差速器的参数化设计.docx

1、差速器的参数化设计摘要：直齿圆锥齿轮广泛的应用于汽车差速器上，由于其形状很复杂, 设计过程中需要计算的参数很多。一般是先计算其相关参数, 然后在CAD 软件中手工造型。其设计过程复杂繁琐，重复性劳动太多，并且对于同一类型但尺寸不同的圆锥齿轮不能实现模型的自动更新。如果对CAD 软件进行二次开发, 编制专用的圆锥齿轮参数化设计系统则可以解决这个问题。本设计选择采用UGNX软件，利用UG二次开发工具UG OPEN API和VC+联合开发了汽车差速器圆锥齿轮的参数化实体造型系统, 该系统能够根据输入的参数精确而快速地生成齿轮实体模型，大大提高了设计质量和设计效率。关键词：差速器 ，直齿圆锥齿轮，UG

2、，二次开发，参数化Parametric design of differentialAbstract：Straight bevelgearsare widely used in differential,because itsshape is very complicated,a lot ofthe design process.Is generally the first torelated parameters,and then manuallyin the CAD softwaremodeling.The designprocess is complex,repetitive workt

3、oo much,and t update thesame type but sizesof bevel gearcan notachieve model.If the twosecondary development of CADsoftware,makingthe bevel gearparametri design systemcan solve this problem.This designuses UGNXsoftware,parameterized solid modelingsystem using the UGtwodevelopment tool UGOPENAPI andV

4、C+ joint developmentof automobiledifferential bevel gear,the system canaccording to the input parametersaccurately andquickly generategear solid model,greatlyimprove the design qualityand design efficiency.Keywords: Differential ，Straight bevelgear， UG，Re-develop，Parametric目 录1 前言11.1课题研究背景11.2课题研究的

5、目的以及研究内容11.3本课题研究的主要工作22 差速器参数化系统32.1系统开发软件简介32.1.1 UG软件简介32.1.2 VC+简介32.2 UG二次开发技术简介32.2.1 UG/OPEN API42.2.2 UG OPEN UIStyler43 差速器的设计63.1汽车差速器的功用及其分类63.2设计差速器的选型83.3设计初始数据的来源与依据83.4差速器结构分析简图83.4.1差速器结构方案图83.4.2差速器的结构分析93.4.3差速器的工作原理103.5差速器非标准零件的设计123.6锥齿轮最终设计方案153.7 差速器壳体的建模194 差速器的三维参数化建模204.1直齿

6、锥齿轮的手工建模204.1.1直齿锥齿轮的建模思路204.1.2齿轮常用的齿形曲线渐开线214.1.3渐开线的形成及其特性214.1.4绘制思路234.2绘制过程244.2.1建立渐开线齿廓曲线244.3差速器的整体模型274.4直齿锥齿轮的参数化建模284.4.1创建人机交互界面对话框284.4.2 编写菜单文件294.5 创建应用程序框架30结论34参考文献35致谢36附录37661 前言1.1课题研究背景差速器作为传动系统的主要部件之一,主要安装在驱动桥内,其各构件的强度和力矩的分配,对车辆的转向性能、通过性和可靠性有决定性的影响。汽车在转弯过程中,两侧车轮在相同时间滚过的距离往往是不同

7、的,内侧车轮滚过的距离短，外侧车轮滚过的距离远1。即使汽车作直线行驶,也会由于各种原因，例如，路面不平、轮胎的磨损而高低不平、汽车内部的磨损导致汽车倾斜等种种原因导致左右车轮行驶距离的不同。在这种工况下,如果两侧驱动轮刚性连接,其速度只能是相等的,则在转弯或是直线行驶时,都可能引起车轮的滑移或滑转。如果轮胎经常处于滑移或滑转状态,不仅会加剧轮胎磨损,功率和燃料消耗,而且使转向沉重,影响汽车的通过性和操纵稳定性。因此,为了使两侧驱动轮可用不同的速度旋转,一般在两半轴间安装差速器2。差速器如此重要，其设计也很繁琐复杂，直齿锥齿轮、壳体设计都比较复杂。如果对CAD 软件进行二次开发, 编制专用的圆锥

8、齿轮参数化设计系统则可以解决这个问题。参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化, 使之成为任意调整的参数。对于变量化参数赋予不同的数值, 就可得到不同大小和形状的零件模型, 从而加快新产品开发周期，提高设计效率，减少重复劳动。在目前流行的三维CAD/ CAE/ CAM 软件中, Pro/E 、UGNX 、CATIA 和SolidWorks以其强大的三维建模功能以及优秀的参数化技术, 在制造业得到了广泛的应用。运用UG二次开发技术，采用参数化设计其部件，可以大大减轻工作量，提高工作效率，加快工作完成进度。本设计选择采用UGNX软件，利用UG二次开发工具UG OPEN API和VC+联合开发了汽

