PROE斜齿轮参数化设计说明.pdf

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1、PROE 斜齿轮参数化设计说明 螺旋齿轮的创建 本节将介绍渐开线斜齿圆柱齿轮的创建。渐开线斜齿圆柱齿轮的创建方法类似于渐开线直齿圆柱齿轮的创建方法。本节还使用参数化设计方法创建渐开线斜齿圆柱齿轮。3.2.1 斜齿轮的建模分析 建模(如图 3-52 所示):(1)输入参数和关系表达式创建齿轮的基本圆。(2)创建渐开线。(3)创建扫掠轨迹。(4)创建扫描混合切片。(5)创建第一个轮齿。(6)排列轮齿 图 3-52 渐开线斜齿圆柱齿轮建模分析 3.2.2 斜齿轮的建模过程 1.输入基本参数和关系表达式。(1)点击，在新建对话框中输入文件名“hecial_gear”，然后点击；(2)点击主菜单中的工具

2、参数，弹出参数对话框，如图 3-53 所示；图 3-53 参数对话框 (3)点击“参数”对话框中的按钮，可以看到“参数”对话框中增加了新的一行，可以依次输入新参数的名称、值、描述。所需参数见表 3-2:名字 价值 解释 名字 价值 解释 锰 五 法向模数 哈 _ 附录 Z 25 谈到 半 _ 齿高 希腊字母的第一个字母 20 压力角 X 0 修正系数 贝塔 16 螺旋角 D _ 标准中径 B 50 齿轮宽度 分贝 _ 底座直径 哈克斯 1.0 齿顶高度系数 这 _ 冠圆直径 CX 0.25 顶部系数 DF _ 齿根直径 表 3-2 创建齿轮参数 注:表 3-2 中未填写的参数值表示系统将通过关

3、系表达式自动生成的尺寸，用户无需指定。完成后的参数对话框如图 3-54 所示:图 3-54 参数对话框 (4)在主菜单上单击【工具】【关系】,将弹出关系对话框，如图 3-55 所示。(5)在“关系”对话框中，输入分度圆直径、基圆直径、齿根圆直径和齿顶圆直径之间的关系。根据这些关系，系统将自动生成表 3-2 中所示的未指定参数的值。输入的关系如下:D=m*z/cos(拍)At=atan(tan(a)*cos(beat)Db=d*cos(at)df=d-2*m*(ha+c)-x)Da=d+2*m*(ha+x)Sd0=da Sd1=d Sd2=db Sd3=df /*齿轮的基本关系 ha=(hax+

4、x)*mn hf=(hax+cx-x)*mn d=Mn*z/cos()da=d+2*ha db=d*cos()df=d-2*hf 完成后的“关系”对话框如图 3-55 所示；图 3-55 关系对话框 2.创建齿轮的基本圆。(1)点击工具栏中的按钮，弹出“草图”对话框；(2)选择“前”平面作为草图平面，“右”平面作为参考平面，参考方向为“右”，如图 3-56 所示。点击【草图】进入草图环境；图 3-56 草图对话框 (3)以系统提供的原点为中心，在绘图区画四个任意大小的圆，并标注圆的直径，如图 3-57 所示。单击工具栏上的按钮，完成草图绘制；图 3-57 绘制 2D 草图 (4)使用关系表达式

5、来驱动圆的大小。在模型中右键单击刚刚创建的草图，在弹出的快捷菜单中点击编辑；(5)在主菜单中点击工具关系，弹出关系对话框，如图 3-58 所示；(6)在“关系”对话框中输入尺寸关系，如下所示:/*齿轮的基本圆周关系 sD0=da sD1=db sD2=df sD3=d 其中，D0、D1、D2、D3 是圆的直径和尺寸代号。注意根据具体情况尺寸代号都是一样的。Da、db、df 和 D 是用户定义的参数，即齿顶圆直径、基圆直径、齿根圆直径和分度圆直径。由这种关系产生的圆是分度圆；图 3-58 关系对话框 3.创建渐开线 (1)依次点击主菜单上的插入模型基准曲线，或者点击工具栏上的按钮，打开曲线选项菜

