【正文】 37 參考文獻(xiàn) [1]楊可楨，程光蘊(yùn) .機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) .高等教育出版社 .1999 年 6 月第 4 版 . [2] 孫桓 ,陳作模 . 機(jī)械原理 [M] . 北京 :高等教育出版社 ,20xx. [5 ] 李燕 . 基于 Pro/ E 的齒輪三維參數(shù)化特 征造型設(shè)計(jì) [J ] . 制造技術(shù)與機(jī)床 ,20xx (7) . [3]詹友剛主編 .Pro/ENGINEER 中文野火版 數(shù)控加工教程 .北京：機(jī)械工業(yè) 版社 . [4] 周凱紅 ,王元?jiǎng)? ,李春毖 . 格利森圓弧螺旋錐齒輪副的實(shí)體造型方法 [J ] . 計(jì)算機(jī)仿真 ,20xx (8) . [5] 劉海芳 . 基于 Pro/ E 的漸開線齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì) [J ] . 機(jī)械設(shè)計(jì)與制造 ,20xx (1) . [6] 高秀華 ,李炎亮 ,鄧洪超 ,等 . 機(jī)械三維動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)仿真技術(shù) [M] . 北京 :化學(xué)工業(yè)出版社 ,20xx. 致謝 本文是在張開興老師和各位同學(xué)的大力幫助之下完成的，他們嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的學(xué)識(shí)、敏銳的思維及求實(shí)的作風(fēng)；和熱心的幫助給我留下了深刻的印象，并時(shí)刻激勵(lì)著我、鞭策著我，將使我終身受益。最后將機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)制作成視頻動(dòng)畫 。 34 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真的具體步驟 蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)的虛擬裝配 用 Pro/E 軟件中的裝配模塊對(duì)各零部件進(jìn)行二維實(shí)體裝配的順序一般是：首先建立總裝任務(wù)；再在其下面建立相應(yīng)于各組件或部件的裝配任務(wù)；然后，把各零件從相應(yīng)的庫中調(diào)出，把相關(guān)零件裝配成部件，再把相關(guān)部件裝配成組件；最后把各組件裝配成整機(jī)。X2= 4 蝸輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的 運(yùn)動(dòng)仿真 運(yùn)動(dòng)仿真是機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要 內(nèi)容，通過仿真技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與運(yùn)動(dòng)軌跡的校核。 →【右鍵點(diǎn)擊選中項(xiàng)→ Group→包含兩個(gè)齒槽的特征組形成，如圖 322】 (3)陣列形成多齒 點(diǎn)擊模型特征樹中齒槽組特征項(xiàng)，使其高亮顯示 →【點(diǎn)擊“陣列”圖標(biāo) 】→【在左上方選擇框中選擇軸 】→【在模型樹中點(diǎn)選基準(zhǔn)軸特征→顯示陣列數(shù)目為 4，角度為 90176。 →【 From Equation→ Done】 →【選擇剛創(chuàng)建的蝸輪坐標(biāo)系 CS1】 →【選擇坐標(biāo)類型為柱面坐 標(biāo) Cylindrical】 →【進(jìn)入方程編輯器。中心孔徑 END INPUT RELATIONS GAMMA=ATAN(Z1/Q) BETA=GAMMA ALPHA_T=ATAN(TAN(ALPHA)/COS(BETA)) S=PI*Z1*M D0=M*Q/2 D1=M*(Q+Z2+2*X2)/2 D2=360/(4*Z2)180*TAN(ALPHA_T)/PI+ALPHA_T D3=M*Z2 D4=D3+2*M D5=D3*COS(ALPHA_T) D6=*M D8=ASIN(M*Q*TAN(BETA)/D5) D10=ASIN(M*Q*TAN(BETA)/D5) D12=2*D1 24 D13=M*Q/2 D16=360BETA D20=D3+2*(1+X2)*M IF Z1=1 D21=D20+2*M ENDIF IF Z11 IF Z1=3 D21=D20+*M ENDIF ENDIF IF Z13 D21=D20+M ENDIF D22=B D23=M*(Q2)/2 D26=M D42=*M D54=*M D55=360/Z2 D85=360/Z2 P86=Z21 D137=360/(2*Z2) END RELATIONS 25 圖 313 程序記事本 對(duì)話框 → 【 Enter→ Select All,根據(jù)信息窗口提示，各參數(shù)賦初值如下】 如圖 314 圖 314 消息輸入窗口對(duì)話框 M= Z1=1 Z2=30 DIA1=28 26 LEFT=NO B=24 ZXKJ=30 至此，各參數(shù)的建立和賦值結(jié)束。如果蝸輪能按照既定的條件變參的話，說明設(shè)計(jì)成功；反之，說明設(shè)計(jì)有問題，要認(rèn)真查找原因，直至設(shè)計(jì)成功。 