【正文】 作為 一個設(shè)計人員應(yīng)該了解不同的方法，并且能夠在設(shè)計中充分考慮其 設(shè)計要求，選擇最簡易的方法，利用最短的時間完成設(shè)計工作，且 能完全達到設(shè)計標準，這樣的方法就是最好的方法。 通過這三種不同 齒輪參數(shù)化建模方法的研究，我們看到雖然是針對不同的齒輪進行參數(shù)化建模，但設(shè)計理念完全相同，都是尋找不同參數(shù)之間的相互關(guān)系，利用不同參數(shù)之間的相互制約關(guān)系，完成其建模過程。 對于直齒圓柱齒輪與斜齒圓柱齒輪而言，二者在參數(shù)特性上有很多相似之處，故其參數(shù)化建模方法也有很多相似之處 。 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 可以方便地實現(xiàn)直齒圓錐齒輪的參數(shù)化設(shè)計和自動特征建模，及其參數(shù)化模型庫的建立， 這里就不仔細介紹了。如圖 所示，選取壓力角、齒高系數(shù)、齒數(shù)等作為其族項目。 圖 提取參數(shù)到族表項目中 本章中直齒圓錐齒輪的模型庫通過族表功能建立了一個嵌套的控制數(shù)據(jù)表格， 如圖 所示的第一層數(shù)據(jù)，以直齒錐齒輪模數(shù) 中第一系列大端模數(shù)為該族項目的具體參數(shù)，并對所有的實例進行實際驗證。 圖 建立圓直齒錐齒輪的大小端面的齒形 基于 Proe 的齒輪建模研究 27 運用混合命令首先建立一個齒，再運用復(fù)制和陣列的方法，建立所有的輪齒特征；最后運用旋轉(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。 圖 特征參數(shù)與設(shè)計變量之間的約束關(guān)系 參數(shù)建模 根據(jù)前面的分析，使用背錐上的當量齒輪 進行相關(guān)計算。 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)。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?。?。因此，應(yīng)用參數(shù)化建模技術(shù)有非常重要的經(jīng)濟效用和現(xiàn)實作用，對于提高設(shè)計效率和保證設(shè)計質(zhì)量也具有重要意義。 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行擴充和修改。 零件族由一個模板和用來驅(qū)動模板的表格組成，模板含有生成零件族成員的全部特征，族表反映模板設(shè)計變量值、表達式關(guān)系及零件屬性等的更改。其主要思路如圖 所示，通過對產(chǎn)品建模特征的解析，從特征中抽象出特征參數(shù)，再對特征參數(shù)進行分析，得到參數(shù)模型。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)計者的工作量。 裝配完成后，使用 ProE自帶的分析功能對其進行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩個齒輪能夠完全嚙合，而且在兩個齒輪嚙合處的壓力角也正好為 20176。其設(shè)計要求是它們能夠完全嚙合，而且壓力角必須為 20176。在菜單中選擇 Program（程序） →Edit Design （編輯設(shè)計），在彈出的窗口中輸入程序 ，如圖 。陣列完以后，這個齒輪就已基本成型了。在 ProE中畫漸開線的唯一方法就是通過方程畫曲線。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。此外，還要為這些參數(shù)設(shè)定一個初始值 ，如同 ， 其中變位系數(shù)的初始值最好設(shè)為 0，因為使用不變位齒輪的機會比較多，對其他參數(shù)的初始值并沒有具體的要求。 圖 新建 .prt文件 基于 Proe 的齒輪建模研究 15 圖 模板的選定 （ 2）進行參數(shù)設(shè)置 ，如同 。所以，一旦模數(shù) m和齒數(shù) z確定以后，整個齒輪的大小就已經(jīng)確定下來了 ?；鶊A半徑愈小，其漸開線的曲率半徑愈??；基圓半徑愈大，其漸開線的曲率半徑愈大；當基圓半徑為無窮大時，其漸開線變成一條直線。 。當修改某一單獨特征的參數(shù)值時，會同時牽動其它與之存在依存關(guān)系的特征進行變更，以保持整體的設(shè)計意圖。先選中上步驟生成的投影線，點擊菜單欄 “ 插入 ” “ 混合掃描 ” ，點選實體按 鈕，點擊 “ 剖面 ” ，在剖面選項中選取 “ 所選截面 ” ，先選取掃描路徑上箭頭所在的一端齒廓，點擊 “ 插入 ” ，選取另一端齒廓，點擊 “確定 √ ” ，生成如圖 ； 圖 混合掃描生成一個輪齒 (13）陣列生成所有輪齒。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 。點擊 “ 拉伸 ” 按鈕，依次點取 “ 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。點擊 “基準點 ”按鈕，按住 “Control”鍵選取步驟 4）生成的漸開線和齒輪分度圓，即可生成基準點 PNT0。點擊 “ 工具 ” 下拉菜單中的 “ 參數(shù) ” ，出現(xiàn)如圖 ，根據(jù)齒輪的參數(shù)進行設(shè)置； 圖 參數(shù)設(shè)置 (3） 作圓曲線。 15176。 此種 建模方法對其它類似零件的實體建模有重要的借鑒意義。 