP 32T10kld 鍵符合強度要求 5 3本章小結 在本章中主要是對機油泵各個數(shù)據(jù)的分析與計算 通過計算得出出了機油泵的平 均流量 機油泵的齒輪油泵的轉數(shù)和理論流量 并對齒輪與軸的鏈接件進行校核 得 出符合強度要求的結論 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 43 結 論 通過對齒輪油泵拆解了解機油泵的結構特點和工作原理 在用游標卡尺對機油泵 的各個零部件進行測量 得出各部件的尺寸 并分析表面的粗糙度 在 Pro E 的建模過程中 運用拉伸 掃描和參數(shù)關系輸入的方式 在系統(tǒng)建立模 型 在建立好模型后 規(guī)格不件進行軸向定位 表面定位等定位方法建立起總裝模型 并對其進行相應的分析 并建立動畫效果說明其工作原理和運動方式 在建模過程中 較難的部分在于齒輪的模型建立 以及機油泵的動態(tài)仿真 本設計根據(jù)車用發(fā)動機齒輪機油泵的試題測量數(shù)據(jù)數(shù)據(jù) 逆向設計出新的齒輪油 泵 機油泵的進油油孔附近的壓力為大氣壓 0 1Mpa 出油孔的壓力為 0 6Mpa 機油 泵的平均流量是 12 5L min 理論流量是 3 29L min 通過這次設計更進一步了解了發(fā)動機潤滑系統(tǒng)的工作原理和機油泵的結構特點 并能夠熟練運用 Pro E 進行建模 分析 能將 Pro E 零件圖導入 AutoCAD 程序中輸出 成為二維圖 進行規(guī)范的標注繪制成正規(guī)圖紙 逆向工程開辟了制造零件和模具的新途徑 采用 Pro E 軟件的逆向技術 不僅 能實現(xiàn)新產品的快速開發(fā) 而且能實現(xiàn)產品原型設計生產和模具設計制造的系統(tǒng)集成 大 大縮短了產品的開發(fā)周期 在實際工程中應用領域十分廣泛 具有良好的發(fā)展前景 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 44 參考文獻 1 李寶順 液壓與氣動 D 2005 年第 4 期 2 黃安貽 董啟順 液壓傳動 M 西安交通大學出版社 2005 5 3 張利平 液壓傳動系統(tǒng)及設計 D 化學工業(yè)出版社 2005 4 4 馬蘭 機械制圖 機械工業(yè)出版社 2006 5 5 馬秋生 機械設計基礎 機械工業(yè)出版社 2005 12 6 賈志欣 陳俊華 童森林 陳維杰 基于 Pro E 軟件的逆向工程技術研究與應用 D 浙江大學 2006 7 姜楠 產品的逆向設計法研究 M 揚州大學工學院 2002 8 劉紅政 產品設計重用中的創(chuàng)新方法研究 M 浙江大學計算機科學與技術學院 2008 9 周振寶 齒輪泵殼體加工工藝分析 M 南京農業(yè)大學工學院 10 尹青松 基于 PRO E 軟件的逆向工程產品設計 D 深圳創(chuàng)維集團研究院 2008 11 王宵 逆向工程技術及其應用 M 2004 12 林清安 PRO ENGINEER 零件設計 高級篇 D 2000 13 馬軍 基于 PRO E 的逆向工程關鍵技術研究 D 2008 14 趙福臣 鄭袖 張水車 基于 CMM 及 Pro E 的集成逆向工程系統(tǒng)技術應用研究 機 械工程師 2006 4 15 Taman Varady Ralph R Martin Jordan Coxt Reverse engineering of geometric models an introduction J Computer Aided Design 1997 29 16 SDRC Imageware Basic reverse engineering with surfacer training guide 1999 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 45 致 謝 歷經(jīng)近四個月的畢業(yè)設計將要接近尾聲 在本設計完成之際 首先向我的導師 臧杰老師致以最誠摯的敬意和最衷心的感謝 臧老師平日里工作繁多 但子我做畢業(yè) 設計的每個階段 都給予我悉心的指導和幫助 可以說 安平易近人 學識淵博 他 的治學嚴謹和處理問題認真求實的作風一直影響著我 也是我一生學習的榜樣 并將 積極影響我今后的學習和工作 我還要感謝寢室的同學 他們對我?guī)椭艽?我的畢業(yè)設計才得以順利完成 但是由于知識水平的局限 缺乏實際經(jīng)驗 畢業(yè)設計還存在缺點與不足 有需要改進 的地方 對于這些不足 我會在今后的工作 生活中努力去改正 并利用自已所學到 的知識 為人民服務 為社會服務 此外還要感謝我的父母 正是因為他們給予我關懷 鼓勵我 本次畢業(yè)設計才得 以順利完成 最后預祝黑龍江工程學院發(fā)展越來越好 汽車工程系越來越好 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 46 附 錄 A The working principle of gear pump By into the internal gear pump a pair of gear gear of two side have cover shell cover and gear of each tooth formed many seal groove between work cavity When gear as shown on the right direction rotates oil absorption cavity due to mesh with each other in engagement gradually withdraw seal volume increase gradually vacuum forming part of the oil in the tank so outside the atmospheric pressure the function of the oil absorption oil absorption into the cavity the gear and as full of slot between gear rotating put the oil to the left pressure oil lumen In one side because gear oil pressure here into meshing seal gradually working chamber volume will decrease the oil will be out from pressure oil chamber pressure is sent to the in pipeline In the working process of the gear pump as long as two gear direction of rotation unchanged its to absorb the soot the position of the cavity is sure the same Here the meshing point tooth contact line has been space