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基于Proe的齿轮泵设计.doc
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基于Proe的齿轮泵设计.doc
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摘 要
本文介绍了利用 Pro/E 软件,来完成齿轮油泵三维建模设计。齿轮油泵设计主要从
零件建模、装配设计、机构运动仿真、工作原理动画几个方面展开。用 Pro/E 建立三维
模型及模型库,进行虚拟装配、动画演示、运动特性分析,将三维技术融入机械类等课
程,从而实现用现代化教学手段达到降低教学成本,提高教学质量的目的。
关键词:齿轮油泵,三维建模, Pro/E,计算机辅助教学,机构仿真
Based on Pro/E three-dimensional modeling of the gear pump design
Abstract
This article describes how to use Pro/E to complete the design of
three-dimensional modeling of gear pumps. The design of gear pumps, mainly began
from parts modeling, assembly design, simulation of body movement, the work of
several aspects of the principle of animation. Utilizing Pro/E to establish
three-dimensional model and model-base, virtual assembly, animation demo ,
movement analysis, three-dimensional technology will be integrated into the
mechanical subject, which made it become true to achieve reducing the cost of
teaching and improving the quality of teaching using the teaching methods of
modernization.
Keywords:gear pumps, three-dimensional modeling, Pro/E, CAI ,simulation
目 录
1 绪论............................................................................................................................1
1.1 机械专业传统的教学方式存在的问题.............................................................1
1.2 将三维技术应用到机械类专业课的教学中.....................................................1
2 设计概述....................................................................................................................2
3 设计过程....................................................................................................................3
3.1 齿轮油泵零件建模设计.....................................................................................3
3.1.1 齿轮油泵骨架的设计..................................................................................4
3.1.2 齿轮油泵主体的设计..................................................................................5
3.1.3 齿轮油泵左盖的设计..................................................................................7
3.1.4 创建齿轮泵右侧盖的设计..........................................................................8
3.1.5 齿轮轴的设计..............................................................................................8
3.1.6 其它零件的创建........................................................................................12
3.2 齿轮油泵装配设计...........................................................................................13
3.2.1 虚拟装配设计............................................................................................13
3.2.2 生成爆炸图................................................................................................16
4 机构仿真及工作原理动画......................................................................................17
4.1 齿轮油泵机构仿真设计...................................................................................17
4.2 齿轮油泵工作原理动画仿真...........................................................................19
5 总结..........................................................................................................................22
致谢..............................................................................................................................23
参考文献......................................................................................................................24
1 绪论
计算机辅助教学是教学发展的一个焦点,Pro/E 等三维建模软件的发展以及
虚拟制造技术的出现为机械类专业课教学提供了一种极好的现代化教学的工作
平台
[1]
。
(1) 在机械类课程的教学中,经常需要实物模型帮助学生理解教学内容,
如果没有模型,仅仅依靠讲解,是很难讲清楚一个立体结构的。学生缺少对实物
的感官认识也就更难理解没有模型的讲解,而传统的教学方式是利用教学实物模
型,但实物模型携带不方便,而且容易损坏,不便于保管。
(2) 教学中存在的另一个问题是传统的教学实物模型一成不变,更新换代
的速度慢,而几十年不变的教学模型已不能满足教学和科技时代不断进步的需要。
时代在发展,教学内容在不断更新,当然教学模型也要跟上教学内容的更新,要
想根据教学需要更改实物模型是很困难的。更换新实物模型成本又很高,而旧模
型基本没有再利用的价值,造成很大的浪费。
(3) 传统的教学模型作运动演示和运动分析也存在很多缺陷,一是学校很
难保证有一套完整的机械专业的教学模型,而且成本也较大;二是有些空间的机
构内部的运动很难观察到;三是装配模型时容易损坏零件,运动容易出故障;四
是运动特性的分析也很困难。
Pro/E 系统是美国参数技术公司(Parametric Technology Corporation,简称
PTC)的产品。本软件采用单一数据库、参数化、基于特征、全相关的概念,改
变了机械 CAD/CAE/CAM 的传统观念,这种全新的概念已成为当今世界机
械 CAD/CAE/CAM 领域的新标准。将现代化的 Pro/E 三维技术应用到在机械
专业课的教学中,可以解决以上传统教学存在的很多不足
[2]
。
(1) 建立零件的三维模型,虚拟的模型便于现代化教学,在教学中如果应
用 Pro/E 的三维技术建立零件的三维模型,可以避免传统教学模型的缺点,它同
样具有实物教学模型的直观、容易理解的优点,又克服了传统教具的不足,避免
了携带困难的问题,还便于制作多谋体课件。
(2) 把教学中常用的零件、部件和标准件建立起自己的模型库,利用 Pro/E
提供的强大的基于特征的参数化实体造型功能,把教学中常用的零件、部件和标
准件,利用微机的存储信息量大的特点建立起自己的模型库,以充分利用已有的
设计成果和前人的经验。
我们建立的教学模型库有如下特点:
1) 零件模型库的覆盖面广、标准新;
2) 当教学需要某一零件模型时,可直接从零件模型库中调出,不必手工绘
制;
3) 零件模型从模型库中调入后可任意移动、旋转,在装配时确定准确的位
置;
4) 零件模型库的操作使用简捷、方便、灵活、易学易懂;
5) 还可以用互联网实现零件模型库的资源共享,充分运用网络资源为教学
服务。
(3) 可将各种三维零部件和机械传动在 Pro/E 内进行虚拟装配、三维动画
演示和运动特性分析。
总之,把 Pro/E 的三维技术引入机械专业课的教学,彻底改变了传统的教学
理念,大大改善了辅助教学环境,提高了教学效果
[3]
。通过实践证明,我们只要
认真研究和大胆尝试辅助教学这一现代化教学手段,不断地去学习、掌握这种技
术,很好地将 Pro/E 的三维技术应用到我们的机械专业教学中去,提高工作效率,
充分利用微机多媒体辅助教学的优越性,调动学生的积极性,就一定能有效地帮
助我们达到降低教学成本,提高教学质量的目的。
2 设计概述
本设计主要围绕齿轮油泵设计这个实例展开。液压油泵作为一种重要的液压
元件,其规格和型号比较繁多,传统的开发过程繁琐、 效率低下、 绘图量大,
Pro/E 作为一款高效快捷的 CAD/CAM 软件,克服了以上的不足之处,大大提高
设计人员的开发速度,本文将着重就 Pro/E 的实体建模、虚拟装配、机构仿真等
功能进行齿轮油泵的设计。齿轮油泵包含多个零部件,其设计巧妙运用 Pro/E 基
于单一数据库这一特点并综合运用多种建模方法和设计方法。
设计的具体要求为:
(1) 齿轮油泵零件建模设计;
(2) 齿轮油泵装配设计;
(3) 齿轮油泵机构仿真设计;
(4) 齿轮油泵工作原理动画设计。
3 设计过程
3.1 齿轮油泵零件建模设计
齿轮油泵包含 20 多个零部件,其设计巧妙运用 Pro/E 基于单一数据库这一
特点并综合运用多种建模方法和设计方法
[4]
,齿轮油泵的最后设计结果如图 1 所
示,组件分解图如图 2 所示。
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oligaga
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