基于UG二次开发的直齿、斜齿圆柱齿轮及锥齿轮的参数化建模

摘要

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在机械加工中,孔加工占机械加工的比例在30%以上,特别是在汽车与航空等行业中麻花钻的应用极为广泛。由于长期以来,麻花钻的设计大多是靠工程师的经验来进行,在设计过程中,难免会出现重复性的工作,从而降低了设计效率。同时通常的设计都是在二维图纸上进行设计,不能得到可视化的麻花钻三维造型,这就阻碍了麻花钻的数控刃磨加工及利用一些分析软件对麻花钻的钻削过程进行分析。在UG中利用麻花钻参数表达式绘制麻花钻实体模型，实现麻花钻在UG的参数化设计。从而实现产品的快速设计。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。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二次开发工具的直齿圆柱齿轮、斜齿轮、直齿锥齿轮的参数化设计。

关键词：麻花钻，二次开发，参数化，API

Abstract

Key Words：parameter, gear, UG/Open, API

第 1 章绪论??????????????????????????1

1.1课题的研究背景??????????????????????1 1.2课题的研究内容和解决方法????????????????2

第 2 章 UG二次开发的研究??????????????????4

2．1 UG软件概述???????????????????????4

2.1.1 UG软件的功能介绍???????????????????4

2.1.2 UG功能模块??????????????????????5

2.2 UG二次开发相关工具概述?????????????????5

2.2.1 UG/OPEN GRIP??????????????????????6 2.2.2 UG/OPEN API??????????????????????7 2.2.3 UG/OPEN Menu Script??????????????????7 2.2.4 UG/OPEN UI Styler????????????????????9 2.2.5 User Tools工具?????????????????????9

第 3 章二次开发方案的选择????????????????11

3．1列举可行的方案?????????????????????11 3．2 方案的选择???????????????????????13 3．3利用二次开发工具制作系统菜单??????????????14

3.3.1 设置系统环境变量???????????????????14 3.3.2制作菜单??????????????????????15

第 4 章齿轮常用的齿形曲线——渐开线???????????18

4．1渐开线的形成原理????????????????????18 4．2渐开线的数学模型????????????????????19 4．3 渐开线齿廓的绘制??????????????????20

第 5 章直齿圆柱齿轮的参数化设计?????????????22

5．1 数学模型????????????????????????22 5．2 齿轮三维建模??????????????????????23

第 6章斜齿轮的参数化设计??????????????????26

6．1 数学模型????????????????????????26 6．2 齿轮三维建模???????????????????????27

第 7 章直齿锥齿轮的参数化设计???????????????28

7．1 数学模型?????????????????????????28 7．2 齿轮三维建模???????????????????????29

第 8 章程序设计???????????????????????30

8.1 总体方案设计??????????????????????30 8.2 对话框设计????????????????????????31 8.3 程序设计?????????????????????????36

第 9 章结论??????????????????????????48 致谢??????????????????????????????50 参考文献????????????????????????????51 附录??????????????????????????????52

III

第1章绪论

1．1课题的研究背景

齿轮机构用于传递空间任意两轴之间的运动和动力，具有质量小、体积小、传动比大和效率高等优点，已广泛应用于汽车、船舶、机床、矿山冶金等领域，它几乎适用于一切功率和转速范围，是现代机械中应用最广泛的一种传动机构。目前齿轮传动技术已成为世界各国机械传动发展的重点之一。

齿轮设计在齿轮制造应用过程中占有重要地位。传统的齿轮设计过程繁冗，效率低，采用传统的设计方法设计一组较为合理的齿轮副要反复修正参数、多次校核计算，花费很长时间才能实现。另外，齿轮类零件的绘图工作(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[1]。但齿轮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、合理的设计方法，提高设计工作效率，是齿轮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[2]。

因此,现代齿轮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，齿轮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的齿轮设计系统一般都局限于齿轮二维轮廓的绘制或三维实体建模,齿轮参数的设计计算难以与CAD 系统很好地集成, 给齿轮的CAD/ CAM 带来不利影响[3]。

建模技术是CAD的核心技术，参数化造型技术和特征造型技术是新一代

基于UG二次开发的直齿、斜齿圆柱齿轮及锥齿轮的参数化建模

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