pro_engineer環(huán)境下漸開線直齒錐齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)

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1、《裝備制造技術(shù)》2008年第10期Pro/Engineer環(huán)境下漸開線直齒錐齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)吳臣德，張曉東，張園（西南石油大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院，四川成都610500）摘要：漸開線直齒圓錐齒輪被廣泛應(yīng)用，而其三維造型步驟卻相當(dāng)繁瑣。在介紹Pro/Engineer參數(shù)化設(shè)計(jì)原理的基礎(chǔ)上，創(chuàng)建一個齒輪參數(shù)通過關(guān)系式控制的漸開線直齒圓錐齒輪參數(shù)化模型，并通過添加參數(shù)輸入控制程序?qū)崿F(xiàn)參數(shù)化造型，存儲整個設(shè)計(jì)過程，便可以輕易地完成具有不同參數(shù)的錐齒輪三維模型的建立，簡化了設(shè)計(jì)過程，為其他類零件的參數(shù)化造型、提高建模效率提供了一種行之有效的途徑。關(guān)鍵詞：錐齒

2、輪；pro/E；參數(shù)化中圖分類號:TH132.421文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-545X(2008)10-0045-02錐齒輪精確的三維造型是齒輪機(jī)構(gòu)運(yùn)動仿真、有限元分模時只需當(dāng)輸入不同的參數(shù)值，便能獲得一系列結(jié)構(gòu)相同而析、干涉檢查以及NC加工的前提[1]。而錐齒輪的三維造型過尺寸不同的相似零件，非常方便地通過尺寸參數(shù)值的變化來程比較復(fù)雜,步驟繁多，一般工程技術(shù)人員在造型時往往是先生成結(jié)構(gòu)相同而參數(shù)不同的零件族，大大減少同類產(chǎn)品的重繪制出近似的漸開線輪廓，然后通過鏡像、陣列等步驟完成輪復(fù)建模，提高設(shè)計(jì)效率。齒三維模型的建立。當(dāng)需要設(shè)計(jì)

3、不同參數(shù)的錐齒輪結(jié)構(gòu)時，都要重復(fù)上述繁瑣的步驟。近年來，漸開線直齒圓錐齒輪參數(shù)化2Pro/Engineer環(huán)境下漸開線直齒圓錐齒輪參數(shù)化造型只有較少數(shù)文章談到過，但隨著虛擬制造技術(shù)的迅速發(fā)模型建立[2，4]展，錐齒輪的三維實(shí)體參數(shù)化造型設(shè)計(jì)已經(jīng)成為設(shè)計(jì)者的迫切需要。2.1設(shè)置齒輪基本參數(shù)本文將介紹一個由用戶參數(shù)通過關(guān)系式控制的漸開線直選擇標(biāo)題欄工具菜單下的“參數(shù)”命令，在系統(tǒng)彈出的“參齒圓錐齒輪三維模型。首先創(chuàng)建用戶參數(shù)，然后利用漸開線方數(shù)”對話框中添加齒輪參數(shù)并設(shè)置一定初始值，如：齒輪模數(shù)程創(chuàng)建基準(zhǔn)曲線，在基準(zhǔn)曲線基礎(chǔ)上創(chuàng)建拉伸曲面，再由

4、拉伸m=4、齒數(shù)z=25、與其嚙合的齒輪齒數(shù)z_zm=30、齒輪壓力角曲面構(gòu)建齒槽輪廓，旋轉(zhuǎn)一定角度后，通過掃描、混合、切削等angle=20、齒輪寬度b=25、分度圓錐角long=0、分度圓直徑操作構(gòu)造錐齒輪的齒型，最后再陣列形成所有輪齒。每一步創(chuàng)d=0、齒頂圓直徑da=0、齒根圓直徑df=0、基圓直徑db=0等。建的特征都由用戶參數(shù)、關(guān)系式進(jìn)行控制，這樣最終的模型就2.2添加關(guān)系式是一個完全由用戶參數(shù)控制的模型。當(dāng)需要設(shè)計(jì)不同參數(shù)的選擇標(biāo)題欄工具菜單下的“關(guān)系”命令，在系統(tǒng)彈出的關(guān)錐齒輪模型時，只需修改相應(yīng)的齒輪結(jié)構(gòu)參數(shù)，便可以立即得系

5、對話框中添加如下關(guān)系式：long=atan(z/z_am)、d=m*z、到所需產(chǎn)品的三維實(shí)體模型。這樣可以大大縮短新產(chǎn)品開發(fā)da=d+2*m*cos(long)、df=d-2.4*m*cos(long)、db=d*cos(angle)。周期、減少工程人員的繁瑣重復(fù)勞動。2.3創(chuàng)建基準(zhǔn)曲線點(diǎn)擊草繪基準(zhǔn)曲線按鈕繪制四個任意直徑的同心圓，1Pro/Engineer參數(shù)化設(shè)計(jì)原理添加關(guān)系式：d0=df、d1=db、d2=d、d3=da。點(diǎn)擊基準(zhǔn)曲線創(chuàng)建按鈕，在彈出的“菜單管理器”對話框中依次點(diǎn)選“從方程”、Pro/Engineer是由美國PTC公司

6、推出的一套龐大的三維“完成”命令，接著選取默認(rèn)坐標(biāo)系PRT-CSYS-DEF，并選取坐CAD/CAM參數(shù)化軟件系統(tǒng)，它的內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)、標(biāo)類型為“笛卡爾”坐標(biāo)系，在系統(tǒng)彈出的記事本中輸入并保工業(yè)造型設(shè)計(jì)、三維模型設(shè)計(jì)、分析計(jì)算、動態(tài)模擬與仿真、工存如下的漸開線方程：程圖的輸出、生產(chǎn)加工產(chǎn)品的全過程[2]。在Pro/Engineer環(huán)境下r=db/2進(jìn)行零件三維模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)是采用了尺寸驅(qū)動法[3]。即是theta=t*60允許用戶在定義一個典型零件時，不必考慮零件中幾何元素x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*t

7、heta*pi/180的準(zhǔn)確位置或數(shù)值，而只需保證其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)正確，同時進(jìn)行必y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180要的尺寸參數(shù)標(biāo)注，將零件的尺寸標(biāo)注視為變量，將各個尺寸z=0參數(shù)用關(guān)系式的形式進(jìn)行全約束。當(dāng)完成一個典型零件的三2.4創(chuàng)建拉伸曲面維造型后，Pro/Engineer便自動存儲了整個設(shè)計(jì)過程。再次建選擇上述漸開線，點(diǎn)擊按鈕拉伸曲面，并通過添加關(guān)收稿日期：2008-07-06作者簡介：吳臣德（1983—），男，四川南充人，石油礦場機(jī)械專業(yè)碩士研究生，主要從事石油機(jī)械研究工作。45Equipm

8、entManufactringTechnologyNo.10，2008系的方法指定其深度為b。接下來通過延伸、平面鏡像及合并mnumber“請輸入直齒圓錐齒輪的模數(shù)：”曲面等功能