齿轮的参数化设计与三维建模方法研究毕业论文.doc

齿轮的参数化设计与三维建模方法研究毕业论文目 录摘 要.IAbstract.I1 绪 论1.1齿轮设计现状.（1）1.2三维建模软件UG概述（2）1.3论文研究的目的和意义.（3）1.4论文研究的主要内容及创新.（4） 2 UG参数化设计 2.1前言（5） 2.2 UG参数化设计技术.（5） 2.3 UG在参数化设计方面的优点.（6）2.4本章小结.（6）3 齿轮三维建模方法 3.1前言.（7） 3.2提取齿轮的约束条件.（8） 3.3建立渐开线轮廓表达式.（8） 3.4渐开线轮廓绘制.（10） 3.5完成齿轮的造型.（14） 3.6本章小结.（16）4 总结 4.1全文总结.（18）4.2研究展望.（19）致谢.（20）参考文献.（21）附录1 绪 论1.1 齿轮设计现状 齿轮广泛应用于航空、航天和工程机械传动系统中,具有传动平稳,承载能力强等优点,有着非常广泛的应用前景。但其结构复杂,设计计算困难。在传统的齿轮设计方法中，齿轮的设计是一件非常繁琐、重复的工作，设计要查找的图表公式较多，需要考虑的条件、参数也较多，因此设计量比较大，传统的计算方法进行设计时效率和精度不会很高。在中国现代的齿轮设计中，齿轮设计这一任务是一件繁琐和重复的工作，国外已经有相应的齿轮设计软件出现，但是其软件设计标准、机械标准国的国情不符，他们通常采用的是欧洲的标准、美国标准以及日本标准，国外的相应软件只是提供了齿轮设计中的几个模块功能，集成度不高，不能完成齿轮的全部设计要求。近年来，优化设计和CAD应用在国外发展很快。在新产品设计方面普遍进行参数优化。这样它们在追踪市场、缩短技术准备周期，保证产品性能方面占了很大优势。在我国，一些企业和研究所在这方面刚刚起步，大多数工程技术人员仍然在采用手工绘图，绘图工作仍很艰难。有的企业在购置普遍生产设备方面很慷慨，但在购置计算机硬件以及软件方面却显得“小家子气”。目前，市场上有很多关于齿轮传动的设计系统，但是都或多或少地存在着不完善的地方。例如，有的软件只具有几何参数设计功能，后来即使实现了齿轮造型的功能，模型却非常粗糙，甚至是使用圆弧等简单曲线代替渐开线对齿廓曲线进行造型，不能很好的表达渐开线齿廓的几何特性;还有一些软件没有充分地注重设计者的主观能动性，表现在：一些经验参数的选取直接采用了系统默认值，当输入的唯一初始值时，只能设计出唯一的一个结果；少数单位也开发了较为完整的齿轮设计软件，虽然比较适于生产实际的需要，价格却很高。因此在生产实际中，很多设计人员为了在特定的要求下进行齿轮的设计和造型，仍然使用手动设计这一古老的方法，这种方法工作量大、效率很低、容易出错。渐开线齿轮，由于其复杂性，一般设计者很难精确造型。有些文献指出，随着塑料齿轮模具的广泛应用和快速成型及虚拟制造技术的迅速发展，用小型CAD软件对齿轮三维基体和齿面进行参数化造型设计己成为设计者的迫切需求。1.2 三维建模软件UG概述 UG是Unigraphics的缩写，这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，目前已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。 UG的开发始于1990年7月，它是基于C语言开发实现的。UG NX是一个在二和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。因此软件可对许多不同的应用再利用。 一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域(自然科学或工程)、数学(分析和数值数学)及计算机科学的知识。