【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 長(zhǎng)度尺寸為 LONGTH,在關(guān)系文本框中添加關(guān)系： LONGTH=B。 （ 9） 草繪端面齒廓。點(diǎn)擊 “ 草繪 ” 按鈕，選取 FRONT 面作為基準(zhǔn)面，拾取 “ 從邊創(chuàng)建圖元 ” 按鈕，選擇 “ 環(huán) ” ，選取齒根圓曲線、兩條漸開(kāi)線及齒頂圓曲線，點(diǎn)擊 “ 圓角 ” 按鈕，繪制齒根過(guò)渡曲線，點(diǎn)擊 “ 草繪器約束 ” 按鈕，使兩圓角半徑相等，點(diǎn)擊 “ 修剪 ” 按鈕，將多余的線刪除，點(diǎn)擊 “ 確定 √” ，修改半徑尺寸為 r，添加關(guān)系： r=*mn，生成的齒廓如圖 210 所示； 萊蕪職業(yè) 技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 2 章 漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 18 圖 210 齒輪端面齒廓 （ 10）進(jìn)行特征操作生成另一端齒廓。選擇菜單欄 “ 編輯 ” “ 特征操作 ” “ 復(fù)制 ” “ 移動(dòng) ”“ 獨(dú)立 ” 選擇上一步驟生成的齒廓“ 平移 ”“ 平面 ” 選擇 FRONT 基準(zhǔn)面 “ 正向 ” ，輸入平移距離： B(即齒寬 )，再選擇 “ 旋轉(zhuǎn) ”“ 坐標(biāo)系 ” 選擇系統(tǒng)坐標(biāo)系 “z 軸 ” “ 反向 ” （該齒輪為左旋，若為右旋，則選 “ 正向 ” ，根據(jù)右手定則判定）“ 正向 ” （即確定），旋轉(zhuǎn)角度先不管，點(diǎn)擊確定，修改旋轉(zhuǎn)角度為theta，添加關(guān)系： theta=2*b*tan（ beta） *180/（ pi*d），結(jié)果如圖211所示 ,旋轉(zhuǎn)角度的原理圖 ， 如圖 212； 萊蕪職業(yè) 技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 2 章 漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 19 圖 211 齒廓的特征操作結(jié)果 圖 212 斜齒輪展開(kāi)圖 （ 11)作掃描軌跡。若將斜齒輪的分度圓柱面水平展開(kāi) ，則其螺旋線成為斜直線，斜直線與軸線之間的夾角即為分度圓柱上螺旋角 β 。先 “ 拉伸 ” 操作生成分度圓柱面，修改拉伸尺寸，添加關(guān)系：longth1=b+10。再點(diǎn)擊 “ 草繪 ” 按鈕，選取 RIGHT 面為草繪平面，作一萊蕪職業(yè) 技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 2 章 漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 20 斜直線（注意齒輪旋向），點(diǎn)擊 “ 確定 √” ，修改角度尺寸，添加關(guān)系：angle=beta。最后點(diǎn)擊菜單欄 “ 編輯 ” “ 投影 ” ，將所作直線投影到分度圓柱面上； (12）混合掃描生成單個(gè)輪齒。先選中上步驟生成的投影線，點(diǎn)擊菜單欄 “ 插入 ” “ 混合掃描 ” ，點(diǎn)選實(shí)體按鈕，點(diǎn)擊 “ 剖面 ” ，在剖面選項(xiàng)中選取 “ 所選截面 ” ，先選取掃 描路徑上箭頭所在的一端齒廓，點(diǎn)擊 “ 插入 ” ，選取另一端齒廓，點(diǎn)擊 “ 確定 √” ，生成如圖 213所示的輪齒； 圖 213 混合掃描生成一個(gè)輪齒 （ 13）陣列生成所有輪齒。先選中上步生成的輪齒，點(diǎn)擊 “ 陣列 ”按鈕，陣列方式選 “ 軸 ” ，輸入陣列個(gè)數(shù)和角度，點(diǎn)擊 “ 確定 √” ； （ 14）生成軸孔。點(diǎn)擊 “ 拉伸 ” 按鈕，選取 FRONGT 為草繪面，繪制如圖 214所示草圖，點(diǎn)擊確定，最后生成完整的斜齒輪模型如圖 215所示。 