【正文】 “頂”，繪制如圖 5 所示的二維草圖，標注如圖示的尺寸，尺寸大小任意，保證圖形的基本外形； 圖 5 繪制二維 草圖 12 （ 2）將尺寸代號添加到“關(guān)系”對話框中，添加如圖 6所示的關(guān)系式； 圖 6 “關(guān)系”對話框 創(chuàng)建大、小端齒輪基本圓并添加關(guān)系式 （ 1） 草繪曲線大端基本圓， 如圖 7所示； 圖 7 繪制二維草圖 （ 2）添加關(guān)系式。 錐齒輪建模分析（如圖 3 所示）： （ 1）輸入關(guān)系式、繪制創(chuàng)建錐齒輪所需的基本曲線 （ 2）創(chuàng)建漸開線 （ 3）創(chuàng)建齒根圓錐 （ 4）創(chuàng)建第一個輪齒 （ 5）陣列輪齒 圖 3 錐齒輪建模分析 10 錐齒輪的建模過程 輸入基本參數(shù)和關(guān)系式 （ 1）在 “ 參數(shù) ” 對話框內(nèi)輸入齒輪的基本關(guān)系式參數(shù)，如表 1 所示。 錐齒輪的建模分析 與其它齒輪的建模過程相比較，錐齒輪的建模更為復(fù)雜。從而可以通過（ x1,y1） 建立（ x,y） 的坐標，即為漸開線的方程。圖中點（ x1,y1）的坐標為： x1=r*cos(alpha),y1=r*sin(alpha) 。漸開線的幾何分析如圖 2所示。 錐齒輪的輪齒排列在截圓錐體上，輪齒由齒輪的大端到小端逐漸收縮變小 。參數(shù)化實體造型的關(guān)鍵是幾何約束關(guān)系的提取、表達、求解以及參數(shù)化幾何模型的構(gòu)建，軟件提供了非全約束的參數(shù)化實體特征建模與曲面建模相結(jié)合的技術(shù)，具有強大的零件設(shè)計功能 [18]。 參數(shù)化設(shè)計是將系列化、通用化和標準化的定型產(chǎn)品中隨產(chǎn)品規(guī)格不同而變化的參數(shù)用相應(yīng)的變量代替，通過對變量的修改，從而實現(xiàn)同類結(jié)構(gòu)機械零件設(shè)計的參數(shù)化。 用 Pro/Engineer 進行參數(shù)化設(shè)計，只需將某系列的零件設(shè)計成一個模型，在模型上標注尺寸，尺寸線可以看成一個有向線段，上面的尺寸數(shù)字就是參數(shù)名，其方向反映了幾何 數(shù)據(jù)的變動趨勢，長短反映了參數(shù)現(xiàn)值，這樣就建立了幾何實體和參數(shù)間的關(guān)系，由用戶輸入的參數(shù)名找到對應(yīng)的實體，進而根據(jù)參數(shù)值對實體進行編輯修改，以得到新的模型，實現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計。 Pro/ENGINEER 參數(shù)化設(shè)計的原理 參數(shù)化設(shè)計是指零件或部件的形狀比較定型，用一組參數(shù)約 束該幾何圖形的 6 一組結(jié)構(gòu)尺寸序列，參數(shù)與設(shè)計對象的控制尺寸有顯式對應(yīng)，當賦予不同的參數(shù)序列值時，就可驅(qū)動達到新的目標幾何圖形，其設(shè)計結(jié)果是包含設(shè)計信息的模型。 Pro/ENGINEER 是基于特征的參數(shù)化造型，這些特征是一些普通的機械對象，并且可以按預(yù)先設(shè)置很容易地進行修改裝配、加工、制造以及其他學科都使用這些領(lǐng)域獨特的特征，通過給這些特征設(shè)置參數(shù)，然后修改參數(shù)，很容易進行多次設(shè)計疊代，實現(xiàn)產(chǎn)品的開發(fā)。