【正文】 感謝我親愛的同學們，在學習中我們相互幫助，互相激勵 。 這種操作方法，要經歷兩次建模與一次裝配過程，不僅操作步驟繁瑣，在特殊情況下，齒輪的定位 、 合并還需要創(chuàng)建額外的基準，合并過程比較復雜，且可能衍生不易發(fā)現(xiàn)的誤差 。 在建立漸開線圓柱齒輪三維模型的 基礎上， 還介紹了復合漸開線齒輪建模方法并建立了三 維 模型。單擊定義“伺服電機”按鈕 ，彈出“伺服電機定義”對話框，接受默認名稱，在繪圖區(qū)選擇連接軸作為伺服電機 驅動對象，并單擊“反向”，如圖 所示。然后選擇“平移”連接定義，選擇箱體內表面和齒輪端面，改“重合”為“偏移”，輸入適當?shù)钠浦?，單? ，如圖 所示。 ３ .總裝配 （１） 建立新文件。 此時將打開＂元件放置＂ 對話框， 在約束類型下拉框中選擇“ 缺省 ”， 單擊 ，即可完成第一個元件的裝配。 36 基于 Pro/E 的復合漸開線齒輪的精確建模方法 （４）打開＂元件放置＂ 對話框，選擇“匹配”約束類型，在圖形區(qū)選擇鍵的底面和槽的底面，完成“匹配”約束。 圖 拉伸特征 ， 彈出的拉伸工具 操控 面板，單擊 “參照” 選擇一個底面作為移除曲面，輸入厚度 10mm，點擊 生成圖形 ，然后倒圓角 34 基于 Pro/E 的復合漸開線齒輪的精確建模方法 圖 抽殼特征 ，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。 (4)單擊確認按鈕，生成軸孔 。 （ 5）點擊創(chuàng)建圖元 ，選擇”單一”，選中兩條漸開線， da1 和 df1，單擊“確定”，然后單擊刪除段按鈕 ，刪去多余的線段，則繪制出了圖形，當該圖形是封閉時點擊 ，則完成草繪。 （ 2） 進入草繪界面后，點擊通過邊創(chuàng)建圖元按鈕 ，彈出的對話框中選擇“環(huán)”類型。 30 基于 Pro/E 的復合漸開線齒輪的精確建模方法 （ 3）單擊基準平面按鈕 ，彈出“基準平面”對話框，選擇基準軸 A_2 和基準點 PNT1 作為參照，點擊“確定”按鈕，生成基準平面 DTM3。 (3)彈出如圖 所示記事本，輸入圖示的方程關系式。 （ 3）點擊創(chuàng)建圖元 ，選擇”單一”，選中兩條漸開線， da 和 df， 單擊“確定”，然后單擊刪 除段按鈕 ，刪去多余的線段，則繪制出了圖形，當該圖形是封閉時點擊 ，則完成草繪 ，如圖 所示 。然后 選擇齒頂圓 da， da 變成黃色。 圖 “基準點”對話框 圖 “基準平面”對話框 （ 2） 創(chuàng)建第 2 個基準平面，選擇 DTM1 和基準軸 A_1 作為參照，旋轉角度設為 360/（ 4*z）。 圖 記事本 (4)保存記事本的內容，關閉記事本。 (1)單擊“工 具” ，選擇 “關系”， 則 彈出關系對話框。本文在同一實體模型上進行建模， 即 簡化了建 模過程， 還 減少了基準 的建立 ，避免了繁瑣 的 合并過程 [7]。 漸開線復合齒輪相關參數(shù)的確定 漸開線圓柱齒輪模數(shù)已經標準化，確定 了 齒輪的基本參數(shù) ，即 確定 了 齒輪的幾何尺寸。對于圓柱直齒齒輪，相互平行和平行軸圓柱齒輪的齒面，它可以直接到一個單一的齒輪沿圓柱漸開線齒廓舒展，然后一個單一的齒紋功能，以完成整個齒表面的創(chuàng)造。 齒輪三維建模的思路 在 Pro／ E環(huán)境下進行齒輪的三維建模大致可以分為三個階段。 所以分度圓的半徑為 d=m*z。 對 于 一對 相 互嚙 合的 漸 開線 齒 輪， 其兩 輪 的傳 動比 可 以表 示 成 122112 // bb rri ?? ?? 式（ 36） 由于每一個具體齒輪的基圓半徑都是常數(shù)，兩輪基圓半徑的比值為定值，故漸開線齒輪能保證定傳動比傳動。 (其中 r 為圓半徑， ang 為圖示角度 )。 Pro/E 提供 的 全面、集成緊密的產品開發(fā)環(huán)境 對齒輪建模有很大的幫助 。對已有圖紙進行三維造型，時常會發(fā)現(xiàn)一些不可存在的細小結構，三維造型相當于對設計的自動初步校核。設計師可以 依靠此功能完全拋棄傳統(tǒng)的工作方法，實現(xiàn)零件設計、模具設計、裝配設計、加工設計等過程同時進行 [5]。 ：加速投放市場，需要在較短的時間內開發(fā)更多的產品。10 基于 Pro/E 的復合漸開線齒輪精確建模方法 Pro/E 的基于特征方式，能夠將設計至生產全過程集成到一起，實現(xiàn)并行工程設計。使設計環(huán)境完全從 2D 或 2D 與 3D 混合狀態(tài)上升為純 3D 模式，在此最直觀的3D 的設計環(huán)境中，設計者能更好的捕捉自己的設計意圖和激發(fā)設計靈感 [4]。經過 10 余年的發(fā)展， Pro/E 已經成為三維建 模軟件的領頭羊。 詳細介 紹了 Pro/E 的主要特點、主要功能以及 Pro/E8 基于 Pro/E 的復合漸開線齒輪精確建模 方法 在參數(shù)化設計方面的優(yōu)勢。 本課題研究內容 通過 Pro/E 軟件對漸開線直齒圓柱齒輪進行參數(shù)化建模，關鍵在于正確地建立漸開線方程，確定合乎要求的參數(shù)關系式，搞清輪齒形成過程中每一步驟的目的。參數(shù)化操作方法則是在歸納幾何圖形拓撲約束關系的基礎上，結合工程制圖常見尺規(guī)作圖步驟與方法，采用參數(shù)化操作表示與處理幾何約束，并通過與參數(shù)化操作對應的幾何計算程序逐步確定出精確幾何模型。數(shù)值迭代法、符號法，概率約束法與基于遺傳和退火算法的參數(shù)化設計方法都可歸結為代數(shù)法。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。在進行齒輪建模時只需調用相應的模板文件，通過修改相應參數(shù)，自動生成所需的齒輪模型。本文運用 Pro/E 軟件，結合齒輪加工工藝流程 ,實現(xiàn)了復雜復合漸開線齒輪的精確建模 ，實現(xiàn)整體建模，簡化建模過程，提高效率 。 研究 目的 齒輪是應用最為廣泛的通用機械零件之一，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，也是最通用的齒輪。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品，通過更改參數(shù)即可生成不同尺寸的零件，而關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。 a)完全：無限制的訪問權，用戶可以隨意訪問參數(shù) b)限制：具有限制權限的參數(shù) c)鎖定：鎖定的參數(shù)，這些參數(shù)不能隨意更改，通常由關系式確定。參數(shù)和模型一起存儲，參數(shù)可以標明不同模型的屬性。 復合齒輪是具有內外嚙合的復雜模型，本文在圓柱直齒輪的基礎上，根據內齒輪加工工藝，對內齒進行整體快速建模，避免了重復建模和衍生誤差，提高了精度且利于后期處理。關系式是參數(shù)化設計中的另外一項重要內容，它體現(xiàn)了參數(shù)之間相互制約的“父子”關系。注意：用于關系的參數(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。 關系的介 紹 一、關系的概念 關系是參數(shù)化設計的另一個重要因素。 表 尺寸符號說明 符號 說明 sd 草繪的一般尺寸符號 rsd 草繪的參考型尺寸符號 d 零件與組件模式的尺寸符號 rd 參考型尺寸符號 kd 已知型的尺寸符號 d: 于組件模式下，組件的尺寸符號 rd: 于組件模式下，組件的參考型尺寸符號 4 基于 Pro/E 的復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 符號 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）。該軟件已廣泛應用于機械，電子，家電，模具等行業(yè)，是國內使用三維設計軟件的范圍非常廣泛。它可以推廣至各種不同齒廓曲線齒輪的建模，只要建立相應的齒廓曲線的數(shù)學模型，利用計算軟件求得一系列離散點的坐標值，在三維造型軟件中描點繪出齒廓曲線草圖后，進行拉伸或者切除等命令即可得到齒輪的三維模型。