【正文】 PI γ =atan((r*φ yc)/xc) x=(rxcρ*cos(γ))*cos(v)+(xc*tan(γ)+ρ*sin(γ))*sin(v) rf*cos(180/zn) y=(rxcρ*cos(γ))*sin(v) (xc*tan(γ)+ ρ*sin(γ))*cos(v) z=0 （ 4）創(chuàng)建齒輪齒廓漸開(kāi)線(xiàn)特征。 圖 添加參數(shù) 圖 信息窗口 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 26 頁(yè) 共 62 頁(yè) 2）草繪截面。選擇公制模板 mmnspartsolid，如圖 所示，然后單擊“確定”。設(shè)計(jì)者通過(guò)對(duì)一設(shè)計(jì)約束的控制可以方便靈活地實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的功能。 注 ： 還有 Pro／ CABLING 選用性和 Pro／ CAT 光纜布線(xiàn)模塊等，以及其它多項(xiàng)模塊、功能，但由于本次實(shí)際不涉及，不再詳述。 Pro/Engineer 的主要特性有 :(1)相關(guān)性 ((Full Associativity)（ 2)基于特征的參數(shù)化建模（ 3)數(shù)據(jù)管理（ 4)裝配管理 (5)工程數(shù)據(jù)庫(kù)重用（ 6)易用性 (7)硬件獨(dú)立性。目前 Pro/Engineer 軟件在我國(guó)的機(jī)械、電子、家電、塑料模具、工業(yè)設(shè)計(jì)、汽車(chē)、自行車(chē)、航天、家電、玩具等行業(yè)取得了廣泛的應(yīng)用，該軟件在國(guó)內(nèi)的應(yīng)用數(shù)量大大超過(guò)了同類(lèi)型的其它國(guó)外產(chǎn)品。239。1*39。 1124ta n ta n ta n ta nsi n 22 c os 405 5 1ta n 3559 ta n 5358 ta n 3559si n 40 361 581 790 28236at t tat t t tnh c x zzz?? ? ? ???? ? ? ????? ? ? ????? ? ? ?? ? ? ?????? ? ? ??????0 . 4 5 1 5 0 . 4 3 8 8 7 3 。 ?? nm? mm。2239。39。 大齒輪（齒圈） 端面徑向變位系數(shù)： 2 0tx ? ； 齒頂高系數(shù)： * ? 。 傳動(dòng)比： 212 1 72 362zi z? ? ?。在圖 中，過(guò)刀刃上 b 點(diǎn)的法線(xiàn)必過(guò)圓心 C ，連接 bC 并延長(zhǎng)即為刀刃上 b 點(diǎn)的法線(xiàn)。 通過(guò) C 點(diǎn) ,而 C 點(diǎn)的坐標(biāo)為 ),( cc yx ，所以依照?qǐng)D 7 即可求出 39。） 圖 cyy與0 求解詳圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 共 62 頁(yè) J 點(diǎn)為過(guò)渡曲線(xiàn)與漸開(kāi)線(xiàn)的交點(diǎn)，所以切削過(guò)渡曲線(xiàn)時(shí)，滾動(dòng)角 ? 角的最大值 39。M 點(diǎn)所在的刀刃交點(diǎn)到坐標(biāo)原點(diǎn) P 的距離。M 點(diǎn)投影到靜坐標(biāo)系 XOY 上，就可以得到被加工齒輪齒廓的上 M 點(diǎn)在靜坐標(biāo)系中的坐標(biāo) ? ?11,yx ，從而得到被加工齒輪齒廓的普遍方程式 ? ? ? ?? ? ? ???????????????????????c o ss inc o ss inc o s1111yrxryzryrxrx （ 1） 式中 ? —— 齒條刀具的滾動(dòng)角，其值為 rPNrNP ???? （ 2） 由式（ 1）及（ 2）分析可知，若 39。由于兩點(diǎn)為共軛點(diǎn)，所以圖示位置 39。M ),( 11 yx ，求出與 39。 2．動(dòng)坐標(biāo)系 11PYX 動(dòng)坐標(biāo)系固聯(lián)在齒條刀具上，隨刀具的運(yùn)動(dòng)而動(dòng)，故稱(chēng)之為動(dòng)坐標(biāo)。