开题报告(齿轮参数化设计及弯曲强度有限元分析)
变传动比转向器齿轮齿条副设计与有限元分析研究的开题报告
变传动比转向器齿轮齿条副设计与有限元分析研究的开题报告一、研究背景和意义在机械功能部件的传动机构中，变传动比转向器的作用是将动力输入融合到不同的机械运动中，调整传递转矩能力和转动速度的比例关系，很好地满足了机械运动的灵活性和多样化需求。
转向器作为一种重要的机械元件，广泛应用于工业生产、交通运输、航空航天等领域。
因此，研究变传动比转向器齿轮齿条副的设计和有限元分析是一个具有理论和实际意义的课题。
二、研究内容和目标本文主要研究变传动比转向器齿轮齿条副的设计和有限元分析。
具体研究内容如下：1. 探索变传动比转向器的结构和工作原理，分析其特点和优缺点；2. 分析齿轮齿条副在转向器中的作用和结构，研究其传动、分配和控制机制；3. 针对变传动比转向器齿轮齿条副的设计，考虑传动比、齿轮参数、材料选择等因素，确定其设计方案；4. 利用SolidWorks等软件建立变传动比转向器的三维模型，并进行有限元分析，评估其结构稳定性和强度；5. 进行实验仿真验证，检测设计方案和有限元分析的准确性和有效性。
本文旨在探索变传动比转向器齿轮齿条副的设计和有限元分析技术，为该领域的研究提供一定的参考和思路。
三、研究方法和步骤本文的研究方法主要包括文献调研、数据分析、建模仿真和实验验证。
本文的具体研究步骤如下：1. 搜集相关文献资料，分析变传动比转向器齿轮齿条副的设计原理、传动效率、可靠性等方面的内容；2. 深入分析齿轮齿条副在转向器中的作用和结构，研究其传动特性，并确定其设计参数；3. 在SolidWorks中建立变传动比转向器的三维模型，并进行有限元分析，评估其结构稳定性和强度；4. 根据模型分析结果和实验验证的数据，优化设计方案；5. 进行仿真实验验证，检测设计方案和有限元分析的准确性和有效性；6. 分析仿真结果和实验数据，总结研究成果并撰写论文。
四、论文结构安排本文的章节结构安排如下：第一章：绪论，阐述研究背景、意义、内容和目标；第二章：文献综述，概述变传动比转向器齿轮齿条副的研究现状和进展情况；第三章：变传动比转向器齿轮齿条副的设计，介绍设计原理、参数选择和设计方案；第四章：有限元分析，建立模型、设定参数、进行仿真分析；第五章：仿真实验验证，检测设计方案和有限元分析的准确性和有效性；第六章：研究结果分析，数据分析、结果总结；第七章：结论和展望，总结研究成果并展望未来发展方向。
中型拖拉机变速箱齿轮优化平台设计及有限元分析的开题报告
中型拖拉机变速箱齿轮优化平台设计及有限元分析的开题报告一、选题背景及意义拖拉机作为农业机械中的主要设备之一，拥有广泛的使用范围。
其中变速箱是拖拉机传动系统中关键的部件，它决定了拖拉机行驶性能的好坏。
然而，在中型拖拉机的变速箱中，由于齿轮的设计和制造过程中存在一些缺陷，造成了齿轮在使用过程中的磨损和失效，从而导致整个拖拉机性能下降、能耗增加、维修成本等诸多问题。
因此，本研究旨在通过对中型拖拉机变速箱齿轮的优化设计，提高拖拉机传动系统的可靠性和工作效率，进而为农业生产提供更好的支持。
二、研究内容及方法本研究主要包括以下内容：1. 变速箱齿轮设计原理分析：通过对变速箱齿轮的构造和工作原理进行研究分析，明确其在拖拉机传动系统中的重要作用，为设计优化提供基础。
2. 变速箱齿轮优化设计：在分析变速箱齿轮设计原理和现有设计的基础上，运用现代设计理念和工具，对中型拖拉机变速箱齿轮的设计进行创新性的优化和改进。
3. 变速箱齿轮有限元分析：运用有限元分析软件对优化后的齿轮进行有限元分析，验证其受力性能和优化效果，并寻求更好的材料选择和制造工艺。
