平面二次包络环面蜗杆传动数控转台的设计—3D建模与装配设计.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流平面二次包络环面蜗杆传动数控转台的设计3D建模与装配设计.精品文档.目 录摘要1Abstract1第1章 绪论21.1 课题的研究背景21.2 课题的研究内容和解决方法3第2章 UG二次开发工具52.1 UG软件概述52.1.1 UG软件的功能介绍52.2 UG二次开发相关工具概述62.2.1 UG/OPEN GRIP 72.2.2 UG/OPEN API 72.2.3 UG/OPEN Menu Script82.2.4 UG/OPEN UI Styler 92.2.5User Tools工具10第3 章平面二次包络环面蜗杆传动数控转台建模与

2、装配113.1直齿轮的三维建模113.2齿轮轴的三维建模123.3 输出轴的三维建模133.4平面二次包络环面蜗杆传动数控转台核心传动件的装配14结论与展望 20参考文献22致谢23附录一零件图实体模型24附录二外文翻译27平面二次包络环面蜗杆传动数控转台的设计3D建模与装配摘要：蜗杆传动是机械设备中最常用的传动装置，在机械设计中蜗杆的设计占有相当大的比重。基于涡轮蜗杆各参数间的关系，在UG中利用涡轮蜗杆参数表达式绘制涡轮蜗杆实体模型，实现涡轮蜗杆在UG中的参数化设计。UG/Open二次开发模块是UG软件的二次开发工具集，利用该模块可对UG系统进行用户化开发，可满足用户进行各种二次开发的需求。

3、学习了UG二次开发的各种工具，了解了各种工具的特点和适用范围。选择 UG/Open API编程语言，结合使用UG/Open Menu Script和UG/Open UI Styler开发工具，实现了基于UG二次开发工具的涡轮蜗杆的参数化设计。关键字：涡轮蜗杆；二次开发；参数化；UG/Open APIPlane double enveloping worm gear design of the NC rotary table3D Construction mode and AssemblyAbstract：Machinery and equipment belt transmission is

4、the most commonly used pulley in mechanical design in the design of pulley occupy a large proportion. Based on the relationship of the Turbo-Worm parameters, draw Turbo-Worm solid model use expression in UG NX, achieve parameters design in UGNX. UG/Open module is the open tools in UG, using the tool

5、s we can empolder our UG system as we need, users can almost satisfy all kinds of secondary development needs by use the tools. Understand the characteristics and scope of application of all the tools of UG/Open after studying each kind of tools. Select UG/Open API programming language,a combination

6、 of UG/Open Menu Script and UG/Open UI Styler development tools. Achieve parameters design of Turbo-Worm base on the UG/Open tools.Key Words：Turbo-Worm; parameter;pulley;UG/Open API第1章 绪论1.1 课题的研究背景平面二次包络蜗杆传动，其蜗杆齿面是以一个平面为母面，通过相对圆周运动，包络出环面蜗杆的齿面；再以蜗杆的齿面为母面，通过相对运动包络出涡轮出面。它的主要特点表现在：1）工艺性良好，可获得高精度硬齿面蜗杆副；

7、2）啮合齿数多、重合度大；3）安装工艺好；4）涡轮齿面上有效共轭啮合区大，接触线性状好呈双接触线。“修正型”有更好的啮合特性和工艺性能好，故目前广泛采用。平面二次包络蜗杆传动设计在蜗杆制造应用过程中占有重要地位。传统的蜗杆传动设计过程繁冗，效率低，采用传统的设计方法设计较为合理的蜗杆传动要反复修正参数、多次校核计算，花费很长时间才能实现。另外，蜗杆传动类零件的绘图工作(包括几何绘图、标注、参数表填写等内容)也是一项繁杂而费时的工作。但蜗杆传动类零件大部分具有相似的结构和形状，在新产品的设计和图纸绘制过程中，不可避免地要多次反复修改，进行零件形状、尺寸的综合协调和优化，这时寻求一种简便、合理的设