萊蕪職業(yè) 技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 2 章 漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 21 圖 214 軸孔截面圖 圖 215 完整的齒輪實(shí)體模型 小結(jié) 萊蕪職業(yè) 技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 2 章 漸開(kāi)線斜齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 22 基于 Pro/E 的參數(shù)化建 模，用戶可以定義各參數(shù)之間的相互關(guān)系，使得特征之間存在依存關(guān)系。當(dāng)修改某一單獨(dú)特征的參數(shù)值時(shí)，會(huì)同時(shí)牽動(dòng)其它與之存在依存關(guān)系的特征進(jìn)行變更，以保持整體的設(shè)計(jì)意圖。因此在同類零件的設(shè)計(jì)中，使用參數(shù)化造型方法，通過(guò)修改零件的特定參數(shù)和屬性 ,然后根據(jù)相關(guān)聯(lián)的尺寸表達(dá)式的作用而引起整個(gè)模型的變化 ,即可得到所需零件，從而為工程人員節(jié)省大量時(shí)間。 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 23 第 3 章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 本章通過(guò)對(duì)漸開(kāi)線的生成方式及數(shù)學(xué)原理的分析，提出了一種使用Pro/Engeer 軟件對(duì)漸開(kāi)線圓柱齒輪進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)的具體方法，并通過(guò)實(shí)例 對(duì)其加以論證，證明了該設(shè)計(jì)方法的可行性。 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的參數(shù) 漸開(kāi)線有以下特性： 。 。 ，其曲率半徑愈??；離基圓愈遠(yuǎn)，曲率半徑就愈大。 。在展角相同的情況下，基圓的大小不同，漸開(kāi)線的曲率也不同?；鶊A半徑愈小，其漸開(kāi)線的曲率半徑愈??；基圓半徑愈大，其漸開(kāi)線的曲率半徑愈大；當(dāng)基圓半徑為無(wú)窮大時(shí)，其漸開(kāi)線變成一條直線。 。 如圖 所示，齒廓在點(diǎn) K 所受正壓的方向（即齒廓曲線在該點(diǎn)的法線）與點(diǎn) K速度方向線之間所夾的銳角，為漸開(kāi)線在點(diǎn) K的壓力角，用 αk 表示， αk=∠KOB ， cosαk=rb/rk 。由 ΔOBK ，有 tanαk=BK/rb=rb(αk+θk)/rb=αk+θk (31) 則有 (32) θk=tanαk αk 其中， BK 為線段 BK 的長(zhǎng)度，展角 θk 為壓力角 αk 的漸開(kāi)線函數(shù)，工程上常用 invαk 表示 θk ，即 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 24 (33) θk=invαk=tanαk αk 漸開(kāi)線的極坐標(biāo)參數(shù)方程式為： （ 34） r=rb/cosαk invαk=tanαk αk 用直角坐標(biāo)來(lái)表示漸開(kāi)線時(shí)，其方程式為： （ 35） x=rbsinαk rbαkcosαk y=rbcosαk rbαksinαk 圖 31 漸開(kāi)線 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪最基本的參數(shù)有模數(shù) m 和齒數(shù) z，節(jié)圓的直徑就等于模數(shù) m和齒數(shù) z 的乘積。所以，一旦模數(shù) m和齒數(shù) z確定以后，整個(gè)齒輪的大小就已經(jīng)確定下來(lái)了。 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 25 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 對(duì)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪進(jìn)行參數(shù)化建模的目的是使設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)過(guò)程中方便地使用該模型，只要輸入模數(shù)、齒數(shù)、厚度、齒根圓角半徑以及變位系數(shù)，就能自 動(dòng)生成設(shè)計(jì)者所需要的齒輪模型，所以要在這個(gè)前提下對(duì)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪進(jìn)行建模。 