【正文】 目錄第一章 引言 1 1 1 1 第二章 齒輪傳動(dòng)概述 2 第三章 直齒圓柱齒輪建模 2 2 3 ： 3 3第四章 斜齒圓柱齒輪建模 11 11 11第五章 圓錐齒輪建模 15 15 15 15 15第六章 齒輪傳動(dòng)仿真與分析 23 23 23 23 24 24 “伺服電動(dòng)機(jī)” 24 25 25第七章 小結(jié) ....................................................28第八章 致謝 29附錄一 參考文獻(xiàn)附錄二 英文文獻(xiàn)翻譯附錄三 英文文獻(xiàn)原件基于Pro/E漸開(kāi)線齒輪的建模和傳動(dòng)仿真摘　要：通過(guò)漸開(kāi)線直齒、斜齒和錐齒圓柱齒輪的參數(shù)化建模設(shè)計(jì)，介紹在Pro/E中進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本方法與設(shè)計(jì)步驟，利用Pro/E軟件進(jìn)行齒輪的傳動(dòng)仿真。關(guān)鍵字：Pro/E；齒輪；建模；仿真　　Modeling and Simulation of Involute Gear Based on Pro/E Abstract: Through the involute spur gear, helical cylindrical bevel wheel and cone of parameterized modeling design in Pro/E, introduction of parametric design of the basic methods and steps, using Pro/E of gear assembly and software simulation.Keywords: Pro/E 。 gear。 sculpt。 Simulation第一章 引言Pro/Engineer是美國(guó)PTC公司開(kāi)發(fā)的優(yōu)秀的三維設(shè)計(jì)軟件，它采用基于特征的參數(shù)化技術(shù)，具有產(chǎn)品的三維設(shè)計(jì)、分析、仿真、加工和二次開(kāi)發(fā)等功能，該軟件已廣泛應(yīng)用于機(jī)械、電子、家電、模具等行業(yè)，是目前國(guó)內(nèi)使用最廣泛的三維設(shè)計(jì)軟件之一。裝配、加工、制造以及其它學(xué)科都使用這些領(lǐng)域獨(dú)特的特征。通過(guò)給這些特征設(shè)置參數(shù)（不但包括幾何尺寸，還包括非幾何屬性），然后修改參數(shù)很容易的進(jìn)行多次設(shè)計(jì)疊代，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品開(kāi)發(fā)。仿真軟件包括為仿真服務(wù)的仿真程序、仿真程序包、仿真語(yǔ)言和以數(shù)據(jù)庫(kù)為核心的仿真軟件系統(tǒng)。 仿真軟件的種類(lèi)很多，在工程領(lǐng)域，用于系統(tǒng)性能評(píng)估，如機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析、控制力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)分析、熱分析、加工仿真等的仿真軟件系統(tǒng)。1985年，PTC公司成立于美國(guó)波士頓，開(kāi)始參數(shù)化建模軟件的研究。1988年。經(jīng)過(guò)10余年的發(fā)展，Pro/ENGINEER已經(jīng)成為三維建模軟件的領(lǐng)頭羊。Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關(guān)的。基于特征的參數(shù)化造型：Pro/ENGINEER使用用戶熟悉的特征作為產(chǎn)品幾何模型的構(gòu)造要素。這些特征是一些普通的機(jī)械對(duì)象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易的進(jìn)行修改。數(shù)據(jù)管理：加速投放市場(chǎng)，需要在較短的時(shí)間內(nèi)開(kāi)發(fā)更多的產(chǎn)品。Pro/Engineer功能如下： 　　(1)特征驅(qū)動(dòng)（例如：凸臺(tái)、槽、倒角、腔、殼等）。 　　(2)參數(shù)化（參數(shù)=尺寸、圖樣中的特征、載荷、邊界條件等），Pro/E為一參數(shù)化系統(tǒng)，即特征之間存在相互關(guān)系，使得某一特征的修改會(huì)同時(shí)牽動(dòng)其他特征的變更，以滿足設(shè)計(jì)者的要求。如果某一特征參考到其他特征時(shí)，特征之間即產(chǎn)生父/子關(guān)系。 　　(3)通過(guò)零件的特征值之間，載荷/邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 　　(4)支持大型、復(fù)雜組合件的設(shè)計(jì)(規(guī)則排列的系列組件，交替排列，Pro／PROGRAM的各種能用零件設(shè)計(jì)的程序化方法等)。 (5)貫穿所有應(yīng)用的完全相關(guān)性(任何一個(gè)地方的變動(dòng)都將引起與之有關(guān)的每個(gè)地方變動(dòng))。其它輔助模塊將進(jìn)一步提高擴(kuò)展 Pro／ENGINEER的基本功能。(6)全相關(guān)性：Pro/ENGINEER的所有模塊都是全相關(guān)的。這就意味著在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中某一處進(jìn)行的修改，能夠擴(kuò)展到整個(gè)設(shè)計(jì)中，同時(shí)自動(dòng)更新所有的工程文檔，包括裝配體、設(shè)計(jì)圖紙，以及制造數(shù)據(jù)。