然而，所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。最终软件的实现变得越来越复杂，以致于超出了一个人能够管理的范围。一些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网格加密（adaptivemeshrefinement）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究，同时随着计算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。 UG的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。 一个如UG NX这样的大型软件系统通常需要有不同层次抽象的描述。UG具有三个设计层次，即结构设计(architecturaldesign)、子系统设计(subsystemdesign)和组件设计(componentdesign)。 至少在结构和子系统层次上，UG是用模块方法设计的并且信息隐藏原则被广泛地使用。所有陈述的信息被分布于各子系统之间。 如今制造业所面临的挑战是，通过产品开发的技术创新，在持续的成本缩减以及收入和利润的逐渐增加的要求之间取得平衡。为了真正地支持革新，必须评审更多的可选设计方案，而且在开发过程中必须根据以往经验中所获得的知识更早地做出关键性的决策。 NX 是 UGS PLM 新一代数字化产品开发系统，它可以通过过程变更来驱动产品革新。 NX 独特之处是其知识管理基础，它使得工程专业人员能够推动革新以创造出更大的利润。NX 可以管理生产和系统性能知识，根据已知准则来确认每一设计决策。 NX 建立在为客户提供无与伦比的解决方案的成功经验基础之上，这些解决方案可以全面地改善设计过程的效率，削减成本，并缩短进入市场的时间。通过再一次将注意力集中于跨越整个产品生命周期的技术创新， NX 的成功已经得到了充分的证实。这些目标使得 NX 通过无可匹敌的全范围产品检验应用和过程自动化工具，把产品制造早期的从概念到生产的过程都集成到一个实现数字化管理和协同的框架中。 NX 为那些培养创造性和产品技术革新的工业设计和风格提供了强有力的解决方案。利用 NX 建模，工业设计师能够迅速地建立和改进复杂的产品形状,并且使用先进的渲染和可视化工具来最大限度地满足设计概念的审美要求。 NX 包括了世界上最强大、最广泛的产品设计应用模块。 NX 具有高性能的机械设计和制图功能，为制造设计提供了高性能和灵活性，以满足客户设计任何复杂产品的需要。 NX 优于通用的设计工具，具有专业的管路和线路设计系统、钣金模块、专用塑料件设计模块和其他行业设计所需的专业应用程序。 1.3 论文研究的目的和意义 齿轮作为最重要的基础传动部件被广泛应用于机械、冶金、石化、煤炭、水电等行业。在齿轮箱的设计和生成过程中，需要大量的分析、计算和绘图工作，采用现代设计方法可以彻底改变过去依靠手工计算和绘图时效率低、易出错等局面，使齿轮设计人员借助计算机及相应软件可迅速、高效、准确的进行设计方案的确定、比较、分析和绘图，为生产企业以高技术、高质量、低成本占领市场提供技术保障。一般常见的齿轮的设计方法顺序是：首先对给定一定约束条件的齿轮进于参数的强度计算，然后根据计算结果进行校核；然后根据计算结果算轮的几何尺寸，根据几何尺寸进行运动模拟，核实齿轮运动时是否存在，如果没有则进行齿轮的优化设计计算，再将优化结果反馈到校核公式校核，继续干涉分析，最后根据优化计算结果生成齿轮的工程图。