6、单管理器，如图 3-59 所示；图 3-59 曲线选项菜单管理器(2)点击“曲线选项”菜单管理器上的“从方程”“完成”，弹出“获取坐标系”菜单管理器，如图 3-60 所示；图 3-60 获取坐标系菜单管理器(3)在绘图区单击选择系统坐标系作为曲线坐标系，弹出“设置坐标类型”菜单管理器，如图 3-61 所示；图 3-61 设置坐标系类型菜单管理器(4)在“设置坐标类型”菜单管理器中点击“笛卡尔”，会弹出一个记事本窗口；(5)在弹出的记事本窗口中输入曲线的方程，如下所示:ang=90*t r=db/2 s=pi*r*t/2 xc=r*cos(ang)yc=r*sin(ang)x=xc+(s*sin

7、(ang)y=yc-(s*cos(ang)z=0 (6)保存数据并退出记事本。完成的曲线如图 3-62 所示；图 3-62 完成后的渐开线 4.镜像渐开线 (1)单击工具栏上的按钮，或者依次单击主菜单上的插入模型基准点点，会弹出基准对话框，如图 3-63 所示；图 3-63 基准对话框 (2)单击分度圆曲线作为参考，按住 Ctrl 键，单击渐开线作为参考，如图 3-64 所示。在“基准”对话框中点击【确定】，完成基准“PNT0”的创建；图 3-64 选择参考曲线 (3)单击工具栏上的按钮，或者依次单击主菜单上的插入模型基准轴，将弹出基准轴对话框，如图 3-65 所示；(4)在绘图区单击选择“顶

8、”面作为参考面，按住 Ctrl 键，单击选择“右”面作为参考，在“参考轴”对话框中单击【确定】，完成“A_1”轴的创建；图 3-65 基准轴对话框 (5)单击工具栏上的按钮，或者依次单击主菜单上的插入模型基准平面，会弹出基准平面对话框；(6)在绘图区单击选择轴“A_1”作为参考，按住 Ctrl 键，继续单击参考点“PNT0”作为参考，如图 3-66 所示；图 3-66 基准面对话框 (7)继续点击工具栏上的按钮，或者依次点击主菜单上的插入模型基准平面，会弹出基准平面对话框，如图 3-67 所示；图 3-67“基准面”对话框 (8)在绘图区域中单击以选择新创建的“DTM1”平面作为参考平面，按住

9、 Ctrl 键以选择“A-1”轴作为参考。在偏移文本框中输入“360/(4*z)”的旋转角度，系统会提示是否添加特征关系，如图 3-68 所示。单击【是】；图 3-68 添加关系表达式 (9)在“基准面”对话框中点击【确定】，完成基准面的创建；(10)将关系表达式添加到关系对话框中。在绘图区域中右键单击新创建的基准面“DTM2”,在弹出的快捷菜单中单击“编辑”。(11)在主菜单中点击工具关系，将弹出关系对话框。此时，系统显示“DTM1”平面和“DTM2”平面之间的夹角尺寸代码。点击维度编码，维度编码会自动显示在关系对话框中。输入的关系是:/*镜面旋转角度 D6=360/(4*z)完成后的关系对

10、话框如图 3-69 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系公式的添加；图 3-69 关系对话框 (12)单击绘图区域中的渐开线特征，然后单击工具栏上的按钮，或单击主菜单上的编辑镜像。弹出“镜像”特征定义控制面板，如图 3-123 所示；图 3-70 镜像特征定义面板 (13)在绘图区，点击选择新创建的“DTM2”平面作为镜像平面，点击“镜像”特征定义控制面板上的按钮，完成渐开线的镜像。完成的曲线如图 3-71 所示。图 3-71 镜像完成后的渐开线 5.创建一个根圆。(1)点击工具栏中的按钮，或者依次点击主菜单中的插入拉伸，弹出拉伸定义控制面板。点击面板中的放置定义，弹出草图定义对话框；(

11、2)选择“前”平面作为草图平面，选择“右”平面作为参考平面，参考方向朝上，如图 3-72 所示。点击【草图】进入草图环境；图 3-72 草图对话框 (3)单击工具栏中的按钮，在绘图区中单击选择齿根圆曲线，如图 3-73 所示。单击工具栏上的按钮，完成草图绘制；图 3-73 选择齿根圆曲线 (4)点击“拉伸”特征定义操作面板中的“实体”和“拉伸到指定深度”按钮，在拉伸深度文本框中输入深度值 B，如图 3-74 所示。输入时会提示是否添加特征关系，点击是。图 3-74“拉伸”定义面板 (5)拉伸深度自动调整到用户设置的参数 B 的值。点击“拉伸”特征定义控制面板上的按钮，完成根圆的创建。完成的根圆

