【正文】 （５） 單擊新建約束，選擇“相切”約束類型，在圖形區(qū)選擇鍵的圓頭柱面和槽的 圓柱 面。 （２）進(jìn)入裝配模式后，添加元件，單擊工具欄里的 ，此時(shí)將出現(xiàn)“打開”對話框，找到對應(yīng)文件夾下的文件 zhou，并單擊＂打開＂ 按鈕。選擇 Front形成草繪平面 ，其余接受默認(rèn)設(shè)置， 進(jìn)入草繪模式，畫圓，如圖 所示，在另外一面畫圓，如圖 所示，單擊 ，選擇 ，點(diǎn)擊去除材料 ，點(diǎn)擊 。 ，彈出的拉伸工具操控面板，單擊“放置”按鈕，彈出的“放置”的上滑面板，單擊“定義”按鈕，彈出“草繪”對話框。 32 基于 Pro/E 的復(fù)合漸開線齒輪的精確建模方法 圖 草繪曲線 單擊倒角按鈕 ，彈出倒角控制面板，在屬性面板中，設(shè)置標(biāo)注方式為 D*D的值為 2，生成最后的圖形，如圖 所示 [10]。選擇Front 形成草繪平面 ，其余接受默認(rèn)設(shè)置，單擊“草繪”按鈕，進(jìn)入草繪模式。單擊切除材料按鈕 ，然后 在控制面板中輸入拉伸的寬度為 b1，點(diǎn)擊 ，生成 齒面 。選擇 Front 形成草繪平面，其余接受默認(rèn)設(shè)置。然后選擇齒頂圓 da1， da1 變成黃色 。 （ 1） 單擊工具欄拉伸工具 ，彈出的拉伸工具操控面板， 單擊“放置”按鈕，彈出的“放置” 的 上滑面板，單擊“定義”按鈕，彈出 “ 草繪 ” 對話框。 創(chuàng)建第 2 個(gè)基準(zhǔn)平面，選擇 DTM３和基準(zhǔn)軸 A_２作為參照，旋轉(zhuǎn)角度設(shè)為 360/（ 4*z１）。 （ 2）單擊基準(zhǔn)點(diǎn)按鈕 ，彈出“基準(zhǔn)點(diǎn)”對話框。 (4)保存記事本的內(nèi)容，關(guān)閉記事本。 圖 操控板 圖 操控板 29 第四章 復(fù)合齒輪參數(shù)化建模 圖 陣列圖形 繪制內(nèi)嚙合齒輪 （ 1）選取已建好的齒輪實(shí)體模型外表面作為工作面， 單擊基準(zhǔn)曲線按鈕 ，彈出“曲線選項(xiàng)”下拉菜單，選擇“ 從方程”，然后單擊“完成”。單擊切除材料按鈕 ，然后 在控28 基于 Pro/E 的復(fù)合漸開線齒輪的精確建模方法 制面板中輸入拉伸的寬度為 b，點(diǎn)擊 ，生成如圖 所示的 齒面 。單擊“草繪”按鈕，進(jìn)入草繪模式。最后單擊確定按 鈕 ，則退出了草繪界面。選擇 Front 形成草繪平面 ，其余接受默認(rèn)設(shè)置。單擊“確定”按鈕，生成基準(zhǔn)平面 DTM1，如圖 所示 。按住 Ctrl 鍵，選擇漸開線和分度圓曲線。 (5)單擊“曲線 :從方程”對話框中的“確定”按鈕，則生成曲線。 (2)彈出“得到坐標(biāo)系”下拉菜單，選擇 PTRT_CSYS_DEF 坐標(biāo)系。 (2)在對話框里 輸入如圖 所示的關(guān)系式， 且分別指定各圓直徑對應(yīng) 參 數(shù)。 選擇 Front 形成草繪平面 ，其余接受默認(rèn)設(shè)置 ， 如圖 ，得到的草繪界面如圖 所示 。 繪制外嚙合齒輪 啟動(dòng) Pro/E 之后，在工具欄上單擊 新建按鈕 ， 則 彈出“新建”對話框， 然后 在“類型”選項(xiàng)中選擇 零件 ，子類型 選擇 “實(shí)體”，文件名 取 為 NEIWAINIEHE，單擊“確定”，如圖 所示 [8]。 1 0 14 外嚙合齒輪 8 27 20176。齒輪的基本參數(shù)包括：模數(shù) m、齒數(shù) z、壓力角α，齒頂高系數(shù) hax，以及頂隙系數(shù) cx。參數(shù)化建模的基本原理是是以參數(shù)化特征中心的，其三維建模思路分為輪體，輪廓，齒形三個(gè)主要步驟，齒輪漸開線的數(shù)學(xué)描述及其參數(shù)化方程是生成齒輪漸開線的主要內(nèi)容，參數(shù)化建模設(shè)計(jì)流程主要是參數(shù)設(shè)置，建模，定義關(guān)系，輸入新參數(shù)，更新齒輪幾個(gè)方面。 