4. 平台设计：基于所得到的优化结果，设计创新的中型拖拉机变速箱齿轮制造平台，包括设计开发拖拉机变速箱齿轮数控加工设备、检测系统等。
本研究将采用文献调研、数学仿真和实验分析等方法开展。
三、预期成果1. 中型拖拉机变速箱齿轮优化设计方案：通过优化设计，提高变速箱齿轮的耐磨损性和传动效率。
2. 变速箱齿轮有限元分析结果：对所设计的变速箱齿轮进行有限元分析，探究其性能受力特征，可以为制造提供更好的材料选择与生产工艺。
3. 拖拉机变速箱齿轮制造平台：基于优化设计结果，设计和开发出创新的拖拉机变速箱齿轮制造平台，实现高品质、高效率、低成本的制造。
四、研究意义和应用前景本研究的意义和应用前景在于：1. 提高中型拖拉机传动系统的可靠性和工作效率，降低能耗和维修成本，为农业生产提供高品质、高效率、低成本的服务。
有限元分析开题报告
有限元分析开题报告1. 研究背景有限元分析是一种广泛应用于工程领域的数值分析方法，用于模拟和预测结构或系统的行为。
它通过将复杂的连续介质划分为有限数量的离散单元，然后对每个单元进行计算，最终得出整个系统的行为。
有限元分析在结构力学、热传导、流体力学等领域都有重要应用。
在进行有限元分析之前，需要对待分析的结构或系统进行建模。
建模是有限元分析的关键步骤之一，它决定了分析结果的准确性和可靠性。
因此，在进行有限元分析之前，我们需要进行充分的步骤规划和准备。
2. 研究目标本研究的目标是使用有限元分析方法对某个特定结构的行为进行分析和预测。
具体来说，我们将通过有限元分析来研究该结构在不同载荷条件下的变形、应力分布和破坏情况。
3. 研究步骤3.1 确定研究对象首先，我们需要确定研究对象是什么。
这可能是一个实际的结构，如一座桥梁或一台机器，也可能是一个理论上的系统，如一个弹簧系统或一个流体网络。
3.2 建立结构模型接下来，我们需要建立研究对象的结构模型。
结构模型是对研究对象的简化表示，它包括结构的几何形状、材料特性和载荷条件等信息。
建立结构模型的过程通常涉及到几何建模、材料属性定义和载荷条件确定等步骤。
这些步骤需要根据实际情况进行，并且需要根据研究目标进行合理的简化和假设。
3.3 网格划分在建立结构模型之后，我们需要将结构划分为有限数量的离散单元，即进行网格划分。
网格划分的精细程度将直接影响到有限元分析结果的准确性和计算效率。
网格划分通常包括将结构分割为三角形、四边形或其他多边形单元等步骤。
在进行网格划分时，我们需要根据结构的几何形状和材料特性进行合理的选择，并注意避免过度细化或过度简化。
3.4 建立数学模型在完成网格划分之后，我们需要建立数学模型。
数学模型是对结构分析问题的数学表达，它包括结构的运动方程、边界条件和材料本构关系等信息。
建立数学模型的过程通常涉及到应力平衡方程、位移和应力之间的关系等步骤。
这些步骤需要根据结构的特点和加载条件进行合理的选择，并注意避免过度简化或过度复杂化。
变速器斜齿圆柱齿轮弯曲强度有限元分析
变速器斜齿圆柱齿轮弯曲强度有限元分析随着汽车工业的不断发展，变速器作为汽车传动系统的核心组件之一，越来越受到重视。
为了提高变速器的使用寿命和可靠性，对变速器斜齿圆柱齿轮的弯曲强度进行有限元分析是很有必要的。
有限元分析是一种基于数值计算的工程分析方法，可以精确地计算结构在应力、应变、振动等方面的响应。
变速器斜齿圆柱齿轮在传动过程中承受着较大的载荷和扭矩，容易受到弯曲应力的影响，因此需要进行弯曲强度有限元分析。
首先，建立变速器斜齿圆柱齿轮的有限元模型。
该模型可以通过三维建模软件进行建立，以真实的几何形状为基础。
通过网格划分，将齿轮的表面划分成许多小的单元，然后根据齿轮材料本身的力学性能，为每个单元赋予相应的材料力学特性，包括弹性模量、泊松比、屈服强度等。