設(shè)計(jì)流程 建模的具體過(guò)程如下： （ 1）新建一個(gè) .prt 文件（在 ProE 中， .prt 文件代表零件）。在建立該文件的時(shí)候，不同的行業(yè)最好使用各自不同的模板，因?yàn)樵谀０逯卸x了不同的單位、參數(shù)和出圖格式等，所以在建模之前應(yīng)先選擇合適的模板，以便于后續(xù)工作的進(jìn)行，如同 3 33 所示。 圖 32 新建 .prt 文件 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 26 圖 33 模板的選定 （ 2）進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，如同 34 所示。參數(shù)不用設(shè)置太多，只需設(shè)置影響齒輪外形的 6個(gè)參 數(shù)就可以了。它們分別是齒輪厚度、模數(shù)、壓力角、齒數(shù)、齒根圓角半徑以及變位系數(shù)。為了方便起見(jiàn)，需要把這些參數(shù)設(shè)為實(shí)數(shù)型。此外，還要為這些參數(shù)設(shè)定一個(gè)初始值，如同 35 所示，其中變位系數(shù)的初始值最好設(shè)為 0，因?yàn)槭褂貌蛔兾积X輪的機(jī)會(huì)比較多，對(duì)其他參數(shù)的初始值并沒(méi)有具體的要求。具體步驟是：在菜單中選擇 Set Up(設(shè)置 )→Parameters （參數(shù)） →Creat （創(chuàng)建）。參數(shù)關(guān)系設(shè)置好后，得到如同 36 的新參數(shù)。 （ 3）建模。為了確定漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪的外形尺寸，最好先畫(huà)出基圓、齒根圓、節(jié)圓和齒頂圓。在畫(huà)這些圓的時(shí) 候，可以隨意定尺寸，只要記下它們的尺寸參數(shù)，等到寫(xiě)程序的時(shí)候再把它們的尺寸和最初設(shè)萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 27 定的外部參數(shù)聯(lián)系起來(lái)就可以，建議把基圓的直徑設(shè)為模數(shù)、齒數(shù)和壓力角初始值的乘積，以免在以后的建模過(guò)程中出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤。具體建模過(guò)程分別如同 3 38 所示。 （ 4）畫(huà)出漸開(kāi)線。在 ProE 中畫(huà)漸開(kāi)線的唯一方法就是通過(guò)方程畫(huà)曲線。具體步驟是：在菜單中選擇 CRV OPTIONS（曲線選項(xiàng)） →From Equation（從方程），然后選擇基準(zhǔn)平面（與基圓在同一平面），接著選擇坐標(biāo)系，然后再設(shè)置坐標(biāo)系類型為 Cylindrical（柱 坐標(biāo)），最后在彈出的窗口中輸入曲線方程如下，如圖 39 所示： r=modulenum_teethcos(pressure_ang)/[2cos(45t)] theta=tan(45t)180/pi (45t) z=0 插入一個(gè)基準(zhǔn)平面 DTM1，如圖 310 所示，通過(guò)坐標(biāo)系原點(diǎn)以及漸開(kāi)線與節(jié)圓交點(diǎn)，并垂直于漸開(kāi)線所在的平面，然后再插入一個(gè)基準(zhǔn)軸A1；通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)并垂直于漸開(kāi)線所在的平面，接著再插入一個(gè)基準(zhǔn)平面 DTM2，如圖 311 所示，通過(guò)基準(zhǔn)軸 A1，與基準(zhǔn)平面 DTM1 形成一個(gè)夾角（該夾角 的尺寸通過(guò)程序來(lái)確定），使用基準(zhǔn)平面 DTM2 對(duì)剛才所畫(huà)的漸開(kāi)線進(jìn)行鏡像操作，這樣齒槽的形狀就確定下來(lái)了。 