17 第三章 漸開線 齒輪的 介 紹 齒輪參數(shù)化建模的設(shè)計(jì)流程 Pro／ E 是擁有參數(shù)化設(shè)計(jì)性能的大型 CAD 軟件。我們的想法是漸開線方程被轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的表達(dá)，應(yīng)用“插入基準(zhǔn)曲線”菜單的“從方程”命令繪制出漸開線。 (1)齒輪輪體的造型。在一些特殊場合， ? 也允許采用其他的值。 模數(shù) m已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化了，在設(shè)計(jì)齒輪時(shí)，如無特殊需要，應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)。 在齒輪傳動(dòng)過程中，兩嚙合齒廓間的正壓力始終沿嚙合線方向，故其傳力方向不變，這對于齒輪傳動(dòng)的平穩(wěn)性是有利的。又因漸開線齒輪的基圓半徑 不會(huì)因位置的移動(dòng)而改變，而當(dāng)兩輪實(shí)際安裝中心距與設(shè)計(jì)中心略有變動(dòng)時(shí)，上式依然成立，故不會(huì)影響兩輪的傳動(dòng)比。變化， t 為參數(shù)，從 0 到 1 變化） [7]。 圖 樣條曲線 14 基于 Pro/E 的復(fù)合漸開線齒輪精確建模 方法 漸開線的參數(shù)方程 在漸 開線齒輪的 建模中，能否繪制 出精確的漸開線曲線，是漸開線齒輪精確建模的關(guān)鍵， Pro/E 軟件提供了曲線的函數(shù) 編輯 繪制功能。漸開線的幾何分析如圖31 所示。 它 是一套由設(shè)計(jì)至生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化、基于特征的實(shí)體造型系統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫功能的綜合性 MCAD 軟件 。結(jié)構(gòu)之間是相關(guān)的，尺寸之間是相關(guān)的，零件、組件之間是相關(guān)的。并解決二維設(shè)計(jì)中時(shí)常對局部細(xì)小結(jié)構(gòu)的理解存在二義性問題，將使設(shè)計(jì)工作 更加嚴(yán)密、合理。 Pro/E 軟件強(qiáng)大的族表功能，可對左右件、系列零件、相同零件的不同變形、相同組件的不同狀態(tài)進(jìn)行方便、快捷處理。 11 第二章 軟件介紹 Pro/E 在參數(shù)化方面的優(yōu)勢 Pro/E 系統(tǒng)最典型的特點(diǎn)是參數(shù)化，體現(xiàn)參數(shù)化除使用尺寸參數(shù)控制模型外，還在尺寸之間建立數(shù)學(xué)關(guān)系式，使它們始終保持相對的大小、位置或約束條件。 ：菜單以直觀的方式聯(lián)級(jí)出現(xiàn)，提供了邏輯選項(xiàng)和預(yù)先選取的最普通選項(xiàng)，同時(shí)還提供了簡短的菜單描述和完整的在線幫助，這種形式使得容易學(xué)習(xí)和使用。為了實(shí)現(xiàn)這種效率，必須允許多個(gè)學(xué)科的工程師同時(shí)對同一產(chǎn)品進(jìn)行開發(fā)。 ： Pro/E 的所有模塊都是全相關(guān)的。它不但可以應(yīng) 用于工作站，而且也可以應(yīng)用到單機(jī)上。隱含的特征會(huì)從零件上消失，但不同于刪除，被隱含的特征還可以恢復(fù)。 Pro/E 特點(diǎn) ； 具有自適應(yīng)性和智能性。 Pro/E 操作軟件 是美國參數(shù)技術(shù)公司（ Parametric Technology Corporation，簡稱 PTC）的重要產(chǎn)品。 PTC 的系列軟件包括了在工業(yè)設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)，包括大型集會(huì)的管理，功能仿真，制造，產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等多項(xiàng)功能 。 