而在加工變位齒輪時(shí)，刀具與輪坯之間的關(guān)系不變，僅僅是改變了刀具與輪坯之間的相對(duì)位置，即刀具遠(yuǎn)離或者靠近輪坯的回轉(zhuǎn)中心，變位量用表示。目前齒輪齒廓的加工方法很多，除鑄造沖壓軋制外應(yīng)用最廣的還是且學(xué)加工的方法。程序的實(shí)質(zhì)是系統(tǒng)對(duì)模型的每個(gè)零件的特征的建立 , 會(huì)以特定程序的方式記錄其建立過(guò)程和生成的條件。近年來(lái)，隨著高科技的發(fā)展和人們對(duì)機(jī)加工齒輪的強(qiáng)度和承載能力要求的提高，齒輪的精密成形技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生，其中，錐齒輪的精鍛已日趨成熟；直齒輪的鐓擠、正擠還有待進(jìn)一步研究，以期早日投入規(guī)模化生產(chǎn)，為人類(lèi)服務(wù)。 齒輪成形技術(shù)的現(xiàn)狀 齒輪齒形的演變 ： 最原始的木制齒輪齒形是直線(xiàn)形。再次由于齒面相對(duì)滑動(dòng)速度較在也帶來(lái)新的問(wèn)題。 目前 對(duì)齒數(shù)少于 8的齒輪參數(shù)選擇時(shí)比較難確定，雖然 有變位齒輪的計(jì)算公式和齒廓曲線(xiàn)的方程，但是不是很完善， 只有變位直齒輪過(guò)渡曲線(xiàn)和漸開(kāi)線(xiàn)的方程推倒， 齒形的繪制也只是在范成儀上實(shí)現(xiàn)，設(shè)計(jì)效率比較低，此次設(shè)計(jì)使我有了對(duì)少齒數(shù)齒輪設(shè)計(jì)的理論基礎(chǔ)和對(duì) PRO/E 參數(shù)化建模的方法，在確定出方程中的參數(shù)后，用 Pro/E 軟件 將過(guò)渡曲線(xiàn)和漸開(kāi)線(xiàn)曲線(xiàn)方程 生成 變位齒輪 齒廓 , 這兩條 齒廓是精確的過(guò)渡曲線(xiàn)漸開(kāi)線(xiàn) ,而且由于建模過(guò)程實(shí)現(xiàn)參數(shù)化 ,只要修改齒輪模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、螺旋角等齒輪參數(shù) ,就可以快速構(gòu)建得到另一齒輪零件 ,不僅設(shè)計(jì)效率高 ,而且齒輪的齒形準(zhǔn)確 ,能更好地為后續(xù)齒輪機(jī)構(gòu)的動(dòng)態(tài)仿真、干涉檢驗(yàn)， 設(shè)計(jì)程序可以在 PRO/E 軟件中用記事本顯示設(shè)計(jì)，為設(shè)計(jì)者提供出理論依據(jù)， 并能夠清楚的查看齒廓有無(wú)根切現(xiàn)象和齒頂變尖現(xiàn)象，在加工前對(duì) 模型有一個(gè)感性認(rèn)識(shí)。 Lownumber Teeth。該齒輪設(shè)計(jì)方法可使設(shè)計(jì)人員方便快捷地實(shí)現(xiàn)齒輪的三維特征造型設(shè)計(jì) ,從而提高設(shè)計(jì)效率。也可 在不改變齒輪傳動(dòng) 體積與 外形尺寸時(shí) ，可得到較大的傳動(dòng)比，或 使傳動(dòng)鏈縮短 。對(duì)于這種機(jī)構(gòu) , 由于小齒輪齒數(shù)較少 , 首先為避免根切 , 須采用大變位系數(shù)的正變位 。 因此 PRO/E 對(duì)少齒數(shù)齒輪的實(shí)體建?？梢蕴岣咴O(shè)計(jì)效率。 加工工藝的改善 ： 古代的木制齒輪、銅制齒輪和鑄鐵齒輪均采用手工生產(chǎn)。 Pro/E 程序功能 : Pro/E 系統(tǒng)的核心建模思想是參數(shù)化。 隨著機(jī)械工業(yè)的發(fā)展 ，對(duì)齒輪傳動(dòng)裝置提出了高速、重載、體積小、重量輕、噪聲小、效率高、壽命長(zhǎng)等一系列要求 ，發(fā)現(xiàn) 漸開(kāi)線(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)有很大的局限性，已不能完全滿(mǎn)足上述要求，漸開(kāi)線(xiàn)變位齒輪得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。