PDM环境下基于Solidworks的齿轮CAD关键技术的研究

采用特征建模技术定义齿轮零件特征,建立齿轮的数据集成模型,实现齿轮零件的参数化设计.通过对CAD系统的开发和PDM系统的客户化,实现了CAD系统和PDM系统的集成,完成了基于PDM的齿轮零件CAD系统的产品信息管理.     

基于零件宏代码的特征识别技术研究

对CAD软件设计零件时生成的宏代码进行了特征识别技术的研究,提出了一种基于零件宏代码程序的特征识别技术。描述了零件的形状特征类型和CAD软件设计零件时的一般流程,分析了CAD软件设计零件时生成的宏代码含义和作用。给出了利用宏代码进行形状特征信息提取的工作流程,并利用C#编程语言,开发了一个特征识别软件。最后,以一个实例零件对上述方法和算法进行了验证,识别出了CAD软件中零件所有特征的几何信息,为后续的加工工艺设计提供了基础。     

一种高效的过渡特征识别与抑制算法

过渡特征的识别与抑制是有效实现CAD／CAE、CAD／CAM集成的关键技术之一。提出了一种简单、高效的过渡特征识别与抑制算法。该算法首先识别出零件中的全部过渡面，并将它们划分为边过渡特征、点过渡特征以及混合过渡区域，将混合过渡区域分解为独立的边、点过渡特征，将每一边、点过渡特征所包含的全部过渡面作为一个整体，采用欧拉操作进行抑制。该算法简化了抑制过程，显著提高了抑制效率。此外，该算法不受过渡面生成方法的制约，能处理任意类型的过渡面。最后，给出了实验结果。     

机械装配体模型的对称性识别

为满足产品创新设计和工程分析中对模型对称性信息的需求,针对现有的机械装配体模型对称识别研究不足的问题,提出了一种识别机械装配体模型中的零件自对称、零件间对称和装配体全局对称的方法。通过遍历特征设计树识别装配体所包含的零件,根据零件复制关系及面属性划分零件集,并按照零件数量排序,使对称合并结果快速向装配体全局对称靠拢。利用模型的特征信息,识别零件自对称,获取其旋转对称轴和反射对称面。根据零件质心和包围盒数据识别零件间的旋转、反射和平移对称,在零件集内部和零件集之间依次合并对称,最终判别装配体是否全局对称。实验表明,该方法能够准确地识别零件自对称、零件间对称和装配体全局对称。     

基于点云数据的反求特征约束识别方法

反求CAD模型应该包含原始的设计意图.忽略特征之间几何约束的重建CAD模型很难满足产品装配对齐及产品对称等要求.点云数据隐含了原始CAD模型设计信息.识别隐藏在数据点云中的正向设计CAD建模特征和定位基准特征,从而为基于约束的公差求解提供基础,是准确进行反求CAD建模的关键.结合正向设计手段,研究利用点云数据识别原始设计特征约束信息,从而准确反求原始模型.     

面向装配的设计评价的零件对称性自动识别方法

面向装配的设计评价为从装配角度确定产品设计的质量提供了一种系统方法,它主要研究各种产品设计因素对装配难度的影响,而零件对称性是影响产品零件装配操作难度的主要因素。为克服以往DFA评价中零件对称性人工识别的缺陷,提高评价的自动化程序,提出了基于零件CAD几何特征模型的零件对称性自动识别方法;将零件的对称性分解为零件组成表面特征点的对称性加以讨论,通过特征点的属性匹配确定零件的对称性。最后,以一个实例验证了方法的正确性。     

行星传动系统的快速虚拟装配

从理论上阐述了正确啮合的行星传动系统中各齿轮的设计要求,用SolidWorks及插件GearTrax对行星传动系统各零件进行了三维建模,对系统的虚拟装配进行了理论分析和实例计算.以渐开线标准直齿轮为例,实现了NGW型行星齿轮传动系统快速三维建模和虚拟装配,本方法对其它CAD软件也适用,为ANSYS、ADAMS等CAE软件对齿轮的进一步仿真分析奠定了基础.     

