【正文】 17. .《面對全球競爭的 PRO/E》。 肖老師在百忙之中還為我們的論文進行把關，給我的論文提出了很多寶貴的意見與建議；王老師更是在設計中給我提供了大量無私的幫助和指導。 當今的三維 CAD 系統(tǒng)，用它可方便地設計出所見即所得的三維實體產(chǎn)品模型。通過本次課題的研究，解決了齒輪三維參數(shù)化造型難的問題，實現(xiàn)了它的參數(shù)化驅動，為用戶提供了良好的界面，使得應用更加方便，減少了設計時間，提高了生產(chǎn)效率，為企業(yè)的發(fā)展帶來優(yōu)勢。 本系統(tǒng)使 Pro/E 系統(tǒng)不但可以完成通用的三維參數(shù)化設計，而且可以完成常用件的專用設計。 （ 3）輸入齒數(shù) z，并對齒數(shù)進行判斷，當齒數(shù)小于 14 時，不符合齒輪原理，無法生成齒輪，系統(tǒng)報錯。用戶輸入的參數(shù)顯示在此界面中，并且由此界面對輸入的數(shù)據(jù)進行 計算與查詢處理。即當 N=0 時，系統(tǒng)自動判斷并調用另一無孔齒輪模板輸出。而將其他參數(shù)分為幾何參數(shù)（即齒形參數(shù)）和結構參數(shù)兩類，以便于用戶查看。 IDEF 中得到廣泛應用的有兩個部分，一是用以描述系統(tǒng)的功能活動及其聯(lián)系，建立系統(tǒng)功能模型的 IDEF0 方法；二是用以描述系統(tǒng)的信息及其聯(lián)系，建立系統(tǒng)信息模型的 IDEF1x方法。在為用戶提供應用程序界面的過程中，要進行用戶界面的設計，在這個階段，要考慮到界面的人機功效，對人 —機交互部分進行充分的設計，不但要使編程人員可以清楚的了解程序的工作過程，還要使用戶可以清楚的知道如何使用這個程序。由于時間關系，本系統(tǒng)目前只開發(fā)了齒輪的一種結構模塊，即 鍛造圓盤式（腹板式）結構。 圖 11 直齒錐齒輪模型 第 18 頁 共 31 頁 第三章 基于 Pro/E 的齒輪參數(shù)化設計系統(tǒng)的開發(fā) 3. 1 系統(tǒng)概念設計 本次齒輪的參數(shù)化設計系統(tǒng)主要由以下幾個部分組成： 系統(tǒng)界面模塊：該模塊的作用是采集齒輪造型所需的數(shù)據(jù)。錐齒輪漸開線齒廓的繪制同圓柱齒輪，但錐齒輪齒形實體的剪切需采用 Blend（混合）命令將其漸開線齒廓與定點混成，完成的實體模型如圖所示。 最 終完成的鍛造圓盤式（腹板式）結構 外嚙合標準圓柱齒輪模型如下所示： 圖 8 鍛造圓盤式（腹板式）圓柱直齒輪 圖 9 鍛造圓盤式（腹板式）圓柱斜齒輪 第 15 頁 共 31 頁 2. 2. 5 參數(shù)化尺寸驅動的方法 在 Menu Manager 的 Part（零件）菜單中選取 Relations（關系），再在 Relation 的菜單中選擇 Edit Rel（編輯關系），就可以根據(jù)上面提到的主要參數(shù)和幾何計算式編輯關系。根據(jù)國家標準，我對圖 6 使用鏈操作 圖 7 直齒與斜齒齒形（左圖為直齒齒形，右圖為斜齒齒形） 第 14 頁 共 31 頁 此結構的包括倒角倒圓在內的所有尺寸都進行了參數(shù)化尺寸驅動。 其中，在 Pro/E 環(huán)境下齒輪分度圓、基圓、齒頂圓及齒根圓的直徑參數(shù)關系式為： d=m*z db=m*z*cos(angle) da=m*(z+2*ha) df=m*z2*m*(ha+c) 2． 2． 3 螺旋角與陣列 對于圓柱直齒輪，其齒面互相平行并且都平行于軸線，故可直接沿圓柱基體將漸開線齒廓拉伸形成單個輪齒，然后對單個輪齒作陣列（ Pattern），完成整個齒面。經(jīng)過研究，我在剪切齒廓時采用了鏈類型的曲線。選擇其中的一種，然后輸入相應的方程，完成漸開線的繪制。 下面我們來對漸開線進行研究，如圖所示，當一直線 BK 沿一圓周作純滾動時，直線上任意點 K的軌跡 AK，就是該圓的漸開線。由于本人水平有限，時間緊張，本論文主要討論目前應用最為廣泛的鍛造圓盤式（腹板式）輪體結構。 tnb / c o sc o s dc o sc o s ??? ? 分度圓直徑 d d=zm d=zmt 基圓直徑 db db=dcosα db=dcosαt 齒距 p p=πm pn=πmn ， pt=πmt 基圓齒距 pb pb=pcosα pbt=ptcosαt 齒頂高 ha ha= ha*m ha= han*mn 齒根高 hf hf=( ha*+ c*)m hf=( han*+ *)mn 齒高 h h=ha+hf 齒頂圓直徑 da da=d+2ha 齒根圓直徑 df df=d2hf 齒頂圓壓力角 αa aba ddarccos?? abat ddarccos?? 