【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 (pr essure_ang)/[2cos(45t)] theta=tan(45t)180/pi (45t) z=0 插入一個(gè)基準(zhǔn)平面 DTM1，如圖 所示，通過坐標(biāo)系原點(diǎn)以及漸開線與節(jié)圓交點(diǎn)，并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，如圖 所示，通過基準(zhǔn)軸 A1，與基準(zhǔn)平面 DTM1 形成一個(gè)夾角（該夾角的尺寸通過程序來確定），使用基準(zhǔn)平面 DTM2對(duì)剛才所畫的漸開線進(jìn)行鏡像操作，這樣齒槽的形狀就確定下來了。 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 圖 參數(shù)設(shè)置 圖 關(guān)系設(shè)置 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 圖 新參數(shù)的生成 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 圖 尺寸切換 圖 關(guān)系再置 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 圖 曲線方程的輸入 （ 5）通過拉伸方式生成齒坯，然后以兩條漸開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（由于剛開始時(shí)尺寸不一定準(zhǔn)確，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 所示。輸完以后，漸開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線直齒圓柱齒輪，如圖 所示。 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 圖 插入基準(zhǔn)平面 DTM1 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 圖 插入基準(zhǔn)平面 DTM2 圖 通過拉升方式生成齒坯 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 圖 程序的輸入 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 圖 齒輪模型的生成 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) ” 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 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 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 D94=360/(P1+1) 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 D104=D94 D174=ROOT_ROUND_RAD END RELATIONS 設(shè)計(jì)實(shí)例也論證 某機(jī)械廠在其新開發(fā)的 KDF2E 機(jī)組上使用了一對(duì)使用上述方法設(shè)計(jì)的漸開線直線圓柱齒輪（如圖 所示）。其設(shè) 計(jì)要求是它們能夠完全嚙合，而且壓力角必須為 20176。 。 圖 漸開線直齒圓柱齒輪模型實(shí)例 其中左邊齒輪的參數(shù)設(shè)置為： THICK=16 MODULE=2 PRESSURE_ANG=20 NUM_TEETH=32 ROOT_ROUND_RAD= VAR_COEF=0 右邊齒輪的參數(shù)設(shè)置為： THICK=16 MODULE=2 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 PRESSURE_ANG=20 NUM_TEETH=48 ROOT_ROUND_RAD= VAR_COEF=0 然后在 ProE 環(huán)境中建立一個(gè) .asm 文件，對(duì)這兩個(gè)齒輪進(jìn) 行裝配。先在裝配模型中畫兩條互相平行的中心線，把它們之間的距離設(shè)為兩個(gè)齒輪的節(jié)圓半徑之和，然后再放置第一個(gè)齒輪，在放置過程中只使用中心線重合一個(gè)約束，接著再放置第二個(gè)齒輪，在放置過程中可使用兩個(gè)約束，一是中心線重合，另一個(gè)是兩條漸開線相切。 裝配完成后，使用 ProE自帶的分析功能對(duì)其進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個(gè)齒輪能夠完全嚙合，而且在兩個(gè)齒輪嚙合處的壓力角也正好為 20176。 ，這與設(shè)計(jì)要求完全吻合，同時(shí)也證明了上述方法在實(shí)際應(yīng)用中是可行的。 小結(jié) 漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模的方法有許多，例如建立標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變 位齒輪兩種，然后再把它們裝配在一起，通過裝配中的編程來選擇其中一種。這種方法看起來考慮得非常全面，但是由于它混淆了零件和結(jié)合件的概念，所以不利于在 PDM 系統(tǒng)中的應(yīng)用，而且人為地把齒輪分成標(biāo)準(zhǔn)齒輪和變位齒輪也沒有多大必要。本章介紹的這種漸開線直線圓柱齒輪參數(shù)化建模的方法操作起來比較簡(jiǎn)單，制造的齒輪模型使用起來也非常方便，大大減少了設(shè)計(jì)者的工作量。