全相關(guān)性鼓勵(lì)在開(kāi)發(fā)周期的任一點(diǎn)進(jìn)行修改，卻沒(méi)有任何損失，并使并行工程成為可能，所以能夠使開(kāi)發(fā)后期的一些功能提前發(fā)揮其作用。普通的漸開(kāi)線齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)有：模數(shù)m、齒數(shù)z、壓力角alpha、齒頂高系數(shù)ha、頂隙系數(shù)c、齒寬b等。這些參數(shù)決定了齒輪的齒廓形狀和幾何尺寸大小。改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)，可以改變齒輪的形狀和尺寸，實(shí)現(xiàn)齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)。因此在齒輪建模過(guò)程中，將齒輪的幾何參數(shù)和設(shè)計(jì)參數(shù)加以關(guān)聯(lián)，每個(gè)特征的尺寸都由關(guān)系式約束，完成齒輪的參數(shù)化建模。模型完成后，通過(guò)輸入不同的模數(shù)、齒數(shù)、壓力角等參數(shù)可得到相應(yīng)的齒輪模型，實(shí)現(xiàn)齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)。第二章 齒輪傳動(dòng)概述齒輪傳動(dòng)是機(jī)械傳動(dòng)中最主要的一類(lèi)，型式很多，應(yīng)用廣泛，齒輪設(shè)計(jì)在機(jī)械設(shè)計(jì)中占據(jù)著相當(dāng)重要的地位，但它的設(shè)計(jì)步驟多、涉及參數(shù)多，需查詢的圖表總數(shù)有二十多個(gè)，給設(shè)計(jì)工作者帶來(lái)很多的不便，降低了設(shè)計(jì)效率。隨著計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（CAD/CAM）技術(shù)的發(fā)展，在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的過(guò)程中，有限元分析、裝配設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)仿真、數(shù)控加工等都必須以三維模型為基礎(chǔ)。在進(jìn)行齒輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，經(jīng)常需要利用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)并建立齒輪的三維實(shí)體模型，從而利用CAD/CAM軟件進(jìn)行裝配、檢測(cè)和分析。第三章 直齒圓柱齒輪模數(shù)m齒數(shù)z壓力角alpha齒頂高系數(shù)ha*頂隙系數(shù)c*齒寬b分度圓直徑d基圓直徑db齒頂圓直徑da齒根圓直徑df參數(shù)化創(chuàng)建齒輪的過(guò)程相對(duì)復(fù)雜，其中要用到許多與齒輪有關(guān)的參數(shù)以及關(guān)系式。： (1)創(chuàng)建和更改基準(zhǔn)平面、基準(zhǔn)軸、基準(zhǔn)坐標(biāo)。 (2)創(chuàng)建齒輪的基本圓。 這一步用草繪曲線的方法，創(chuàng)建齒輪的基本圓，包括齒頂圓、基圓、分度圓、齒根圓。并且用事先設(shè)置好的參數(shù)來(lái)控制圓的大小。 (3)創(chuàng)建漸開(kāi)線 用從方程來(lái)生成漸開(kāi)線的方法，創(chuàng)建漸開(kāi)線，本章的第一小節(jié)分析了漸開(kāi)線方程的相關(guān)知識(shí)。 (4)鏡像漸開(kāi)線 首先創(chuàng)建一個(gè)用于鏡像的平面，然后通過(guò)該平面，鏡像第2步創(chuàng)建的漸開(kāi)線，并且用關(guān)系式來(lái)控制鏡像平面的角度。 (5)拉伸形成實(shí)體 拉伸創(chuàng)建實(shí)體，包括齒輪的齒根圓實(shí)體和齒輪的一個(gè)齒形實(shí)體。這一步是創(chuàng)建齒輪的關(guān)鍵步驟。 (6)陣列輪齒 將上一步創(chuàng)建的輪齒進(jìn)行陣列，完成齒輪的基本外形。這一步同樣需要加入關(guān)系式來(lái)控制齒輪的生成。 (7)創(chuàng)建其它特征 創(chuàng)建齒輪的中間孔、鍵槽、小孔等特征，并且用參數(shù)和關(guān)系式來(lái)控制相關(guān)的尺寸。(1)創(chuàng)建和更改基準(zhǔn)平面、基準(zhǔn)軸、基準(zhǔn)坐標(biāo)，祥見(jiàn)模型prtzhichilun1(2)創(chuàng)建齒輪的基本圓 這一步用草繪曲線的方法，以DTM3為基準(zhǔn)，創(chuàng)建齒輪的基本圓，包括齒頂圓、基圓、分度圓、齒根圓，大小隨意。完成草繪后，雙擊曲線，更改4個(gè)圓的尺寸屬性分別為：d、db、da、df。如圖31所示圖31 尺寸屬性(3)輸入基本參數(shù)和關(guān)系式 單擊，在新建對(duì)話框中輸 “zhichilun1”,然后單擊；在主菜單上單擊 “工具”→ “參數(shù)”，系統(tǒng)彈出“參數(shù)”對(duì)話框， 如圖32所示：圖32 “參數(shù)”對(duì)話框(4)在“參數(shù)”對(duì)話框依次輸入新參數(shù)的名稱、值等。需要輸入的參數(shù)如表31所示：表31 創(chuàng)建齒輪參數(shù)名稱值說(shuō)明名稱值說(shuō)明M模數(shù)B10齒輪寬度Z17齒數(shù)HF___齒根高ALPHA20壓力角HA___齒頂高HAX1齒頂高系數(shù)B