齒條刀齒側(cè)面齒廓的運(yùn)動(dòng)軌跡的包絡(luò)線(xiàn)，正好能形成齒輪的漸開(kāi)線(xiàn)齒廓，如果將齒條磨出刀刃來(lái)，它像刨刀一樣上下做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)強(qiáng)制性的保證齒條刀具和齒坯之間的切削運(yùn)動(dòng)，嚴(yán)格的按照齒條與被加工漸開(kāi)線(xiàn)齒輪嚙合時(shí)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系，就能夠把齒坯切成漸開(kāi)線(xiàn)齒輪。 這里的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法具體是指：齒條刀具和被加工齒輪在做范成滾切運(yùn)動(dòng)時(shí)，已知刀具齒廓上所有各點(diǎn)在 11PYX 坐標(biāo)系中的坐標(biāo)，將其變換為被加工齒輪齒廓上所有各點(diǎn)在 XOY 坐標(biāo)系的坐標(biāo)，即得出齒輪齒廓的普遍方程式。） 設(shè)在齒條刀具齒廓上任取一點(diǎn) 39。M 作齒條刀具的齒廓法線(xiàn) NM39。M ）處的公法線(xiàn) MN（或NM39。M ，在動(dòng)坐標(biāo)系中 39。 圖 1）齒根圓弧 ab ，其半徑為 fr ；（ a 為 oy 軸與齒根圓的交點(diǎn)，也是齒根圓與對(duì)稱(chēng)軸的交點(diǎn)，即齒根圓上齒槽的中點(diǎn)。M 的法線(xiàn) NM39。 過(guò)渡曲線(xiàn)方程滾動(dòng)角 ? 的變化范圍計(jì)算 如圖 所示，刀刃上的 39。 NNyr c ??? ??? ?????? ??? 2ta ncc xy ?ctgxy cc ?? ? ??? ctgxy cc ?? 2139。 齒頂圓直徑： 1 mm? 。 法面固定弦齒厚： mm? ,法面固定弦齒高 mm? 。11????????? ????????????????????????????aattatnabatbatddzmdzmddrr 2 1 . 5 7 2 c o s 2 1 . 6 5 3 5 8a r c c o s 2 4 . 2 9 7 7 11 2 0 . 1 3 2 c o s 2 3 . 5 4 0 5at??????????? ? ? ? ?? ?1 2 ta n 68 .28 43 3 ta n 24 .83 55 9 72 ta n 24 .29 77 1 ta n 2 35 5921 96 14 17 182 2?? ????? ? ? ? ???? ? ?????? 設(shè)計(jì)結(jié)果： ??? （ 2）軸面重合度 ?? s in 1 3 s in 2 3 . 5 4 0 5 1 . 1 01 . 5nb m? ?? ?? ??? ? ?? 設(shè)計(jì)結(jié)果： ?? ? (非 b 圓整為 13mm 的對(duì)應(yīng)值 ) （ 3）重合度 ?? 1 .6 2? ? ?? ? ?? ? ? 嚙合頂隙 c 4 8 8 0 1 422 2 2121 39。 ????????? ??????????? ? ??ttt zy ?? 齒頂高變動(dòng)系數(shù) ty? ?????? ? ttt yXy 小齒輪齒根過(guò)渡曲線(xiàn)與大齒輪（齒圈）齒頂漸開(kāi)線(xiàn)干涉驗(yàn)算 不發(fā)生干涉的條件： ? ? ? ?2** 039。 39。m i n , a a ad d d d m m? ? ? 設(shè)計(jì)結(jié)果：1 mm?。 修正設(shè)計(jì)結(jié)果 其它設(shè)計(jì)結(jié)果不變，調(diào)整2 ,a d h S三個(gè)參數(shù)。 ??????? ） 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 62 頁(yè) 3 三維建模 軟件簡(jiǎn)介 Pro/Engineer 是一套由設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的機(jī)械自動(dòng)化軟件，是新一代的產(chǎn)品造型系統(tǒng)，是一個(gè)參數(shù)化、基于特征的實(shí)體造型系 統(tǒng)，并且具有單一數(shù)據(jù)庫(kù)功能。 Pro/Engineer 軟件包 Pro/Engineer 是軟件包，并非模塊，它是該系統(tǒng)的基本部分，其中功能包括參數(shù)化功能定義、實(shí)體零件及組裝造型，三維上色實(shí)體或線(xiàn)框造型棚完整工程圖產(chǎn)生及不同視圖（三維造型還可移動(dòng)，放大或縮小和旋轉(zhuǎn)）。 