这之前一般都是相互独立进行，其中强度计算方法有很多种，优化方法也有几种，设计时容易产生重复工作，于是产生了设计一套集成这些功能的系想法，来完成集成这些设计功能，简化齿轮的设计任务，提高设计效率确度。另外在传统齿轮设计中，对于齿轮的强度校核过程和设计过程主要是通过人工设计完成，计算繁琐，易于出现设计误差和错误，设计周期长且难以实现优化设计，此次设计是针对齿轮的参数化设计而进行的，可以极大地提高设计的速度和效率并实现优化设计。 渐开线齿轮是各种机械运动设备中常用的零件，在设计制造中工程设计人员经常需要对齿轮齿形进行精确的造型。由于其复杂性，有一些软件（如Solidworks,AutoCAD）没有提供精确造型功能,并且齿轮的精确造型要求是最重要的一个环节，其直接关系到齿轮的齿合，影响到机械传动以及机械的使用寿命等等方面，因此为了快速准确的生成齿轮零件的三维模型，我们利用UG软件可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。UG具有功能强大、性能稳定以及兼容性好、交互性强等特点,近年来在我国机电产品辅助设计和制造领域得到广泛应用。UG作为通用的三维CAD/CAM系统在功能上完全能够满足机械产品的设计要求，但是在系统操作的人性化和易用性方面并非完全尽人意。为此，本文应用了UG的工具参数表达式、参照关系和对外输出接口，建立了基于UG的渐开线齿轮参数化设计模型，来解决齿轮精确造型快速化方面的难题。系统的开发具有以下意义：1.保证了齿形造型的精确性2.造型快速，避免了传统手工工作的繁琐过程3.为后续的齿轮CAE.CAM等提供了精确的三维实体4.对基于UG的齿轮参数化设计和建模进行了有益探索1.4 论文研究的主要内容及创新 建立齿轮的三维模型有多种方法，而大多数建模软件在绘制渐开线时采用样条曲线拟合的方法，近似渐开线。而UG软件中的公式曲线功能绘制的渐开线时完全精确的，并且可以进行参数化设计，通过改变公式中设置的齿轮模数m、齿数z、压力角a，进行参数化设计，设计各种型号的齿轮，达到设计要求。2 UG参数化设计2.1前言计算机辅助造型技术已在产品设计、工程分析、快速成型等技术领域获得了广泛应用。在应用CAD/CAM技术设计、制造齿轮产品时，齿轮的三维实体造型是一个瞬需解决的技术难题，如齿轮造型精度不高，将直接影响有限元分析、虚拟样机设计的仿真结果，并影响到齿轮产品的CAM制造精度。目前，对工程中最常用的渐开线圆柱直齿轮的三维造型理论与方法已进行了大量研究，并取得了较为成熟的研究成果(如基于UG软件的3种生成方法、基于CAXA软件的生成方法等)。对于结构更为复杂的斜齿轮，由于其齿面为螺旋渐开线齿廓曲面，因此三维造型难度更大，目前主要采用二次开发法和加工模拟法来实现其造型(如基于AutoCAD软件的造型方法、基于Solid Edge软件的造型方法等)。其中，二次开发法对设计人员技术水平要求较高，造型过程烦琐，适用范围也受到一定限制；加工模拟法需要模拟刀具和轮坯两个模型的范成运动并进行全程布尔运算，生成的文件较大，设计周期较长。在采用集成化软件UG进行齿轮设计的过程中，我们将UG的三维参数化造型、表达式处理、自由曲面扫描等功能有机结合起来，通过 UG 软件的表达式功能来实现齿轮的参数化设计，从而避免了复杂的编程处理，大大降低了工作量；通过改变其中的驱动参数或表达式值即可实现零件的相应改变，从而实现了完全的参数化建模。2.2 UG的参数化设计技术UG参数化设计技术（又称尺寸驱动几何技术）的基本思想，是和几何约束共同构成，完备的约束模型通过尺寸对几何形的某些控制元素加以约束，构成几何元素以完整的表示。UG的全参数功能无需用户编程，直接利用设计变量来控制模型的形状和大小。