12、如图 3-75 所示。图 3-75 齿根圆完成后 (6)将关系添加到“关系”对话框中，在模型树中右键单击齿根圆特征，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”；(7)在主菜单中点击工具关系，弹出关系对话框。此时，系统显示齿根圆厚度尺寸代码。点击维度编码，维度编码会自动显示在关系对话框中。输入的关系是:/*齿根圆宽度关系 D7=b 完成后的关系对话框如图 3-76 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系公式的添加；图 3-76 关系对话框 6.创建一个分度圆曲面。(1)点击工具栏中的按钮，或者依次点击主菜单中的插入拉伸，弹出拉伸定义控制面板。点击面板中的放置定义，弹出草图定义对话框；(2)选择“前”平面

13、作为草图平面，选择“右”平面作为参考平面，参考方向朝上，如图 3-77 所示。点击【草图】进入草图环境；图 3-77 草图对话框 (3)单击工具栏中的按钮，在绘图区中单击选择分度圆曲线，如图 3-78 所示。单击工具栏上的按钮，完成草图绘制；图 3-78 选择带刻度的圆曲线 (4)点击选择“拉伸”特征定义控制面板中的“表面”按钮和“拉伸到指定深度”按钮，在拉伸深度文本框中输入深度值 B，如图 3-79 所示。输入时会提示是否添加特征关系，点击是。图 3-79“拉伸”定义面板 (5)拉伸深度自动调整到用户设置的参数 B 的值。单击“拉伸”特征定义控制面板上的按钮，完成分度圆表面的创建。完成的分度

14、圆表面如图 3-80 所示。图 3-80 分度圆的拉伸特性 (6)将关系添加到“关系”对话框中，在模型树中右键单击分度圆曲面的特征，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”；(7)在主菜单中点击工具关系，弹出关系对话框。此时，系统显示分度圆厚度尺寸代码。点击维度编码，维度编码会自动显示在关系对话框中。输入的关系是:/*分度圆表面宽度的关系 D8=b 完成后的关系对话框如图 3-81 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系公式的添加；图 3-81 关系对话框 7.创建投影曲线 在此步骤中，首先在“右”面上创建一条斜线，然后将曲线投影到带刻度的圆面上。(1)点击工具栏中的按钮，弹出“草图”对话框；(2)

15、选择“右”平面作为草图平面，“顶”平面作为参考平面，参考方向为“右”，如图 3-82 所示。点击【草图】进入草图环境；图 3-82 草图对话框 (3)绘制如图 3-83 所示的二维草图，点击工具栏上的按钮，完成草图绘制；图 3-83 绘制 2D 草图 (4)将关系表达式添加到“关系”对话框中，在模型树中右键单击刚刚草绘的特征，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”；(5)在主菜单中点击工具关系，弹出关系对话框。此时，系统显示与直线相关的尺寸代码。点击维度编码，维度编码会自动显示在关系对话框中。输入的关系是:d11=D63=b 完成后的关系对话框如图 3-84 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系

16、公式的添加；图 3-84 关系对话框 (6)点击选择刚刚绘制的曲线，然后点击主菜单上的编辑投影，会弹出投影曲线控制面板，如图 3-85 所示；图 3-85 投影曲线定义面板 (7)在绘图区单击，选择分度圆的表面作为投影参考，如图 3-86 所示。单击投影曲线定义面板上的按钮，完成投影曲线的创建。图 3-86 选择表面参照 8.创建扫掠混合截面。(1)单击工具栏中的按钮，系统弹出“草图”定义对话框；(2)选择“前”平面作为草图平面，选择“右”平面作为参考平面，参考方向朝上，如图 3-87 所示。点击【草图】进入草图环境；图 3-87 草图对话框 (3)根据创建的渐开线，单击工具栏上的按钮，系统将

17、弹出“类型”单选框，如图3-88 所示。单击“环”绘制如图 3-89 所示的二维草图，单击工具栏上的按钮完成草图绘制；图 3-88 类型单选框 图 3-89 绘制 2D 草图 (4)在“关系”对话框中添加圆角尺寸，在模型树中右键单击刚刚草绘的截面，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”；(5)在主菜单中点击工具关系，弹出关系对话框。系统显示截面圆角的尺寸代码。点击维度编码，维度编码会自动显示在关系对话框中。输入的关系是:/*截面圆角半径关系 如果 hax=1 D14=0.38*mn 结束条件 如果 hax1 D14=0.46*mn 结束条件 完成后的关系对话框如图 3-90 所示。单击关系对话框中的【

