ProE中斜齿轮的创建与运动仿真设计说明1808.pdf

《ProE中斜齿轮的创建与运动仿真设计说明1808.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ProE中斜齿轮的创建与运动仿真设计说明1808.pdf（46页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、Pro/E 中斜齿轮的创建及运动仿真 1.斜齿轮的建模与分析 建模(如图 1-1 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 1-1 渐开线斜齿圆柱齿轮建模分析 二、斜齿轮的建模过程 1.输入基本参数和关系表达式。(1)点击，选择“零件”，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参数，弹出参数对话框，如图2-1 所示；图 2-1 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

2、、值、描述。所需参数见表3-2:名字 价值 解释 名字 价值 解释 锰 六 法向模数 哈 _ 附录 Z 34 谈到 半 _ 齿高 希腊字母的第一个20 压力角 X 0 修正系数 字母 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 2-1 创建齿轮参数 注:表 2-1 中未填写的参数值表示系统将通过关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2-2 所示:图 2-2“参数”对话框 (4)点击主菜单中的【工具】【关系】,将弹出关系对话框，如图 2-3

3、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:/*基本档位关系(不需要输入，仅供说明)ha=(hax+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 2-3 所示；图 2-3 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 2-4 所示。点击【草图】进入草

4、图环境；图 2-4 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 2-5 所示。单击工具栏上的按钮，完成草图绘制；图 2-5 画一幅 2D 的草图 (4)使用关系表达式来驱动圆的大小。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)点击主菜单中的【工具】【关系】,弹出关系对话框，如图 2-6 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。请注意，根据具体情况，尺寸代码会有所不同。Da、db、df

5、 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 2-6 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，打开曲线选项菜单管理器，如图 2-7 所示；图 2-7“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 2-8 所示；图 2-8 获取坐标系菜单管理器(3)在绘图区点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 2-9 所示；图 2-9 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

6、“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(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 2-10 所示；图 2-10 成品渐开线 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 2-11 所示；图 2-11“基准”对话框 (2)单击带刻度的圆曲线作为参考，按住 Ctrl 键，单击渐开线作为参考，如图 2-12 所示。在“基准

7、”对话框中点击【确定】，完成基准“PNT0”的创建；图 2-12 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，会弹出基准轴对话框，如图 2-13 所示；(4)在绘图区单击选择“顶”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 2-13“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 2-14 所示；图 2-14“基准面”对话框

8、 (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 2-15 所示；图 2-15“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 Ctrl 键以选择“A-1”轴作为参考。在偏移文本框中输入旋转角度“360/(4*z)”，系统会提示是否添加特征关系，如图 2-16 所示。单击【是】；图 2-16 添加关系 (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

9、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)完成后的关系对话框如图 2-17 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系公式的添加；图 2-17“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2-18 所示；图 2-18“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。

10、完成的曲线如图2-19 所示。图 2-19 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；(2)选择“前”平面作为草图平面，“右”平面作为参考平面，参考方向朝上，如图2-20 所示。点击【草图】进入草图环境；图 2-20 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2-21 所示。单击工具栏上的按钮，完成草图绘制；图 2-21 选择齿根圆曲线 (4)在“拉伸”特征定义的控制面板中点击按钮“实体”和“拉伸到指定深度”，在拉伸深度文本框中输入深度值 B，如图

11、 2-22 所示。输入时会提示是否添加特征关系，点击是。图 2-22“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。完整的根圆如图2-23 所示。图 2-23 完成后的齿根圆 (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 2-24 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系公式

12、的添加；图 2-24 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”平面作为草图平面，“右”平面作为参考平面，参考方向朝上，如图2-25 所示。点击【草图】进入草图环境；图 2-25 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2-26 所示。单击工具栏上的按钮，完成草图绘制；图 2-26 选择刻度圆曲线 (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 2-27 所示。

13、输入时会提示是否添加特征关系，点击是。图 2-27“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。完成的分度圆表面如图2-29 所示。图 2-29 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 2-30 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成

14、关系公式的添加；图 2-30 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)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2-31 所示。点击【草图】进入草图环境；图 2-31 草图对话框 (3)绘制如图 2-32 所示的二维草图，点击工具栏上的按钮，完成草图绘制；图 2-32 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

15、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 2-33 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系公式的添加；图 2-33 关系对话框 (6)单击选中刚刚绘制的曲线，然后单击主菜单上的编辑投影，会弹出投影曲线的操作面板，如图 2-34 所示；图 2-34 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 2-35 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 2-35 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

16、”平面作为草图平面，“右”平面作为参考平面，参考方向朝上，如图2-36 所示。点击【草图】进入草图环境；图 2-36 草图对话框 (3)根据创建的渐开线，单击工具栏上的按钮，系统将弹出“类型”单选框，如图 2-37 所示。单击“环”绘制如图 2-38 所示的 2D 草图，单击工具栏上的按钮完成草图绘制；图 2-37“类型”单选框 图 2-38 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

17、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 2-39 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系公式的添加；图 2-39 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特征操作，弹出特征菜单管理器，如图2-40 所示。图 2-40“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2-41 所示。图 2-41“选择功能”菜单管理器