UG设计者从产品要求和功能上入手，对产品的每个零件建立了最佳模型。零件和装配可统称为模型，所以三维实体造型包括三维零件造型和装配造型两个部分。在产品的设计过程中零件不单单是孤立的几何元素。从设计制图、数控加工、分析和装配都存在相关性。相关性设计为我们提供了非常方便的修改产品的方法，减少了重复性的工作，保持了信息的一致性，是支持并行设计的基础软件之一。应用现代UG技术，对产品进行参数化建模，可以用参数建立起零件内各个特征之间的相关关系和不同部件中几何体的相关关系。通过对部件的关键参数进行调整，达到优化性能的目的。同时，通过设计时设定的相关参数，实现相关部件的关联改变，可以有效的减少设计改变的时间及成本，并维护设计的完整性。产品设计包括零件设计和装配设计，在设计产品时可以先设计产品的每一个零件然后在进行装配设计，这是一种自底向下的设计方法。二是自顶向下的设计方法，即从装配图到零件图的设计方法，先建立装配图在逐步添加零件或设计几何，产生子装配或部零件。当设计人员在进行齿轮的计算机辅助设计时，利用UG软件的表达式(Expression )工具并结合解析算法，可较好保证计算精度并减小编程工作量；利用矩阵变换方式可提高对称轮廓的设计精度；利用单齿阵列操作可减小计算量，生成较小的零件文件；建立的方程重复利用率高，只需改变其中部分参数即可生成新的曲线，提高了设计效率。该方法不仅可应用于产品的有限元分析和虚拟装配，而且还可用于计算机辅助教学。此外，应用该方法可显著提高计算机辅助加工精度。2.3 UG在参数化设计方面的优点UG系统最典型的特点是参数化，体现参数化除使用尺寸参数系统控制外，还在尺寸间建立数学关系式。使其保持始终相对的大小，位置或约束条件。在零件模式下，系统允许建立特征之间的关系式，使零件中不同特征产生关联，此时创建的参数关系式或为零件关系式。UG的参数化设计是通过改动图形的某一部分或某几部分的尺寸，或修改己定义好的零件参数，自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现对图形的驱动，其参数驱动的方式便于用户修改和设计。用户在设计轮廓时无需准确的定位和定形，只需勾画出大致轮廓，然后通过修改标注的尺寸值来达到最终的形状，或者只需将邻近的关键部分定义为某个参数，通过对参数的修改实现对产品的设计。UG的参数化设计极大的改善了图形的修改手段，提高了设计的柔性，在概念设计、动态设计、实体造型、装配，公差分析与综合、机构方针、优化设计等领域发挥着越来越大的作用，体现出很高的应用价值。(1)支持设计过程的完整阶段 传统CAD系统基于几何模型设计，所能处理的只能是图形元素的几何信息，而UG系统可以记录几何形体的精确坐标信息，大量丰富的具有实际工程意义的集合拓扑和尺寸约束信息、功能要求信息，其应用能支持设计过程的完整阶段，适用于产品的详细设计阶段。(2)支持快速的设计修改和有效地利用以前的设计结果 传统CAD系统只记录了产品的几何坐标信息。这样一来，即使一个很小的设计修改也往往会引起整个设计模型的删除或重画，导致放弃以前大量设计工作，这不仅效率低而且难以保证设计约束的前后一致性。而UG具有很好的关联性，通过对关键部分定义为参数，通过对参数的修改实现对产品的设计。(3)很好地支持设计的一致性维护工作 UG系统可以记录下设计对象内部元素间相互关系，在修改设计时，某局部的改动能自动反映到相关部分的变动，需要设计人员逐步进行修改，这样，往往可以保证设计要求在设计反复时可靠地得到保证。(4)符合工程设计人员的习惯 传统CAD系统面向具体的几何形状，使工程设计人员过多地局限于某些设计细节，而在应用UG时工程设计人员只需通过对原型的不断定义和调整，逐步细化达到最佳的设计结果的。