弧面凸轮数控转台的设计——3D建模跟装配文档

弧面凸轮数控转台的设计——3D建模与装配

摘要：弧面凸轮机构是一种高速装置，广泛的应用于各种机械传动中。为适应当代社会对弧面凸轮制造加工精度等方面的要求，本设计利用UG强大的二次开发功能，通过运用UG/API语言进行编程，从而开发出弧面凸轮的建模命令，使得弧面凸轮的3D建模与装配变得简单。

关键词：弧面凸轮，UG二次开发，3D建模，装配

The Design Of Globoidal Indexing Cam NC rotate table——3D

construction mode and Assembly

Abstract：Globoidal indexing cam mechanism is a high speed indexing drivingdevice,it is widely used in many kinds of mechanical transmission .In order to fit the social request of Arc Cam manufacturing and processing precision, this Design used a strong secondary development function of UG. By using UG/API programming, therefore, to develop a modeling command Arc Cam. And make it easy to 3D Modeling and assembling.

Keywords:Globoidal indexing cam, Secondary development function of UG, 3D Modeling and assembling.

第1章绪论

1．1课题的研究背景

弧面凸轮减速器是一种新型、高效的减速器，在国内尚属于研究阶段。该减速器可取代涡轮蜗杆减速器，且具有优良的特性。它可通过调整中心距进行预紧，达到无间隙啮合，长期运转后可保持良好精度，传动效率高，热损耗小。该机构不仅精度高，而且体积小、重量轻、传动效率高、寿命长，适宜于高速高精度及高效率的场合。

我国对弧面分度凸轮机构的研究始于20 世纪70 年代末, 上海工业大学, 天津大学、合肥工业大学、吉林工业大学、山东工业大学、陕西科技大学(原西北轻工业学院)、大连轻工业学院、上海工程技术大学等高校以及山东诸城锻压机床厂、西安钟表机械厂、芜湖电工机械厂等厂家都在弧面分度凸轮机构的研究、制造方面取得了一批成果弧面凸轮在经历了几十年的发展后，凸轮机构学的理论研究已经达到较高的水平, 为凸轮机构的设计制造奠定了坚实的理论基础。当今, 凸轮机构的设计已广泛采用解析法并借助计算机来完成, 但目前国内文献介绍的凸轮机构CAD、CAM 只能设计几种平面或空间凸轮机构。而基于UG软件的二次开发模块开发了弧面凸轮的三维CAD软件，为弧面凸轮数控加工模拟以及建立弧面凸轮的运动仿真系统奠定了基础。因此,现代弧面分度凸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，弧面凸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UG中并无弧面分度凸轮的实体建模命令，这就得要我们借助UG强大的二次开发功能，通过定制弧面凸轮设计界面，达到直接建立三维实体的目的。

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，特别是弧面分度凸轮这类形状复杂、精确齿形的三维实体参数化造型设计更少。由于弧面凸轮形状复杂，绘制齿形曲线较复杂。并且弧面凸轮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，弧面凸轮的精度要求也越来越高，其实体的绘制较为麻烦。弧面凸轮并不是一个标准件，它的各个参数随着设计要求的不同而不同。如果每设计一个齿轮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弧面凸轮的参数化造型已成为设计者的迫切需求，弧面凸轮体参数化造型有重要的意义：

（1）弧面凸轮传动的参数化设计与建模系统是CAD技术与弧面凸轮设计相结合的产物，也是两者发展的趋势所在。

（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）实现弧面凸轮了的参数化设计以及其精确的造型，可以将设计计算、三维造型与绘制工程图的无缝结合，同时为弧面凸轮的有限元分析、机构仿真和数控加工等工作奠定基础。

本课题利用UG的二次开发技术,为解决弧面凸轮参数化设计问题提供了可行的方法,通过直接输入弧面凸轮设计条件，利用计算得出的设计参数进行实体建模,实现弧面凸轮的参数化设计,提高弧面凸轮设计的效率和准确性。亲，由于某些原因，没有上传完整的毕业设计（完整的应包括毕业设计说明书、相关图纸CAD/PROE、中英文文献及翻译等），此文档也稍微删除了一部分内容（目录及某些关键内容）如需要的朋友，请联系我的Q&Q:2215891151，数万篇现成设计及另有的高端团队绝对可满足您的需要

1．2课题的研究内容和解决方法

本课题利用大型软件UGNX5.0来实现弧面凸轮的三维参数化造型，通过改变弧面凸轮的一些基本参数，生成其相应弧面凸轮。要达到相应的设计要求，首先要知道弧面凸轮的廓面方程，画出弧面凸轮模型后，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，最后完成弧面凸轮参数化设计模块的开发。具体内容和步骤如下：

(1) 研究弧面凸轮的廓面方程和各参数间的关系并建立数学模型；

(2)深入掌握UG二次开发的各种方法，并熟练运用UG/OPEN 开发工具，在建立弧面凸轮的数学模型的基础上，对各弧面凸轮实现三维参数化造型；

(4) 在构建弧面凸轮模块框架的基础上，深入研究菜单的制作技术以确定本课题应采用的最佳菜单制作技术。

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 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环境下对弧面凸轮进行参数化设计。