proe斜齿轮参数化建模

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参数化斜齿轮的建模

王金喜

(鸡西煤矿机械有限公司采煤机研究院,黑龙江鸡西158100)

摘要:利用曲线方程,通过PRO/E软件,建立了一个精确的参数化圆柱斜齿轮模型,此参数化模型能根据输入的一些关键参数而

改变尺寸和形状。

关键词:曲线方程;PRO/E;参数化;齿轮1概述

用PRO/E建立了一个精确的参数化斜齿轮模型,首先把齿轮的基本参数如齿数、模数、压力角等设置成可输入的参数;然后根据齿廓的方程式生成了精确的齿廓渐开线和过渡曲线;再利用PRO/E的可变截面扫描(VariableSectionSweep)命令使齿廓端面沿着螺旋线精确地扫描出一个斜齿,接着用阵列(Pattern)的方法生成其它的齿;最后生成齿轮的其它结构特征。这样,一个完整的斜齿轮模型就建立出来,其设计过程如图1。

2设置参数与数学关系式设计参数化齿轮模型,只须输入一些关键参数(如齿数、模数、压力角、螺旋角、变位系数等齿轮基本参数),根据这些参数可以自图1动生成齿轮,并设置数学关系式计算出其它相关数据(如分度圆直

成齿廓的过渡曲线和渐开线了,

径、齿顶圆直径等)。

最后把这两条线镜像复制,加上

3构造齿廓

齿顶圆部分就生成了一个完整的

齿轮的齿廓(特别是齿根的过渡曲

3.3 人字形齿轮的参数化建模

3.3.1 零件分析

人字形齿轮是斜齿轮的一种变形，其创建步骤有相通之处。本例将以上面设计斜齿轮的设计参数为例，分析人字形齿轮的建模过程。人字形齿轮外形如图3-96所示，由轮齿、键槽、轴孔、腹板等基本结构特征组成。

轮齿

键槽

腹板

图3-96 人字形齿轮参数化模型

人字形齿轮建模的具体操作步骤如下： （1）添加齿轮设计参数。 （2）添加齿轮关系式。 （3）创建渐开线方程。 （4）创建齿廓型面特征。 （5）创建轮齿镜像特征。 （6）创建阵列特征。

3.3.2 创建人字形齿轮

（1）新建文件。单击工具栏

（新建）工具，或单击菜单“文件”→“新建”。 “名

称”栏中输入renzixingchilun，选择公制模板mms-part-solid。

（2）添加尺寸参数。添加过程同斜齿轮，选择菜单栏“工具”→“参数”命令，单击（添加）按钮，依次添加齿轮设计参数及初值，MN(模数)值 3，HF（齿根高系数），HA（齿顶高系数），ALPHA（压力角）值20度，BETA（螺旋角），HAX（齿顶高系数），CX（顶隙系数），X（变位修正系数），B（齿宽）值60mm，Z（齿数）值20个。添加完毕单击“确定”。

在Pro／E wildfire2.0软件环境下斜齿轮精确建模的参数化方法,不仅可以快速构建不同参数的斜齿轮,也为其它零件的参数化设计提供了依据。由该精确模型进行齿轮机构的动态仿真及有限元分析,可以得到更为精确的结果。

维普资讯 http://www.77cn.com.cn

第 2卷第 1期 720 0 6年 3月

长春工业大学学报(自然科学版)J unl f h n c u ies yo ehn l y N trl c n eE io ) o ra o ag h nUn ri f co oo ( aua S i c dt n C v t T g e i

Vo. 7No I 12, .Ma. 0 6 r20

文章编号：10—9 9 2 0 )10 4—3 0 62 3 (0 6 0—0 90

斜齿轮精确建模的参数化方法

桑楠(州工学院应用技术学院，江苏常州 2 30 )常 10 2

摘

要： P o E wlfe .在 r/ i i 2 0软件环境下斜齿轮精确建模的参数化方法， dr不仅可以快速构建不同参数的斜齿

轮，也为其它零件的参数化设计提供了依据。由该精确模型进行齿轮机构的动态仿真及有限元分析，以得可到更为精确的结果。 关键词：斜齿轮；建模{参数化中图

直齿轮的参数化造型设计

设计题目

已知标准圆柱齿轮的默认参数为齿数z=20，压力角α=20°，模数m=8mm。 设计要求

利用Pro/E提供的程序功能精确绘制直齿轮的实际渐开线齿廓曲线，并利用Pro/E的参数化造型技术完成直齿轮的三维实体造型设计。要求经过Pro/E的程序设计，当用户只要输入直齿轮新的设计参数后，系统即能够自动快速地创建出该齿轮的三维实体模型。 直齿轮几何尺寸的计算

