摘 要

Pro/Engineer是一款基于特征的实体模型化的并且可以运用到参数化设计当中的软件系统，设计人员运用支持智能特性的并且在基于特征的功能基础上去设计模型。使用者可以根据自己的实际需要进行绘制。这一功能特性在设计上会给工程设计者们带来操作上的灵活性。单一数据库Pro/Engineer是一款建立在统一的基层数据库基础之上的软件，它和一些传统软件系统，比如CAD/CAM系统是不一样的。所谓的单一数据库，就是指工程中所需的资料全部是来自于同一个数据库当中的，这就使得用户只能独立的设计一件产品，换句话说，在整个设计过程中如果任何一处发生了改动，其他环节也会受到影响。

本课题主要根据齿轮轴的实际工作环境，进而对齿轮的材料进行了选择，并在分析研究齿轮轴加工工艺的基础上，设计出齿轮轴的加工工艺。借助PROE的零件建模功能以及数控加工模块功能完成对齿轮轴的一些三维结构建模和虚拟仿真设计过程。通过PROE仿真设计功能模块实现模拟车削齿轮轴的圆柱面部分的加工，以及模拟对齿轮轴的轮齿部分进行铣削加工。齿轮轴在机械领域中的运用最为典型的零件之一，齿轮轴的主要作用是用来传递运动、转矩或者改变某些部件的运动形式。对齿轮轴进行虚拟性仿真加工的内容主要包括以下的几个方面：第一，分析设计好的齿轮轴的零件图，设计出比较合理的加工工艺路线；第二，运用Pro/E软件对齿轮轴进行三维结构建模；第三，借助Pro/E软件中的数控加工模块功能对齿轮轴进行虚拟性仿真加工，并生成相对应的数控加工代码。

关键词：齿轮轴 加工工艺 三维建模

Simulation and machining of gear shaft based on Pro/E

Abstract

Pro/Engineer is a system based on parametric design and feature based on entity modeling.Intelligent characteristics based on the features are used by Engineering designers to generate models.The sketch can be drawn randomly and the structure size of the model can be easily change by Users .It is simple and convenient for designers to design by using this functional properties.A single database Pro/Engineer is built on a unified basic database, unlike some of the traditional CAD/CAM system is built on a number of databases.Referring to the project in all the information from a database is so-called single database.It makes that a product is designed by each individual user.In other words, It can be reflected in the entire design process related links if there is any change during the processing of design. According to the working environment of gear shaft,the material of the gear is selected. Based on the analysis and research of gear shaft processing technology,machining process design of gear shaft is carried out .By using the function of PROE parts modeling and NC machining module, the 3D modeling and virtual simulation design of gear shaft are carried out.The simulation of the cylindrical surface of the gear shaft is carried out by means of the PROE simulation design function.The gear tooth part of the gear shaft is simulated by milling.The gear shaft is one of the most typical parts in the mechanical field.The main function of the gear shaft is to transmit motion and torque or to change the form of the motion of the component.The contents of the virtual simulation of gear shaft are included in the following aspects:First,it is helpful to develop a reasonable processing technology according to the gear shaft parts drawing process analysis;Second, the use of Pro/E software for three-dimensional modeling of the gear shaft;Third, it is useful to adopt Pro/E software in the numerical control processing module gear shaft to carry on the virtual simulation processing, and generate the corresponding numerical control processing code.

Key words: Gear shaft；Processing technology；Three-dimensional modeling

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 基于Pro/E的齿轮轴仿真加工研究的国内外研究现状 1