第五章 總結(jié)。 第三章 漸開線 齒輪的介紹 。 本文內(nèi)容安排如下： 第一章 緒論。掌握了這種經(jīng)編程并輸入?yún)?shù)關(guān)系式進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法 ,即參數(shù)化設(shè)計(jì)方法，就能迅速地對不同參 數(shù)的齒輪進(jìn)行建模，極大地提高工作效率。構(gòu)型的變 異蘊(yùn)含了一定的本質(zhì)不變性，這就是構(gòu)型的語義。該方法簡單、實(shí)用，但難以表示與處理復(fù)雜的幾何約束，難以支持對約束的增、刪等操作。約束求解的第三種方法是基于參數(shù)的直接編程法和參數(shù)化操作方法。 (2)基于規(guī)則的方法。這種方法把約束集及所約束的幾何元素用圖論的方法表示出來，然后對約束圖進(jìn)行幾何推理以確定各幾何元素的參數(shù)值。后來 ight、 ossard 進(jìn)一步發(fā)展了這一思想，并使其實(shí)用化。然后在各種不同的三維建模軟件中通過拉伸、切除特征等一系列操作，即可得到相應(yīng)齒輪的三維模型 [2]。此種建模方法因模板文件已將描點(diǎn)法中的分析曲線，建立數(shù)學(xué)模型，計(jì)算型值點(diǎn)坐標(biāo)等過程編寫成程序內(nèi)置，故其界面比較簡單。它可以推廣至各種不同齒廓曲線齒輪的建模，只要建立相應(yīng)的齒廓曲線的數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算軟件求得一系列離散點(diǎn)的坐標(biāo)值，在三維造型軟件中描點(diǎn)繪出齒廓曲線草圖后，進(jìn)行拉伸或者切除等命令即可得到齒輪的三維模型。 研究現(xiàn)狀 齒輪建?，F(xiàn)狀 齒輪傳動(dòng)是應(yīng)用最為廣泛的傳動(dòng)方式之一。該軟件已廣泛應(yīng)用于機(jī)械，電子，家電，模具等行業(yè)，是國內(nèi)使用三維設(shè)計(jì)軟件的范圍非常廣泛。而且齒輪作為機(jī)械傳動(dòng)中不可缺少的零件，如何繪制齒輪輪廓線、進(jìn)而生成齒輪三維圖形，特別是對于復(fù)雜復(fù)合齒輪，一直都是工程人員比較棘手的問題。 表 尺寸符號(hào)說明 符號(hào) 說明 sd 草繪的一般尺寸符號(hào) rsd 草繪的參考型尺寸符號(hào) d 零件與組件模式的尺寸符號(hào) rd 參考型尺寸符號(hào) kd 已知型的尺寸符號(hào) d: 于組件模式下，組件的尺寸符號(hào) rd: 于組件模式下，組件的參考型尺寸符號(hào) 4 基于 Pro/E 的復(fù)合漸開線齒輪精確建模 方法 （大小寫視為相同） 如 表 所 列參數(shù)是由系統(tǒng)保留使用的： 表 常量符號(hào) 符號(hào) 說明 Pi 圓周率 =301415926 G 重力常數(shù) C C1=1,C2=2,C3=3,C4=4 （算數(shù)、比較、邏輯）。如參數(shù)化齒輪，可以更改模數(shù)、齒數(shù)從而生成同系列、不同尺寸的多個(gè)模型，而關(guān)系則滿足在更改參數(shù)的過程中齒輪不會(huì)變成其他的零件。 關(guān)系的介 紹 一、關(guān)系的概念 關(guān)系是參數(shù)化設(shè)計(jì)的另一個(gè)重要因素。 (6)源：指定參數(shù)的來源 a)用戶定義的：用戶定義的參數(shù)，其值可以隨意修改 b)關(guān)系：由關(guān)系式驅(qū)動(dòng)的參數(shù)，其值不能隨意修改。注意：用于關(guān)系的參數(shù)必須以字母開頭，不區(qū)分大小寫，參數(shù)名不能包含如下非法字符：！、”、 和 等。例如在一個(gè)“族表”中創(chuàng)建參數(shù)“成本”后，對于該族表的不同實(shí)例可以設(shè)置不同的值，以示區(qū)別。關(guān)系式是參數(shù)化設(shè)計(jì)中的另外一項(xiàng)重要內(nèi)容，它體現(xiàn)了參數(shù)之間相互制約的“父子”關(guān)系。