1.节圆半径r?m?z/2?8?20/2?80mm

2.基圆半径rb?r?cos??80?cos(?/9)?75.1754mm 3.周节p???m???8?25.1327mm 4.分度圆齿厚s?p/2?12.5664mm 5.齿顶圆半径ra?r?m?88mm 6.齿根圆半径rf?r?1.25m?70mm 7.齿轮的基圆齿厚sb?2rb(s??tan???)?14.0494mm 2r1808.齿轮的基圆齿厚角度??sb180??10.7079? rb?9.齿轮的基圆齿间角度?w?360/z???7.2921? 10.渐开线的展开角可由下式求得??arctan??? 11.以极坐标形式表示的渐开线方程??rb1??2

输入齿轮基本参数

1.启动Pro/E程序后，选择【

proe齿轮建模

Proe齿轮建模参数及关系（渐开线方程）

1、 直齿圆柱齿轮建模

参数：M------------------------齿轮模数

Z------------------------齿轮齿数

B------------------------齿轮宽度

ALPHA-----------------------齿轮压力角

HAX-----------------------齿轮的齿顶高系数

CX------------------------齿轮的齿根高系数

D11----------------------齿根过度圆弧半径

参数关系：d=M*Z 分度圆直径

db=d*cos(ALPHA) 基圆直径

Ha=Hax*M齿顶高

Hf=(Hax+Cx)*M 齿根高

DA=D+2*Ha 齿顶圆直径

DF=D-2*Hf齿根圆直径

D11=0.38*m

笛卡尔坐标渐开线方程：

r=DB/2

Theta=t*45

X=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180

proe齿轮建模

Z=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180

2、 直齿圆柱变位齿轮建模

参数： M-------------------

1.新建文件夹 chilui2.设置参数 工具/参数 单击

3.草绘基准曲线 单击 先FRONT平面为草绘平面 绘制四条圆曲线,尺寸任意

4.设置关系 工具/关系 单击3中产生草绘曲线,出现符号尺寸 关系中输入关系式 确定后按再生按钮

5.创建渐开线 单击 选取[从方程]/[完成]选项 取默认坐标系,选取[笛卡尔]选项

选坐标系

打 开 点 保 存

所 得 曲 线

6.创建拉伸曲面 拉伸/选曲面/TRONT为草绘平面/

曲 面 高 度 任 意 给 定

创建参数化

7.延伸曲面 (1)选曲面的边,[编辑]/[延伸] (2)单击选项/切线

选此边

(3)建立d5=d0/2 (4)单击再生按钮

8.创建基准轴 单击 打开基准对话框,选TOP/RIGHT平面,创建A-1

按CTRAL

9.创建基准点 单击 选分度圆曲线和拉伸曲面，创建PNT0

按CTRAL

10.创建基准平面 单击平面 选A1和PNT0,创建DTM1平面

1.新建文件夹 chilui2.设置参数 工具/参数 单击

3.草绘基准曲线 单击 先FRONT平面为草绘平面 绘制四条圆曲线,尺寸任意

4.设置关系 工具/关系 单击3中产生草绘曲线,出现符号尺寸 关系中输入关系式 确定后按再生按钮

5.创建渐开线 单击 选取[从方程]/[完成]选项 取默认坐标系,选取[笛卡尔]选项

选坐标系

打 开 点 保 存

所 得 曲 线

6.创建拉伸曲面 拉伸/选曲面/TRONT为草绘平面/

曲 面 高 度 任 意 给 定

创建参数化

7.延伸曲面 (1)选曲面的边,[编辑]/[延伸] (2)单击选项/切线

选此边

(3)建立d5=d0/2 (4)单击再生按钮

8.创建基准轴 单击 打开基准对话框,选TOP/RIGHT平面,创建A-1

按CTRAL

9.创建基准点 单击 选分度圆曲线和拉伸曲面，创建PNT0

按CTRAL

10.创建基准平面 单击平面 选A1和PNT0,创建DTM1平面

proe参数化建模

本教程分两部分，第一部分主要介绍参数化建模的相关概念和方法，包括参数的概念、参数的设置、关系的概念、关系的类型、如何添加关系以及如何使用关系创建简单的参数化零件（以齿轮为例）。