2 漸開線斜齒圓柱齒輪 參數(shù)化 建模 齒輪是一種 通用的傳動機構(gòu)，有特殊的設(shè)計和加工技術(shù)，其加工精度對傳動精度、機床穩(wěn)定性等有重要影響，因此實現(xiàn)齒輪的精確建模是后續(xù)研究的重要保證。為了精確模擬齒輪的實際成形過程，就要求對齒輪進行精確的三維建模。 這三種齒輪建模方法都有很強的實用性，用戶可根據(jù)自身設(shè)計需要選擇適合自己的齒輪建模方法，以達到最佳的設(shè)計結(jié)果。對于常用的標準齒輪建模，只要精度要求不是很高，采用這種方面很方便，用戶只需輸入?yún)?shù) ，就可方便迅速地建立所需的齒輪模型。 其建模過程 比較繁瑣，但只要建立精確的數(shù)學模型，多取些型值點就可以獲得較高的曲線精度，從而提高三維建模的精度 。為了保證齒輪傳動的精確性，在齒輪傳動設(shè)計中，對齒輪的精確建模顯得尤為重要，如何提高和保證齒輪傳動的精確性是目前齒輪建模研究領(lǐng)域的重點研究方向。 通過零件的特征值之間、載荷 /邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來進行設(shè)計。用戶更可以配上 Pro/ENGINEER軟件的其他模塊或自行利用 C語言編程，以增加軟件的功能。這系統(tǒng)的參數(shù)化功能是采用符號式的賦予形體尺寸，不像其他系統(tǒng)是直接指定一些固定數(shù)值于形體，這樣工程師可任意建立形體上的尺寸和功能之間的關(guān)系，任何一個參數(shù)改變，其他相關(guān)的特征也會自動修正。這種獨特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與工程設(shè)計的完整結(jié)合，使得一件產(chǎn)品的設(shè)計結(jié)合起來。 二、 單一數(shù)據(jù)庫 Pro/ENGINEER是建立在統(tǒng)一基層上的數(shù)據(jù)庫上的，它不像一些傳統(tǒng)的 CAD/CAM系統(tǒng)建立在多個數(shù)據(jù)庫上。它不但可以應(yīng)用于工作站，而且也可以應(yīng)用在單機上。在目前的三維造型軟件領(lǐng)域中占有十分重要的地位， 其強大的三維處理功能、先進的設(shè)計理念和簡單實用的操作受到 許多設(shè)計者推崇 ，并作為當今世界機械 CAD/CAE/CAM領(lǐng)域的新標準而得到業(yè)界的認可和推廣，是現(xiàn)今最成功的 CAD/CAM軟件之一。系統(tǒng)必須懂得設(shè)計人員的意圖，能夠檢測失誤，回答問題，提出建議方案等。一般可以通過兩個途徑來解決：一是通過接口，將現(xiàn)有的各自獨立的 CAD、 CAPP和CAM系統(tǒng)連接起來；二是開發(fā)集成的 CAD/CAPP/CAM系統(tǒng)。 CAD系統(tǒng)要具有很好的可移植性和自組織性：在 CAD系統(tǒng)中．用戶可以根據(jù)自己的需要隨時加入運行文件和模塊．還可重新裝配各個模塊中的子模塊。對產(chǎn)品建立統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模型后進行動態(tài)管理。保證了產(chǎn)品的一次成熟性和一次成功性。 CAD系統(tǒng)應(yīng)充分考慮產(chǎn)品的繼承性：在產(chǎn)品的更新?lián)Q代過程中，要求能方便地獲得產(chǎn)品的全部歷史數(shù)據(jù)．以便充分利用已經(jīng)經(jīng)過生產(chǎn)實踐的產(chǎn)品信息。 CAD發(fā)展方向 當前工業(yè)企業(yè)正面臨著市場全球化、制造國際化和品種需求多樣化的新挑戰(zhàn)，各企業(yè)間圍繞著時間、質(zhì)量和成本的競爭越來越激烈。 三、 三維設(shè)計，裝配設(shè)計，曲面設(shè)計，鈑金設(shè)計，有限元設(shè)計，機構(gòu)運動仿真，注塑分析，數(shù)控加工等三維 CAD， CAM功能，可以解決企業(yè)的三維設(shè)計，虛擬設(shè)計與裝配，機構(gòu)運動分析，應(yīng)力應(yīng)變分析，鈑金件的展開和排樣等困難，使企業(yè)走向真正的 CAD設(shè)計 。 三維 CAD 系統(tǒng)的核心是產(chǎn)品的三維模型，這種三維模型包含了更多的實際結(jié)構(gòu)特征，使用戶在采用三維 CAD 造 型工具進行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計時，更能反映時間產(chǎn)品的構(gòu)造或加工制造過程。 CAD 技術(shù) 應(yīng)用于機械類產(chǎn)品設(shè)計的比例最大，機械 CAD 在整個工程 CAD 中占有比較重要的位置?；?Proe 的齒輪建模研究 1 1 緒論 計算機輔助設(shè)計 (CAD)的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 CAD 技術(shù)簡介 CAD 技術(shù)是隨著電子技術(shù)和計算機技術(shù) 的發(fā)展而逐步發(fā)展起來的，它具有工程及產(chǎn)品的分析計算、幾何建模、仿真與試驗、繪制圖形、工程數(shù)據(jù)庫管理和生成設(shè)計文件等功能。 CAD 軟件現(xiàn)狀、主要分類，及各自的主要特色 CAD 是工程技術(shù)人員以計算機為工具，對產(chǎn)品和工程進行設(shè)計、繪圖、分析和編寫技術(shù)文檔等設(shè)計活動的總稱。目前使用最多的有 PTC 公司的 Pro∕ Engineer