中心距 a ? ?21 dd21a ?? 由此我們確定本次設計涉及的齒形角，齒頂高系數(shù)及頂隙系數(shù)的具體數(shù)值如下表： 齒形角 齒頂高系數(shù) 頂隙系數(shù) 20 度 1 0． 25 由于設計初期 對問題 考慮不周全，所以沒有涉及當 模數(shù) m＜ 1 時，頂系系數(shù) c*等于 的情況。 2． 1 關于齒輪的參數(shù)化分析 根據(jù)齒輪設計原理。 隨著 CAD 技術應用領域的不斷擴大和應用技術水平的不斷提高，用戶需求和 CAD 系統(tǒng)規(guī)模的矛盾日益增加，多數(shù) CAD 軟件不能充分滿足用戶需求，即是專業(yè)的 CAD 軟件也不例外。 Pro/Toolkit 是 Pro/E 自帶的功能最強大的二次開發(fā)工具，它是基于 C 語言的。 在設計過程中，工程技術人員可以隨時改變模型的驅動尺寸，還可以通過加入關系式增加特征之間的參數(shù)關系。 Pro/E 參數(shù)化設計特性： 1） 基于特征的造型 Pro/E 是 一種 基于特征的實體模型建模工具，如 Hole、 Round、 Cut、 Protrusion 等均被視為零件設計的基本特征。如一個通孔始終是一個通孔，不管零件如何被改變。三維 CAD系統(tǒng)中的工程圖設計與一般二維設計系統(tǒng)不完全相同，三維 CAD 系統(tǒng)中的工程圖設計可以第 5 頁 共 31 頁 直接由三維模型投影而成，從而保證各 個視圖的正確性，使用者只需要對視圖中個別線條進行調整，并標注工程符號，即可滿足工程圖紙的要求。 三維 CAD 系統(tǒng)中，用參數(shù)化約束所設計零部件的尺寸關系，進而使得所設計的產(chǎn)品更易變更和修改，管理起來也較二維設計方便可行。技術發(fā)展，永無止境。早期的 Pro ENGINEER 軟件性能很低，只能完成簡單的工作，但由于第一次實現(xiàn)了尺寸驅動零件設計修改，使人們看到了它今后將給設計者帶來的方便性。 （ 2） .第二次 CAD 技術革命 70 年代末到 80 年代初期，由于計算機技術的大跨步前進， CAD 技術也開始有了較大發(fā)展。早期應用較為廣泛的是 CADAM 軟件，近十年來占據(jù)繪圖市場主導地位的是 Autodesk 公司的 AutoCAD 軟件。只有在三維的 CAD 設計中，才可能建立進行有限元分析的原始基本數(shù)據(jù)，進而實現(xiàn)產(chǎn)品的優(yōu)化設計。 At last, from the facet of secondary development of PRO/E, researches on how to determine the natures of every part of parameter of gear, and the interface of sub module of gear. According to the development of this system, designers can take their works easier and make the time of design shorter, and it also can make them work more efficiently. Key words: CAD。 目錄 摘要 2 第一章 緒論 3 1． 1 CAD 技術概述 3 1． 1． 1 CAD技術的含義與意義 3 1． 1． 2 CAD技術的發(fā)展歷程 3 1． 2 參數(shù)化建模方法的研究 4 1． 2． 1 三維參數(shù)化技術的基本原理 4 1． 2． 2 三維參數(shù)化中的特征分析 5 1． 2． 3 Pro/ENGINEER參數(shù)化 CAD軟件 5 1． 3 二次開發(fā)技術的應用 6 1． 3． 1 二次開發(fā)的作用和意義 6 1． 3． 2 Pro/E 系統(tǒng)二次開發(fā)技術 6 1． 4 課題的背景與意義 6 第二章 基于 PRO/E的參數(shù)化齒輪建模 7 2． 1 關于齒輪的參數(shù)化分析 7 2． 2 齒輪三維參數(shù)化實體建模技術研究 9 2． 2． 1 基本參數(shù)的設定 9 2． 2． 2 漸開線及齒廓的繪制 11 2． 2． 3 螺旋角與陣列 13 2． 2． 4 輪體結構 13 2． 2． 5 參數(shù)化尺寸驅動的方法 15 2． 2． 6 錐齒輪建模 17 2． 3 對齒輪進行參數(shù)化尺寸驅動的意義 17 第三章 基于 Pro/E的齒輪參數(shù)化設計系統(tǒng)的開發(fā) 18 3． 1 系統(tǒng)概念設計 18 3． 2 系統(tǒng)詳細設計