8、计方法，提高设计工作效率，是蜗杆传动设计工作者的迫切愿望。因此，借助CAD技术实现其绘图过程的参数化和自动化，对于提高设计效率和保证设计质量具有重要意义。因此，现代蜗杆传动机构的设计建模技术有着广泛的工程应用背景和研究意义 。随着计算机技术和现代设计理论与方法的迅速发展，三维设计软件尤其是Unigraphics 在机械零件和产品设计中的日益普及，蜗杆传动实体在三维软件特别是在UG中的绘制变得越来越重要。但基于UG的蜗杆传动设计系统一般都局限于皮带轮二维轮廓的绘制或三维实体建模，蜗杆传动参数的设计计算难以与CAD 系统很好地集成, 给蜗杆传动的CAD/ CAM 带来不利影响。建模技术是CAD的核

9、心技术，参数化造型技术和特征造型技术是新一代继承化CAD系统应用研究的热点理论。目前国内外对二维图形参数化和简单三维实体的参数化造型较为成熟。对复杂的三维实体的参数化造型尚不多见，特别是涡轮蜗杆这类形状复杂、种类繁多的三维实体参数化造型设计更少。这有多方面原因：一方面蜗轮蜗杆蜗杆二维图形参数化设计能够满足传统的涡轮蜗杆加工要求；另一方面运用低级CAD软件对复杂的三维实体很难实现参数化虚拟造型设计。随着涡轮蜗杆的广泛应用和快速成型与虚拟制造技术的迅速发展，传统的二维图形已不能满足现在的设计、加工要求。因此，在三维软件上绘制涡轮蜗杆实体变得十分重要。但是，由于涡轮蜗杆状复杂，给设计、绘图带来很大不

10、便。并且涡轮蜗杆各参数间都有严格的函数关系，再加上随着当代机械制造业的不断发展，涡轮蜗杆的精度要求也越来越高，涡轮蜗杆实体的绘制较为麻烦。涡轮蜗杆并不是一个标准件，它的各个参数随着设计要求的不同而不同。如果每设计一个涡轮蜗杆都要画一个对应的实体部件的话，那不仅增加了设计者的劳动量，还大大降低了设计效率，阻碍了企业的生产和发展。参数化设计是新一代智能化、集成化CAD系统的核心内容，也是当前CAD技术的研究热点。用大型的三维软件实现涡轮蜗杆的参数化造型已成为设计者的迫切需求，涡轮蜗杆参数化造型有重要的意义：（1）涡轮蜗杆的参数化设计与建模系统是CAD技术与涡轮蜗杆设计相结合的产物，也是两者发展的趋

11、势所在。（2）实现设计过程自动化避免了设计人员手动查阅大量的数据，也避免了手工取点造型的复杂过程，该系统的开发，可以将手算设计的工作人员从繁琐、低效的工作中解放了出来。（3）实现涡轮蜗杆的参数化设计以及精确造型，可以将设计计算、三维造型与绘制工程图的无缝结合，同时为涡轮蜗杆的有限元分析、机构仿真和数控加工等工作奠定基础。（4）采用建立原始涡轮蜗杆结构模型并驱动其特征参数，为其它复杂曲面的造型提供了有益的参考。本课题利用UG的二次开发技术,为解决涡轮蜗杆参数化设计问题提供了可行的方法，通过直接输入涡轮蜗杆的设计条件，利用计算得出的有关设计参数进行实体建模，实现涡轮蜗杆的参数化设计，提高涡轮蜗杆设

12、计的效率和准确性。1.2 课题的研究内容和解决方法本课题利用大型软件UG NX5.0来实现涡轮蜗杆的三维参数化造型，通过改变涡轮蜗杆的一些基本参数，生成其相应的涡轮蜗杆。要达到相应的设计要求，首先要知道如何在UG中绘制涡轮蜗杆部件，要绘制涡轮蜗杆必然要知道涡轮蜗杆的各个参数间的关系，精确知道涡轮蜗杆的三维模型。画出涡轮蜗杆模型后，还应知道UG二次开发的知识，灵活运用UG系统提供的二次开发工具，在模型的基础上编制相应的程序，最后完成涡轮蜗杆参数化设计模块的开发。具体内容和步骤如下： (1) 分析涡轮蜗杆产品，设计其基型：考虑产品的零部件尺寸约束及几何约束，基于模型驱动技术，构建三维参数化模型库，

