【正文】 據齒廓曲線對生成的輪體進行剪切。當齒數在兩種情況間變化時，由不同的曲線組成的齒廓會造成生成實體失敗報錯。 （ 2） 輸入方程繪制漸開線 首先選擇插入基準曲線（ Insert a datum curve）命令，從其彈出的 CRVOPTIONS 下拉菜單中選擇 From Equation、 Done命令，然后點選 Pro/E 的三維繪圖坐標，彈出的菜單提供了三種坐標系可供選擇： Cartesian（卡笛爾坐標）、Cylindrical（圓柱坐標）、 Spherical（球坐標）。要使兩齒輪作定傳動比傳動，則其齒廓必須滿足的條件是：不論兩齒廓在何位置接觸，過接觸點所作的兩齒廓公法線必須與兩齒輪的連心線相交于一定點。鑄造結構形式又分為單輻板結構，雙輻板結構等。 按有利條件確定 基圓柱螺旋角 βb 0176。 PRO/E 會自動讀取 ,且對于 PRO/E 自動標注的尺寸名字可在標注時修改 ， 以便在編輯修改時很好的識別 。在未投入 CIMS 之前，制造業(yè)企業(yè)的生產形式基本屬于簡單投入，任何一點變化都會造成極大的工作量，而投入了 CIMS 后，將設計過程 分為模塊，減少了變化所帶來的工作量，尤其是引進 Pro/E 系統后，大大減少了工作量，提高了生產效率。常用的 二次開發(fā)工具有：族表（ Family Table）、用戶定義特征（ UDF）、 Pro/Program、 Jlink、Pro/Toolkit 等。當特征之間存在參考關系時，特征之間即產生所謂的父 /子關系。 1． 2． 3 Pro ENGINEER 參數化 CAD 軟件 Pro ENGINEER（以下簡稱 Pro/E） 是美國參數技術公司 (PTC)推出的新一代CAD/CAE/CAM 軟件，其強大的功能深受業(yè)內人士歡迎，并成為當今世界上擁有用戶最多的三維 CAD 軟件。 （ 2）特征具有一定的行為規(guī)則，并在實現過程中遵守這些規(guī)則。 三維模型設計中包括了產品完整的幾何結構，還可以從三維模型中產生其他各種視圖，除基本標準的三視圖外，還可生成軸測圖、向視圖、各種剖視圖、局部視圖等。因而，現在的產品設計中，全部可以用參數化的三維模型來表述。 CAD 技術基礎理論的每次重大進展，無一不帶動了 CAD/ CAM/CAE 整體技術的提高以及制造手段的更新。但當策劃參數化技術的設計人員在新思想無法實現時，集體離開了 CV公司，另成立了一家名為 “參數化技術 ”的公司 (Parametric Technology Corp.)， 開始研發(fā)一種命名為 Pro ENGINEER 的參數化 CAD 軟件。曲面造型系統 CATIA為人類帶來了第一次 CAD 技術革命，改變了以往只能借助油泥模型來近似準確表達曲面的落后的工作方式。 CAD 技術以二維繪圖為主要目標的發(fā)展一直 持續(xù)到 70 年代末期，以后作為 CAD 技術的一個分支而相對單獨、平穩(wěn)地發(fā)展。 在基于三維 CAD 技術的產品設計中，可以對所設計的產品進行渲 染工程，如光源設置，模型屬性 (顏色、透明度、反射系數等 )，還可以設置模型的顏色、紋理、反射、景深、陰影等效果，從而達到渲染產品外觀的效果。 Take gear as an example, introduces the method and procedure of PRO/E modeling in detail, and discusses how to carry on the parameterization driven on the basis of modeling。本文介紹了三維 CAD軟件參數化的發(fā)展狀況及參數化驅動的基本原理。 secondary development。凡此種種，二維的繪圖設計只能在局部勉強達到，因此，采用三維設計是設計理念的一種變革，是 CAD 的真正應用的開始。 （ 1） .第一次 CAD 技術革命 CAD 技術進入 70 年代，正值飛機和汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展時期。由于實體造型技術能夠精確表第 4 頁 共 31 頁 達零件的全部屬性，在理論上有助于統一 CAD、 CAE、 CAM 的模型表達，給設計帶來了驚人的方便性。目前， PTC 公司的 Pro ENGINEER 在 CAD 市場的份額排名已名列前茅。 