開題報告格式-2

黃石理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告PAGE4PAGE41、課題來源以往對于以往對于直齒、斜齒圓柱齒輪的三維造型建模很煩瑣,但三維造型軟件Pro/E突破性的解決了此問題。利用該軟件方便而精確建模的同時還能實(shí)現(xiàn)直齒、斜齒輪的參數(shù)化建模,這樣就實(shí)現(xiàn)了直齒、斜齒輪系列化設(shè)計,從而使設(shè)計人員從大量繁重的繪圖工作中解脫出來,提高了設(shè)計速度,并減少信息的存儲量。2、研究目的和意義隨著科技的發(fā)展，計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用在各個設(shè)計領(lǐng)域?，F(xiàn)在，它已經(jīng)突破了二維圖紙電子化的框架，轉(zhuǎn)向以三維實(shí)體建模、動力學(xué)模擬仿真和有限元分析為主線的機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)仿真技術(shù)。其研究范圍主要是機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析，核心是利用計算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析，以確定系統(tǒng)及其各構(gòu)件在任意時刻的位置、速度和加速度，同時，通過求解代數(shù)方程組確定引起系統(tǒng)各構(gòu)件運(yùn)動所需的作用力和反作用力。動態(tài)仿真技術(shù)一出現(xiàn)，就受到人們的普遍關(guān)注和重視，并且出現(xiàn)了許多基于動態(tài)方=仿真技術(shù)的商業(yè)軟件，較有影響的有美國參數(shù)技術(shù)公司的PTC。隨著科技的發(fā)展，計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)越來越廣泛的應(yīng)用在各個設(shè)計領(lǐng)域?，F(xiàn)在，它已經(jīng)突破了二維圖紙電子化的框架，轉(zhuǎn)向以三維實(shí)體建模、動力學(xué)模擬仿真和有限元分析為主線的機(jī)械系統(tǒng)動態(tài)仿真技術(shù)。其研究范圍主要是機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析，核心是利用計算機(jī)輔助技術(shù)進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)分析，以確定系統(tǒng)及其各構(gòu)件在任意時刻的位置、速度和加速度，同時，通過求解代數(shù)方程組確定引起系統(tǒng)各構(gòu)件運(yùn)動所需的作用力和反作用力。動態(tài)仿真技術(shù)一出現(xiàn)，就受到人們的普遍關(guān)注和重視，并且出現(xiàn)了許多基于動態(tài)方=仿真技術(shù)的商業(yè)軟件，較有影響的有美國參數(shù)技術(shù)公司的PTC。Pro/E（Pro/Engineer軟件）是美國參數(shù)技術(shù)公司（parametrictechnologycorporation，簡稱PTC）的重要產(chǎn)品，在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有重要的地位，它作為當(dāng)今世界機(jī)械CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標(biāo)準(zhǔn)而得到了業(yè)界的認(rèn)可和推廣，是現(xiàn)今最成功的CAD/CAE/CAM軟件之一。該軟件先進(jìn)的設(shè)計理念體現(xiàn)了機(jī)械設(shè)計自動化（mechanicaldesignautomation，MDA）系列軟件的最新發(fā)展方向，成為提供工業(yè)解決方案的有力工具，因而被廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、航空、航天、軍工、紡織等行業(yè)。