9、车差速器圆锥齿轮的参数化实体造型系统3, 该系统能够根据输入的参数精确而快速地生成齿轮实体模型，大大提高了设计质量和设计效率。1.2课题研究的目的以及研究内容研究目的：完成差速器的参数化设计，从而能够在UG中快速生成差速器部件模型。本设计主要是基于WINDOWS平台在VC+环境下创建UGNX三维设计软件的二次开发工程。其具体内容为：（1）三维造型在UG建模系统里面进行直齿锥齿轮和差速器的三维造型；（2）搭建框架用VC+创建二次开发工具应用程序基本框架；（3）编译与连接用已经做好的两个库文件来执行；（4）菜单设计在UG OPEN UI系统的菜单栏里添加新的菜单；（5） UI(用户界面) 对话框通

10、过资源文件的编写和控制程序来实现用户界面对话框的生成；（6）模型生成通过在对话框中输入所需参数值，实现三维模型的生成3。1.3本课题研究的主要工作(1) 差速器的设计选择某种车辆的差速器，分析其驱动参数，计算得到差速器部件的各种数据。再根据其数据，完成一种差速器的设计。(2) 直齿圆锥齿轮以及差速器的建模根据计算得到的差速器数据，计算相应的直齿锥齿轮参数。根据此数据，在UG建模系统中，完成锥齿轮的三维建模。在此基础上，完成与锥齿轮的配合的差速器壳体的三维建模，并完成齿轮与壳体的装配，完成差速器的整体建模。(3)User-Function函数的应用以及代码编译 学习UF函数，并在VC+框架中实现

11、函数的调用，能够完成简单的二次开发应用。在此基础上，逐步完成设计所需代码的编译。(4) UG OPEN API模块完成二次开发首先，在UG OPEN UIStyler模块完成用户界面的设计；然后在VC+中建立关于UG的工程，编译代码，实现User-Function函数的调用；最后实现用户界面与UG工程的接口函数的编译，实现二次开发的利用。完成参数化设计。(5) 调试检验二次开发编译的代码可能存在问题，逐步分析代码，找出并修正错误。同时调试二次开发生成的文件，能够实现参数化出图。2 差速器参数化系统2.1系统开发软件简介2.1.1 UG软件简介UG是Unigraphics的缩写，这是一个交互式C

12、AD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，主要功能有：工业设计、产品设计、NC设计、模具设计，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它在诞生之初主要基于工作站，但随着PC硬件的发展和个人用户的迅速增长，在PC上的应用取得了迅猛的增长，已经成为模具行业三维设计的一个主流应用。2.1.2 VC+简介VC+全称Microsoft Visual C+，是微软公司推出的开发WIN32环境程序，面向对象的可视化集成编程系统。它不但具有程序框架自动生成、灵活方便的类管理、代码编写和界面设计集成交互操作、可开发多种程序等优点，而且通过简单的设置就可使其生成程序框架支持数据库接口、OLE2

13、、WinSock网络、3D控制界面4。2.2 UG二次开发技术简介UG软件作为CAD/CAE/CAM一体化软件系统,不仅具有强大的实体造型、曲面造型、参数化造型、装配和工程图创建等功能,还提供了功能强大的二次开发工具UG/OPEN。UG/OPEN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用户或第三方可以使用该开发工具,开发出基于UG系统的应用程序,实现与UG系统的无缝集成,从而满足用户的特殊需求5。UG/OPEN开发工具主要包括4个模块,即UG/OPEN API、UG/OPEN GRIP、UG/OPEN MenuScrip、UG/OPEN UIStyler。本次设计主要选

14、用UG/OPEN API和UG/OPEN UIStyler，以下是两种模块简介。2.2.1 UG/OPEN API UG/Open API(UG开放应用程序接口)，也称作User API，也称作User Function(用户函数)。它是UG/Open二次开发软件包 Function(用户函数)的一个重要组成部分。其核心包括了约2000个C函数， 分别用来实现大部分的UG操作。通过调用这些C函数，用户自编的程序能查询并修改UG对象模型，处理使用者和UG界面的交互, 控制UG的行为等。UG/Open API提供了比GRIP更多的对UG及其模块进行操作的功能，包括建模、装配、有限元分析、机构运动分

15、析、制造等。它支持C/C+语言，可以充分发挥C语言编译、运行效率高，功能强大的特点。并且，这些API函数可以无缝地集成到C+程序中，并利用强大的Microsoft Visual C+集成环境进行编译。这样，就可以充分地发挥出VC强大的功能和极其丰富的资源，包括MFC类库，使用面向对象的软件工程方法，优质高效地进行软件的开发。根据程序运行环境的不同，UG/OpenAPI程序可分为两种模式：(1)外部(External)程序模式：UG/OpenAPI外部程序可以脱离UG环境在操作系统下单独运行，运行的结果通常不能在UG图形界面中显示，也无用户交互界面，所以应用较少。通常用于不需要图形界面的后台应用程序，如打印机或绘图仪输出。(2)内部(Internal)程序模式：UG/OpenAPI内部程序只能在UG环境下运行，用VC+将应州程序编译链接生成动态链接库(*.dll)文件，UG启动时会自动加载动态链接库，供用户菜单调用，用户开发的应用程序能与UG软件无缝集成。并且这种模式下有较好的人机交互性，因此应用较为广泛。2.2.2 UG OPEN