UG与齿轮(调研报)告.doc

贵阳学院毕业论文（设计）调研报告课题名称：基于UG的锥齿轮虚拟设计及运动仿真 指导教师：宋 景学生姓名：杨 钊 学 号：081400401009 专 业：汽车服务工程什么是UGUnigraphics(简称为UG)是美国EDS公司出品的一套集CAD/CAM/CAE于一体的软件系统，是当今世界上最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件之一，在汽车、交通、航天航空、日用消费品、通用机械及电子工业等工程设计领域都有大规模的应用。UG软件还是目前最优秀的面向工业设计的专业CAD/CAMCAE类软件之一，在工业设计领域得到了广泛的应用。它提供了强大的实体建模技术，提供了高效能的曲面建构能力，能够完成最复杂的造型设计，除此之外，装配功能、2D出图功能、模具加工功能及与PDM之间的紧密结合，使得UG在工业界成为一套无可匹敌的高级CAD/CAM系统。UG软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能，在设计过程中还可以进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析，完成产品概念设计、模型建立、性能分析和运动分析、加工刀路的生成等整产品的生产过程，实现真正意义上的无纸化生产。UG面向过程驱动的技术是虚拟产品的开发的关键技术，在面向过程驱动技术的环境中，用户的全部产品以及精确的数据模型能够在产品开发全过程的各个环节包乘相关。由于系统采用统一的数据库，真正实现了CAD/CAE/CAM等各模块之间的无数据交换的自由切换，完全共享零件和产品模型的数据，为协同工作提供了基础。该软件的功能覆盖了整个产品的开发过程，即覆盖了从概念设计、功能工程、工程分析、加工制造到产品发布的全过程，是当今世界最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件之一。在汽车与交通、航天航空、日用品消费、通用机械、电子工业等各领域内，提供多极化的、集成的、企业级的、包括软件产品与服务在内的、完整的MCAD解决方案。UG还具有以下特点：l、具有统一的数据库，真正实现了CAD/CAE/CAM等各模块之间的无数据交换的自由切换，可实施并行工程。2、采用复合建模技术，可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融为一体。3、用基于特征（如孔、凸台、型胶、槽沟、倒角等）的建模和编辑方法作为实体造型基础，形象直观，类似于工程师传统的设计办法，并能用参数驱动。4、曲面设计采用非均匀有理B样条作基础，可用多种方法生成复杂的曲面，特别适合于汽车外形设计、汽轮机叶片设计等复杂曲面造型。5、出图功能强，可十分方便地从三维实体模型直接生成二维工程图。能按ISO标准和国标标注尺寸、形位公差和汉字说明等。并能直接对实体做旋转剖、阶梯剖和轴测图挖切生成各种剖视图，增强了绘制工程图的实用性。6、以Parasolid为实体建模核心，实体造型功能处于领先地位。目前著名CAD/CAE/CAM软件均以此作为实体造型基础。7、提供了界面良好的二次开发工具GRIP（GRAPHICAL INTERACTIVE PROGRAMING）和UFUNC（USER FUNCTION），并能通过高级语言接口，使UG的图形功能与高级语言的计算功能紧密结合起来。8、具有良好的用户介面，绝大多数功能都可通过图标实现；进行对象操作时，具有自动推理功能；同时，在每个操作步骤中，都有相应的提示信息，便于用户做出正确的选择。自从UG出现以后，在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其它高科技应用领域的机械设计和模具加工自动化的市场上得到了广泛的应用。多年来，UGS一直在支持美国通用汽车公司实施目前全球最大的虚拟产品开发项目，同时UG也是日本著名汽车零部件制造商DENSO公司的计算机应用标准，并在全球汽车行业得到了很大的应用，如Navistar、底特律柴油机厂、Winnebago和Robert Bosch AG 等。 另外，UG软件在航空领域也有很好的的表现：在美国的航空业，安装了超过10,000套UG软件；在俄罗斯航空业，UG软件具有90%以上的市场；在北美汽轮机市场，UG软件占80%。UGS在喷气发动机行业也占有领先地位，拥有如Pratt & Whitney和GE 喷气发动机公司这样的知名客户。航空业的其它客户还有：B/E航空公司、波音公司、 以色列飞机公司、英国航空公司、Northrop Grumman、伊尔飞机和Antonov。 同时，UGS公司的产品同时还遍布通用机械、医疗器械、电子、高技术以及日用消费品等行业，如：3M、Will-Pemco、Biomet、Zimmer、飞利浦公司、吉列公司、Timex、 Eureka 和Arctic Cat等。自从UG1990进入中国以后，其在中国的业务有了很大的发展，中国已成为其远东区业务增长最快的国家。什么是锥齿轮锥齿轮是圆锥齿轮的简称，它被广泛应用于传递相交轴之间的运动和动力, 通常情况两轴垂直相交。轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小，即大端和小端的参数不同，通常取大端上的参数为标准值，这是因为大端尺寸便于测量。锥齿轮的类型很多，也有很多的分类方法。按齿面节线可分为直齿、斜齿、圆弧齿、摆线齿；按两轴线位置可分为正交、斜交、偏置；按两轴交角可分为外齿合、内齿合、合平面齿合锥齿轮；按齿高收缩方式可分为标准收缩、等顶隙收缩、双重收缩、等高齿。锥齿轮的轮齿有直齿、斜齿和曲线齿等形式。直齿和斜齿锥齿轮设计、制造、安装较简单，其中直齿锥齿轮应用最广泛，相对而言斜齿锥齿轮则较少使用，但两者的噪声较大，只用于低速传动（5m/s）；曲线齿锥齿轮具有传动平稳、噪声小及承载能力大等特点，用于高速重载的传动，如飞机、汽车的传动机构。锥齿轮的技术发展与锥齿轮加工机床的发展是密切相关的，锥齿轮传动质量的提高及齿形改造都是伴随着新的切齿机型的出现或加工方法来更新。总体上来说，锥齿轮加工机床的的发展经历了以下几个阶段：上世界50年代中期的完全机械式随后20年带有少量电气控制式上世纪70年代开始的带有简单的PLC当前的全数控式。由纯粹的机械组合逐步演化为由强大的控制系统与简单的机械执行机构的组合。在所有的切屑机床中，曲齿锥齿轮加工机床的结构最为复杂。目前只有美国Gleason,瑞士Perlinkon和德国Klinggelnberg三家公司拥有比较权威的该方面的技术，他们各成体系，前者用来加工弧齿锥齿轮，后两者用来加工摆线齿锥齿轮。其他国家，包括我国，虽然也在进行探索探究，但在应用技术上，与他们三家相比，都存在很多不足，即使是日本和前苏联也仍然有相当大的差距，直到目前，世界上应用最多曲齿锥齿轮加工机床的还是是这三个厂家生产的。而在三维设计上，曲齿锥齿轮依然比其他的锥齿轮复杂得多。锥齿轮在UG中的创建