13、然后提取变形参数。(2) 利用UG二次开发工具创建交互式程序界面，通过用户菜单以及涡轮蜗杆参数设计对话框的设计，使用户通过输入参数即可在UG中实现皮带轮的自动生成。UG 软件是集CAD/CAM/CAE一体化的三维参数化软件，是当今世界上最为先进的计算机辅助设计、制造和分析软件，在国内外使用相当广泛。另外它所提供的二次开发语言模块UG/Open API、UG/Open GRIP和辅助开发模块UG/Open Menu Script与UG/Open UI Styler及其良好的高级语言接口，使UG的图形功能和计算功能有机的结合起来，便于用户去开发各种基于自身需要的专用CAD系统。使用UG/Open

14、API和UG/Open GRIP中任何一个模块都能实现UG的二次开发，再结合辅助模块，就能开发出UG界面的应用模块。因此，合理利用UG的二次开发语言模块和辅助模块，就可以实现在UG环境下对涡轮蜗杆进行参数化设计。第2章 UG二次开发工具此处省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通过答辩2.1 UG软件概述2.1.1 UG软件的功能介绍UG是知识驱动自动化技术领域中的领先者。它实现了设计优化技术与基于产品和过程的知识工程的组合，显著地改进了如汽车、航天航空、机械、消费产品、医疗仪器和工具等工业的生产率。

15、它为各种规模的企业递交可测量的价值，更快地递交产品到市场，使复杂产品的设计简化，减少产品成本和增加企业的竞争实力。NX是一个交互的计算机辅助设计、计算机辅助制造和辅助工程（CAD/CAE/CAM）系统。CAD功能自动化是在今天制造公司中见到的一般工程、设计和制图能力；CAM功能利用NX描述完成零件的设计模型，为现代机床提供NC编程；CAE功能横越一广范的工程学科，提供许多的产品、装配和零件的性能防真能力。NX是一个全三维、双精度系统，它允许用户精确地描述几乎任一几何形状。通过组合这些形状，用户可以设计、分析产品和建立他们的工程图。一但设计完成，制造应用允许用户选择描述零件的几何体，加入制造信息

16、，如刀具直径并自动生成一刀具位置，源文件（CLSF），它可用来驱动大多数NC机床。目前UGS公司已经推出NX5产品，本次设计中使用的是NX4版本的软件。NX4的特点是：1、为了数字化产品开发集成的自动化；2、在所有开发学科中的新能力，包括工业设计、防真、工装、加工和管理；3、在一个全面的产品生命周期管理（PLM）解决力案内的领先前沿的CAD、CAE和CAM技术。2.1.2 UG功能模块利用NX，可以建立、存储、恢复和操纵设计与制造信息，典型地通过建立描述一零件的几何体开始工作。NX功能被划分成共同功能的一系列“应用（Application）”共18个模块，各模块分别为：1、入口（Gateway

17、）：对所有其他交互应用的首要必备的应用；2、建模（Modeling）：包括实体、特征、自由形状、钣金特征建模和用户定义特征；3、装配（Assembilies）：支持装配建模；4、几何公差模块（Geometric Tolerancing Module）：让用户捕捉公差；5、产品和制造信息（PMI Introduction）：可用于在三维环境中对产品形成文档说明；6、分析（Analysis）：包括注塑模流动分析、运动应用和ICAD；7、制图（Drafting）：可将三维模型生成二维视图；8、高质量图像（High Quality Image）：生成逼真照片的图像；9、知识熔接（Knowledge F

18、usion）：允许用户应用工程知识驱动规则和设计意图到NX中的几何模型和装配；10、制造（Manufacturing）：可进行虚拟加工和自动加工编程；11、开放的用户界面设计（Open User Interface Styler）：允许用户和第三方开发商生成NX对话框；12、编程语言（Programming Languages）：包括GRIP和API；13、质量控制（Quallity Control）；14、走线（Routing）：定义围绕和通过其他NX装配的装配；15、钣金（Sheet Metal）：包括钣金设计、冲压和多零件加工的栅格；16、电子表格（Spreadsheet）：提供一在Xe