第二部分介绍参数化建模的其他方法：如族表的应用、如何使用UDF(用户自定义特征)、如何使用Pro/Program创建参数化零件。（后一部分要等一段时间了，呵呵）

? 参数化设计是proe重点强调的设计理念。参数是参数化设计的核心概念，在一个模型中，参数是通过“尺寸”的形式来体现的。参数化设计的突出有点在于可以通过变更参数的方法来方便的修改设计意图，从而修改设计意图。关系式是参数化设计中的另外一项重要内容，它体现了参数之间相互制约的“父子”关系。

所以，首先要了解proe中参数和关系的相关理论。

一、什么是参数？

? ? 参数有两个含义：

?一是提供设计对象的附加信息，是参数化设计的重要要素之一。参数和模型一起存储，参数可以标明不同模型的属性。例如在一个“族表”中创建参数“成本”后，对于该族表的不同实例可以设置不同的值，以示区别。

?二是配合关系的使用来创建参数化模型，通过变更参数的数值来变更模型的形状和大小。

二、如何设置参数

? ? 在零件模式下，单击菜单“工具”—

UG是一个集CAD／CAM／CAE于一体的系统。以某公司的泵用渐开线变位斜齿轮为倒,详细介绍了在UG的CAD模块中刊用表达式功能实现渐开线变位斜齿轮参数化设计和精确造型的过程,为在UG平台中进一步实现变位斜齿轮的CAM／CAE奠定了基础。

第 2期 (第 1 9期 )总 521 0 0年 4月

机械工程与自动化ME CHANl CAL FNGI NEERI NG& AUTOM AT1 0N

No. 2

Apr .

文章编号： 6 2 6 1 ( 0 0 0— 0 70 l 7— 4 2 1 ) 2 0 7— 3 3

基于 UG平台的变位斜齿轮参数化设计与建模成小军(东省技师学院，广东博罗 5 6 0 )广 1 10

摘要： UG是一个集 C AD/ AM/ AE于一体的系统。以某公司的泵用渐开线变位斜齿轮为倒，细介绍了在 C C详

UG的 C AD模块中刊用表达式功能实现渐开线变位斜齿轮参数化设计和精确造型的过程，在 UG平台中进为一

步实现变位斜齿轮的 C AM/ AE奠定了基础。 C

关键词：UG;渐开线变位斜齿轮；参数化设计；表达式中图分类号：TH1 2 4 3.1文献标识码：A

0引言

度圆直径；d为基圆直径；d_ ,为齿根圆直径。 变

基于UG的标准斜齿圆柱齿轮及变位齿轮的参数化建模

所 在 学 院 机械工程学院 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 年 级 二零一零级 学

生

姓

名

、

学

号

指导教师姓名、职称 讲师 完 成 日 期 二零一零年五月

摘要

摘 要

齿轮是机械行业中被广泛应用的零件之一，齿轮轮齿的精确三维造型被视为齿轮机械动态仿真、NC加工、干涉检验以及有限元分析的基础。但在UG7.0软件上并没有专门的模块，所以本文详细阐述的是在UG7.0平台上建立斜齿圆柱齿轮及变位齿轮三维模型的新方法。

由于斜齿轮的轮廓线不是标准曲线，想实现齿轮造型的精确建模有一定的难度。斜齿轮常用的成型方法是扫掠成型法，但此方法实现的建模不准确。为了改变这种缺点，本论文提出了通过建立渐开线、齿根过渡曲线对称方程，精确计算出了分界齿数与曲线起始、终止角度，以自由形式特征