然后，利用有限元软件对变速器斜齿圆柱齿轮进行载荷分析。
在分析载荷时，需要考虑到齿轮的工作负载，包括马力和扭矩。
这些载荷可以通过实际测试或计算来确定。
载荷分析的目的是确定整个齿轮的受力分布，以便准确计算其弯曲应力。
接着，进行弯曲应力分析。
弯曲应力是指材料在弯曲作用下产生的应力。
在有限元分析中，可以通过测量每个单元的变形和位移来计算齿轮的弯曲应力。
这个过程需要运用恒定元素法，确定位移和弯曲应力的关系。
最后，进行弯曲强度分析。
齿轮的弯曲强度是指齿轮的弯曲强度极限，即齿轮在受到一定载荷时，达到破裂的最大载荷。
这个分析可以通过比较齿轮的弯曲应力和齿轮材料的弯曲强度极限来得出。
如果齿轮的弯曲应力超过了材料的弯曲强度极限，那么齿轮就会发生破裂。
总的来说，变速器斜齿圆柱齿轮的弯曲强度有限元分析是一个非常复杂的过程，需要运用多种数值计算方法和工程分析技术。
通过这种分析，可以准确地了解齿轮的强度和可靠性，从而确保汽车传动系统的正常工作，并增加齿轮的使用寿命。
除了弯曲强度有限元分析，变速器斜齿圆柱齿轮还需要进行稳定性分析、齿面接触分析等。
稳定性分析可以判断齿轮在运行过程中是否出现振动和失稳现象，以及确定其稳态工作区间。
汽车主减速器螺旋锥齿轮参数化建模与有限元分析的开题报告
汽车主减速器螺旋锥齿轮参数化建模与有限元分析的开题报告一、题目及研究内容题目：汽车主减速器螺旋锥齿轮参数化建模与有限元分析研究内容：1. 汽车主减速器螺旋锥齿轮的参数化建模；2. 应用有限元方法对螺旋锥齿轮进行动态和静态力学特性的分析；3. 分析锥齿轮的接触应力、接触疲劳寿命等重要技术指标；4. 提出优化设计方案，改进锥齿轮的性能，提高其使用寿命。
二、研究背景及意义汽车主减速器作为汽车发动机转轴与传动轴之间的转换装置，它承担着汽车动力传递与转向控制的重要作用。
而螺旋锥齿轮作为主减速器传动系统中精密零件的关键部件，其传动效率、传动功率、噪声和振动等指标都对减速器的整体性能和使用寿命有重要影响。
随着汽车工业的持续发展和对产品性能要求的提高，对锥齿轮的设计、制造和应用提出了新的挑战。
因此，建立汽车主减速器螺旋锥齿轮的参数化模型，并进行有限元分析，可以为锥齿轮的设计、制造及优化提供重要参考。
三、研究方法1. 锥齿轮的参数化建模基于软件如SolidWorks或CATIA等CAE软件，将汽车主减速器的螺旋锥齿轮进行三维建模，采用参数化设计方法，通过调整几何参数，快速产生不同尺寸的锥齿轮模型。
2. 锥齿轮的有限元分析利用ANSYS、ABAQUS等有限元软件，分别建立螺旋锥齿轮的动态和静态模型，在不同工况下进行有限元分析。
对其动态力学、静态刚度、接触应力、接触疲劳寿命等重要特性进行分析和计算。
3. 优化设计方案的提出通过对锥齿轮的参数化建模和有限元分析，发现锥齿轮存在的优化空间，并提出具体的优化建议，改善锥齿轮的性能和使用寿命。
四、研究计划第一年：1. 文献综述，对锥齿轮相关知识进行系统学习和总结。
2. 建立螺旋锥齿轮的三维参数化模型，制定有限元分析计算方案。
第二年：1. 进行螺旋锥齿轮的有限元分析，计算锥齿轮的动态和静态力学特性和接触应力、寿命等指标。
2. 优化分析结果，提出优化建议。
第三年：1. 进一步优化螺旋锥齿轮的设计方案，优化分析结果。
齿轮参数化设计开题报告叶浩
毕业设计开题报告一本课题的背景和意义Pro/Engineer是一套由设计至生产的机械自动化软件，是新一代的产品造型系统，是一个参数化、基于特征的实体造型系统，并且具有单一数据库功能。
参数化设计和特征功能Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。