19、ss或者电子表格应用和NX间的智能界面；17、Web Express；18、Wire Harness:可在用于描述产品机械装配的同一三维空间建立电气布线的表示。2.2 UG二次开发相关工具概述UG软件提供了CAD/CAE/CAM业界最先进的编程工具集，以满足用户二次开发的需要，这组工具集称之为UG/Open，是一系列UG开发工具的总称，它们随UG一起发布，以开放性架构面向不同的软件平台提供灵活的开发支持。UG/Open包括以下几个部分：UG/Open Menu scrip开发工具，对UG软件操作界面进行用户化开发，无须编程即可对UG标准菜单进行添加、重组、剪裁或在UG软件中集成用户自己的软件功

20、能；UG/Open UI Styler开发工具是一个可视化编辑器，用于创建类似UG的交互界面，利用该工具，用户可为UG/Open应用程序开发独立于硬件平台的交互界面；UG/Open API开发工具提供了UG软件直接编程接口，支持C、C+、Fortran和Java等主要高级语言；UG/Open GRIP开发工具是一个类似API的UG内部开发语言，利用该工具用户可生成 NC自动化或自动建模等用户的特殊应用。利用UG/Open提供的应用程序和开发工具，用户可以在其提供的平台上开发出适合自己需要的CAD产品。2.2.1 UG/Open GRIPUG/Open GRIP(Graphics Interac

21、tive Programming)是一种专用的图形交互编程语言。这种语言与UG系统集成，实现UG下的绝大多数的操作。GRIP语言与一般的通用语言一样，有其自身的语法结构，程序结构，内部函数，以及与其他通用语言程序相互调用的接口。一个GRIP语句是由一个或几个GRIP命令组成，GRIP命令是GRIP语言的基本组成部分。GRIP命令有三种表示格式：a)陈述格式。主要用于生成和编辑实体。b)GPA符号格式。GPA是全局参数存取(Global Parameter Access)的缩写，用于访问UG 系统中各种对象的状态和参数。c)EDA符号格式。EDA是实体数据存取(Entity Data Acces

22、s)的缩写，用于访问UG数据库，能够访问各种对象的功能性数据。例如在属性、绘图和尺寸标注以及几何体等领域与UG进行交互操作时，其参数可用EDA格式的命令取得。用GRIP语言编写GRIP源程序，可以在windows的记事本中进行，记为*.grs；或者在GRIP高级开发环境(GRAD-Grip Advanced Development Environment)中编写。执行GRIP程序必需进入UG环境中，运行FileExecute UG/OpenGrip。GRIP编程语言是面向工程师的语言，具有简单、易学、易用的特点，但是所编写的程序长、复杂。要考虑程序的各个细节问题。因此，GRIP语言常用于开发一

23、些规模比较小的程序，例如，同类零件建模、计算和分析、数据访问等程序。与GRIP语言相比较，用API函数编程则可实现功能复杂的操作。2.2.2 UG/Open API作为UG NX4.0与外部应用程序之间的接口，UG/Open API是一系列函数的集合。通过UG/Open API的编程，用户几乎能够实现所有的UG NX4.0功能。开发人员可以通过用C+语言编程来调用这些函数，从而实现用户的需要。 （1）对UG part文件及相应模型进行操作，包括建立UG NX4.0模型、查询模型对象、建立并遍历装配体，以及创建工程图等。（2）在UG NX4.0中创建交互式程序界面。（3）创建并管理用户定义对象等

24、。应用函数时应注意所有的UG/Open API应用必须及时进行初始化和终止，以确保获取或者释放UG/Open API的执行许可权限。初始化函数是UF_ initialize ()，当开始调用UG/Open API的函数时应先调用UF_ initialize()来获取执行许可权限。一般来说，我们在变量声明完成后，第1个调用UG/Open API的函数就是UF_ initialize()。终止函数是UF_ terminate()，当不再调用UG/Open API的函数时必须调用UF_ terminate()来释放执行许可。UG/Open API程序能在两种不同环境（依赖于程序的连接方式）下运行，即