用Pro/E設(shè)計的每一實(shí)體模型均有對應(yīng)的主要設(shè)計步驟及尺寸參數(shù)列表，通過修改此列表即可根據(jù)需要對設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行全面修改，而該列表的修改可通過運(yùn)行Pro/E中的program程序來實(shí)現(xiàn)，即通過對program程序的二次開發(fā)可實(shí)現(xiàn)零件的參數(shù)化設(shè)計。一個（或一類)零件可用一些概念化的特征參數(shù)控制零件的結(jié)構(gòu)尺寸，從而實(shí)現(xiàn)精確、快速的設(shè)計。齒輪傳動在各個行業(yè)中應(yīng)用廣泛，但Pro/E，ADMAS，和UG等軟件并沒有提供相應(yīng)的模塊，盡管通過復(fù)雜的造型設(shè)計可以生成齒輪，但變化齒形、齒數(shù)、模數(shù)和變位系數(shù)等參數(shù)后，又需要復(fù)雜的設(shè)計計算和造型形狀判斷，工作量復(fù)雜，因此齒輪的三維快速造型設(shè)計成為造型設(shè)計中望而卻步的工作。齒輪傳動在各個行業(yè)中應(yīng)用廣泛，但Pro/E，ADMAS，和UG等軟件并沒有提供相應(yīng)的模塊，盡管通過復(fù)雜的造型設(shè)計可以生成齒輪，但變化齒形、齒數(shù)、模數(shù)和變位系數(shù)等參數(shù)后，又需要復(fù)雜的設(shè)計計算和造型形狀判斷，工作量復(fù)雜，因此齒輪的三維快速造型設(shè)計成為造型設(shè)計中望而卻步的工作。為了促進(jìn)復(fù)雜機(jī)械系統(tǒng)齒輪造型的三維快速造型以及運(yùn)動仿真技術(shù)的發(fā)展，我參與了這項關(guān)于齒輪的造型與有限元手里分析的畢業(yè)設(shè)計課題。齒輪是使用量大面廣的傳動零件。自1765年歐拉（L.Euler）創(chuàng)立漸開線圓柱齒輪以來，至今已有二百多年的歷史。目前齒輪技術(shù)達(dá)到的指標(biāo)：圓周速度V=300m/s，轉(zhuǎn)速N=r/min，傳遞的功率P=kW，模數(shù)m=（0.004—100）mm，直徑d=1mm—152.3m。近年來，我國相繼制訂了齒輪和減速器許多新標(biāo)準(zhǔn)，新產(chǎn)品，新技術(shù)不斷涌現(xiàn)。齒輪（含汽車齒輪在內(nèi)）和減速器生產(chǎn)的年產(chǎn)值超過500億元，為發(fā)展我國的機(jī)械產(chǎn)品作出了重大的貢獻(xiàn)。3、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢隨著計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和自動化技術(shù)的推廣應(yīng)用，汽車隨著計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)和自動化技術(shù)的推廣應(yīng)用，汽車齒輪企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)作方式已經(jīng)從傳統(tǒng)的金字塔式多層次生產(chǎn)管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)化結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變，從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行工作方式轉(zhuǎn)變。一些先進(jìn)的汽車齒輪企業(yè)已經(jīng)通過精益生產(chǎn)、敏捷制造、智能制造，實(shí)現(xiàn)了高精度、高效益的智能化齒輪生產(chǎn)線計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)化管理。