Pro/ASSEMBLY 是 Pro/ADSSEMBLY 的一個(gè)擴(kuò)展選項(xiàng)模塊，具有如下功能： 1． 在組合件內(nèi)自動(dòng)零件替換 (交替式 ) 2． 規(guī)則排列的組合 (支持組合件子集 ) 3． 組裝模式下的零件生成 (考慮組件內(nèi)已存在的零件來(lái)產(chǎn)生一個(gè)新的零件 ) 4． Pro/ASSEMBLY 里有一個(gè) Pro/Program 模塊，它提供一個(gè)開(kāi)發(fā)工具。 (3)便于編輯、修改，能滿(mǎn)足反復(fù)設(shè)計(jì)需要，當(dāng)在設(shè)計(jì)中發(fā)現(xiàn)有不適當(dāng)?shù)牟糠謺r(shí)，設(shè)計(jì)者可通過(guò)修改約束而方便地得到新的設(shè)計(jì)。 齒輪建模的操作步驟如下： （ 1）添加齒輪設(shè)計(jì)參數(shù) （ 2）添加齒輪關(guān)系式 （ 3）創(chuàng)建齒輪的齒廓曲線(xiàn)： 2）添加齒輪關(guān)系式 3）創(chuàng)建漸開(kāi)線(xiàn)方程 4）創(chuàng)建過(guò)渡曲線(xiàn)方程 5）創(chuàng)建螺旋線(xiàn)線(xiàn)方程 （ 5）實(shí)體生成： 1）創(chuàng)建螺旋線(xiàn)線(xiàn)方程 2）拉 伸 3）陣列 圖 新建對(duì)話(huà)框 圖 尺寸選擇 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 25 頁(yè) 共 62 頁(yè) 繪制 齒輪 （ 1）新建文件 ： 啟動(dòng) PROE ，單擊工具欄 新建工具，或單擊菜單“文件 /新建”。 1）選擇“插入 /模型基準(zhǔn) /草繪”特征工具，或單擊 工具欄 草繪命令，出現(xiàn)如圖。 圖 新建坐標(biāo)系 圖 編輯坐標(biāo)系圖 圖 再生圓 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 28 頁(yè) 共 62 頁(yè) 2）單擊“笛卡爾”坐標(biāo)系，出現(xiàn)如圖 所示記事本，在記事本點(diǎn)劃線(xiàn)下方，輸入過(guò)渡曲線(xiàn)方程以參數(shù)方程形式表示， t 為 proe 的默認(rèn)變量，取值范圍 01，常量 PI為圓周率，漸開(kāi)線(xiàn)以 XY 直角坐標(biāo)系建立， Z 軸取值為 0。（方法步驟同創(chuàng)建齒輪齒廓過(guò)渡曲線(xiàn)特征，不再詳述） 程序?yàn)?r=d/2 L=r/tan(β) x=r*cos(t*B/L*180/pi) 圖 建立中心線(xiàn) 圖 320 鏡像 (a) 選取“線(xiàn)” (b) 修剪后結(jié)果 圖 創(chuàng)間 封閉環(huán)并修建 圖 創(chuàng)建基準(zhǔn)軸 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 30 頁(yè) 共 62 頁(yè) y=r*sin(t*B/L*180/pi) z=t*B （ 5）進(jìn)行恒定剖面的掃描 1）創(chuàng)建基準(zhǔn)軸。根據(jù)本次設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)改變了推倒的滾動(dòng)角范圍，才生成了封閉曲線(xiàn)。 表 42 軸承的選取結(jié)果 （單位： mm） 型號(hào) 內(nèi)徑 外徑 寬度 軸承一 MF137ZZ 7 13 4 軸承二 7202AC 15 35 11 圖 齒輪軸 圖 軸 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 35 頁(yè) 共 62 頁(yè) 7202AC 端蓋 （根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè)》，選取凸緣式端蓋，具體的尺寸數(shù)據(jù)如下表） 表 43 端蓋尺寸表 參數(shù)序號(hào) 名稱(chēng)及符號(hào) 具體取值或計(jì)算數(shù)值 大齒輪端蓋 小齒輪端蓋 1 螺釘直徑 3d 取 6mm,數(shù)目 n=4