25、Internal环境（也称为“Internal开发模式”）和External模式。其中Internal环境下的程序只能在UG NX4.0的界面环境(session)下运行，在运行这些程序时他们被加载到UG NX4.0的运行空间中（UG NX4.0分配的内存）；External模式开发的程序能在操作系统(Windows NT/2000/XP及UNIX)下运行，不在UG NX4.0环境中或作为UG NX4.0的子进程运行。尽管没有图形显示，但UG/Open API提供了函数用于打印机或绘图仪输出，也可以输出为CGM文件等其他数据文件。2.2.3 UG/Open Menu ScriptUG/Open

26、 Menu Script不仅可以使用户利用ASC文件来编辑UG的菜单，也可以以一种无缝集成的方式为用户开发的应用程序创建菜单。Menu Script同时也提供了一个菜单栏报告工具，以帮助用户查看定制的菜单，诊断错误。对于菜单的自定义大致可以分为如下三个层次。（1）自定义菜单 该级别的自定义允许单个用户或者管理员重新安排UG的功能，去除在其产品开发过程中不需要的功能。这种级别的自定义不需要编程实现。（2）自定义UG功能 该级别的自定义允许单个用户或者管理员取代或增加标准的UG功能，并添加其自己定义的功能。（3）添加自定义应用 该级别的自定义其目的在于使用户或第三方开发商开发的应用程序完全集成在U

27、G中。该级别的自定义需要编程实现。 UG的菜单文件是扩展名为.men的文本文件，可以使用Windows 的记事本进行编辑。UG/Open Menu Script提供了一套用于定义UG菜单的脚本语言。实际上，UG系统的菜单文件也是用该脚本语言编写的。UG为主菜单栏、快捷菜单栏提供了丰富的系统菜单文件，这些菜单文件默认情况下都保存在UG_BASE_DIR/UG/menus文件夹下12。 使用UG/Open Menu Script自定义UG菜单可以有两种方法，分别是使用Add-on菜单文件和复制和编辑系统菜单文件。使用Add-on菜单方法是添加编辑量很小的菜单文件到菜单文件的目录中，使用Add-on

28、菜单可以移出用户不需要的菜单项；添加新的菜单和菜单项；重新组织UG的菜单；修改菜单和菜单项的标题；为已经存在的应用按钮添加动态库和菜单文件。复制和编辑系统菜单文件是指复制、编辑系统菜单文件并将其放置在特定的目录下，覆盖原始菜单文件。系统推荐使用Add-on菜单文件方法，该方法不仅编辑起来比较方便、易于维护，而且其功能也相当强大，基本可以满足应用开发的所有需求。使用Add-on菜单文件的另一个优点在于它可以被UG很方便地自动加载。对于与具体应用模式无关的菜单文件放置在startup文件夹下，与具体应用模式相关的菜单文件放置在相应的application文件夹下，通过使用MENU_FILES声明，

29、即可将菜单名与应用模式按钮相关联，点击该应用模式按钮后即可自动加载与其相关联的菜单文件。复制和编辑系统菜单文件方法不推荐使用，这主要是由于其编辑起来相当复杂，特别是对于像ug_main.men这样大型的菜单文件，其维护也非常麻烦。2.2.4 UG/Open UI StylerUI Styler是开发UG对话框的可视化工具，生成的对话框能与UG集成，让用户更方便、更高效地与UG进行交互操作。UG/Open UI Styler模块提供了强大的制作UG风格窗口的功能，其主要功能如下：(1) 提供了让开发人员建造UG风格对话框的可视化环境，并能生成UG/Open UI Styler文件和C代码，从而使

30、用户在使用UG/Open UI Styler产生的对话框时，不必考虑图形用户界面(Graphical User Interface缩写为GUI )的实现。(2) 利用可视化环境快速生成UG风格对话框，从而减少开发时间。(3) 通过选取和放置控件，从而能实现所见即所得。(4) 可以在对话框中实现用户自定义位图。(5) 提供了属性编辑器，从而允许开发人员设置和修改控件属性。(6) UI Styelr产生的对话框可以在Menu Script中被调用，因此可以实现在UG菜单项上调用UI Styler产生的对话框，从而将用户应用程序和UG软件完全融合。应用UI Styler这一工具可以使开发人员方便、快