軸之間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力。Z1=1。隨后轉(zhuǎn)入導(dǎo)程設(shè)定，在導(dǎo)程設(shè)定窗口輸入 M*PI*Z1。蝸輪齒數(shù) DIA1 NUMBER 。蝸桿 由輪齒、蝸桿主體特征等基本結(jié)構(gòu)特征組成。 可以根據(jù)實(shí)際需要增加或刪除以上 9 項(xiàng)中除了 “名稱 ”之外的其他屬性項(xiàng)目 三、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。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。參數(shù)化設(shè)計(jì)的突出 特 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。另一方面，相對(duì)滑動(dòng)速度大使齒面磨損嚴(yán)重、發(fā)熱嚴(yán)重，為了散熱和減小磨損，常采用價(jià)格較為昂貴的減摩性與抗磨性較好的材料及良好的潤滑裝置，因而成本較高。 蝸輪蝸桿的機(jī)構(gòu)特點(diǎn)： ，比交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)緊湊。 參數(shù)化設(shè)計(jì)以約束造型為核心、以尺一寸驅(qū)動(dòng)為特征。自動(dòng)完成對(duì)圖形中相關(guān)部分的改動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形的驅(qū)動(dòng)。 圓柱蝸桿又可分： （ 1）普通圓柱蝸桿：阿基米德蝸桿（ ZA 蝸桿）；漸開線蝸桿（ ZI 蝸桿）；法向直廓蝸桿（ ZN 蝸桿）；錐面包絡(luò)蝸桿（ ZK 蝸桿） （ 2）圓弧圓柱蝸桿（ ZC 蝸桿） 圓柱蝸桿傳動(dòng)的主要參數(shù)和幾何尺寸 中間平面：通過蝸桿軸線并與蝸輪軸線垂直的平面（蝸桿的軸面，蝸輪的端面）。不同設(shè)計(jì)人員可以在網(wǎng)絡(luò)上方便地交換設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)。具體表現(xiàn)為 : 參數(shù)化既能為用戶提供設(shè)計(jì)對(duì)象直觀、準(zhǔn)確的反饋，又能隨時(shí)對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象加以修改，同時(shí)減少設(shè)計(jì)中的疏忽，從而在很大程度上提高機(jī)械設(shè)計(jì)的效率。 技術(shù)發(fā)展歷程 CAD 技術(shù)起步于 20 世紀(jì) 50 年代， 1950 年美國麻省理工學(xué)院研制出可以顯示簡單圖形的圖形設(shè)備“旋風(fēng) 1 號(hào)”， 50 年代末美國 Gerber 公司研制出平板繪圖儀， Calp 公司研制出滾筒式繪圖儀，這些研究成果為 CAD 技術(shù)的發(fā)展提供 9 了最基本的物質(zhì)基礎(chǔ)，整個(gè) 50 年代 CAD 技術(shù)還剛剛萌芽，只是處于被動(dòng)式的圖形處理階段。應(yīng)用傳統(tǒng)方法對(duì)其繪制時(shí)，不僅過程繁瑣、效率低，而且在產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)中存在著一定的自由性，加工出的產(chǎn)品經(jīng)常會(huì) 存在各種缺陷，不能滿足實(shí)際應(yīng)用的要求。傳動(dòng)中一般蝸桿是主動(dòng)件，蝸輪是從動(dòng)件。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 ……………………. ………………. ……………… 畢 業(yè) 論 文 基于 Pro/E 的蝸輪蝸桿參數(shù)化建模及運(yùn)動(dòng)仿真分析 裝 訂 線 ……………….……. …………. …………. … 1 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。由于蝸桿傳動(dòng)具有傳動(dòng)比大、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)和噪聲較小等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于各種機(jī)器和儀器中。 隨著 CAD 和優(yōu)化設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用先進(jìn)的虛擬制造技術(shù)，可以達(dá)到精確的造型和可靠地質(zhì)量。進(jìn)入 60 年代， CAD 技術(shù)開始蓬勃發(fā)展起來， 1962 年麻省理工學(xué)院的 Sutherland 發(fā)表的博士論文《 SKETCHPAD— 一種人機(jī)對(duì)話系統(tǒng)》，為 CAD技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用打下了理論基礎(chǔ)， 1966 年出現(xiàn)了第一臺(tái)實(shí)用的圖形顯示裝置，同一時(shí)期還出現(xiàn)了許多商品化的 CAD 設(shè)備，如美國 IBM 公司推出的商品化計(jì)算機(jī)繪圖設(shè)備等。