另外 本文還 進(jìn)行了齒輪的裝配 ,且 利用 Pro/E 中的Mechanism模塊， 對齒輪進(jìn)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真，并對其測量結(jié)果進(jìn)行了分析，制作了直觀的傳動(dòng)動(dòng)畫。 復(fù)合齒輪是具有內(nèi)外嚙合的復(fù)雜模型，本文在圓柱直齒輪的基礎(chǔ)上，根據(jù)內(nèi)齒輪加工工藝，對內(nèi)齒進(jìn)行整體快速建模，避免了重復(fù)建模和衍生誤差，提高了精度且利于后期處理。參數(shù)化設(shè)計(jì)的突出有點(diǎn)在于可以通過變更參數(shù)的方法來方便的修改設(shè)計(jì)意圖，從而修改設(shè)計(jì)意圖。參數(shù)和模型一起存儲(chǔ)，參數(shù)可以標(biāo)明不同模型的屬性。 三、參數(shù)的組成 (1)名稱：參數(shù)的名 稱和標(biāo)識(shí)，用于區(qū)分不同的參數(shù)，是引用參數(shù)的依據(jù)。 a)完全：無限制的訪問權(quán)，用戶可以隨意訪問參數(shù) b)限制：具有限制權(quán)限的參數(shù) c)鎖定：鎖定的參數(shù)，這些參數(shù)不能隨意更改，通常由關(guān)系式確定。 (9)單位：為參數(shù)指定單位，可以從其下的下拉列表框中選擇。也就是，在參數(shù)化模型建好之后，參數(shù)的意義可以確定一系列的產(chǎn)品，通過更改參數(shù)即可生成不同尺寸的零件，而關(guān)系是確保在更改參數(shù)的過程中，該零件能滿足基本的形狀要求。 系統(tǒng)會(huì)給每一個(gè)尺寸數(shù)值創(chuàng)建一個(gè)獨(dú)立的尺寸編號(hào)，在不同的模式下，被給定的編號(hào)也不同 ，如 表 以尺寸符號(hào)為例子。 研究 目的 齒輪是應(yīng)用最為廣泛的通用機(jī)械零件之一，其種類繁多，有直齒、斜齒和人字形齒輪，其中直齒 圓柱齒輪是各種其它齒輪的基礎(chǔ)，也是最通用的齒輪。 PTC 開發(fā)了優(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)，產(chǎn)品，分析，仿真，加工和二次開發(fā)的三維設(shè)計(jì)。本文運(yùn)用 Pro/E 軟件，結(jié)合齒輪加工工藝流程 ,實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜復(fù)合漸開線齒輪的精確建模 ，實(shí)現(xiàn)整體建模，簡化建模過程，提高效率 。 （ 1）描點(diǎn)法 描點(diǎn)法是構(gòu)建齒輪參數(shù)化模型通用的方法，其建模過程一般為：首先建立 齒廓曲線的數(shù)學(xué)模型，求取曲線上點(diǎn)的坐標(biāo)，然后根據(jù)坐標(biāo)值描繪出齒廓曲線草圖，最后通過各種三維建模軟件的三維建模功能建立齒輪的三維模型。在進(jìn)行齒輪建模時(shí)只需調(diào)用相應(yīng)的模板文件，通過修改相應(yīng)參數(shù)，自動(dòng)生成所需的齒輪模型?，F(xiàn)在的三維建模軟件，大多提供了豐富的數(shù)據(jù)接口，目前市場上有很多發(fā)展成熟的第三方插件可供選用，以 GearTrax 為例，其功能強(qiáng)大且易學(xué)易用，用戶只需打開其界面，在GearTrax 中選定齒輪參數(shù)后，點(diǎn)擊“繪制”，即可完成齒廓曲線的繪制。參數(shù)化研究工作最早可追溯到 60 年代早期， utherland 在他開發(fā)的 ketchpad 系統(tǒng)中，首次將幾何約束表示為非線性方程來確 定二維幾何形體的位置。另外，人們也提出了一種應(yīng)用人工智能思想的方法 —— 幾何推理法（或稱規(guī)則法 )。數(shù)值迭代法、符號(hào)法，概率約束法與基于遺傳和退火算法的參數(shù)化設(shè)計(jì)方法都可歸結(jié)為代數(shù)法。 (3)直