18、 (8)在绘图区点击选择上一步创建的截面特征，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 2-42 所示；图 2-42 菜单管理器的移动功能 (9)点击“移动特征”菜单管理器上的“平移”，弹出“选择方向”菜单管理器，如图2-43 所示；图 2-43“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”，然后在绘图区中单击选择齿根圆的端面作为参考，如图2-44 所示。系统弹出“方向”菜单管理器，点击“前进”；图 2-44 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

19、，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 2-45 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选择参照平面 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 2-46 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系公式的添加；图 2-46 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2-47

20、 所示；图 2-47“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。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2-48 所示。图 2-48“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 2-49 所示；图 2-49“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 2-50 所示；图 2-50“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

21、择齿根圆的中心轴作为参考，如图 2-51 所示。系统弹出“方向”菜单管理器，点击“反向”“正向”；图 2-51 选择参考轴 (19)提示输入旋转角度，为 asin(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选择参考轴 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。图 2-52 旋转复制截面 (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

22、的关系是:d22=asin(2*b*tan(/d)完成后的关系对话框如图 2-53 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系公式的添加；重复部分 图 2-53 关系对话框 9.创建第一个牙齿特征。(1)在主菜单上，单击插入扫描融合，系统弹出扫描融合特征定义控制面板，如图2-54 所示；图 2-54“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 2-55 所示；图 2-55“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表面，如图 2-55 所示；(4)在绘图区单击，选择刻度圆上

23、的投影曲线作为扫描混合像的扫描线，如图2-56 所示；图 2-56 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，系统弹出轮廓定义对话框，从第一个下拉菜单中选择“选定截面”，如图2-57 所示；图 2-57“轮廓”定义对话框 (6)在绘图区单击，选择如图 2-58 所示的截面作为第一个扫描混合截面；图 2-58 选择第一部分 (7)在如图 2-57 所示的“轮廓”定义对话框中单击“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剖面，如图2-59 所示。选择放样引线。单 击 第 一 部分。图 2-59 选择第二部分 注意两个截面上扫描融合起点的一致

24、性。修改起点的方法是在如图 2-60 所示的截面对话框中点击细节，系统弹出如图2-61 所示的链对话框；图 2-60“轮廓”对话框 图 2-61 链对话框 单 击 第 二部分。图 2-62“选项”选项卡 (8)点击选项选项卡选择终点文本框，如图 2-62 所示，然后点击绘图区域选择起点；(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 2-63 所示；图 2-63 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

25、，弹出选择性粘贴复选框，如图 2-64 所示；图 2-64“选择性粘贴”复选框 (2)勾选复选框的前两项，如图 2-64 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 2-65 所示。当提示是否添加关系时，单击是；图 2-65“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 2-66 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 2-66 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

26、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 2-67 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 2-67 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2-68 所示；图 2-68 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

27、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 2-69 所示。单击关系对话框中的【确定】，完成关系公式的添加；图 2-69 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

28、的编辑重生，完成所有轮齿的创建。成品齿轮如图2-70 所示。图 2-70 完成后的档位 3.斜齿轮的运动仿真 1.准备两个齿轮零件。齿轮 a 的参数:Z1=34 M=6 b 档参数 Z2=20 M=6。注意:两个齿轮的啮合模数必须相等。中心距计算公式:L=(Z1+Z2)*m/(2COS16)计算后 L=168.53 2.执行齿轮装配。(1)点击，选择“组件”，在新建对话框中输入文件名“hecial_gear”，然后点击；(2)使用基准轴工具在 Z 轴方向建立一个轴，点击选择A_SIDE:F1，平移 169，然后点击，再使用基准轴工具选择新创建的 ADTM 1:F6 和 A_TOP:F2，得到一

29、个基准轴。(3)单击，选择齿轮 A，然后单击并选择“销”装配(定位轴和平面)，如图 3-1 所示。图 3-1(4)点击，选择 B 档，再点击，也是“销”装配(定位轴和平面)，如图 3-2。图 3-2(5)点击“申请”“机构”(6)单击“凸轮从动件连接的定义”，将弹出一个窗口。左键选中齿轮 A 的一条边，然后点击中间键，如图 3-3，然后点击“凸轮 2”，然后选中齿轮 B 的一条边，然后点击中间键，如图3-4，然 后 点 击。完 成 后，如 图3-5所 示。图 3-3 图 3-4 图 3-5(7)在图 3-6 中右键单击“Cam Followerl”,选择删除；图 3-6(8)点击，选择齿轮 A，节圆直径设置为“50”，如图 3-7，然后点击“齿轮 2”，选择齿轮 B，节圆直径设置为“50”，如图3-8，然后点击；图 3-7 图 3-8(9)点击选择 A 档，如图 3-9，点击 Profile，选择速度，输入10 为 Die，如图 3-10，然后点击；图 3-9 图 3-10(10)点击，将结束时间设置为 36，点击运行，然后点击(11)单击，选择“冲突检测设置”和“全局冲突检测”，然后单击，然后单击。干涉检测完成后，将弹出如图 3-11 所示的窗口。点击观察是否有干扰。图 3-11(12)完工