18、确定】，完成关系公式的添加；图 3-90 关系对话框 (6)接下来，在齿根圆的另一个端面上创建相应的截面，然后将截面旋转到相应的位置。在主菜单上点击编辑功能操作，弹出功能菜单管理器，如图 3-91 所示。图 3-91“功能”菜单管理器 (7)在功能菜单管理器上点击复制完成，会弹出复制功能菜单管理器。在复制特征菜单管理器上点击移动完成，弹出选择特征菜单管理器，如图 3-92 所示。图 3-92“选择功能”菜单管理器 (8)在绘图区单击选择上一步创建的截面特征，在选择特征菜单管理器上单击完成，弹出移动特征菜单管理器，如图 3-93 所示；图 3-93 菜单管理器的移动功能 (9)点击“移动特征”菜

19、单管理器上的“平移”，弹出“选择方向”菜单管理器，如图 3-94 所示；图 3-94“选择方向”菜单管理器 (10)在“选择方向”菜单管理器中单击“曲线/边/轴”，然后在绘图区域中单击选择齿根圆的端面作为参考，如图 3-95 所示。系统弹出“方向”菜单管理器，点击“前进”；图 3-95 选择参考平面 (11)系统会提示您输入偏置距离，偏置距离为 b，系统会提示您是否添加关系表达式。单击是，在移动特征菜单管理器中单击完成，在组可变大小菜单管理器中单击完成，在组元素的弹出对话框中单击确定，在特征菜单管理器中单击确定 图 3-96 剖面图完成后 (12)将关系添加到关系对话框中，在模型树中右键单击复

20、制的特征，在弹出的快捷菜单中单击编辑；(13)在主菜单中点击工具关系，将弹出关系对话框。此时，系统显示两个截面的尺寸代码。点击维度编码，维度编码会自动显示在关系对话框中。输入的关系是:D15=b 完成后的关系对话框如图 3-97 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系公式的添加；选择参照平面 图 3-97 关系对话框 (14)旋转复制上一步复制的截面，然后点击主菜单上的编辑特征操作，弹出特征菜单管理器，如图 3-98 所示；图 3-98“功能”菜单管理器 (15)点击功能菜单管理器上的复制完成，将弹出复制功能菜单管理器。点击复制特征菜单管理器上的移动完成，弹出选择特征菜单管理器，如图 3-

21、99 所示。图 3-99“选择功能”菜单管理器 (16)在绘图区点击选择上一步创建的复制截面特征，点击选择特征菜单管理器上的完成，弹出移动特征菜单管理器，如图 3-100 所示；图 3-100“移动特征”菜单管理器 (17)点击“移动特征”菜单管理器上的“旋转”，弹出“选择方向”菜单管理器，如图 3-101 所示；图 3-101 选择方向菜单管理器 (18)在“选择方向”菜单管理器中单击选择“曲线/边/轴”，然后在绘图区中单击选择齿根圆的中心轴作为参考，如图 3-102 所示。系统弹出“方向”菜单管理器，点击“反向”“正向”；图 3-102 选择参考轴 (19)提示输入旋转角度，为 asin(

22、2*b*tan(beta/d)，提示是否添加关系表达式。单击是，在移动特征的菜单管理器中单击完成，在组变量大小的菜单管理器中单击完成，会出现以下弹出窗口。选择参考轴 图 3-103 旋转复制部分 (20)在“关系”对话框中添加旋转角度尺寸，在模型树中右键单击刚刚旋转复制的截面，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”；(21)在主菜单中点击工具关系，弹出关系对话框。系统显示旋转角度的尺寸代码。点击维度编码，维度编码会自动显示在关系对话框中。输入的关系是:d22=asin(2*b*tan(/d)完成后的关系对话框如图 3-104 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系公式的添加；图 3-104 关系对