high and low voltage cavity with two plays a role in the gear pump oil so do not need set up special assignment institutions this is it and other types of volumetric hydraulic pump differences The concept of the gear pump is very simple that is it is the most basic form of two dimensions of the same gear in a closely in the shell the shell rotating mesh with each other the internal similar 8 glyph two gear gear inside the outer diameter and shell on both sides and closely From the extruder materials in the suction into two gear and full of the middle space with the rotation of the teeth and the last in the shell movement along the two teeth mesh eduction I n terms of speaking the gear pump also called positive displacement device that is like a cylinder piston when in a tooth into another tooth fluid liquid space by mechanical discharged To squeeze Because liquids as incompressible so the liquid and tooth can occupy the same space at the same time such liquid was ruled out Because of the constant mesh this phenomenon is in continuous occur thus also in the pump export provides a continuous removal amount pump every around the amount of discharge are the same Along with the drive shaft rotation incessantly the pump is also not a break from fluid The flow rate of the pump and the speed of the pump directly about In fact there were a small amount of the pump fluid loss which make the pump efficiency can t reach 100 because these fluid is used to lubricating bearings and gear and on both sides of the pump body can t without clearance fit so can t make fluid from export 100 from a small amount of fluid loss so is inevitable However pump can still operating well for most extrusion material it can still reach 93 98 of efficiency For viscosity or density in the process of change this pump is not fluid too much influence If there is a damper such as in the row export side put a screen or a limitation for the device the pump will promote the fluid through them If the damper in work that is if the mesh changes become dirty blocked or the limit of back pressure increased the pump will remain 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 47 constant flow until it reaches the weakest part of the device of mechanical limit usually equipped with a torque limit device For a pump rotation speed in fact there is a limit it mainly depends on process flow if the transfer of oil it can pump is at high speed rotating but when the fluid is a kind of high viscosity polymer melt the restrictions will be significantly reduced Promote high sticky fluid into the suction side of the two tooth space is very important if the space did not fill it can t pump discharge accurate flow so the PV value pressure x velocity is also a a limiting factor and it s a process variables Because these restrictions the gear pump manufacturers will provide a series of products i e different specifications and displacement every turn a week does quantity The pump will and the concrete application process in order to make the system combined capacity and price to achieve optimal 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設計 48 附 錄 B 齒輪泵的工作原理 輪泵由裝在