1． 2 參數化建模 方法 的 研究 1． 2． 1 三維參數化技術 的 基本原理 參數化設計是指用參數來表示零件大小的尺寸和屬性，工程技術人員可以通過修改參數的值來修改零件大小、形狀和屬性。支持在裝配環(huán)境下設計新零件的系統，可以以已有零件的形狀作為參考，建立新零件與已有零件之間的形狀關聯。三維 /二維的全相關可以保證設計的修改在三維與二維模型中保持一致。 基于特征的產品模型是基于幾何的產品模型的一個里程碑式的發(fā)展，因為這種模型著眼于更好地表達產品的完整的技術和生產管理信息，它使產品設計工作在更高的層次上進行。 此外，因為以特征作為設計的單元，工程技術人員可以在設計過程中導入實際的制造思想，在模型中隨時對特征做合理、不違反幾何規(guī)則的 Reorder、 Redefine、 Delete 和 Insert Mode等修正操作。通過關系式可以減少模型的獨立驅動尺寸，這樣在修改模型時可以減少逐一修改尺寸的 工作，并可減少錯誤發(fā)生。 Pro/Toolkit 使用面向對象的風格，在 Pro/E 與應用程序之間通過函數調用來實現數據信息的傳輸。 Pro/E 系統能夠生成實實在在的三維實體模型，能夠真實的反映零件的形狀。 而錐齒輪的完全參數化驅動，由于時間關系沒有完成，所以設計系統只開放了標準漸開線圓柱齒輪的參數化設計系統。 第 9 頁 共 31 頁 直齒錐齒輪主要參數及幾何計算式 《中國機 械設計大典》第四卷（江西科學技術出版社 20xx） 序號 名稱 代號 計算公式與說明 (公式見附錄 ) 算例 小 大 1 齒數 z 設計時選定 z 19 59 2 大端模數 m GB1236890 3 3 齒寬 b b=φRR 但不得大于１０ m 28 4 齒頂高系數 ha* GB/T123691990 1 5 頂隙系數 C* 同圓柱齒輪 6 壓力角 α 同圓柱齒輪 20176。當參數確定并實現參數化驅動以后，就可以很方便的更改參數的原始數值，實現同一模板下不同模型的建立。 在實際工作中，為了研究漸開線齒輪傳動、描繪漸開線齒廓曲線和計算漸開線 齒輪輪齒的厚度等幾何尺寸，常常需要用到漸開線方程。 圓柱坐標系下的漸開線參數方程為： x=t*sqrt((da/db)^21) y=180/pi r=*db*sqrt(1+x^2) theta=x*yatan(x) z=0 方程中 da表示齒頂圓直徑，db 表示基圓直徑，其余參數同上。從而成功 的解決了這一問題。在實際繪制中，我將直齒與斜齒的漸開線齒廓都沿螺旋線掃描以形成輪齒，當齒輪為直齒時，螺旋角參數為 0，所以仍形成直齒輪齒。通過后面開發(fā)的軟件系統的計算，以主參數的形式輸入 Pro/E。 現將我所建立的 鍛造圓盤式（腹板式）結構 外嚙合標準圓柱齒輪模型所有參數計算關系表示如下： d=m*z db=m*z*cos(angle) da=m*(z+2*ha) df=m*z2*m*(ha+c) D0=df D1=db D2=d D3=da D4=90/z D5=angle1 D8=b D9=da/2 D10=(+*m)*3 D11=b D18=360/z D19=B D27=360/z P28=z1 D87=*ds D88=da10*m D89=*b/2 D92=*ds D93=*DS D94=DA10*M D95=*B/2 D98=*DS D99=bh D100=t1+ds D101=ds/2 D102=+*ds 第 16 頁 共 31 頁 D103=(+*m)*3 D105=*(da10**ds) D106=(da10*m+*ds)/2 D107=0 d108=360/n D109=*(DA10**DS) D110=(DA10*M+*DS)/2 D111=0 d113=360/n p114=n1 以上關系式在建立是為使得建立和參數化驅動已及與程序連接方便，所以采用了 Dx 的系統默認負值形式， 這種方法 不便于他人 的 觀看與檢查，但不對系統造成任何影響。相信經過老師的指導和本人的努力，錐齒輪的參數化尺寸驅動不難實現。 幾何參數計算模塊：該模塊是整個系統的核心。 齒輪 實體生成模塊：該模塊應用 PRO/E 軟件的基本特征如拉伸（ Protrusion）、旋轉（ Revolve）和去除材料（ Cut）等操作，按照幾何參數計算模塊輸出的參數，生成齒輪的輪齒結構實體部分。