这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活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。
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。
意义：（1）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。
（2）实现齿轮的参数化设计以及仿真运动和有限元分析、对于齿轮模型库的开发、及时发现设计缺陷，优化设计和提高设计效率具有重要意（3）采用建立原始齿轮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。
二本课题的主要内容课程设计的内容就是利用Pro/ENGINEER 软件来进行锥齿轮的参数化设计以及仿真运动和有限元分析，其具体内容是：（1）利用Pro/ENGINEER 软件进行直齿轮、锥齿轮和斜齿轮的参数化设计，完成后只要改变参数就能形成新的齿轮。
机械类-毕业设计-开题报告-齿轮
1、研究的意义，同类研究工作国内外现状、存在问题(列出主要参考文献)研究意义：齿轮传动是机械中最常用的传动形式之一，广泛应用于机械、电子、纺织、冶金、采矿、汽车、航空、航天及船舶等领域。
随着科学技术的飞速发展，机械工业也发生着日新月异的变化，特别是近几十年来机电一体化产品的广泛应用，使得人们对齿轮的动态性能提出了更高的要求。
非线性动力学、振动、噪声及其控制己成为当前国际利技界研究得非常活跃的前沿课题之一。
在此同时，传统的静态设计方法也逐渐不能适应设计和运行的要求，而新兴的动态设计方法越来越被认同和采用。
在日常生活及工程应用中，人们广泛使用着各种各样的机器设备。
机械在工作过程中产生的振动，恶化了设备的动态性能，影响了设备的原有精度、生产效率和使用寿命，同时，机械振动所产生的噪声，又使环境受到了严重污染。
因此，齿轮系统的动力学行为和工作性能对各种机器和机械设备有着重要影响。
机械的振动和噪声，大部分来源于齿轮传动工作时产生的振动。
所以，机械产品对齿轮系统动态性能方面的要求就更为突出。
研究齿轮系统在传递动力和运动过程中的动力学行为的齿轮系统动力学一直受到人们的广泛关注。
齿轮传动系统的T作状态极为复杂，不仅载荷T况和动力装置会对系统引入外部激励，而且齿轮副本身的时变啮合刚度和误差也会对系统产生内部激励。
同刚出于润滑的需要也一般会提供必要的齿侧间隙；加之，由于齿轮传动过程中的磨损，也不可避免得在齿轮副中造成间隙。
在低速、重载的情况下，间隙对齿轮系统的动态性能不会产生严重的影响，用传统的线性动力学模型可以较好地反映齿轮传动的振动特性；在高速、轻载的情况下，由于齿侧问隙的存在，齿轮间的接触状态将会发生变化，从而导致齿轮间接触、脱齿、再接触的啮入啮出冲击，这种由间隙引发的冲击带来的强烈振动、噪声和较大的动载荷，影响齿轮的寿命和可靠性，从而促使人们对齿轮系统的非线动力学引起了足够的重视和关注。
现状：齿轮机构因为具有传动效高、结构紧凑、传动平稳等优点，被广泛地应用于各类机器设备上，尤其是重载传动方而，齿轮传动机构更是占据着举足轻重的地位。
齿轮参数化设计开题报告1
XX大学本科毕业设计（论文）开题报告题目名称基于SolidWorks的齿轮参数化设计学生姓名XX专业班级机设3班学号XXXXXX 一、选题的目的和意义：齿轮是机械领域中的一种典型零件，在机械装备中具有广泛应用。
但由于各种机械装备所需的齿轮型号、规格存在差异，因此齿轮的设计、生产仍以订制为主，其设计效率较低。
