【文章內(nèi)容簡介】 面 ”按鈕，選取上步生成的基準(zhǔn)面 DTM1和基準(zhǔn)軸 A_1，在 “旋轉(zhuǎn) ”選項(xiàng)中輸入關(guān)系 “360/（ 4*z） ”，即生成基準(zhǔn)面 DTM2，如圖 ； （ 7） 鏡像生成單齒另一邊的齒形線。先選取步驟 4）生成的漸開線，再點(diǎn)擊 “鏡像 ”按鈕，選擇基準(zhǔn)面 DTM2為鏡像參考即可，如圖 ； 基于 Proe 的齒輪建模研究 10 圖 鏡像齒廓線 （ 8） 拉伸生成齒根圓柱坯體。點(diǎn)擊 “ 拉伸 ” 按鈕，依次點(diǎn)取 “ 放置 ” “ 定義 ” ，選擇 FRONT面作為草繪面，拾取 “ 從邊創(chuàng)建圖元 ” 按鈕，選擇 “ 環(huán) ” ，選取步驟 3）生成的齒根圓，點(diǎn)擊 “確定 √ ” ，修改其長度尺寸為 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、兩條漸開線及齒頂圓曲線，點(diǎn)擊 “ 圓角 ” 按鈕，繪制齒根過渡曲線，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 ； 圖 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)基于 Proe 的齒輪建模研究 11 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 ,旋轉(zhuǎn)角度的原理圖 [9]如圖 ； 圖 齒廓的特征操作結(jié)果 圖 斜齒輪展 開圖 （ 11)作掃描軌跡。若將斜齒輪的分度圓柱面水平展開，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； 基于 Proe 的齒輪建模研究 12 (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 ； 圖 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 ，點(diǎn)擊確定，最后生成完整的斜齒輪模型如圖 。 圖 軸孔截面圖 圖 完整的齒輪實(shí)體模型 小結(jié) 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，使得特征之間存在基于 Proe 的齒輪建模研究 13 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。 3 漸開線直齒圓柱齒輪參 數(shù)化建模 本 章 通過對(duì)漸開線的生成方式及數(shù)學(xué)原理的分析，提出了一種使用 Pro/Engeer軟件對(duì)漸開線圓柱齒輪進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)的具體方法， 并通過實(shí)例對(duì)其加以論證，證明了該設(shè)計(jì)方法的可行性。 漸開線直齒圓柱齒輪的參數(shù) 漸開線有以下特性 [10]： 。 。 ，其曲率半徑愈?。浑x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，漸開線的曲率也 不同?；鶊A半徑愈小，其漸開線的曲率半徑愈?。换鶊A半徑愈大，其漸開線的曲率半徑愈大；當(dāng)基圓半徑為無窮大時(shí)，其漸開線變成一條直線。 。 如圖 ，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，為漸開線在點(diǎn) K的壓力角，用 α k表示， α k=∠KOB ， cosα k=rb/rk。由 ΔOBK ，有 tanα k=BK/rb=rb(α k+θ k)/rb=α k+θ k (31) 則有 θ k=tanα kα k (32) 其中， BK為線段 BK的長度， 展角 θ k為壓力角 α k的漸開線函數(shù)，工程上常用 invα k表示 θ k，即 θ k=invα k=tanα kα k (33) 漸開線的極坐標(biāo)參數(shù)方程式為： r=rb/cosα k invα k=tanα kα k 用 直角坐標(biāo)來表示漸開線時(shí)，其方程式為： x=rbsinα krbα kcosα k y=rbcosα krbα ksinα k ? （ 34） （ 35） ? 基于 Proe 的齒輪建模研究 14 圖 漸開線 漸開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)確定下來了 。 漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù) 化建模 對(duì)漸開線直齒圓柱齒輪進(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)漸開線直齒圓柱齒輪進(jìn)行建模。 設(shè)計(jì)流程 建模的具體過程如下 [11]： （ 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 、 。 圖 新建 .prt文件 基于 Proe 的齒輪建模研究 15 圖 模板的選定 （ 2）進(jìn)行參數(shù)設(shè)置 ，如同 。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 (B)、模數(shù) (MN)、壓力角 (20)、齒數(shù)、齒根圓角半徑以及變位系數(shù)。 為了方便起見 ，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 ， 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 。 （ 3）建模。為了確定漸開線直齒圓柱齒輪的外形尺寸，最好先畫出基圓、齒根圓、節(jié)圓和齒頂圓。在畫這些圓的時(shí)候，可以隨意定尺寸，只要記下它們的尺寸參數(shù)，等到寫程序的時(shí)候再把它們的尺寸和最初設(shè)定的外部參數(shù)聯(lián)系起來就可以，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程中出現(xiàn)不必要的錯(cuò)誤。 具體建模過程分別如同 。 （ 4）畫出漸開線。在 ProE中畫漸開線的唯一方法就是通過方程畫曲線。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 ： 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 ， 通過坐標(biāo)系原點(diǎn)以及漸開線與節(jié)圓交點(diǎn)，并基于 Proe 的齒輪建模研究 16 垂直于漸開線所在的平面，然后再插入 一個(gè)基準(zhǔn)軸 A1；通過坐標(biāo)原點(diǎn)并垂直于漸開線所在的平面，接著再插入一個(gè)基準(zhǔn)平面 DTM2，