31、速地设计出与UG界面风格一致的对话框，避免其他复杂的编程。而且可以和用其他开发工具开发出的结果进行集成。UG/Open UI Styler工具和UG/Open Menu Script工具一样，都只具有某一方面的功能：UG/Open UI Styler用于对话框的开发，UG/Open Menu Script用于菜单的开发。2.2.5 User Tools工具UG软件为用户提供了一个调用二次开发结果的交互式接口：User Tools。它的功能是生成弹出式对话框或工具条，其界面风格与UG界面风格一致。通过执行对话框或工具条，操作相应的控件就可运行菜单文件、宏文件、UG/Open GRIP程序、UG/

32、Open API程序和其他二次开发文件。例如，执行皮带轮生成的程序集，可以用User Tools工具产生两个对话框分别为实心式皮带轮和腹板式皮带轮，然后在相应的对话框上进行操作就生成相应种类的皮带轮。通过编写对话框定义文件(*.utd)来实现User Tool工具的功能。编写文件完成以后，在UG 中执行ToolsCustomizeUser ToolsLoad选择所编写的*.utd文件即可弹出需要的对话框或工具条。*.utd这个文件是文本文件，可用 Windows中的记事本进行编写和编辑。一种比较简单的实现方法：拷贝UG中的模板文件Usertoo1.utd到UG启动目录下，然后编辑模板文件，实现

33、所需要的功能。在以前较早版本中例如V13，运用User Tools工具必须编写两个文件：菜单定义文件(*.utm)和对话框定义文件(*.utd)，然后通过执行菜单项弹出相应的对话框或工具条。现在，较高的UG版本已经省略产生菜单这一步，操作同上所述。在UG 界面中应用File Execute UG/Open菜单执行UG/Open API程序或UG/Open GRIP程序，操作一次只能执行一个程序，而且必须找到程序所在的路径。若利用User Tools这个工具，用户可以将多个GRIP或API函数所编写的程序集成到一个User Tools对话框或者工具条中，一个程序对应一个控件，通过操作控件来调用程

34、序，使用起来就非常方便。第3章 平面二次包络环面蜗杆传动数控转台建模与装配3.1 直齿轮的三维建模3.1.1 数学模型直齿轮是较为规则的一类关于其中心轴回转类零件，由于其结构简单，所以提取参数也很简单。主要涉及以下参数：分度圆直径 中心距齿轮宽度 3.1.2 直齿轮的三维建模直齿轮的建模方法很多，这里用特征建模的方法，直齿轮由轮缘、齿轮、轮槽三部分组成，且都可近似看成圆柱体，通过此操作后取布尔“相加”运算即可得实体模型，再草图做齿轮和实体做布尔“相减”运算后可以得到一个轮槽，最后“阵列”齿轮特征即可得到结果。（1） 新建部件，进入“建模”模块，创立表达式（2） 建立草图，并进行约束（3） 直齿

35、轮实体的建立（4） 键槽及倒（圆）角的处理（5） 齿轮的建立经过以上步骤就建好了实心式皮带轮的模板。图3-1 直齿轮模板3.2 齿轮轴的三维建模3.2.1 数学模型齿轮轴的结构更为简单，它不仅可以看成是关于圆拉伸而成的实体，并且它的剖面图也是关于竖直中轴对称的。主要涉及以下参数：轴的最小直径 轴上齿轮分度圆直径 轴圆周力 轴径向力 轴轴向力 3.2.2 齿轮轴的三维建模齿轮轴的建模相对于直齿轮较为简单，用草图按轴的直径画出齿轮轴的轴径，通过拉伸命令并用布尔运算的“相加”命令画出齿轮轴的实体。然后运用“键槽”命令按键槽尺寸画出齿轮轴的键槽。在工具栏中的“表达式”命令中输入齿轮的各参数，生成渐开线