随着三维CAD技术在机械领域的不断应用，．齿轮设计也在向集成化、自动化、智能化方向发展。
齿轮设计、分析、制造过程的并行化使得齿轮设计制造周期缩短，但是当前齿轮的设计计算过程仍然沿用传统的手工计算方法，从而影响齿轮设计的总体效率。
另外，当前齿轮三维建模过程还存在齿廓精度低等问题。
本系统可分为齿轮设计模块、齿轮选型模块、齿轮参数化模块、齿廓自动生成模块、FEA输出模块，此外还包括帮助文档模块。
齿轮参数化模快和齿廓自动生成模块是本系统的核心模块，通过这两个模块完成了齿轮参数计算、齿坯参数化变型以及齿廓模型的自动建模等功能，实现了齿轮整体的参数化变型过程。
齿轮作为减速机的重要组成部分，其设计过程的快速性直接影响减速机的设计。
减速机及齿轮的设计与制造技术的发展，在一定程度上标志着一个国家的工业水平，因此，开拓和发展减速机及齿轮技术具有广阔的前景。
利用CAD手段进行设计，可提高设计质量，缩短设计周期。
因此开发一套实用齿轮参数化设计系统具有重要的意义。
CAD和齿轮参数化设计的相结合将有效地推动齿轮甚至是减速机的设计工作。
在SolidWorks平台下开发了减速机齿轮的CAD系统，项目组将在企业现有CAD软件平台基础上，开发出一套针对减速机齿轮的参数化设计系统。
该系统由参数输入界面输入参数后，自动进行相关计算，完成齿轮的参数化建模过程，输出符合有限元分析的齿轮模型。
二、国内外研究综述：CAD技术是随着电子技术和计算机技术的发展而逐步发展起来的，它具有工程及产品的分析计算、几何建模、仿真与试验、绘制图形、工程数据库的管理、生成设计文件等功能。
变速器齿轮毕业设计开题报告2010
目前，研究齿轮强度的方法主要有两种：一是试验研究，以齿轮的实际试验数据、结果为基础，分析强度和变形，这种方法实用性较强；二是分析计算，利用经典力学、有限元、边界元等方法，通过建立零部件的模型，以计算结果为基础研究其强度。由于试验研究需要花费较长的时间和高昂的费用，而且，试验研究只能在已制成的产品上进行，设计阶段则无法进行。因此，人们很早就致力于用分析计算的方法研究齿轮的强度。本世纪五十年代以前，分析机械结构强度问题的方法主要是利用经典力学，将复杂的实际结构简化为较为简单的力学模型，再寻找一些途径使较复杂的高次超静定或非线性力学模型变为根据当时的条件能够计算的静定、线性或低次超静定模型，从而获得解答。但是，这种方法一般只适用于各向同性体在弹性范围内的小变形问题，而且由于计算模型构造过于简单，导致计算结果与实际情况相差较大。
5．研究的主要内容
本文以YG1090货车变速器齿轮为研究对象，利用三维造型软件PRO-E进行参数化建模，生成渐开线斜齿圆柱齿轮。并利用有限元分析软件ANSYS10.0，对齿轮进行了强度分析计算。
本文的主要内容包括以下几个方面：
(1)齿轮的参数化精确建模
利用ProeWildfire 3.0建立参数化齿轮模型。
随着科学技术的发展，有限元法和边界元法开始获得广泛地应用。有限元法是一种离散化数值分析方法。一个复杂的弹性体可以看成是由无限个质点组成的连续体，它具有无限个自由度，为了进行计算，将此弹性体简化为由有限单元组成的集合体，这些单元是在有限节点上链接的，因此，这个集合体具有有限自由度，这就为计算提供了可能。有限元方法可以求解结构形状和边界条件均很复杂的力学问题，应用领域相当广泛。利用有限元方法，可以获得齿轮的应力分布、变形分布等数据，应用这些数据可以对变速器齿轮进行强度校核、寿命计算、优化设计等工作。
齿轮滚刀参数化设计系统的研究的开题报告
齿轮滚刀参数化设计系统的研究的开题报告1. 研究背景和意义齿轮滚刀是齿轮加工中的一种重要切削工具，其设计对于提高齿轮加工的质量和效率具有重要意义。
传统的齿轮滚刀设计主要依赖经验和试验，存在着设计周期长、设计结果不稳定等问题。