它是一款參數(shù)化建模軟件，具有豐富的零件實體建模 功能，能進行變量化的草圖輪廓繪制，并能自動進行動態(tài)約束檢查，通過拉伸、旋轉(zhuǎn)、薄壁特征、抽殼、特征陣列以及打孔等操作，更簡便地實現(xiàn)機械產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計，通過掃描混合、填充以及拖動可控的相關(guān)操作，能生成形狀復(fù)雜的構(gòu)造曲面，可以直觀地對曲面進行修剪、延伸、倒角和縫合等操作 [18]?？赏ㄟ^改變齒輪的一些基本參數(shù)，生成不同齒數(shù)、壓力角、齒寬的齒輪。 漸開線錐齒輪實體參數(shù)化造型有如下意義 : (1) 保證造型的精確性； (2) 造型速度快 ,避免了手工取點造型的復(fù)雜過程； (3) 完成的三維錐齒輪實體模型是后續(xù)的齒輪有限元分析、機構(gòu)仿真和數(shù)控加工等的必要條件； (4)可以用于刀具齒輪模型和塑料 齒輪模具的三維設(shè)計和加工。其原因 是 :一方面錐齒輪二維圖形參數(shù)化設(shè)計能夠滿足傳統(tǒng)的齒輪加工要求，另一方面運用低級 CAD軟件對復(fù)雜的三維實體很難實現(xiàn)參數(shù)化虛擬造型設(shè)計 [16]。 本課題研究意義與研究內(nèi)容 目前國內(nèi)外對二維圖形參數(shù)化和簡單三維實體的參數(shù)化較為成熟。 為滿足錐齒輪傳動的高精 度、高效率的要求，采用優(yōu)良的設(shè)計方法，先進的數(shù)控設(shè)備，同時采用數(shù)控加工錐齒輪修形，是當前齒輪制造行業(yè)主要的發(fā)展趨勢。但這需要材料學科的研究人員和齒輪專家一起，共同進行研究和開發(fā)。齒輪數(shù)控技術(shù)最關(guān)鍵的發(fā)展方向是，數(shù)控機床專家和齒輪專家一起，針對錐齒輪的設(shè)計和加工特點，協(xié)作開發(fā)出自動化程度高的新型數(shù)控機床，使我國的錐齒輪將更具有競爭力。 (2)錐齒輪的加工 用數(shù)控 CNC齒輪加工機床代替復(fù)雜內(nèi)傳動鏈機床，其最大優(yōu)勢是具有精密分度作用。 新一代錐齒輪的發(fā)展趨勢是：綠色制造和低噪聲、低消耗以及高耐用性 [12]。但是由于我國的錐齒輪發(fā)展起步晚，與國外先進工業(yè)國家的發(fā)展水平相比還存在著較大的差距 [7]。此外，他還對克林根貝爾格制錐齒輪加工方法和奧利康制錐齒輪在 SKM2 型銑齒機上的加工方法進行了分析，根據(jù)共轆齒面嚙合理論，提出了一種展成克林根貝爾格制延伸外擺線錐齒輪精確的切齒調(diào)整計算新方法。 對于錐齒輪的另外兩種齒制：克林根貝爾格 (CycloPalloid)制錐齒輪和奧利康 (Oerlikon )制錐齒輪，我國學者也進行了不懈的探索和研究。中南大學曾韜編著的《螺旋錐齒輪設(shè)計與加工 》，把螺旋錐齒輪輪坯設(shè)計、切齒計算都歸結(jié)為計算某一對準雙曲面齒輪的節(jié)面參數(shù)和節(jié)點曲率，在弄清準雙曲面齒輪節(jié)面各參數(shù)之間關(guān)系的基礎(chǔ)上，只需用初等數(shù)學方法和簡單的公式代換，就可以導(dǎo)出各種格里森計算卡的所有公式，從而構(gòu)成一個完整的體系，即所謂的“節(jié)面分析法”。吳序堂編著的《齒輪嚙合原理》則系統(tǒng)論述了齒輪嚙合的基本原理，這些成果都為我國齒輪技術(shù)的研究奠定了必備的理論基礎(chǔ)。自 1972 年以來，我國首先由數(shù)學工作者對齒輪嚙合理論的數(shù)學基礎(chǔ)方面，作了系統(tǒng)的研究。 