【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第二章 齒輪油泵 零件的建模 齒輪油泵主要由泵體、前后泵蓋、齒 輪、主被動(dòng)軸、軸承、安全閥和軸端密封等零件組成 ,裝配圖如附圖 21所示。齒輪油泵造型設(shè)計(jì)步驟如下。 1. 箱體主體 2. 生成凸緣和底座特征 3. 構(gòu)建軸承座特征 4. 構(gòu)建加強(qiáng)肋、窺視方孔、油尺孔等附屬特征 5. 建立螺紋孔、倒圓角等特征 6. 分割箱體主體 7. 軸的造型設(shè)計(jì) 8. 齒輪的造型設(shè)計(jì) 下面是各零件的建模過(guò)程。 齒輪的建模 齒輪是齒輪油泵的傳動(dòng)零件，也是機(jī)械設(shè)備中最常用的傳動(dòng)零件。它的創(chuàng)建是 采用參數(shù)化 、關(guān)系式 設(shè)計(jì)的 。 參數(shù)化設(shè)計(jì)的基本原理 Pro/Program 是 Pro/Engineer 軟件提供的一種程序 化的二次開(kāi)發(fā)工具。利用Pro/Engineer 造型的同時(shí)， Pro/Program 會(huì)產(chǎn)生特征的 program，它是一個(gè)記錄文件，由類似 BASIC 的高級(jí)語(yǔ)言構(gòu)成，記錄著模型樹（ modeltree）中每個(gè)特征的詳細(xì)信息，包括各個(gè)特征的建立過(guò)程、參數(shù)設(shè)置、尺寸以及關(guān)系式等，我們可以通過(guò)修改和添加特征的 program 來(lái)生成基本參數(shù)相同的一系列模型。 利用 Pro/Program 對(duì) Pro/Engineer 軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)時(shí)不需要重新撰寫設(shè)計(jì)步驟，只需加入幾個(gè)相關(guān)的語(yǔ)法指令就可以讓整個(gè)零件或組件變得彈性化與多樣化，其主要 思想是利用 Pro/Program 模塊的功能來(lái)接收、換算和傳遞用戶輸入的有關(guān)參數(shù)，通過(guò)改變特征的尺寸及特征之間的關(guān)系來(lái)達(dá)到參數(shù)化設(shè)計(jì)的目的。這里需要注意的是，開(kāi)發(fā)工作的關(guān)鍵在于確定獨(dú)立可變參數(shù)，應(yīng)盡量以最少的參數(shù)來(lái)確 12 定整個(gè)零件的可變尺寸，并通過(guò)參數(shù)化尺寸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的修改。 建立零件庫(kù)的步驟 1. 分析零件，提取其關(guān)鍵參數(shù)，然后設(shè)置參數(shù)，并確定驅(qū)動(dòng)參數(shù) 因?yàn)樵趨?shù)化設(shè)計(jì)時(shí)不僅要實(shí)現(xiàn)尺寸的驅(qū)動(dòng)變化，還要實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)形狀的局部變化，所以要在對(duì)零件進(jìn)行分析以后才能確定怎樣建立零件特征才能有利于以 后的程序開(kāi)發(fā)。 2. 創(chuàng)建零件庫(kù)樣板零件模型 利用各種建模方法生成零件庫(kù)樣板零件模型。此時(shí)應(yīng)該注意參數(shù)的關(guān)聯(lián)性。 3. 編制程序 Pro/Program 程序包括五部分：程序標(biāo)題（ VERSION）、參數(shù)輸入（ INPUT→END INPUT）、關(guān)系定義（ RELATION→END RELATION ）、添加特征（ ADD FEATURE→END ADD ）和質(zhì)量程序（ MASSPRO→END MASSPROP ），其中程序標(biāo)題部分和添加特征部分由系統(tǒng)自動(dòng)生成，其他部分可以由設(shè)計(jì)人員自 己添加或修改，以實(shí)現(xiàn)對(duì)模型的各種操作和控制。 4. 