【正文】 工程特征的組合形式。為了便于分析，這里用典型的階梯軸作為示例。（4）在Pro/E【程序】編輯器中，設(shè)定輸入?yún)?shù)，并與尺寸參數(shù)符號相關(guān)聯(lián)?；鶞?zhǔn)坐標(biāo)系PRT_CSYS_DEF及基準(zhǔn)面RIGHT、TOP、FRONT顯示在畫面上。設(shè)定伸出段倒角參數(shù)，使用倒角功能完成倒角實體特征。軸1軸頸1直徑：25軸頸2直徑：25軸頸2長度：17軸頸1長度：27伸出端長度：50安裝齒輪段長度：30軸頸1到軸頸2（不包含）總長：97鍵1寬度：5圖 58 軸1鍵1高度：5鍵2寬度：6鍵2高度：6軸2軸頸1直徑：30軸頸2直徑：35軸頸2長度：25軸頸1長度：35伸出端長度：60安裝齒輪段長度：65軸頸1到軸頸2（不包含）總長：110鍵1寬度：6圖 59 軸2鍵1高度：6鍵2寬度：8鍵2高度：8 軸3圖 510 軸3軸頸1直徑：20軸頸2直徑：15軸頸2長度：15軸頸1長度：35伸出端長度：25安裝齒輪段長度：55軸頸1到軸頸2（不包含）總長：90鍵1寬度：3鍵1高度：3鍵2寬度：4鍵2高度：4第六章 齒輪的參數(shù)化設(shè)計 齒輪的結(jié)構(gòu)特征齒輪（gear）是輪緣上有齒能連續(xù)嚙合傳遞運動和動力的機(jī)械元件，齒輪傳動是應(yīng)用最廣的一種傳動機(jī)構(gòu)，齒輪的結(jié)構(gòu)一般可分為一般有輪齒、齒槽、端面、法面、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓。在壓力角方面，小壓力角齒輪的承載能力較?。欢髩毫驱X輪，雖然承載能力較高，但在傳遞轉(zhuǎn)矩相同的情況下軸承的負(fù)荷增大，因此僅用于特殊情況。硬齒面齒輪的承載能力高，它是在齒輪精切之后 ，再進(jìn)行淬火、表面淬火或滲碳淬火處理，以提高硬度。圓為基圓，半徑為，為漸開線上任意一點，為漸開線發(fā)生線根據(jù)漸開線形成原理可知，,將滾動角作為已知量推導(dǎo)漸開線方程。（4）生成齒輪實體。 創(chuàng)建新的零件文件新建文件名為cylinder_gear的文件。另外，為了配合上一章中設(shè)計的軸的尺寸，還可以添加B（齒輪的寬度）、ZHOU_D（安裝齒輪段軸的直徑）、KEY_H（鍵高）、KEY_W（鍵寬），實現(xiàn)一體化。利用Pro/E提供的從方程創(chuàng)建曲線的功能繪制漸開線。臨界齒數(shù)的計算可以使用公式：即當(dāng)齒輪的齒數(shù)大于41) 時，整個齒廓曲線就全部為漸開線。但是齒根過渡曲線對齒輪的強(qiáng)度，尤其是齒輪的彎曲強(qiáng)度有重要的影響，故在分析時也必須對齒根過渡曲線進(jìn)行精確繪制。以尖齒頂齒條刀具為例，介紹其繪制方法。保存關(guān)系式后，系統(tǒng)將根據(jù)此關(guān)系式創(chuàng)建齒根過渡曲線（ 圖64）。由于創(chuàng)建的輪齒特征和齒數(shù)有關(guān)，所以要建立起輪齒特征和齒數(shù)Z之間的關(guān)系，這樣當(dāng)Z參數(shù)變化時，才能生成正確的三維模型。程序中通過IF語句實現(xiàn)兩種齒形特征的選擇創(chuàng)建，在程序的RELATIONS和END RELATIONS之間添加如下代碼：RELATION……IF DFDBI=1D12=360/Z ；D12代表陣列的角度P15=Z ；P15代表陣列的個數(shù)ENDIF……END RELATIONS在創(chuàng)建兩種齒形特征的地方分別添加IF語句IF I==1 ；I=1創(chuàng)建有過渡曲線的齒形特征ADD SUPPERESSED FEATURE內(nèi)部特征標(biāo)識 195父項=109（9）類型=陣列……END ADDENDIFIF I==0 ；I=0創(chuàng)建無過渡曲線的齒形特征ADD FEATURE（initial number 14）內(nèi)部特征標(biāo)識 2406父項=109（9）類型=陣列……END ADDENDIF此時，外嚙合直齒圓柱齒輪的參數(shù)化設(shè)計已經(jīng)完成，運行程序，改變各項參數(shù)系統(tǒng)會自動再生得到不同形狀和尺寸的齒輪，如圖6圖6圖610所示。