36、的轮廓线，再用拉伸中布尔运算的“相减”命令画出齿轮轴上的齿轮。齿轮轴的模板如下图所示：图3-2齿轮轴模板3.3 输出轴的三维建模3.3.1 数学模型输出轴的结构和齿轮轴很相似，且相对于齿轮轴更为简单，它也可以看成是关于圆拉伸而成的实体，并且它的剖面图也是关于竖直中轴对称的。主要涉及以下参数：轴的最小直径轴圆周力 轴径向力 轴轴向力 3.3.2 输出轴的三维建模输出轴的建模方法可仿照前面的齿轮轴的建模方法，由于其结构和齿轮轴最为相似，这里选用齿轮轴的建模方法。齿轮轴的模板如下图所示：图3-3 输出轴模板3.4 平面二次包络环面蜗杆传动数控转台核心传动件的装配（1）启动UG，单击“开始”选择建模模

37、块。（2）打开齿轮轴部件文件，将其作为装配父体。运行结果如下：图3-4齿轮轴模板（3）选择“装配”“组件”“添加组建”命令，或直接单击“装配”工具栏中“添加组件”，在弹出的“添加组件”对话框中单击“打开”按钮，在磁盘保存目录下选择直齿轮部件，单击“确定”按钮将返回至“添加组件”对话框并弹出“组件预览”对话框，如下图所示： 图3-5 组件预览对话框 （4）在“添加组件”对话框中，“引用集”使用默认“模型”引用集，“定位”则在下拉列表中选择“配对”，图层设置为“原先的”图层，单击“确定”按钮出现“配对条件”对话框，此时“配对条件”对话框中装配条件显示列表框将出现如下图所示：图3-6 配对条件对话框

38、（5）通过需要装配的两个部件选择点，面，线等各种方式配对子节点，最终生成零件图的装配，装配结果如下图所示： 图3-7 齿轮轴与直齿轮的装配图（6）重复上面各个步骤分别装配蜗杆、涡轮、输出轴，装配结果分别入下列各图所示：图3-8齿轮轴、直齿轮与蜗杆的装配图图3-9 齿轮轴、直齿轮、蜗杆与涡轮的装配图图3-10 核心传动件零件装配总图结论与展望结论蜗轮蜗杆用于传递空间两轮之间的运动和动力，具有传动距离远、安装精度要求低、更换简易等优点，已广泛应用于工业生产的各个方面，是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。随着计算机技术和现代设计理论与方法的迅速发展,三维设计软件尤其是Unigraphics 在机械

39、零件和产品设计中的日益普及，蜗轮蜗杆实体在三维软件特别是在UG中的绘制变得越来越重要。但基于UG的蜗轮蜗杆设计系统一般都局限于蜗轮蜗杆二维轮廓的绘制或三维实体建模, 蜗轮蜗杆参数的设计计算难以与CAD 系统很好地集成, 给蜗轮蜗杆的CAD/ CAM 带来不利影响。因此，借助CAD技术实现蜗轮蜗杆实体模型绘图过程的参数化和自动化，对于提高设计效率和保证设计质量具有重要意义。 次设计通过对蜗轮蜗杆的研究，建立蜗轮蜗杆的数学模型，实现了蜗轮蜗杆三维参数化设计，得出的成果如下：（1） 基于蜗轮蜗杆各参数间的关系，建立蜗轮蜗杆参数的表达式，利用表达式在UG中绘制蜗轮蜗杆实体模型，保证蜗轮蜗杆模型中各参数

40、随着表达式中的参数的变化而变化，实现蜗轮蜗杆在UG的参数化设计；（2）UG/Open二次开发模块是UG软件的二次开发工具集，利用该模块可对UG系统进行用户化开发，满足用户进行二次开发的需求。本次设计中学习了UG二次开发的各种工具，了解了各种工具的特点和适用范围，使用UG/Open API编程语言，运用UG/Open Menu Script和UG/Open UI Styler开发工具，实现了基于UG二次开发工具的蜗轮蜗杆的参数化设计。在UG平台下利用表达式建立蜗轮蜗杆的数学模型的基础上，利用UG二次开发工具实现蜗轮蜗杆的参数化设计。实现了在UG环境下打开相应的实体部件，在UG主菜单中新建的菜单上