該方法在某些機(jī)械制造廠已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，實(shí)踐證明這種方法是可行的。 4 直齒圓錐齒輪參數(shù)化建模 本章主要介紹了一種在 Pro/E 環(huán)境下精確的生成參數(shù)化控制的直齒圓錐 齒輪模型及其模型庫的方法。 參數(shù)化建模原理分析 參數(shù)化設(shè)計(jì)方法使設(shè)計(jì)者構(gòu)造模型時(shí)可以集中于概念設(shè)計(jì)和整體設(shè)計(jì)，充分發(fā)揮創(chuàng)造性，提高設(shè)計(jì)效率。其主要思路如圖 所示，通過對(duì)產(chǎn)品建模特征的解析，從特征中抽象出特征參數(shù)，再對(duì)特征參數(shù)進(jìn)行分析，得到參數(shù)模型。根據(jù)模型信息建立參數(shù)間關(guān)聯(lián)與約束，并確定某些參數(shù)為設(shè)計(jì)變量，進(jìn)而建立由設(shè)計(jì)變量驅(qū)動(dòng)的零件族。 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 圖 參數(shù)化建模思路 通過參數(shù)化的方法建立零件，可以方便零件族的實(shí)現(xiàn)及其管理操作，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)中大量重復(fù)、改進(jìn)型設(shè)計(jì)效率的提高。參數(shù)化設(shè)計(jì)對(duì)于形狀大致 相似的一系列零部件，只需修改相關(guān)參數(shù)，便可生成新的零部件，從而大大提高設(shè)計(jì)效率。 零件族由一個(gè)模板和用來驅(qū)動(dòng)模板的表格組成，模板含有生成零件族成員的全部特征，族表反映模板設(shè)計(jì)變量值、表達(dá)式關(guān)系及零件屬性等的更改。零件族成員是一系列結(jié)構(gòu)相似的零件，對(duì)模板的修改將自動(dòng)更新零件族的所有成員。在 Pro/ENGINEER 中建立的零件族實(shí)現(xiàn)方法主要有兩種 [12]： (1)族表。先建立一個(gè)通用零件為父零件，然后在其基礎(chǔ)上對(duì)各參數(shù)（如尺寸，特征參數(shù)，組件等）加以控制，生成派生零件； (2)程序建模。 Pro/ENGINEER 具有開放的體系結(jié)構(gòu)和優(yōu)秀的二次開發(fā)工具，允許開發(fā)者根據(jù)客戶的特殊需要來進(jìn)行擴(kuò)充和修改。利用 Pro/ENGINEER 建模時(shí)， Pro/Program 會(huì)產(chǎn)生特征程序，它記錄著模型樹 (model tree)中包括各個(gè)特征的建立方法、參數(shù)設(shè)置、尺寸以及關(guān)系式約束等在內(nèi)的每個(gè)特征的詳細(xì)信息，可以通過修改和添加特征的 program 來生成基本參數(shù)相同的模型庫。 直齒圓錐齒輪參數(shù)化建模 直齒圓錐齒輪是機(jī)械工業(yè)中廣泛使用傳遞兩相交軸之間運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力的重要基礎(chǔ)零部件，它的繪圖工作繁雜費(fèi)時(shí)。而這類零件大部分具有相似的結(jié)構(gòu)和形 狀，在新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和圖紙繪制過程中，不可避免要反復(fù)修改，進(jìn)行零件形狀、尺寸的綜合協(xié)調(diào)和優(yōu)化。因此，應(yīng)用參數(shù)化建模技術(shù)有非常重要的經(jīng)濟(jì)效用和現(xiàn)實(shí)作用，對(duì)于提高設(shè)計(jì)效率和保證設(shè)計(jì)質(zhì)量也具有重要意義。 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 零件解析 首先進(jìn)行直齒圓錐齒輪的建模特征解析。直齒圓錐齒輪相交兩軸間定傳動(dòng)比的傳動(dòng)，在理論上由兩圓錐的摩擦傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)。圓錐齒輪除了有節(jié)圓錐之外，還有齒頂錐、齒根錐以及產(chǎn)生齒廓球面漸開線的基圓錐等。圓錐齒輪的齒廓曲線為球面漸開線，但是由于球面無法展開成為平面，以致在設(shè)計(jì)甚至在制造及齒形的檢查方面均存在很多 困難，本文采用背錐作為輔助圓錐（背錐與球面相切于圓錐齒輪大端的分度圓上，并且與分度圓錐相接成直角，球面漸開線齒廓與其在背錐上的投影相差很?。；诒冲F可以展成平面，本章相關(guān)參量的計(jì)算均建立在背錐展成平面的當(dāng)量齒輪上進(jìn)行。 基于以上的分析和簡(jiǎn)化確定建立該模型所需的參數(shù)： （ 1）分度圓錐角 δ ：分度圓錐的錐角的 1/2 即為分度圓錐角； （ 2）外錐距 R：圓錐齒輪節(jié)錐的大端至錐頂?shù)拈L(zhǎng)度； （ 3）大端端面模數(shù) m； （ 4）分度圓直徑 d：在圓錐齒輪大端背錐上的這個(gè)圓周上，齒間的圓弧長(zhǎng)與齒厚的弧長(zhǎng)正好相等，這一特點(diǎn)在后 面建模過程中得到利用； （ 5）齒高系數(shù) h*、徑向間隙系數(shù) c*、齒高 h； （ 6）壓力角：圓錐齒輪的壓力角是指圓錐齒輪的分度圓位置上，球面漸開線尺廓面上的受力方向與運(yùn)動(dòng)方向所夾的角，按照我國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)一般取該值為 20176。 。 