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，即可得到相應齒輪的三維模型 [2]。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，然后對約束圖進行幾何推理以確定各幾何元素的參數(shù)值。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。構型的變 異蘊含了一定的本質不變性，這就是構型的語義。 本文內容安排如下： 第一章 緒論。 第五章 總結。 Pro/E 操作軟件 是美國參數(shù)技術公司（ Parametric Technology Corporation，簡稱 PTC）的重要產品。隱含的特征會從零件上消失，但不同于刪除，被隱含的特征還可以恢復。 ： Pro/E 的所有模塊都是全相關的。 ：菜單以直觀的方式聯(lián)級出現(xiàn)，提供了邏輯選項和預先選取的最普通選項，同時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習和使用。 Pro/E 軟件強大的族表功能，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)進行方便、快捷處理。結構之間是相關的，尺寸之間是相關的，零件、組件之間是相關的。漸開線的幾何分析如圖31 所示。變化， t 為參數(shù)，從 0 到 1 變化） [7]。 在齒輪傳動過程中，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，這對于齒輪傳動的平穩(wěn)性是有利的。在一些特殊場合， ? 也允許采用其他的值。我們的想法是漸開線方程被轉換成相應的表達，應用“插入基準曲線”菜單的“從方程”命令繪制出漸開線。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，齒形三個主要步驟，齒輪漸開線的數(shù)學描述及其參數(shù)化方程是生成齒輪漸開線的主要內容，參數(shù)化建模設計流程主要是參數(shù)設置，建模，定義關系，輸入新參數(shù)，更新齒輪幾個方面。 1 0 14 外嚙合齒輪 8 27 20176。 選擇 Front 形成草繪平面 ，其余接受默認設置 ， 如圖 ，得到的草繪界面如圖 所示 。 (2)彈出“得到坐標系”下拉菜單，選擇 PTRT_CSYS_DEF 坐標系。按住 Ctrl 鍵，選擇漸開線和分度圓曲線。選擇 Front 形成草繪平面 ，其余接受默認設置。單擊“草繪”按鈕，進入草繪模式。 圖 操控板 圖 操控板 29 第四章 復合齒輪參數(shù)化建模 圖 陣列圖形 繪制內嚙合齒輪 （ 1）選取已建好的齒輪實體模型外表面作為工作面， 單擊基準曲線按鈕 ，彈出“曲線選項”下拉菜單，選擇“ 從方程”，然后單擊“完成”。 （ 2）單擊基準點按鈕 ，彈出“基準點”對話框。 （ 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。選擇 Front 形成草繪平面，其余接受默認設置。選擇Front 形成草繪平面 ，其余接受默認設置，單擊“草繪”按鈕，進入草繪模式。 ，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。 （２）進入裝配模式后，添加元件，單擊工具欄里的 ，此時將出現(xiàn)“打開”對話框，找到對應文件夾下的文件 zhou，并單擊＂打開＂ 按鈕。單擊 ，＂文件類型＂選擇為組 件， ＂ 子類型 ＂ 為 設計 ，文件名為 zhouchi。 （ｂ） 單擊新建約束， 選擇“ 對齊 ”約束，選擇軸的 TOP 面 和 齒輪 TOP 面 。 （３）再添加第二個元件。在工具欄里單擊齒輪副定義按鈕 ，彈出齒輪副定義對話框，接受默認名稱和傳動類型標準，選擇運動軸，則系統(tǒng)自動選擇托架和主體，輸入齒輪節(jié)圓直徑，選擇“齒輪 2”，選擇一對嚙合齒輪的另外一個齒輪的運動軸，輸入節(jié)圓直徑，單擊“確定”，連接成功則出現(xiàn)齒輪副