在我國較早開展齒輪技術(shù)研究的是哈爾濱工業(yè)大學李華敏教授，他長期從事齒輪理論和加工技術(shù)的研究工作，其代表著作有《齒輪手冊》、《漸開線齒輪的幾何原理與計算》等。典型代表 是 Gleason 集團、 Klingelnberg 集團和 Oerlikon 公司 [9]。隨著科學技術(shù)的發(fā)展，這兩種齒形制都發(fā)展成一套完整的技術(shù)體系，從軟件方面都有一套完整的計算機程序包，在硬件方面都有 CNC 控制的配套機床，而且都能通過三座標測量儀，將測量結(jié)果反饋給切齒機床，形成一個以磁盤為傳輸介質(zhì)的進行數(shù)據(jù)傳遞的 CNC 系統(tǒng) [8]。Gleason 的錐齒輪機床在全世界己有 15000 臺以上。至此，這個自稱“齒輪世界”的公司，又占據(jù)了圓柱齒輪市場的“大半邊天”。普發(fā)特 (Hermann同年，還收購了 Hurth，使 Gleason 獲得了生產(chǎn)精密銻齒機的能力。九十年代，世界進入兼并熱潮，美國格里森公司脫穎而出。美國Gleason(格里森 )公司成立于 1865 年，至今已有一百多年的歷史，該公司一直是錐齒輪機床的世界領(lǐng)先供應(yīng)商。還研制出了三維實體軟件，它的最大特點就是擺脫了傳統(tǒng)三維造型軟件從二維草圖階段開始設(shè)計的思路，而是直接在真正的三維操作環(huán)境下進行創(chuàng)新設(shè)計，從而使實體造型超越了傳統(tǒng)參數(shù)化造型在復(fù)雜性方面受到的限制，這類產(chǎn)品目前在國內(nèi)市場上還是一個空白，但在發(fā)達國家已經(jīng)成為未來 CAD技術(shù)發(fā)展的主要趨勢 [6]。八十年代以后，國外在應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計方法進行齒輪設(shè)計，特別在優(yōu)化和 CAD 方面，應(yīng)用發(fā)展迅速，新產(chǎn)品設(shè)計普遍采用參數(shù)化了，關(guān)鍵產(chǎn)品還用了動態(tài)設(shè)計方法。 齒輪傳動作為一門具有明顯產(chǎn)品特征的共性技術(shù)，它的發(fā)展和成熟無一不和工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展密切相關(guān)。 設(shè)計人員只需輸入直齒圓錐齒輪的已知設(shè)計參數(shù)，就可迅速準確地生成所需的三維實體模型 [4]。 這類零件大部分具有相似的結(jié)構(gòu)和形狀 [2]。 錐齒輪是齒輪機構(gòu)的一個分支，用于傳遞兩相交軸之間運動和動力的重要基礎(chǔ)零件， 其傳動相當于一對節(jié)圓錐作相對的純滾動運動?？山?jīng)由增減齒輪組合數(shù)，適當?shù)母淖兏鬏S間的相互關(guān)系位置。 關(guān)鍵字： Pro/E ；錐齒輪；參數(shù)化設(shè)計；實體建模 引言 齒輪傳動是機械傳動中的主要形式之一 ,由于它具有速比范圍大、功率范圍廣、結(jié)構(gòu)緊湊可靠等優(yōu)點 ,已廣泛應(yīng)用于各種機械 設(shè)備和儀器儀表中 ,小至鐘表用的齒輪，大至船舶渦輪機用得大型齒輪。在已創(chuàng)建的三維模型基礎(chǔ)上，建立一組可以完全控制三維模型形狀和大小的設(shè)計參數(shù)，實現(xiàn)參數(shù)的檢索、修改和根據(jù)新的參數(shù)值生成新的三維模型的功能。 目錄 引言 ...............................................