因此，开发一种基于参数化设计的齿轮滚刀设计系统，能够大大提高设计效率和精度，具有非常重要的实际应用价值。
2. 研究内容和方法本研究将围绕齿轮滚刀的参数化设计展开研究，主要内容包括：（1）齿轮滚刀的结构和加工原理分析，包括主要参数和设计要求的确定。
（2）基于SolidWorks和Visual Basic的齿轮滚刀参数化设计系统的开发和实现，包括模型建立、参数化设计、模型优化等方面的内容。
（3）通过实例验证齿轮滚刀参数化设计系统的有效性和实用性，包括刀具切削力、表面粗糙度等工艺性能的分析。
3. 预期研究结果（1）成功实现齿轮滚刀参数化设计系统，提高设计效率和精度。
（2）掌握基于SolidWorks和Visual Basic的模型建立和参数化设计技术。
（3）分析并验证齿轮滚刀参数化设计系统的有效性和实用性。
4. 研究计划本研究的时间安排如下：（1）前期调研和文献综述阶段：3个月。
（2）齿轮滚刀结构和加工原理的分析和参数确定阶段：2个月。
（3）基于SolidWorks和Visual Basic的齿轮滚刀参数化设计系统的开发和实现阶段：6个月。
（4）应用实例验证和性能分析阶段：3个月。
（5）论文撰写阶段：2个月。
5. 研究难点本研究的难点主要包括：（1）齿轮滚刀的复杂结构和工作原理需要进行深入的研究和分析。
（2）基于SolidWorks和Visual Basic的参数化建模和优化技术需要掌握和应用。
（3）系统应用实例的选取和工艺性能的验证需要进行准确的模拟和实验。
6. 研究意义齿轮滚刀参数化设计系统的研究将为齿轮加工和切削领域的发展做出贡献，提高齿轮加工效率和精度，促进我国机械制造业的发展。
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【10】王建明，刘才山，周学军.内、外啮合斜齿轮三维接触应力有限元分析[J].机械传动，1998(3):15一18
【11】杨汾爱，张志强，龙小乐，鲍务均.基于精确模型的斜齿轮接触应力有限元分析[J].机械科学与技术，2003(2):206一208
⑴.齿轮参数化设计
参数化设计(Parametricdesign)是一种设计方法，主要是通过改动图形某一部分或某几部分的尺寸，自动完成对图形中相关部分的改动，从而实现尺寸对图形的驱动。参数化设计技术以其强有力的草图设计、尺寸驱动修改图形功能，成为初始设计、产品建模与修改、系列设计、多方案比较和动态设计的有效手段，是提高三维模型设计效率的最好方法之一。
【5】陶卫民，张文玉.用仿铣齿法生成斜齿轮三维实体模型[J].现代机械，2003(3)
【6】郭志全，朱征.斜齿圆柱齿轮在UG中的三维建模[J].机械设计，2003
【7】朱思洪.基于Pro/E的斜齿圆柱齿轮三维实体造型[J].机械设计与制造，2005(3)
【8】包家汉，张玉华，薛家国.基于ANSYS的渐开线斜齿轮副参数化建模[J].机械传动，2006(1):54一56山东大学硕士学位论文
3.齿轮参数化设计及弯曲强度有限元分析尚待研究的问题
在现有的CAD平台上建立齿轮三维几何模型并非难事，但是仍存在以下问题。
(1)几何建模的精确性。这主要体现在对过渡曲线的处理上，很多文献均是采用圆弧来作为过渡曲线的，这既不符合生产实际情况，也不利于对齿根弯曲应力进行有限元分析。本文将在建立过渡曲线数学模型的基础上，对其进行精确化处理。