蝸桿傳動是用于傳遞空間互相垂直但不想交的兩軸間的運動和動力的傳動機(jī)構(gòu)，如圖71。圖 71 常見的蝸輪蝸桿傳動機(jī)構(gòu)根據(jù)蝸桿齒螺旋面形成方式的不同，普通圓柱蝸桿又可分為阿基米德螺旋面蝸桿（在其軸向剖面內(nèi)齒廓為直線）、漸開線螺旋面蝸桿（在與蝸桿基圓柱相切的剖面上齒廓為直線）及延伸漸開線螺旋面蝸桿（在其法向剖面上齒廓為直線）等幾種。圖 72 蝸桿蝸輪幾何尺寸模數(shù)：蝸桿頭數(shù)：蝸輪齒數(shù)：蝸桿分度圓直徑（標(biāo)準(zhǔn)值）：中心距：蝸輪輪緣寬度（當(dāng)=3時）： （當(dāng)=4時）： 齒頂高系數(shù)： 蝸桿軸面周節(jié)：蝸桿螺旋線方程：蝸桿軸剖面齒廓角：頂隙系數(shù)：頂隙：蝸桿齒頂高：蝸桿齒根高：蝸桿齒頂圓直徑：蝸桿齒根圓直徑：蝸桿分度圓直徑：蝸輪齒頂圓直徑（主剖面）：蝸輪齒跟圓直徑（主剖面）：蝸輪外圓直徑（當(dāng)=1時）： （當(dāng)=3時）： （當(dāng)=4時）：包角：齒根圓弧面半徑：齒頂圓弧面半徑：蝸桿有效螺旋線長度L： 蝸桿參數(shù)化造型基本思路擬完成的蝸桿可變參數(shù)包括模數(shù)、蝸桿頭數(shù)、蝸輪齒數(shù)、蝸桿分度圓直徑、左（右）旋等，稱為參數(shù)組。（3）利用Pro/E【螺旋掃描】功能生成蝸桿螺旋體，生成過程中加入變參。 創(chuàng)建新的零件文件新建文件名為worm的文件。 生成螺旋體點擊【插入】/【螺旋掃描】/【伸出項】，出現(xiàn)“螺旋掃描”對話框，接受屬性子菜單中各默認(rèn)選項，包括等導(dǎo)程、穿過軸、右手定則，確認(rèn)。打開【程序】編輯器，找到記錄螺旋掃描實體的如下段落：伸出項：螺旋掃描……主陣列尺寸:d0 = 32d1 = 14d2 = 16d3 = d6 = 20d7 = d8 = 40d9 = d10 = END ADD其中d3 = ，在RLATIONS和END RELATIONS之間添加：d3=M*PI*Z1，存文件退出。對現(xiàn)有的螺旋體進(jìn)行陣列，顯示陣列數(shù)值參數(shù)符號，輸入：p16=Z1，陣列結(jié)果如圖710顯示。圖 711 陣列數(shù)為2圖 712 陣列數(shù)為4 處理左右旋蝸桿的左右旋是通過螺旋掃描特征創(chuàng)建過程中屬性設(shè)置來控制的，并記錄在程序當(dāng)中。在其前面和后面分別加上條件語句“IF LEFT==NO”和“END IF”，使其成為如下形式。選擇雙向深度，尺寸為100，并將其變?yōu)閰?shù)符號，輸入：d34=L+40，完成蝸輪軸的實體創(chuàng)建。因此，蝸輪的中間剖面形狀為普通漸開線齒輪。此時的根圓齒厚角等于基圓齒厚角，推導(dǎo)過程從略。（4）利用圖35中截面a、b、c、d沿著螺旋軌跡e、a、f除料生成單個齒輪。 參數(shù)輸入打開Pro/E【程序】編輯器，在INPUT和END INPUT之間以及RELATIONS和END RELATIONS之間添加輸入?yún)?shù)如下，然后存盤，并退出記事本。（2）創(chuàng)建蝸桿坐標(biāo)系創(chuàng)建坐標(biāo)系，按住CTRL鍵，點擊基準(zhǔn)面TOP、RIGHT、DTM1，生成坐標(biāo)系CS0。r=DF2/2+t*（DA2A/2DF2/2）ALFAI=acos（DB/2/r）thata=（tan（ALFAI）*180/piALFAI）z=0點擊確定，第一段曲線完成，其中ALFAI的表達(dá)式表示壓力角隨r從齒根變化到齒頂。y=t*z1*pi*m/4z=R1*cos(90*t)x=R1*sin(90*t)點擊確定，螺旋線ae完成。（10）切出另一半齒槽重復(fù)上述步驟，只是掃描軌跡選擇另一段螺旋線，可得另一段半齒槽，如圖720所示。右鍵點擊選中項，合并成組。圖 720 完成單個全齒槽圖 721 完成蝸輪 處理左右旋由上述過程可知，蝸輪齒槽的左右旋取決于切制齒槽時的螺旋線方向，取決于利用方程曲線生成兩段螺旋線的過程，y坐標(biāo)的變化方向，可采取如下步驟解決。第二條螺旋線同樣處理，方程編輯器中修改第一條語句如下：y=t*z1*pi*m/4*FUHAO。輸入各族參數(shù)后的蝸輪造型，如圖72圖72圖72如725所示。