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 28 圖 34 參數(shù)設(shè)置 圖 35 關(guān)系設(shè)置 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 29 圖 36 新參數(shù)的生成 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 30 圖 37 尺寸切換 圖 38 關(guān)系再置 圖 39 曲線方程的輸入 （ 5）通過(guò)拉伸方式生成齒坯，然后以兩條漸開(kāi)線以及齒頂圓和齒根圓為基準(zhǔn)，剪切出齒槽形狀，其他齒槽通過(guò)陣列的方式產(chǎn)生。由于第一個(gè)齒槽生成方式的關(guān)系，無(wú)法直接進(jìn)行陣列，所以可先用旋轉(zhuǎn)方式復(fù)制一個(gè)齒槽，然后再對(duì)該齒槽進(jìn)行陣列（由于剛開(kāi)始時(shí)尺寸不一定準(zhǔn)確，萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 31 所以陣列 個(gè)數(shù)最好盡可能少些）。陣列完以后，這個(gè)齒輪就已基本成型了。 在輸入程序之前，必須檢查每個(gè)尺寸的參數(shù)。查看尺寸參數(shù)的具體步驟是：在菜單中選擇 Relations（關(guān)系） →Show Dim( 顯示尺寸 )，然后再選擇你想要檢查的尺寸。 （ 6）輸入程序。在菜單中選擇 Program（程序） →Edit Design （編輯設(shè)計(jì)），在彈出的窗口中輸入程序，如圖 313 所示。輸完以后，漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模的工作就全部完成了。使用者點(diǎn)擊菜單中的 Regenerate 選項(xiàng)，系統(tǒng)會(huì)讓使用者選擇是否要輸入?yún)?shù)，輸完參數(shù)以后，系統(tǒng)就 會(huì)自動(dòng)生成使用者想要的漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪，如圖 314所示。 圖 310 插入基準(zhǔn)平面 DTM1 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 32 圖 311 插入基準(zhǔn)平面 DTM2 圖 312 通過(guò)拉升方式生成齒坯 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 33 圖 313 程序的輸入 圖 314 齒輪模型的生成 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 34 源程序 以下為 ProE 的 Program 模塊環(huán)境下的源程序： VERSION REVNUM 5948 零件 GEAR_CYLINDER_VAR 的列表： INPUT THICK NUMBER “ 請(qǐng)輸入齒輪厚度 ” MODULE NUMBER “ 請(qǐng)輸入模數(shù) ” PRESSURE_ANG NUMBER “ 請(qǐng)輸入壓力角 ” NUM_TEETH NUMBER “ 請(qǐng)輸入齒數(shù) ” ROOT_ROUND_RAD NUMBER “ 請(qǐng)輸入齒根圓角半徑 ” VAR_COEF NUMBER “ 請(qǐng)輸入變位系數(shù) ” END INPUT RELATIONS IF MODULE＜ 1 確定齒根圓直徑 DEDENDUM_DIA=MODULE(NUM_TEETH +2VAR_COEF) ELSE DEDENDUM_DIA=MODULE(NUM_TEETH +2VAR_COEF) ENDIF 萊蕪職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 第 3 章 漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模 35 BASE_DIA=MODULENUM_TEETHCOS(PRESSURE_ANG) 確定基圓直徑 PITCH_DIA=MODULENUM_TEETH 確定節(jié)圓直徑 ADDENDUM_DIA=MODULE(NUM_TEETH+2+2VAR_COEF) 確定頂圓直徑 D8=360/(NUM_TEETH4) 對(duì)各個(gè)內(nèi)部參數(shù)進(jìn)行賦值 D11=THICK P1=NUM_TEETH1