浙江大学董金祥教授，葛建新博士提出变参绘图系统中一种约束求解新方法，采用该方法，不但可以通过分解和排序来提高求解速度，而且可以通过快速指出约束不足和约束过载来提高灵活性和可靠性。清华大学张国伟等提出了一种基于自由度分析的约束传播算法，求解二维参数化设计中所建立的几何约束模型。用约束图表示几何元素及它们之间的约束关系，用规则图来表示求解推理的过程，采用了基于规则的推理与数值计算相结合，基于自由度分析的约束求解策略。浙江大学谭建荣教授等针对现有在线参数化方法的不足，提出了模型建立和求解相分离的离线式参数化方法，基本思路是根据工程制图规则和尺寸与图形的本质联系，自动建立尺寸与图形的约束关系，并探讨了工程图约束信息自组织原理和方法。
②70年代后一80年代初的开创时期
提出了一些参数化设计的基本思想和理论，并逐渐形成了不同的参数化方法。以Hillyard提出变量几何和几何约束思想，并由Gossard及其研究小组进一步发展和完善了这一方法为标志。
③80年代中期一90年代初的发展时期这一时期的一个重要特征是将AI技术引入参数化设计中，人们分别将几何推理、神经网络等人工智能方法应用到设计中去，同时，将参数化技术应用到实体造型，形成了特征造型技术，以Aldefeld、Suzuki、Verrotlst提出的基于专家系统的方法为主要代表。
④90年代中期至今
基于知识的参数化理论逐渐完善，参数化方法在实践中得到广泛应用。这一阶段以利用图表示的基于知识的几何推理法和GaoXiao一Shan提出的约束传播法为主要代表
国内近年来对参数化的研究也显示出较高的热情，相继开发出一些具有较高技术水平的商品化软件，在几何约束的表示和求解方面，提出了各种新方法和思路。
齿轮轮齿弯曲强度有限元分析，相对于传统计算方法，过程简洁，结果更接近理论和实际。传统方法设计齿轮时需要查阅手册及大量的图表，并且整个过程有时需要大量的试算和反复，十分繁琐。而采用参数化的有限元法则比较简洁，只需将有关参数代入编写好的程序上就可以很快得到结果，计算精度同时也会在一定的范围内得到保证。
2.齿轮参数化设计及弯曲强度有限元分析在国内外的研究现状和发展趋势
二、完成任务的研究思路和方案
本文主要研究内容是在Pro/E中，通过参数化建模的方法，生成齿轮的完整渐开线齿廓，采用特征操作方法生成了渐开线齿轮的三维实体模型。然后建立Pro/E与ANSYS10.0的接口，将模型导入。在通用的大型有限元分析软件ANSYS上，基于APDL语言实现齿轮弯曲强度有限元分析。主要内容如下:
己有许多文献期刊等讨论了直齿与斜齿圆柱齿轮齿根弯曲应力，但大多只是针对某一个或几个特定接触位置进行分析研究的，而关于研究齿轮在啮合过程中齿根弯曲应力分布的论文至今尚不多见。
在计算齿轮应力分布的数值方法中，有限元法无疑是最有效的方法之一。但在齿轮齿根弯曲应力有限元计算中常常遇见的问题是，为了提高计算精度必将使计算模型增大，随之而来的是计算费用的增加或计算机内存不够而无法运行。为了兼顾计算精度和计算模型的矛盾，采用局部网格密化将使有效的途径。在齿轮传动系统中，齿轮作为承受载荷和传递动力的主要承担者，工程中经常遇到齿轮断裂、大变形等情况。因此着重对齿轮进行应力分析有十分重要的意义。
根据参数化设计方法在不同时期的主要特点，可以将参数化的研究分为以下几个阶段:
①60一70年代中的萌芽期
这一阶段以Sutherland为代表，他在sketehpad(1963)系统中提出利用约束作为辅助手段进行零件的生成，但没有使用约束定义和修改几何模型，模型的修改只是一个单向过程，一旦模型生成后约束不能反过来限制模型。
【16】A1Alleyne,Riliu . A Simplified App roach t o Force Con2trol for Electro2 hydraulic Systems [ J ]. Control Engineer2ing Practice, 2000 (8): 1347 - 1356.