建模策略 根據(jù)零件解析中所得到的基本模型參數(shù)抽象建模特征所需的特征參數(shù)。在直齒圓錐齒輪中抽象得到的特征參數(shù)有， alpha（壓力角，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)定值為 20）、 delta（分度圓錐角）、 m（錐齒輪模數(shù)）等，如圖 所示。 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 圖 特征參數(shù)設(shè)定 在特征參數(shù)中確定設(shè)計(jì)變量， Z：直齒錐齒輪齒數(shù)； M：直齒錐齒輪模數(shù)； Z_ASM：配合齒輪的齒數(shù)（分度圓錐角 δ 需要由 Z 和 Z_ASM 來確定）； CX 徑向間隙系數(shù)； HAX齒高系數(shù)； B齒寬； X 變位系數(shù)等。 建立其余特征參數(shù)與設(shè)計(jì)變量之間約束關(guān)系，如圖 。 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 圖 特征參數(shù)與設(shè)計(jì)變量之間的約束關(guān)系 參數(shù)建模 根據(jù)前面的分析，使用背錐上的當(dāng)量齒輪進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。首先由大端面的相關(guān)參量以及由大端面相關(guān)參量推算出來的小端面相關(guān)參量，建立大端面和小端面的分度圓、齒根圓、齒頂圓等，并運(yùn)用設(shè)置的相應(yīng)特征參數(shù)來驅(qū)動(dòng)對(duì)應(yīng) 尺寸。運(yùn)用漸開線方程式在笛卡兒坐標(biāo)系下驅(qū)動(dòng)曲線命令建立漸開線，并運(yùn)用相關(guān)數(shù)學(xué)關(guān)系驅(qū)動(dòng)尺寸進(jìn)行鏡像，分別得到大小端面的漸開線齒形。如圖 所示。 圖 建立圓直齒錐齒輪的大小端面的齒形 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 運(yùn)用混合命令首先建立一個(gè)齒，再運(yùn)用復(fù)制和陣列的方法，建立所有的輪齒特征；最后運(yùn)用旋轉(zhuǎn)工具建立齒輪的基體，這樣直齒圓錐齒輪的主體部分就建立完成。如圖 所示，建立新圖層 curve將所有的輔助線條納入其中，并將該層隱藏，得到如圖 顯示的模型。 圖 直齒圓錐齒輪的主體模型 圖 直齒圓錐齒輪主 體模型 參數(shù)化直齒圓錐齒輪庫的建立 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 利用 Pro/ENGINEER 系統(tǒng)中的族表功能建立直齒圓錐齒輪模型庫，如圖 所示，提取相關(guān)的設(shè)計(jì)變量或關(guān)鍵尺寸、特征等進(jìn)行編輯、定義和修改，即可完成模型庫的建立。在 Pro/ENGINEER 的主菜單中選擇【工具】 /【族表】，將設(shè)置的設(shè)計(jì)參量提取到族項(xiàng)目中，建立控制模型庫的電子表格，在族表中可以根據(jù)需要更改相應(yīng)的時(shí)間變量數(shù)據(jù)，并且通過編輯再生將模型自動(dòng)重建。 圖 提取參數(shù)到族表項(xiàng)目中 本章中直齒圓錐齒輪的模型庫通過族表功能建立了一個(gè)嵌套的控制數(shù)據(jù)表格， 如圖 第一層數(shù)據(jù)，以直齒錐齒輪模數(shù)中第一系列大端模數(shù)為該族項(xiàng)目的具體參數(shù)，并對(duì)所有的實(shí)例進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證。如圖 所示，以第一系列大端模數(shù)為具體參數(shù)系列，模型就會(huì)自動(dòng)重新建模。點(diǎn)擊族表面板中的打開按鈕就可以打開相應(yīng)實(shí)例。 通過插入實(shí)例層表或者打開初始模型建立其族表，對(duì)模數(shù)為 3 的初始齒輪建立子族表，如圖 8所示（在類型中有一個(gè)文件夾圖表）。如圖 所示，選取壓力角、齒高系數(shù)、齒數(shù)等作為其族項(xiàng)目。這種模型庫的建立方法，有利按照設(shè)計(jì)者的意圖形成標(biāo)準(zhǔn)的模型庫。 通過 Pro/ENGINEER 族表功能建立了直 齒錐齒輪的模型庫，用戶可以選擇族表中經(jīng)過驗(yàn)證的實(shí)例，也可以在其中新建一個(gè)實(shí)例輸入相應(yīng)的控制參量具體值；通過實(shí)例驗(yàn)證，就可以自動(dòng)生成用戶所需的模型。 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 圖 族表 圖 實(shí)例證明 更多專業(yè)文檔盡在我主頁 圖 第二層嵌套族表 小結(jié) Pro/ENGINEER 軟件是一個(gè)功能強(qiáng)大的參數(shù)化設(shè)計(jì)工具，采用本章講述的方法可以精確地生成參數(shù)化控制的直齒圓錐齒輪模型及其模型庫。并且通過使用 Pro/ENGINEER 關(guān)聯(lián)性功能、族表以及 Program二次開發(fā)工具，還可以方便地實(shí)現(xiàn)直齒圓錐齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)和自動(dòng)特征 建模，及其參數(shù)化模型庫的建立，這里就不仔細(xì)介紹了。這二者的結(jié)合不僅提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量，也為直齒圓錐齒輪進(jìn)一步開發(fā)有限元分析、運(yùn)動(dòng)仿真、數(shù)控加工等