(5)支持并行设计过程 一个产品的设计过程，需要多个设计人员多方面、多层次、多阶段设计活动的参与，这就要求从一开始就考虑到产品从概念设计到最终消亡的整个生命周期的所有因素，强调设计过程的并行协调。UG系统可以支持并行的设计过程。2.4本章小结UG软件是当今世界上较为先进的一款三维制图软件，利用UG的表达式功能并结合解析算法分析进行参数化设计并建立三维模型快速方便，可以极大的减少设计人员的工作量，缩短工作周期，还可以对渐开线齿轮机构进行运动仿真，从而校核渐开线齿轮的设计、装配以及传动是否合理，提高产品响应市场的能力，其丰富的数据接口，可以为后续的有限元动力学分析提供精确的三维模型，实现CAD系统和CAE系统的无缝链接，大大提高分析效率。3 齿轮三维建模方法3.1前言齿轮的三维建模，既可以用齿轮设计计算所得到的各种数据进行三维实体造型，也可以通过对话框直接输入齿轮的有关参数，如模数、齿数、压力角、变位系数、齿顶高系数、齿侧间隙、齿轮厚度、和齿轮的精度等等，进行三维实体模型设计，齿轮轮齿建模有多种方法：（1）根据齿轮的有关参数，在工作平面上生成齿轮的全部齿形，然后根据拉伸命令进行整体拉伸生成齿轮模型。如图3-1：图3-1（2）根据齿轮的有关参数，先生成单个齿形，在拉伸成三维实体造型，然后再绕中心点进行旋转拷贝最后联合成一个整体。如图3-2：图3-2（3）按齿轮的有关参数先生成齿轮的齿坯和齿槽轮廓，并将齿槽轮廓拉伸成三维实体，相当于生成了一把加工齿轮的刀具，然后将齿槽轮廓实体绕齿轮中心进行旋转拷贝，再用齿坯减去齿槽实体从而生成齿形，这种生成齿轮的三维实体的方法与加工齿轮的方式相同。如图3-3： 图3-3对于渐开线圆柱齿轮，不管采用哪种齿轮建模方法，都需要生成渐开线齿形轮廓。但在实际开发过程中，生成的并不是真正的渐开线齿廓，而是一条关键点在渐开线上的样条曲线，因为多数CAD系统无法直接生成渐开线。生成齿轮的齿形轮廓的方法是，先根据齿轮参数和渐开线方程式计算出渐开线上的各点，再用样条曲线拟合这些点，从而生成一条近似渐开线的齿槽轮廓。由于各种齿轮建模方法都是用样条曲线作为齿形轮廓，因此生成齿轮方式不同，则数据计算量的多少也不相同，生成齿轮的速度也不一样，所生成的齿轮文件大小也有差别。由于第一种方法是对全部齿形轮廓进行整体拉伸，其运算量最大，运行的速度最慢，生成的零件文件最大；第二种方法和第三种方法增加了合并的步骤，其速度较第三种方法慢；因此，第三种方法生成齿轮的速度最快，零件文件最小。本文正是基于第三种方法的以直尺圆柱齿轮为列介绍UG的参数化建模方法。3.2提取齿轮的约束条件这里以直齿轮为例，分析约束参数的提取过程，该方法可以扩展到其它产品模型约束参数的提取中。根据用户在设计直齿轮图样时的需求，结合齿轮设计的关键尺寸约定，这里得到直齿轮的主要参数有:齿数z，模数m，分度圆压力角a，齿顶高度h,顶隙系数c。这些是齿轮绘制时的常用参数，约定了这些变量，一个直齿轮便定制好了且是唯一的。3.3建立渐开线轮廓表达式如图3-4所示，当一直线BK沿一圆周作纯滚动时，直线上任意点的轨迹AK，就是该圆的渐开线。这个圆称为渐开线的基圆，它的半径用rb表示，直线BK为渐开线的发生线，角度k为渐开线AK段的展角。 图3-4A为渐开线在基圆上的起点，K为渐开线上的任意点，它的向径用rk表示，渐开线AK段的展角用k表示。又当此渐开线作为齿轮的齿廓并且与其共轭齿廓在点K齿合时，侧此齿廓在点K所受正压力的方向（即齿廓曲线在该点的法线）与齿轮绕O点回转时点K的速度方向线（沿aK方向）之间所夹的锐角，称为渐开线在点K的压力角，以ak表示。