本科毕业设计（论文）开题报告
学生姓名
专业（班级）
课题名称
齿轮参数化设计及弯曲强度有限元分析
一、本课题的作用、意义，在国内外的研究现状和发展趋势，尚待研究的问题
1.齿轮参数化设计及弯曲强度有限元分析的作用、意义
参数化设计对于形状大致相似的一系列零部件，只需修改相关参数，便可生成新的零部件，从而大大提高设计效率。在Pro/E中，通过参数化建模的方法，生成齿轮的完整渐开线齿廓，采用特征操作方法生成了渐开线齿轮的三维实体模型。然后建立Pro/E与ANSYS10.0的接口，将模型导入。在ANSYS软件中基于APDL语言实现了渐开线斜齿轮“网格剖分、载荷施加、求解计算”的全过程参数化，实现了CAD与CAE的一体化，极大地提高了工程设计效率。齿轮的参数化三维建模必将提高工程设计的效率。很多研究人员是在有关的CAD软件上得到斜齿轮的三维模型，然后再导入到有关的CAE软件上进行有限元分析。这样做一方面无法实现CAD/CAE的有效集成，另外很重要的一方面就是三维参数化模型导入到CAE软件中后，不再具备“参数化”特征，从而在CA五软件中无法对几何模型进行参数化控制，无法实现网格的参数化精确化剖分，无法实现复杂载荷和边界条件的精确施加与求解，无法实现参数化后处理，无法实现与ANSYS数据库的适时交互，无法实现参数化有限元分析的全过程。
(1)在Pro/E中齿轮的三维参数化精确造型。这部分主要解决的问题包括:设置尺寸参数；创建齿轮关系式；创建轮廓曲线；创建齿轮阵列特征；建立族表。
(2)齿轮齿根弯曲应力有限元分析。这部分主要解决的问题包括:定义材料属性、单元类型；选择网格类型、划分网格；定义边界条件、加载；有限元计算;基于APDL语言实现齿根弯曲应力参数化有限元分析全过程
(2)有限元分析的参数化。在其他CAD平台上进行几何建模，然后再导入到ANSYS中进行有限元分析，尽管这样做有利于充分利用不同软件的优势，但是这样做将导致在ANSYS中无法对几何模型进行参数化控制，无法实现网格的参数化精确化剖分，无法实现复杂载荷和边界条件的精确施加与求解，无法实现参数化后处理，无法实现与ANSYS数据库的适时交互，无法实现参数化有限元分析的全过程。鉴于此，本文将实现齿轮的参数化建模。
所谓“参数化设计模型”是指以约束来表达产品模型的形状特征，以一组参数来控制设计结果，从而能通过变换一组参数值就方便地创建一系列形状相似的零件。参数化方法的本质是基于约束的产品描述方法，产品整个设计过程就是约束规定、约束变换求解过程以及约束评估过程的求精。
参数化设计技术在解决二维绘图以及二维造型建模的问题上表现出很大的优势，如国外的AutoCAD，UG，Pro尼ngineer以及cATTA等二维、三维软件，国内的CAXA、开目CAD以及金银花MDA等商业化软件在国内外企业产品设计，特别是零件设计中发挥着巨大的作用。
在CAD领域中，参数化技术是指采用预定义参数的方法建立图形的约束集，并指定一组尺寸作为参数使其与几何约束集相关联，将所有的关联公式融入到应用程序中，然后以人机交互的方式修改参数，通过参数化尺寸驱动实现对设计结果的修改。在参数化设计过程中，参数与设计对象的控制尺寸有着明显的对应关系，并具有全局相关性。参数化设计不同于传统的设计，它存储了设计的整个过程，能设计出一族而非单一的、在形状和功能上具有相似性的产品模型。正是有了这种参数化设计技术，才使得数据的改变在不同层次之间的传递具有关联性、同步性和即时性。因此，才有了真正意义上的自顶向下设计及以这种设计为基础的并行设计。
齿根应力可用解析法、光测法、电测法及有限元法等进行研究，但相比之下，有限元发有其独特的优点。解析法把齿轮作为悬臂梁计算齿根应力，而引入一些系数考虑载荷分布的不均匀、应力集中、短悬臂梁等的影响，这种方法虽然简单、但精度不高，而且只能算出一些特殊位置的应力。光测法和电测法虽能精确的反应齿根应力，但需制作实物模型。而有限元法在不需实物模型的情况下就能精确的反应齿根应力的分布状态。有限元法应用于齿根应力分析大约起于60年代末，70年代初，近年来己有迅速发展。在《航空圆柱齿轮动态载荷下三大强度计算方法研究》中，利用有限元方法，用FOTRRAN语盲’开发了一套斜齿圆柱齿轮的应力计算程序。此程序非常成功的解决了很多的齿轮应力计算问题，而且它一直应用到现在，说明它有很强的生命力。但随着时代的前进，科学技术发展日新月异，现代工程技术中对齿轮的应力分析的精确性、便捷性等提出了更高的要求，需要一种更好的方法来计算齿轮应力。随着生产和设计的社会化、专业化发展，大型的商业应用软件不断出现，其功能越来越强大，应用范围越来越广，以至于现在越来越少的科研人员会纯粹的靠自己独立开发的程序去解决工程问题。另一方面商业软件由于它要兼顾通用性，它不是为解决个别特定的问题而设计的，因此我们在解决一些问题时需要对它进行二次开发。工程设计和分析计算依赖于通用商业软件的同时对它进行二次开发，这己经成为当代的一种潮流和趋势