41、选择对应的按钮，可弹出对话框，在对话框中输入蜗轮蜗杆的各个参数，实现蜗轮蜗杆实体模型的变化，得到设计者所需要的蜗轮蜗杆。展望蜗轮蜗杆三维参数化造型是一个实用化的研究和开发工程，仅靠一学期的工作来完成，是远远不够的，仍然需要进一步修正、充实和完善。本次开发的蜗轮蜗杆建模模块有许多不足之处，由于时间限制，使用建模基础上的参数化设计，这样使用该模块所画的蜗轮蜗杆必定受原模块的限制，原模型中的绘图错误会直接影响新生成的蜗轮蜗杆。由于设计者水平有限，蜗轮蜗杆建模也较复杂，蜗轮蜗杆建模中必然会有问题。另外，该模块使用起来较不方便，需要在对应的模型下完成蜗轮蜗杆的参数化设计。蜗轮蜗杆的参数化造型只是CAD/

42、CAE/CAM一体化工程的开始，后续工作还有很多，诸如：蜗轮蜗杆仿真、动态性能分析、模具设计等，从而真正实现皮带轮的CAD/CAE/CAM一体化。UG二次开发工具具有强大的功能，利用该功能可以实现任何复杂模型的建模、装配、优化仿真等操作。如果进行深入的研究，必然能开发出功能齐全、使用方便的蜗轮蜗杆二次开发模块，以适应不断发展的蜗轮蜗杆设计、制造的要求，这需要我们所有工程技术人员的不懈努力。参考文献1濮良贵、纪名刚. 机械设计M. 北京:高等教育出版社，2002.2胡宗武.非标准机械设备设计手册M. 北京:机械工业出版社，2005.3方建军、刘仕良. 机械动态仿真与工程分析M. 北京:化学工业出

43、版社，20044王建江、胡仁喜. ANSYS结构与热力学有限元分析M. 北京:机械工业出版社，2008. 5 朱孝录.齿轮设计手册M.北京:化学工业出版社,20046叶国林.UG NX6三维造型实例图解M.清华大学出版社，2009. 7 唐增宝、常建娥.机械设计课程设计M.武汉:华中科技大学出版社,2006 8 吴宗泽、罗圣国.机械设计课程设计手册M.北京:高等教育出版社,2006 9 程乃士.减速器和变速器设计与选用手册M.北京:机械工业出版社,200610刘一扬、杨现卿.平面二次包络环面蜗杆传动的研究现状与发展趋势J. 机械工程师, 2007:No.7,p34-3611秦福建.平面二次包络

44、环面蜗杆减速器的传动原理及发展趋势J.甘肃冶金,2004:Vol26,No.3,p31-35. 12 郭燕利、张仲甫、吴立意、胡建军.平面二次包络环面蜗轮副研究综述与展望J.机械,2000:27卷,p198-p206 13 孙贤会、谢永波、梁宏山.平面二次包络环面蜗杆传动极限传动比的确定J.林业机械与木工设备,1999：第27卷,第三期,p23-p25致谢经过三个多月的忙碌和学习，本次毕业设计已经到了尾声。本次课题是基于UG的二次开发，对UG 的各项操作要求比较高。作为只有一点点UG基础知识的我来说，如果没有指导胡自化教授的的督促指导，想要完成这个设计是难以想象的。在这里首先要感谢胡自化老师。老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从开始选题到查阅资料，与及在设计计划中的各个环节都给予了我悉心的指导。除了敬佩老师的专业水平和认真的工作态度外，他的治学严谨和科学研究的精神也是我永远学习的榜样。此外，在我遇到问题时，胡老师总是不厌其烦地为我讲解，他的为人将积极影响我今后的为人处事和学习工作。最后特别感谢审阅我的设计和毕业答辩的老师，感谢你们在百忙之中抽出时间来看我的设计成果。老师，你们辛苦了。2010年6月附录一：零件图实体模型齿轮轴实体模型直齿轮实体模型、蜗杆实体模型涡轮实体模型输出轴实体模型核心传动件零件装配总图