由图3-4可见rk=rb/cosak,又因tgak=BK/rb=rb(ak+k)/rb=ak+k可以得到:k=tgak-k。由上式可知，展角ak是压力角的函数，又因该函数是根据渐开线的特性推导出来的，故称其为渐开线函数，通常用invak来表示k,即k=tgak-ak综上所述可得渐开线的极坐标参数方程式为：rk=rb/cosak; k=tgak-ak;当用直角坐标来表示渐开线时，其方程式为：x=rbsinurb-ucosu; y=rbcosu+rbusinu式中u为渐开线在k点的滚动角，u= k+ak 3.4渐开线轮廓绘制本文根据下列参数绘制直齿圆柱齿轮：模数4；齿数24；压力角为标准的20；齿轮厚为35；孔径45；键槽14*3由上列数据计算齿轮参数： 分度圆直径=4*24=96 齿顶圆直径=4*（24+2）=104齿根圆直径=4*（24-2.5）=86 基圆直径= 4*24*cos20=90.2 分度圆齿槽角=360/24/2=7.5（1）创建圆柱齿坯: 在建模窗口单击“ 成型特征”工具中的圆柱按钮。在对话框类型中选中“直径、轴、高度”，在直径和高度对话框中分别输入104和35，点击应用。接着在直径和高度对话框中分别输入45和35，在布尔运算对话框中选择求差选项点击确定。如图3-5： 图3-5接着在特征工具条中选中键槽按钮，在打开的对话框中选择矩形点击确定，然后选择zc-yc为键槽放置面，选择Z轴为水平参考线，在打开的如图3-6对话框中输入如图所示的数值： 图3-6点击确定即可生成齿轮齿坯如图3-7。 图3-7（2）创建渐开线：在工具栏中选择表达式打开对话框，在名称和公式对话框中分别输入如下表达式，t=0/ UG定义的变量m=2/ 齿轮模数z=24/ 齿数r=m*z*cos(20)/2/ 基圆半径a=0/ 起始角b=60/ 终止角u=(1-t)*a+t*b/ 角度值 xt=r*cos(u)+r*rad(u)*sin(u)/ 直角坐标横坐标 yt=r*sin(u)-r*rad(u)*cos(u)/ 直角坐标纵坐标其中模数m，齿数z，压力角a可以根据实际需要设定完成后对话框如图3-8点击确定。 图3-8 在曲线中选择规律曲线按钮，在弹出的对话框中选中根据方程按钮，依次点击确定，在规律控制中输入规律值为0点击确定即可生成渐开线如图3-9 图3-9（3）创建齿槽轮廓线：在渐开线所在的平面创建草图，以齿轮圆心为圆心创建两个圆直径分别86和96，再以圆心为端点画一条直线连接渐开线和分度圆的交 点, 并选择“ 编辑|变换|绕点旋转”将此直线以圆心为中心旋转3.75度（360/4Z）。再选择“ 编辑|变换|用直线做镜像”命令镜像另一侧齿廓线, 再次利用曲线修剪命令对齿顶圆及齿根圆裁减,点击完成草图，最终得到齿槽轮廓线如下图3-10所示。 图3-103.5完成齿轮的造型（1）创建圆柱齿槽：拉伸创建好的齿槽轮廓线，并将它与圆柱进行相减的布尔运算结果如下图3-11所示。 图3-11（2）再利用圆周阵列形成轮齿，“ 编辑|变换|环形阵列”命令, 在“ 数字”文本框中输入“24”, 在“ 角度增量”文本框中输入“ 360/24”, 完成阵列操作形成的齿轮如下图3-12所示。至此已完成齿轮三维建模的全部过程。 图3-123.6本章小结齿轮是机械行业中应用最广泛的零件之一。齿轮轮齿精确的三维造型是齿轮机械动态仿真、NC加工、干涉检验以及有限元分析的基础。由于齿轮轮廓线不是标准曲线,有些制图软件用计算出轮廓线上的点,再利用样条曲线拟合生成近似轮廓的方式建模,这样绘制的轮廓曲线不准确。这里介绍应用UGNX7.0软件表达式功能通过齿轮渐开线方程精确生成齿轮轮廓的方式对齿轮进行参数化的设计和三维造型。