23、话框 9.创建第一个牙齿特征。(1)在主菜单上，点击插入扫描融合，系统弹出扫描融合特征定义控制面板，如重复部分 图 3-105 所示；图 3-105“扫描混合”特征定义面板 (2)点击“扫描融合”特征定义控制面板中的“参考”菜单，弹出“参考”对话框，如图 3-106 所示；图 3-106 参考对话框 (3)在参照对话框的轮廓控制文本框中点击选择垂直跟踪，在水平/垂直控制文本框中输入垂直到曲面，如图 3-106 所示；(4)在绘图区单击，选择刻度圆上的投影曲线作为扫描混合像的扫描线，如图 3-107所示；图 3-107 选择扫描引线 (5)点击“扫描融合”特征定义控制面板上的轮廓菜单，系统弹出轮

24、廓定义对话框。从第一个下拉菜单中选择“选定部分”，如图 3-108 所示；图 3-108“轮廓”定义对话框 (6)在绘图区单击，选择如图 3-109 所示的截面作为第一个扫描混合截面；图 3-109 选择第一部分 (7)在如图 3-108 所示的“轮廓”定义对话框中点击“插入”,“轮廓 2”将显示在“轮廓”列表框中。在绘图区域中单击以选择另一个截面，如图 3-110 所示。选择放样引线。单 击 第 一 部分。图 3-110 选择第二部分 注意两个截面上扫描融合起点的一致性。修改起点的方法是在如图 3-111 所示的截面对话框中点击细节，系统弹出如图 3-112 所示的链对话框；图 3-111“

25、轮廓”对话框 图 3-112 链对话框 图 3-113“选项”选项卡 (8)点击选项选项卡选择终点文本框，如图 3-113 所示，然后点击绘图区域选择起点；单 击 第 二部分。(9)点击“扫描和混合”特征定义控制面板上的按钮，完成第一个轮齿的创建。成品特征如图 3-114 所示；图 3-114 成品齿轮齿的特征 10.阵列齿轮齿 为了排列齿特征，首先复制并旋转第一个齿特征，然后创建第二个齿特征并排列第二个齿。(1)首先点击选择已创建的轮齿，然后在主菜单上点击编辑复制，再点击编辑选择性粘贴，会弹出选择性粘贴复选框，如图 3-115 所示；图 3-115 选择性粘贴复选框 (2)勾选复选框的前两项

26、，如图 3-115 所示，点击【确定】，打开“选择性粘贴”定义控制面板；(3)在“选择性粘贴”定义面板中选择按钮，在文本框中输入旋转角度“360/z”，如图 3-116 所示。当提示是否添加关系时，单击是；图 3-116“选择性粘贴”定义面板 (4)在绘图区单击，选择齿根圆的中心轴作为旋转轴，如图 3-117 所示。单击“选择性粘贴”定义控制面板上的按钮，完成第二个轮齿的创建；图 3-117 选择旋转中心轴 (5)将旋转角度关系添加到“关系”对话框中。在模型树中右键单击第二个轮齿特征，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”(Edit);(6)在主菜单中点击工具关系，弹出关系对话框。此时，系统显示两个轮

27、齿之间角度的尺寸代码。点击维度编码，维度编码会自动显示在关系对话框中。输入的关系是:/*第二个齿轮齿的旋转角度 D41=360/z 完成后的关系对话框如图 3-118 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系公式的添加；选择旋转中心轴。图 3-118 关系对话框 (7)在模型树中单击刚刚创建的第二个轮齿特征，单击工具栏上的按钮，或者依次单击主菜单上的编辑数组，会弹出数组定义的操作面板，如图 3-119 所示；图 3-119 模式特征定义面板 (8)在“数组”特征定义面板上点击“轴”数组，在绘图区点击选择齿根圆的中心轴作为数组参考，输入数组个数为“24”，偏置角度为“14.4”，点击“数组”定

28、义控制面板上的按钮，完成数组特征的创建；(9)将数组参数添加到关系对话框中。在模型树中右键单击阵列特征，然后在弹出的快捷菜单中单击“编辑”(Edit);(10)在主菜单中单击【工具】【关系】,将弹出关系对话框。系统显示数组参数的尺寸代码。点击维度编码，维度编码会自动显示在关系对话框中。输入的关系是:/*数组关系 D58=360/z P61=z-1 完成后的关系对话框如图 3-120 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系公式的添加；图 3-120 关系对话框 (11)单击工具栏上的重生按钮，或者依次单击主菜单上的编辑重生，完成所有轮齿的创建。成品齿轮如图 3-121 所示。图 3-121 完成后的档位