汽車齒輪企業(yè)在進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計的同時進(jìn)行工藝過程設(shè)計，安排好產(chǎn)品生產(chǎn)周期的各個配套環(huán)節(jié)，縮短了產(chǎn)品投放市場的時間。并行工程在美國和日本的汽車齒輪行業(yè)應(yīng)用廣泛?？焖僭椭圃旒夹g(shù)在國外汽車齒輪行業(yè)發(fā)展十分迅速。早在1990年，美國的一些汽車齒輪制造企業(yè)就已經(jīng)做到了“3個3”：產(chǎn)品的生命周期是3年，

3、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢產(chǎn)品的試制周期是3個月，產(chǎn)品的設(shè)計周期是3個星期。產(chǎn)品的試制周期是3個月，產(chǎn)品的設(shè)計周期是3個星期。汽車齒輪企業(yè)向大型化、專業(yè)化、國際化方向發(fā)展。比如，世界最大的齒輪傳動系統(tǒng)集團(tuán)ZF已經(jīng)發(fā)展成為年產(chǎn)值達(dá)50億美元的跨國公司，有50%的產(chǎn)品出口。發(fā)達(dá)國家的汽車公司紛紛和齒輪廠脫鉤，實(shí)行國際采購。近幾年來，美國、日本和德國的一些汽車公司已經(jīng)開始來中國尋求齒輪、變速箱配套。汽車齒輪必將完全成為國際采購和國際配套的產(chǎn)品。

計算機(jī)技術(shù)和數(shù)控技術(shù)快速發(fā)展，提高了汽車齒輪產(chǎn)品的加工精度和加工效率，推動汽車齒輪產(chǎn)品向多樣化、整機(jī)配套模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化和造型設(shè)計藝術(shù)化方向發(fā)展。3.1我國齒輪工業(yè)的概況齒輪傳動產(chǎn)品是汽車。工程機(jī)械、農(nóng)機(jī)、摩托車、傳動系統(tǒng)的主體。工業(yè)齒輪傳動產(chǎn)品幾乎是所有機(jī)械成套裝備的主要傳動部件。隨著中國汽車、工程、農(nóng)機(jī)和成套機(jī)械工業(yè)的發(fā)展，近十年，中國齒輪工業(yè)得到了快速發(fā)展。目前，年產(chǎn)值已超過900億人民幣。齒輪工業(yè)主要由三類企業(yè)組成，車倆齒輪傳動制造企業(yè)、工業(yè)齒輪傳動制造企業(yè)與齒輪專用裝備制造企業(yè)。全國大小齒輪企業(yè)近千家，骨干齒輪企業(yè)400多家，億元以上的企業(yè)有70家，目前，齒輪行業(yè)已成為機(jī)械基礎(chǔ)件中規(guī)模最大的行業(yè)。3.2中國齒輪工業(yè)的資本結(jié)構(gòu)已成為三足鼎立的局面3.2.1中國齒輪工業(yè)的基礎(chǔ)是國有改制的各類股份公司，經(jīng)過30年的改革，尤其近十年來的股份制改造，企業(yè)發(fā)展迅速。如上海汽車齒輪公司、陜西法士特齒輪公司、南京高精齒輪公司、重慶試論箱有限公司等，都已經(jīng)成為年銷售10億—20億的企業(yè)。3.2.2獨(dú)資、合資企業(yè)技術(shù)先進(jìn)，市場運(yùn)作比較成熟，發(fā)揮了示范作用。如SEW(天津)公司進(jìn)入中國以后，發(fā)展迅速，已經(jīng)由獨(dú)家SEW（天津）公司擴(kuò)展成為SEW（蘇州）公司、SEW(廣州)公司。3.2.3民營股份企業(yè)活力四射，發(fā)展迅速，正在進(jìn)入國際市場。如浙江雙環(huán)齒輪公司、浙江中馬齒輪公司。杭州萬杰公司。江蘇太平洋精鍛齒輪公司，這些企業(yè)都是近10年飛速發(fā)展起來的，都有2億—10億元的銷售規(guī)模。4、本課題的主要研究內(nèi)容及擬采取的技術(shù)路線、試驗(yàn)方案(1)收集Pro/ENGINEER軟件和直齒、斜齒輪的資料、調(diào)研；(1)收集Pro/ENGINEER軟件和直齒、斜齒輪的資料、調(diào)研；(2)Pro/ENGINEER軟件的應(yīng)用和MECHNICA模塊的應(yīng)用；(3)完成直齒輪的參數(shù)化設(shè)計造型；(4)完成斜齒輪的參數(shù)化設(shè)計造型；(5)Pro/MECHNICA有限元分析模型的建立；(6)有限元單元網(wǎng)格的劃分、約束和負(fù)荷的設(shè)置；(7)直齒輪嚙合