确定齿轮模型主参数齿轮结构一般由轮齿、齿槽、齿顶圆、齿根圆、基圆、分度圆等组成。而每种结构形成均由一组对应的参数决定。为了达到齿轮和各项技术要求,就要考虑齿轮每个参数的改变,这些参数与齿轮尺寸形状位置之间以各种表达式关联,每个参数的改变都会引起齿轮的形状发生改变。将这些参数提取,通过变量的定义和传递进行齿轮实体造型设计,当赋予一组具体参数值时,得到一个新齿轮,从而实现齿轮设计的参数化。4 总结4.1全文总结 齿轮是机械传动中的主要部件，也是机械制造业中常见的零件，它广泛的应用于机械传动及整个机械领域中。涉及核工业、铁道、国防军工、电子、土木工程、造船、生物化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通等多个行业。“齿轮一小步，中国一大步”。我国重大装备的动力装置制造技术一直受制于人的根本原因之一就在于齿轮制造工艺落后。大规格、高精度锥齿轮主要应用于大型船舶、机车、矿山冶金、能源开采和国防军工装备，是先进动力装置核心部件，而参数化设计可以大大提高模型的生成和修改的速度，在产品的系列设计、相似设计都具有较大的应用价值。因此研究齿轮的参数化设计和强度分析非常的有意义。一方面可以提升齿轮品种数量以满足各个行业对齿轮的不同需求；另一方面可以节约开发周期和开发成本，通过相关计算机软件对所设计的齿轮在各种情况下的模拟分析，使齿轮的设计和制造更合理、更经济。 目前，在齿轮设计方面主要困难在于渐开线的生成，由于渐开线齿轮齿型比较复杂，而大多数三维建模系统都不能直接生成齿轮造型，因此，对普通设计人员来说，要对齿轮进行三维造型并不是一件容易的事情。本文正是基于UG7.0介绍了齿轮的参数化建模过程。在UG集成环境中绘制齿轮机构，重点是齿廓曲线的绘制，因为齿轮轮廓曲线不是标准曲线，所以其绘制过程有一定的特殊性，UG提供了完美的曲线造型功能，能够精确的实现齿廓曲线的绘制，实现齿轮的三维精确建模。4.2研究展望国际上，动力传动齿轮装置正沿着小型化、高速化、标准化方向发展，特殊齿轮的应用，行星齿轮装置的发展、低振动、低噪声齿轮装置的研制是齿轮设计方面的一些特点，为达到齿轮装置小型化的目的，可以提高现有渐开线齿轮的承载推力。各国普遍采用齿硬面技术，提高硬度以缩小装置尺寸；也可以运用以圆弧齿轮为代表的特殊齿形。例如英法联合研制的舰载直升机主传动系统采用圆弧齿轮后，使减速器高度大为降低。随着船舶动力中速柴油机代替的趋势，在大功率行星齿轮装置确有成效，现在冶金、矿山、水泥一扎机等大型传动装置中，行星齿轮以其体积下、同轴性好、效率高的优点而应用越来越多。 由于计算机技术的发展，促进了各项技术的发展同样，在齿轮的设计、计算方面进展也很快，人们利用计算机能对各种可能的设计方实进行计算、分析和比较，并通过优选，取得较为理想的结果例如在分析齿面接触区，求啮合线与相对速度夹角中，对弹流润滑计算以及几何参数计算等方面编制了程序。还有，在齿轮修形计算与齿轮承载能力计算方面都编有程序我国已编制了GB3480-83渐开线圆柱齿轮承载能力计算标准的程序软件,供生产应用在齿轮加工方面，可以利用计算机控制整个切齿过程使制造质量稳定可靠目前，国内在研究应用微机对弧齿锥齿轮的切齿调整卡进行计算，可对加工偏差及时调整使齿面接触达到比较理想的位置，并大大提高了工效。此外，根据数控原理，应用微机对环面蜗杆螺旋齿面进行抛物线修形，已经应用于生产。虽然这方面的工作在国内还处于起步阶段，但它对提高齿轮制造质量和技术水平具有重要意义。致谢光阴荏苒，岁月如梭，在不知不觉间大学生活已接近尾声。在此我想感谢我的母校、亲人，我的老师、同学和朋友们，感谢你们四年来为我默默付出。感谢你们四年来给我的关心、鼓励和帮助，感