CAD/CAPP集成系统中基于三维特征模型的零件信息自动提取

在传统的CAD/CAPP集成系统中,零件的非几何信息的自动传输问题一直未能得到很好的解决.针对这一关键问题,文中面向CAD/CAPP集成系统,构建了基于三维特征模型的零件信息数据结构,实现了集成系统中零件信息(包括几何信息和非几何信息)的自动提取,并以齿轮零件为例,在UG NX3.0软件环境下,实践了该方法下的模型建立及其信息的自动提取.该方法弥补了传统集成系统的不足,解决了系统中零件特征信息的三维模型显示、自动更新、识别和储存问题.     

基于装配结构相似的零件三维模型检索方法

提出一种基于装配结构相似的零件三维模型检索方法.将零件功能表面类型、相对位置、朝向以及面与面之间拓扑关系抽象成定性符号集合,并分别用功能面邻接图和定性几何约束图来定义零件功能表面间的拓扑关系和定性空间关系,建立零件装配结构定性模型.功能面邻接图中的环结构和分支结构分别通过断环和圆括弧描述,这样,零件装配结构就可以用字母和数字的线性序列来表示.借鉴化学数据库中化合物的线性符号表示法,对装配结构进行编码,通过装配结构码,建立零件装配结构的检索机制.并以轴承端盖为例验证方法的有效性.     

虚拟环境下零件约束面信息自动提取技术研究

首先对约束识别和运动导航所需零件约束面进行了分析,然后对Pro/E中表面信息存储结构进行了阐述,给出了零件约束面自动识别和约束面信息参数的自动提取算法,最后给出了应用实例,研究结果表明,这种方法可以满足装配工艺规划的需要,有效提高约束识别效率。     

基于SolidWorks斜齿轮的参数化设计

根据当前计算机辅助设计/制造(CAD/CAM)的需要,简述了2种三维造型的设计方法,并详细论述了基于SolidWorks的斜齿轮CAD软件系统的参数化开发技术。利用Visual Basic应用程序和SolidWorks接口应用程序,设计了一个斜齿轮的参数化模型。在这个模型中按相关提示输入渐开线斜齿圆柱齿轮的5个基本参数以及齿宽,即可得到精确的渐开线斜齿轮三维实体模型。对提高齿轮产品的设计、制造和装配精度有一定的指导意义。     

CAD model simplification for assembly field

This paper aims to investigate a CAD model simplification method with appearance and assembly feature preservation in order to demonstrate and interact with the virtual assembly process of complex product efficiently. Firstly, the invisible features of current-assembled-state assembly model are detected and removed by pre-rendering the assembly model from multiple view directions to reduce data volume and preserve the appearance. Subsequently, the notion of “conjugation” is incorporated into the definition of assembly features to guide assembly feature recognition. The attributed adjacency graphs (AAGs) of the simplified current-assembled-state assembly model and to-be-assembled components are established. Then, the assembly features on currently selected to-be-assembled component are automatically recognized by searching conjugated subgraphs between the AAG corresponding to currently selected to-be-assembled component and other AAGs based on improved subgraph isomorphism algorithm. After that, simplified CAD model of the to-be-assembled component with its assembly features preserved is constructed by suppressing the common form features, so that it can complete assembly process fluently with the current-assembled-state assembly model. Finally, this method is applied successfully to several cases and the result shows its feasibility and superiority.     

SolidWorks中行星齿轮传动的快速装配

风力发电系统中广泛采用行星齿轮传动。在CAD软件中很难实现行星齿轮快速、精确的装配。基于齿轮啮合原理，讨论了行星齿轮传动的均布安装条件，确定了各行星轮的位置和方向。并利用SolidWorks中方程式的功能，制作了适用于快速完成行星齿轮传动装配的模板。该方法也可适用于其他CAD软件，具有容易实现、方便实用的优点。     

SolidWorks中行星齿轮传动的快速装配

风力发电系统中广泛采用行星齿轮传动.在CAD软件中很难实现行星齿轮快速、精确的装配.基于齿轮啮合原理,讨论了行星齿轮传动的均布安装条件,确定了各行星轮的位置和方向.并利用SolidWorks中方程式的功能,制作了适用于快速完成行星齿轮传动装配的模板.该方法也可适用于其他CAD软件,具有容易实现、方便实用的优点.     