運(yùn)行程序 打開(kāi)零件樣板模型，執(zhí)行 “Edit/Regenerate” 命令，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)編譯并執(zhí)行程序，當(dāng)有新的參數(shù)輸入時(shí)就派生出新的模型。 其實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖 22 所示： 13 圖 22 Pro/program 建庫(kù)流程圖 漸 開(kāi)線直齒圓柱齒輪模型庫(kù)的實(shí)現(xiàn) Pro/Engineer 的標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪三維模型的建立 （ 1）基本參數(shù)設(shè)置 標(biāo)準(zhǔn)齒輪的幾何尺寸決定于齒輪的五個(gè)基本參數(shù)，而齒輪的寬度則取決于齒輪的齒寬系數(shù)。因此，在齒輪建模之前，應(yīng)首先用 “Edit/Parameters” 命令設(shè)置齒輪五個(gè)基本參數(shù)和齒寬系數(shù)，并賦予初值 (如圖 所示 )。 圖 賦值 表 （ 2） 齒輪幾何尺寸關(guān)系的建立 執(zhí)行 “Edit/Relations” 命令，在彈出的對(duì)話框中輸入以下關(guān)系： D=MS*ZS DB=MS*ZS*COS (ALFA) 14 DA=MS*(ZS+2*HA) DF=MS*ZS2*MS*(HA+C) B=K*D （ 3）齒輪基本實(shí)體創(chuàng)建 執(zhí)行 “Insert /Revolve” 命今創(chuàng)建齒輪基本實(shí)體。 （ 4） 齒輪基本曲線和齒廓曲線創(chuàng)建 執(zhí)行 “Insert/Model Datum/Sketched Da tum Curve Tool” 命令繪制齒輪基本曲線（包括分度圓、基圓、齒根圓）。 執(zhí)行 “Insert/Model Datum/Insert a Datum Curve/From Equation” 命令，在彈出的記事本窗口中輸入漸開(kāi)線方程： R= (MS*ZS*COS(ALFA))/2 ANG=T*90 S=(PI*R*T)/2 XC=R*COS(ANG) YC=R*SIN(ANG) X=XC+(S*SIN(ANG)) Y=YC(S*COS(ANG)) Z=0 生成漸開(kāi)線 3（如圖 所示） 。 圖 齒輪基本曲線和齒廓曲線圖 15 （ 5） 第一個(gè)齒槽特征創(chuàng)建 執(zhí)行 “Edit/Feature Operations/Copy” 命令，將漸開(kāi)線 3繞坐標(biāo)系 Z軸旋轉(zhuǎn)360/(4*ZS)角度生成漸開(kāi)線 1。 執(zhí)行 “Edit/Feature Operations/Copy” 命令將漸開(kāi)線 1以通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn) 和漸開(kāi)線 3 與分度圓的交點(diǎn)的基準(zhǔn)線為中心鏡像生成漸開(kāi)線 2。 執(zhí)行 “Insert /Extrude/cut” 命今，以漸開(kāi)線 2及齒根圓曲線為邊界切出第一個(gè)齒槽（由于基圓內(nèi)沒(méi)有漸開(kāi)線，所以基圓內(nèi)的部分可以由一段圓弧代替）。 （ 6）完成齒輪創(chuàng)建 執(zhí)行 “Edit/Feature Operations/Copy” 命令將第一個(gè)齒槽繞 Z 軸旋轉(zhuǎn)360/ZS 角度生成第二個(gè)齒槽。 執(zhí)行 “Edit/Pattern” 命令復(fù)制出其他齒槽，完成齒輪的創(chuàng)建 (如圖 )。 