若要獲得全部正確的齒廓，需要根據(jù)共軛原理，按照蝸輪成型過程，分段繪制各線段后再形成面、體，構(gòu)成蝸輪，過程比較繁瑣，本文不再討論。軸承是工程上常用的標(biāo)準(zhǔn)件，為系列化產(chǎn)品。本文以比較常見的深溝球軸承（如圖81）為例，進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計，其設(shè)計方法和思想可用于其它種類的軸承的參數(shù)化設(shè)計。該類軸承摩擦系數(shù)小，極限轉(zhuǎn)速高，尺寸范圍與形式變化多樣。（2）利用Pro/E的【程序】設(shè)計零件參數(shù)化程序。（2）編輯程序輸入已知條件：軸承內(nèi)徑、外徑及寬度，建立計算關(guān)系式。在彈出的工具面板上點擊位置/定義，進(jìn)入草繪畫面，繪制如圖83所示的截面，點擊確認(rèn)。選擇基準(zhǔn)面RIGHT作為創(chuàng)建基準(zhǔn)，設(shè)定約束為便宜。RELATIONS……D1=WIDE_B ；軸承的寬度D2=N_DIA/2 ；軸承內(nèi)徑D3=N_DIA/2+A/2 ；球的分布圓半徑D4=A/2 ；球的直徑D5=60 ；60176。INPUTN_DIA NUMBER ；軸承內(nèi)徑W_DIA NUMBER ；軸承外徑WIDE_B NUMBER ；軸承寬度END INPUTRELATIONSA=（W_DIAN_DIA）/2END RELATIONS確定將修改后的程序應(yīng)用，輸入軸承設(shè)計的已知條件：軸承內(nèi)徑（20），軸承外徑（32），軸承寬度（7）。確認(rèn)，完成旋轉(zhuǎn)實體特征，如圖88所示。圖 87 T276軸承外環(huán)二維截面圖圖 88 T276軸承外環(huán)實體圖 810 基準(zhǔn)面圖 89 “基準(zhǔn)面”對話框編輯程序，控制實體特征的尺寸。（2）編輯程序輸入已知條件：軸承內(nèi)徑、外徑及寬度，建立計算關(guān)系式。在彈出的工具面板上點擊位置/定義，進(jìn)入草繪畫面，繪制如圖811所示的截面，點擊確認(rèn)。打開Pro/E【程序】編輯器，在INPUT和END INPUT之間以及RELATIONS和END RELATIONS之間添加輸入?yún)?shù)如下，然后存盤，并退出記事本。打開Pro/E【程序】編輯器，在INPUT和END INPUT之間以及RELATIONS和END RELATIONS之間添加輸入?yún)?shù)如下，然后存盤，并退出記事本。（1）創(chuàng)建新文件點擊文件/新建，創(chuàng)建新文件，在彈出的對話框中選擇：assembly，輸入組件名稱：T276_1，取消使用缺省模板。在彈出的對話框中，選擇默認(rèn)狀態(tài)，點擊確認(rèn)，完成結(jié)果如圖815所示。點擊確認(rèn)，完成的結(jié)果如圖816所示。點擊確認(rèn)，完成的結(jié)果如圖817所示。EXECUTE PART T276_1_NN_DIA=INN_DIAW_DIA=OUT_DIAWIDE_B=WIDE_BEND EXECUTEEXECUTE PART T276_1_QN_DIA=INN_DIAW_DIA=OUT_DIAWIDE_B=WIDE_BEND EXECUTEEXECUTE PART T276_1_WN_DIA=INN_DIAW_DIA=OUT_DIAWIDE_B=WIDE_BEND EXECUTE存盤并退出記事本，確定修改程序，輸入?yún)?shù)值如：INN_DIA(30),OUT_DIA(42),WIDE_B(7)，零件如圖818所示，圖819是將外環(huán)零件透明處理后的效果。另外本文實現(xiàn)了基于精確的齒輪輪廓方程的漸開線齒輪三維建模和蝸輪蝸桿的三維建模，因此，模型精度高，為后續(xù)齒輪機(jī)構(gòu)的動態(tài)仿真、干涉檢查、有限元分析等提供了良好的基礎(chǔ)。致謝參考文獻(xiàn)[1]李釩，武殿梁，洪軍等. 基于工業(yè)設(shè)計和先進(jìn)制造技術(shù)的產(chǎn)品快速開發(fā)［J］. 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