、斜齒輪嚙合過程中裝配與運(yùn)動仿真；(8)直齒輪、斜齒輪的靜力學(xué)分析，測算模型的應(yīng)力、應(yīng)變、位移等參數(shù)；5、預(yù)期達(dá)到的目標(biāo)及進(jìn)度安排通過本次研究，希望能對通過本次研究，希望能對基于Pro/ENGINEER的直齒、斜齒輪的造型與有限元受力分析有個系統(tǒng)而全面的認(rèn)識，加深對機(jī)械設(shè)計、機(jī)械原理等課程的技術(shù)理論認(rèn)識的理解，能熟悉Pro/ENGINEER軟件，能對直齒、斜齒輪的結(jié)構(gòu)和性能有個大致的了解。進(jìn)度安排如下：1、收集Pro/ENGINEER軟件和直齒、斜齒輪的資料、調(diào)研的資料、調(diào)研。并且完成畢業(yè)設(shè)計的開題報告、外文翻譯等工作。時間：2010年12月25日～2011年3月10日。2、熟悉Pro/ENGINEER軟件的應(yīng)用和MECHNICA模塊的應(yīng)用；Pro/MECHNICA有限元分析模型的建立；有限元單元網(wǎng)格的劃分、約束和負(fù)荷的設(shè)置。時間：2011年3月10日～2011年4月15日。3、完成直齒輪、斜齒輪的參數(shù)化設(shè)計造型；時間：2011年4月16日～2011年4月17日。4、Pro/MECHNICA有限元分析模型的建立；有限元單元網(wǎng)格的劃分、約束和負(fù)荷的設(shè)置；時間：2011年4月17日～2011年4月30日。5、直齒輪嚙合、斜齒輪嚙合過程中裝配與運(yùn)動仿真；直齒輪、斜齒輪的靜力學(xué)分析，測算模型的應(yīng)力、應(yīng)變、位移等參數(shù)；時間：2011年4月30日～2011年5月16日。4、答辯。6、閱讀的主要文獻(xiàn)、資料[1]門超.基于Pro/Engineer的斜齒輪參數(shù)化設(shè)計[J].科技信息(學(xué)術(shù)研究),2008[1]門超.基于Pro/Engineer的斜齒輪參數(shù)化設(shè)計[J].科技信息(學(xué)術(shù)研究),2008[2]王科元,陳永成.基于Pro/E的漸開線斜齒輪參數(shù)化設(shè)計[J].機(jī)械設(shè)計與制造,2005,(05).[3]張超,張益華.Pro/E二次開發(fā)技術(shù)在齒輪三維參數(shù)化設(shè)計中的應(yīng)用[J].機(jī)械制造與自動化,2004,(06).[4]李燕.基于Pro/E的齒輪三維參數(shù)化特征造型設(shè)計[J].制造技術(shù)與機(jī)床,2003[5]宋淑娥,施志輝.基于Pro/E的三維參數(shù)化標(biāo)準(zhǔn)件庫的建立[J].組合機(jī)床與自動化加工技術(shù),2004,(12).[6]徐軍民,王艷霞.基于Pro/E的三維參數(shù)化零件設(shè)計[J].浙江科技學(xué)院學(xué)報,2005,[7]趙德金,廉哲滿.基于Pro/Engineer野火版2.0的斜齒輪建模和運(yùn)動仿真[J].延邊大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2005,(04).[8]賈穎蓮,何世松.Pro/E在零件參數(shù)化設(shè)計中的研究及應(yīng)用[J].中國科技信息,2007,(18).[9]韋建召,晉剛,瞿金平.基于Pro/E的斜齒輪參數(shù)化造型的創(chuàng)建[J].現(xiàn)代制造工程,2004,(10).[10]熊義君,王國榮.基于Pro/ENGINEER的齒輪參數(shù)化設(shè)計方法[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010,(08).[10]陳惠.基于Pro/Engineer的斜齒圓柱齒輪的參數(shù)造型[J].機(jī)械研究與應(yīng)用,2006,(02)[11]郭南初.利用Pro/ENGINEER進(jìn)行齒輪的參數(shù)化設(shè)計[J].安徽建筑工業(yè)學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版),2003,(03)[1