基于Pro／Engineer的锥齿轮箱参数化设计

为缩短复杂零部件模型的设计周期,提高生产效率,对机械CAD软件Pro／Engineer二次开发技术进行了研究,并以复杂零部件模型锥齿轮箱的设计为例,以Pro／Toolkit作为核心技术对Pro／Engineer进行了二次程序的开发,实现了产品的参数化设计。运用Pro／Engineer基于坐标的装配技术与自动装配模块,快速完成锥齿轮箱的设计与建模。     

双圆弧弧齿锥齿轮的精确建模及其弯曲强度的有限元分析

利用切齿啮合过程中得到的实际包络的双圆弧弧齿锥齿轮齿面方程,通过三维CAD软件绘制了双圆弧弧齿锥齿轮的实际加工齿面,进而通过此曲面得到了实际加工后的双圆弧弧齿锥齿轮轮齿的三维实体模型。利用CAD软件与有限元分析软件的接口,将所建立轮齿的实体模型导入有限元分析软件,对其进行网格划分。最后对得到的有限元模型施加三组载荷,进行了双圆弧弧齿锥齿轮齿根弯曲应力的有限元分析计算。     

面向虚拟环境的CAD装配模型向运动模型的转换

探讨了在虚拟环境中进行复杂机械产品运动分析时CAD装配模型向机构模型转化的信息识别。首先在总结CAD装配系统提供的各种装配约束类型与其相对应的运动几何元素基础上,给出了平移和旋转自由度的归约规则,根据简单运动副约束与运动自由度及运动几何元素的映射关系,实现从零部件装配信息到运动分析用的构件和简单运动副信息的转换。     

渐开线环形齿球齿轮传动原理与运动分析

介绍了一种新发明的球齿轮传动--渐开线环形齿球齿轮机构。与传统的Trallffa球齿轮相比,新型球齿轮一是采用了渐开线齿廓,二是轮齿在球面上呈环形连续分布,因而克服了离散齿球齿轮存在传动原理误差和难以加工这两个缺陷。首先介绍了这种新型球齿轮传动及其齿面的形成原理,以及派生出的另外一种新机构--球齿轮齿盘机构;为便于分析研究,对新型球齿轮传动的各部分名词术语进行了定义,然后分析了球齿轮机构的安装方式与结构特点以及球齿轮传动的啮合特点;给出了这种新型球齿轮机构的正确啮合条件和连续传动条件。还推导出这种新型球齿轮的齿面方程和啮合方程,理论结果证明了环形渐开线齿廓的共轭齿廓曲面仍然是环形渐开线曲面。利用方向余弦矩阵法分析了分别固联于主动球齿轮和从动球齿轮上两个动座标架之间的关系,通过旋转变换,分别推导出球齿轮机构和球齿轮齿盘机构的正、逆运动学模型,借助于行星轮系传动比计算方法求出了球齿轮行星传动中行星轮输出轴的偏转角与系杆框架偏转角之间的关系。     

阀门电动装置蜗轮蜗杆精确建模研究

蜗轮蜗杆是阀门电动装置的关键传动部件,进行精确的实体建模是进行有限元接触分析的前提,而蜗轮的齿面是复杂的空间曲面,是建模的难点。通过蜗轮蜗杆的啮合关系得出蜗轮齿面啮合方程,运用Matlab编程求解蜗轮齿面方程得到齿面上的离散点,再通过Pro／E逆向反求得到蜗轮齿面,最终实现蜗轮的精确建模。另外通过Pro／E建立蜗杆模型并对蜗轮蜗杆进行装配,经检验装配后无干涉存在,结果表明该方法能够准确地建立蜗轮蜗杆实体模型。     

Simulation of gear shaving with considerations of cutter assembly errors and machine setting parameters

Gear shaving is commonly used as a finishing process for gear manufacturing. The precision of the shaved gear tooth profile is highly dependent on both the parameter adjustments of the shaving machine and the cutter assembly errors. This paper develops the mathematical model of the shaved gear with crowning taking into account the setting parameters of the gear shaving machine and cutter assembly errors. The effects of the parameters on the work gear surface and the tooth lead crowning are also investigated. The results are thought to be relevant to the design, assembly, calibration, and control of a gear shaving machine.