圖 初始齒輪模型 齒輪創(chuàng)建完成后，系統(tǒng)會(huì)產(chǎn)生一串 program，執(zhí)行 “Tools/Program/Edit Design” 命令，系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)其 program 文件，內(nèi)容大致如下： VERSION REVNUM 2323 LISTING FOR PART GEAR INPUT END INPUT 16 RELATIONS D=MS*ZS DB=MS*ZS*COS(ALFA) DA=MS*(ZS+2*HA) DF=MS*ZS2*MS*(HA+C) B=K*D END RELATIONS ADD FEATURE (initial number 1) INTERNAL FEATURE ID 1 DATUM PLANE NO. ELEMENT NAME INFO 1 Feature NameDefined 2 Constraints Defined 1 Defined Constr Type X Axis 3 Flip Datum Dir Defined 4 Fit Defined Fit TypeDefault （ 1）此時(shí)在 “INPUT” 和 “END INPUT” 之間輸入基本參數(shù)語(yǔ)句和提示語(yǔ)句： ZS NUMBER Please enter the num_teeth of the gear: MS NUMBER Please enter the module number of the gear: ALFA NUMBER Please enter the pressure_ang: K NUMBER Please enter the width_coefficient of the gear: 17 （ 2）在 “RELATIONS” 和 “END RELATIONS” 之間輸入關(guān)系語(yǔ)句： D1=DA/2 D2=B D3=DF D4=DB D5=D D16=B D25=B D7=360/(4*ZS) /*漸開(kāi)線 3 旋轉(zhuǎn)角度 D18=360/ ZS /*第二齒槽旋轉(zhuǎn)角度 D27=360/ ZS /*陣列增量尺寸 P28= ZS1 /*陣列個(gè)數(shù) 當(dāng)編輯完參數(shù)化程序后保存文件，關(guān)閉文字編輯器， Pro/Engineer 信息列會(huì)出現(xiàn)提示信息： Do you want to incorporate your changes into the model? 此時(shí)選擇 “YES” 按鈕，系統(tǒng)出現(xiàn) “GET INPUT” 菜單，點(diǎn)擊 “Enter” ，就會(huì)出現(xiàn)如圖 5所示的 “INPUT SEL” 菜單，選擇齒數(shù)項(xiàng)和模數(shù)項(xiàng)，根據(jù)信息列提示輸入齒數(shù) 30 和模數(shù) 即可得到圖 。 18 圖 26 INPUT SEL 菜單圖 27 派生的齒輪模型 再次執(zhí)行 “Edit/Regenerate” 命令， Pro/Engineer 會(huì)自動(dòng)執(zhí)行參數(shù)化設(shè)計(jì)程序，彈出圖 26 所示的菜單，用戶可選擇齒數(shù)，模數(shù)， 壓力角和齒寬系數(shù)并輸入新的參數(shù)，系統(tǒng)就會(huì)按用戶所輸入的新值自動(dòng)生成新的齒輪。 軸的建模 軸是典型的回轉(zhuǎn)零件 ,可用 Pro/Engineer中的旋轉(zhuǎn)或拉伸完成主體的創(chuàng)建 ,再通過(guò)創(chuàng)建基準(zhǔn)平面、拉伸剪切的方法創(chuàng)建鍵槽，再用專用倒角、倒圓命令創(chuàng)建倒角和圓角。 創(chuàng)建的軸如下圖 2 28所示。 圖 27 主動(dòng)齒輪的建模 19 圖 28 從動(dòng)齒輪的建模 泵體、泵蓋的建模 泵蓋是盤類零件 ,泵體是帶有盤類零件特征的箱體類零件 ,它們的建模型非常相似 ,絕大多數(shù)是用拉伸、旋轉(zhuǎn)、打孔等一系列特征創(chuàng)建和 鏡像、陣列、復(fù)制等命令完成的。具體的建模圖如 2 210 所示。 20 圖 29 泵蓋 圖 210 泵 體 21 其它輔助零件的建模 圖 212 銷釘 圖 213 內(nèi)六角頭螺釘 圖 214 螺塞 圖 211 墊圈 22 第 三 章 齒輪泵的工作原理及總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)