參數(shù)化是實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)自動(dòng)化的前提和基礎(chǔ)。 隨著 CAD 系統(tǒng)的集成化和網(wǎng)絡(luò)化，指定各種產(chǎn)品設(shè)計(jì)、評(píng)測和數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)勢在必行，如建立符合 STEP 標(biāo)準(zhǔn)的全局產(chǎn)品數(shù)據(jù)模型等。 蝸桿、蝸輪的參數(shù)和尺寸大多在中間 平面（主平面）內(nèi)確定。 參數(shù)化設(shè)計(jì)是 CAD 技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中提出的課題。在參數(shù)化設(shè)計(jì)中采用參數(shù)化模型，設(shè)計(jì)者可以通過調(diào)整參數(shù)來修改和控制幾何形狀，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的精確造型，而不必在設(shè)計(jì)時(shí)專注主于產(chǎn)品的具體尺寸 。 ，其承載能 力大大高于交錯(cuò)軸斜齒輪機(jī)構(gòu)。 。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。 (2)類型：指定參數(shù)的類型 a)整數(shù)：整型數(shù)據(jù) b)實(shí)數(shù)：實(shí)數(shù)型數(shù)據(jù) c)字符型：字符型數(shù)據(jù) d)是否：布爾型數(shù)據(jù)。關(guān)系是使用者自定義的尺寸符 號(hào)和參數(shù)之間的等式。 16 蝸 桿零件進(jìn)行三維實(shí)體參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本思路是：擬定可變參數(shù)，根據(jù)出設(shè)條件進(jìn)行相關(guān)的幾何參數(shù)的計(jì)算，初步確定參數(shù)值；在編輯器中設(shè)定各參數(shù)并加入部分關(guān)系式，在利用“方程式”生成螺旋體中加入變參；通過進(jìn)一步添加關(guān)系式實(shí)現(xiàn)導(dǎo)程參數(shù)化；通過添加條件語句實(shí)現(xiàn)選項(xiàng)參數(shù)化；通過添加關(guān)系式在生 成蝸桿實(shí)體中加入變參。蝸桿分度圓直徑（標(biāo)準(zhǔn) 系列值） LEFT YES_NO 。在進(jìn)入截面繪制畫面中繪制截面圖形。Z2=40。蝸輪與蝸桿在其中間平面內(nèi)相當(dāng)于齒輪與齒條 ， 蝸桿又與螺桿形狀相似。 蝸輪建模的具體操作步驟如下： （ 1） 創(chuàng)建新的零件文件及相關(guān)參數(shù)的設(shè)定 （ 2） 蝸輪輪坯的創(chuàng)建 （ 3） 創(chuàng)建單個(gè)輪齒 （ 4） 形成所有齒輪 （ 5） 蝸輪的變參 23 蝸輪的參數(shù)化建模 1. 創(chuàng)建新的零件文件 [4] File/New → 【輸入零件名稱 :wolun 取消 Use default template 的選中記號(hào)，然后單擊 OK 按鈕】→【選擇公制單位 mmns_part_solid 后單擊ＯＫ按鈕】→【基準(zhǔn)坐標(biāo)系ＰＲＴ＿ＣＳＹＳ＿ＤＥＦ及基準(zhǔn)面ＲＩＧＨＴ、 TOP、 FRONT 顯示在畫面上】 參數(shù)的輸入 →【打開記事本，在 INPUT 和 END INPUT 之間以及 RELATION 和 END RELATION 之間添加輸入?yún)?shù)如下，然后存盤，并退出記事本】 如圖 313 所示 INPUT M NUMBER 。 2. 創(chuàng)建蝸輪輪胚 點(diǎn)擊“創(chuàng)建回轉(zhuǎn)體”圖標(biāo)。輸入曲線方程表達(dá)式如下，然后保存文件，退出編輯器】 r=DF2/2+t*(DA2A/2DF2/2) ALFAI=acos(DB/2 /r) theta=(tan(ALFAI)*180/piALFAI)（ 360/Z2FAIF) 29 z=0 →【點(diǎn)擊 OK，第二段曲線完成，如圖 318】 （ 6）繪制圖中線段 點(diǎn)擊“草圖繪制”圖標(biāo) ， →【出現(xiàn)草圖繪制對(duì)話框→繪圖平面選 TOP，參考面選 RIGHT，定向平面選 RIGHT → Sketch→進(jìn)入繪圖環(huán)境】 →【繪制 兩 段圓弧，注意必須通過已有曲線端點(diǎn)】 →【點(diǎn)擊圖標(biāo)→ OK 結(jié)束】 （ 7）繪制圖中螺旋線段 →【 From Equation→ Done】 →【選擇蝸桿坐標(biāo)系 CS0】 →【選擇坐標(biāo)類型為直角坐標(biāo)系 Cartesian】 →【進(jìn)入方程編輯器。方向如圖所示→接受這些選項(xiàng)，點(diǎn)擊圖標(biāo) ，結(jié)束如圖323】 圖 322 合并成組 32 圖 323 陣列輪齒 （ 4） 實(shí)施參數(shù)化 →【右鍵點(diǎn)擊模型樹中對(duì)應(yīng)陣列的特征項(xiàng) Pattern 1→該特征項(xiàng)及各齒槽呈高