當程序從業(yè)務層進入到操作層后，將對用戶提供的數據進行進一步的處理，并進 行一系列的相關的工作，比如查詢數據庫，從而得出用戶所期望的結果，或返回對用戶錯誤操作的提示。以下就以 IDEF0 圖表達了這次設計的系統的功能模型。這是程序和模型參數的不同之處。也更好的大大的降低了用戶在復雜的計算中發(fā)生錯誤的幾率。為了用戶可以清楚的了解各參數的意義，所以將各項參數進行了分類顯示。 （ 5）輸入軸徑 ds，當輸入數值過大或過小時，系統報錯，提示重新輸入。 利用 VC++這種可視化編程語言進行友好的用戶界面設計，便于用戶操作，可視化較強，便于掌握。傳統的產品開 發(fā)方式已不再適應企業(yè)對產品的時間、質量、成本的要求。這是二維繪圖 無法比擬的。 畢 老師在大學四年中對我在學習和生活上無微不至的關懷，更使我受益匪淺。 19. 蔣新宇 .張樹有 .邵雪《基于 PRO/E 的刀具資源管理系統的研究與開發(fā)》 .《機械制造》 .20xx年第 3 期。 15. 江渡等 .《基于 PRO/E 二次開發(fā)的鐵道客車鋼結構三維參數化 CAD 系統》 .《機械設計與制造工程》 20xx 年 9 月第 31 卷第 5 期： 58～ 62。設計構思的表達由二維圖紙演變成能在計算機模擬顯示零件三維實體模型的虛擬產品，這是一種新的設計和生產技術管理體制，是提高企業(yè)競爭能力主要手段之一。 至于二維 CAD 系統，它可以幫助設計人員把圖紙畫得規(guī)范、漂亮，提高繪圖效率的同時也便于圖紙以后的修改及管理，在 “甩掉圖板 ”的初級階段功不可抹。 第 28 頁 共 31 頁 第四章 結論與 展望 本文主要圍繞齒輪的三維參數化建模展開研究，并且要求在 PRO/E 軟件的平臺上實現，主要討論了實現三維參數化實體齒輪所必要的參數，同時研究建立三維模型的各種方法并最終確定。 本系統成功的使用了 Pro/E 提供的二次開發(fā)工具 Pro/TOOLKIT，因此可以比較容易地實現由程序動態(tài)地、自動地完成特征建模的功能，為 CAD/CAM/CAE/CAPP/PDM 系統的集成打下良好基礎。由于系統尚未完善，所以當模數 m 小于 1 或無輸入 時，系統不予支持并報錯。而且界面的制定也需要軟件商和用戶雙方面的協調商討，達到最后一致，使得界面最終完成。然而為了方便建模且技術要求此值盡量取小，我們取了它的最小值，即 L=*ds。 由于參數眾多，我們對參數進行了分類。由于時間關系，目前本系統只完成了標準漸開線圓柱齒輪設計模塊的開發(fā)。系統以文本形式輸出的結果，只用做設計人員的所要建立三維模型的檢驗與參考。該模塊按照不同的類型分別計算齒輪的外形結構參數。 要想實現實體的參數化驅動，實體的特征是前提，像我們做的齒輪，它的形狀都是差不多的，才能在憑借已經建好的模型，改變其參數生成新的實體，以滿足我們的需要，從而提高設計效率，應該按照特征來建立模型庫。對于錐齒輪而言，因其大端端面并非平面，所以我們采用當量齒輪的原理來作漸開 線，齒數采用當量齒數，當量齒輪的漸開線齒廓也即背錐齒廓同時也是錐齒輪的大端齒廓。但由于時間關系，我沒有研究這個領域。陣列時陣列個數的設定也非常關鍵，由于實體已生成兩個輪齒，而陣列個數又包括參考特征，所以數目應為 z1。用 Trim（剪切）命令保留齒頂圓、齒 根圓在漸開線之間的部分，就完成了整個齒廓曲線的繪制。然而，這樣是無法進行參數化尺寸驅動的 。 漸開線齒廓的具體繪制步驟如下： （ 1） Pro/E 環(huán)境下漸開線方程的轉換 漸開線直角坐標方程： us inurc os ury uc o s urs inurx bb bb ?? ?? 在 Pro/E 環(huán)境下轉換為： rb=r*cos(a) theta=90*t^2 圖 3 漸開線原理 第 12 頁 共 31 頁 x=rb*cos(theta)+rb*theta*()*sin(theta) y=rb*sin(theta)rb*theta*()*cos(theta) 方程中 rb代表齒輪基圓半徑； r 代表分度圓 半徑； a 代表壓力角； theta 是 Pro/E 系統用來表示極坐標極角的變量； t 是從 01 的 Pro/E 系統變量?；ハ鄧Ш蟼鲃拥囊粚X輪，在任一位置時的傳動比，都與其連心線 O1O2 被其嚙合齒廓在接觸點處的公法線所分成的兩段成反比。其中鍛造結構形式又分為圓盤式結構、普通結構、輕型結構、模鍛或自由鍛結構。 ??20n? ??? c osta