1.1.1 基于Pro/E齿轮轴仿真加工研究的概述 1

1.1.2 基于ProE的齿轮轴仿真加工研究的基本方法 4

1.2 本文主要内容 4

第二章 基于Pro/E齿轮轴仿真加工研究的基本理论 5

2.1 引言 5

2.2 基于Pro/E的齿轮轴仿真加工研究的基本理论 5

2.2.1齿轮轴材料的选择 5

2.2.2齿轮轴的加工工艺路线的确定 6

2.3本章小结 8

第三章 Pro/E软件说明 9

3.1系统要求 9

3.1.1 操作系统 9

3.1.2 硬件要求 9

3.2 系统的安装 10

第四章 对齿轮轴进行仿真加工的步骤要求 11

4.1 引言 11

4.2 Pro/E 建模过程 11

（1）创建圆柱体 11

（2）绘制齿轮轴基本圆曲线 12

（3）绘制阶梯轴 13

（4）草绘齿轮轴轮廓 14

（5）倒直角 15

（6）绘制键槽 15

（7）绘制齿轮轴轮齿 16

4.3 齿轮轴仿真加工过程 21

4.3.1车削 21

4.3.2铣键槽 24

4.3.3铣齿轮 26

4.4本章总结 28

第五章 总结与展望 29

总结与展望 29

参考文献 31

致谢 33

第一章 绪论

1.1 基于Pro/E的齿轮轴仿真加工研究的国内外研究现状

1.1.1 基于Pro/E齿轮轴仿真加工研究的概述

仿真技术是结合了多门学科的综合性的科学技术，它结合了控制理论、系统理论、相似原理理论以及信息技术知识理论，借助于计算机以及相关的专用设备作为辅助性工具，通过借助相关软件系统进行建模实现对实际或设想的东西进行虚拟性的动态试验。比如，一些汽车或飞机的驾驶训练模拟器等，就是仿真技术运用的成果。目前中国的数字仿真技术仍处于起步阶段，仅仅是应用在高科技领域，但仿真技术是到目前为止最为有效的综合性集成方法，它是推动科技进步的战略性技术，在社会、经济、生物等民用领域中拥有很大的发展潜力。在仿真硬件的使用方面，自从60年代开始，人们对于模拟计算机的使用已经逐渐开始被数字计算机取代。混合型计算机系统的使用在70年代已经开始出现停滞现象，80年代开始出现好转。后来，随着小型机技术以及微处理机技术的飞速发展，加上使用流水线的原理和并行运算技术的措施，人们对于数字仿真运算的研究进一步提升，数字仿真运算速度得到了有效的提高。例如通过把型号为VAX 11-785的超小型机和型号为AD-10外围处理器结合使用，可以实现对大型复杂的飞行系统实时的仿真工作。在仿真软件上，除了对仿真语言和仿真软件系统进一步发展和完善外，人们可以尝试将仿真系统与人工智能系统进行有效的结合，从而生产出更加高效的具有专家系统功能的仿真软件系统。随着仿真模型的复杂化、实验系统的规模强大化以及程度的复杂化，实际情况对软件系统的有效性以及工作情况的置信度的要求越来越严格。与此同时，适用标准的建立对系统评估工作有着十分重要的作用。借助于Pro/e软件进行的齿轮轴三维结构建模以及仿真加工的方法，操作过程不但简单可行，而且最终得到非常好的效果。借助于Pro/E软件，使用者既可以清楚的了解所需加工的齿轮轴的基本参数，还可以清楚的观察到齿轮轴的加工过程。并且人们可以通过计算机屏幕就可以非常明了的了解齿轮轴在加工过程中的一些建模特征，并且通过运动仿真还能够建立部件在现实环境中的运动，从而可以更准确的对加工过程进行评估和优化处理，以便更好地满足实际工程加工的需求。在齿轮轴仿真加工的过程中,首先，分析齿轮轴的加工工艺性，设计出比较合理的加工工艺路线;其次，在PRO/E中进行三维模型的建立;最后，运用PRO/E软件模拟齿轮轴数控仿真加工的过程，并且生成相对应的数控加工代码。

陈鹏飞[1]首先对齿轮轴的零件图进行了一些工艺性的分析，进一步确定了齿轮轴的结构尺寸，首先，在分析齿轮轴加工工艺的基础上，设计出齿轮轴的工艺，其次，借助PROE软件中的零件建模功能以及数控加工模块功能实现对齿轮轴的三维结构建模和虚拟仿真加工过程。文章采用车削的方式对齿轮轴的圆柱面部分进行加工，使用线切割的方式对齿轮轴的轮齿部分进行加工。同时，他明确的分析了数控加工的基本流程，并且提出了加工过程中所用到的加工方法。

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