pro_engineer环境下渐开线直齿锥齿轮的参数化设计

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1、《装备制造技术》2008年第10期Pro/Engineer环境下渐开线直齿锥齿轮的参数化设计吴臣德，张晓东，张园（西南石油大学机电工程学院，四川成都610500）摘要：渐开线直齿圆锥齿轮被广泛应用，而其三维造型步骤却相当繁琐。在介绍Pro/Engineer参数化设计原理的基础上，创建一个齿轮参数通过关系式控制的渐开线直齿圆锥齿轮参数化模型，并通过添加参数输入控制程序实现参数化造型，存储整个设计过程，便可以轻易地完成具有不同参数的锥齿轮三维模型的建立，简化了设计过程，为其他类零件的参数化造型、提高建模效率提供了一种行之有效的途径。关键词：锥齿

2、轮；pro/E；参数化中图分类号:TH132.421文献标识码:A文章编号:1672-545X(2008)10-0045-02锥齿轮精确的三维造型是齿轮机构运动仿真、有限元分模时只需当输入不同的参数值，便能获得一系列结构相同而析、干涉检查以及NC加工的前提[1]。而锥齿轮的三维造型过尺寸不同的相似零件，非常方便地通过尺寸参数值的变化来程比较复杂,步骤繁多，一般工程技术人员在造型时往往是先生成结构相同而参数不同的零件族，大大减少同类产品的重绘制出近似的渐开线轮廓，然后通过镜像、阵列等步骤完成轮复建模，提高设计效率。齿三维模型的建立。当需要设计

3、不同参数的锥齿轮结构时，都要重复上述繁琐的步骤。近年来，渐开线直齿圆锥齿轮参数化2Pro/Engineer环境下渐开线直齿圆锥齿轮参数化造型只有较少数文章谈到过，但随着虚拟制造技术的迅速发模型建立[2，4]展，锥齿轮的三维实体参数化造型设计已经成为设计者的迫切需要。2.1设置齿轮基本参数本文将介绍一个由用户参数通过关系式控制的渐开线直选择标题栏工具菜单下的“参数”命令，在系统弹出的“参齿圆锥齿轮三维模型。首先创建用户参数，然后利用渐开线方数”对话框中添加齿轮参数并设置一定初始值，如：齿轮模数程创建基准曲线，在基准曲线基础上创建拉伸曲面，再由

4、拉伸m=4、齿数z=25、与其啮合的齿轮齿数z_zm=30、齿轮压力角曲面构建齿槽轮廓，旋转一定角度后，通过扫描、混合、切削等angle=20、齿轮宽度b=25、分度圆锥角long=0、分度圆直径操作构造锥齿轮的齿型，最后再阵列形成所有轮齿。每一步创d=0、齿顶圆直径da=0、齿根圆直径df=0、基圆直径db=0等。建的特征都由用户参数、关系式进行控制，这样最终的模型就2.2添加关系式是一个完全由用户参数控制的模型。当需要设计不同参数的选择标题栏工具菜单下的“关系”命令，在系统弹出的关锥齿轮模型时，只需修改相应的齿轮结构参数，便可以立即得系

5、对话框中添加如下关系式：long=atan(z/z_am)、d=m*z、到所需产品的三维实体模型。这样可以大大缩短新产品开发da=d+2*m*cos(long)、df=d-2.4*m*cos(long)、db=d*cos(angle)。周期、减少工程人员的繁琐重复劳动。2.3创建基准曲线点击草绘基准曲线按钮绘制四个任意直径的同心圆，1Pro/Engineer参数化设计原理添加关系式：d0=df、d1=db、d2=d、d3=da。点击基准曲线创建按钮，在弹出的“菜单管理器”对话框中依次点选“从方程”、Pro/Engineer是由美国PTC公司

6、推出的一套庞大的三维“完成”命令，接着选取默认坐标系PRT-CSYS-DEF，并选取坐CAD/CAM参数化软件系统，它的内容涵盖了产品概念设计、标类型为“笛卡尔”坐标系，在系统弹出的记事本中输入并保工业造型设计、三维模型设计、分析计算、动态模拟与仿真、工存如下的渐开线方程：程图的输出、生产加工产品的全过程[2]。在Pro/Engineer环境下r=db/2进行零件三维模型的参数化设计是采用了尺寸驱动法[3]。即是theta=t*60允许用户在定义一个典型零件时，不必考虑零件中几何元素x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*t

7、heta*pi/180的准确位置或数值，而只需保证其拓扑结构正确，同时进行必y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180要的尺寸参数标注，将零件的尺寸标注视为变量，将各个尺寸z=0参数用关系式的形式进行全约束。当完成一个典型零件的三2.4创建拉伸曲面维造型后，Pro/Engineer便自动存储了整个设计过程。再次建选择上述渐开线，点击按钮拉伸曲面，并通过添加关收稿日期：2008-07-06作者简介：吴臣德（1983—），男，四川南充人，石油矿场机械专业硕士研究生，主要从事石油机械研究工作。45Equipm

8、entManufactringTechnologyNo.10，2008系的方法指定其深度为b。接下来通过延伸、平面镜像及合并mnumber“请输入直齿圆锥齿轮的模数：”曲面等功能