Proe50齿轮建模详细图文教程要点.docx

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Proe50齿轮建模详细图文教程要点

第三章ProE

3.1简介

Pro/Engineer操作软件是美国参数技术公司（PTC）旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。

Pro/Engineer软件以参数化著称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。

是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。

　　Pro/Engineer和WildFire是PTC官方使用的软件名称，但在中国用户所使用的名称中，并存着多个说法，比如ProE、Pro/E、破衣、野火、WildFire、proe3.0、proe4.0等等都是指Pro/Engineer软件。

　　Pro/E第一个提出了参数化设计的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。

另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。

Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。

它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。

　　Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。

　　1．参数化设计，相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。

　　2．基于特征建模

　　Pro/E是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。

这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。

　　3．单一数据库（全相关）

Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。

所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。

换言之，在整个设计过程的任何一处发生改动，亦可以前后反应在整个设计过程的相关环节上。

例如，一旦工程详图有改变，NC（数控）工具路径也会自动更新；组装工程图如有任何变动，也完全同样反应在整个三维模型上。

这种独特的数据结构与工程设计的完整的结合，使得一件产品的设计结合起来。

这一优点，使得设计更优化，成品质量更高，产品能更好地推向市场，价格也更便宜。

设计札记网有很多免费的proe教程和资料，可以参考学习。

3.2.斜齿轮的建模

3.2.1建模实例

建模分析：

（1）输入参数、关系式，创建齿轮基本圆

（2）创建渐开线

（3）创建扫引轨迹

（4）创建扫描混合截面

（5）创建第一个轮齿

（6）阵列轮齿

3.2.2斜齿轮的建模过程

1．输入基本参数和关系式

（1）单击

，在新建对话框中输入文件名“hecial_gear”,然后单击

；

（2）在主菜单上单击“工具”→“参数”，系统弹出“参数”对话框，如图3-2所示；

（3）在“参数”对话框内单击

按钮，可以看到“参数”对话框增加了一行，依次输入新参数的名称、值、和说明等。

需要输入的参数如表3-1所示；

注意：

表3-2中未填的参数值，表示是由系统通过关系式将自动生成的尺寸，用户无需指定。

完成后的参数对话框如图3-3所示：

（4）在主菜单上依次单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框，如图3-4所示；

（5）在“关系”对话框内输入齿轮的分度圆直径关系、基圆直径关系、齿根圆直径关系和齿顶圆直径关系。

由这些关系式，系统便会自动生成表3-2所示的未指定参数的值。

输入的关系式如下：

/*齿轮基本关系式

/*齿轮基本关系

ha=（hax+x）*mn

hf=（hax+cx-x）*mn

d=mn*z/cos（beta）

da=d+2*ha

db=d*cos（alpha）

df=d-2*hf

完成后的“关系”对话框如图3-5所示；

2．创建齿轮基本圆

（1）在工具栏内单击

按钮，系统弹出“草绘”对话框；

（2）选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“右”，如图3-6所示。

单击【草绘】进入草绘环境；

（3）在绘图区以系统提供的原点为圆心，绘制四个任意大小的圆，并且标注圆的直径尺寸，如图3-7所示。

在工具栏内单击

按钮，完成草图的绘制；

（4）用关系式驱动圆的大小。

在模型中右键单击刚刚创建的草图，在弹出的快捷菜单中单击选取“编辑”；

（5）在主菜单上依次单击“工具”→“关系”，系统弹出关系对话框，如图3-8所示；

（6）在“关系”对话框中输入尺寸关系如下：

/*齿轮基本圆关系式

D0=da

D1=db

D2=df

D3=d

其中D0、D1、D2、D3为圆的直径尺寸代号，注意尺寸代号视具体情况会有所有同。

da、db、df、d为用户自定义的参数，即为齿顶圆直径、基圆直径、齿根圆直径、分度圆直径。

通过该关系式创建的圆即为分度圆；

图3-58“关系”对话框

3．创建渐开线

（1）依次在主菜单上单击“插入”→“模型基准”→“曲线”，或者在工具栏上单击

按钮，系统弹出“曲线选项”菜单管理器，如图3-9所示；

图3-9图3-10

（2）在“曲线选项”菜单管理器上依次单击“从方程”→“完成”，弹出“得到坐标系”菜单管理器，如图3-10所示；

（3）在绘图区单击选取系统坐标系为曲线的坐标系，弹出“设置坐标类型”菜单管理器，如图3-11所示；

图3-11“设置坐标系类型”菜单管理器

（4）在“设置坐标类型”菜单管理器中单击“笛卡尔”，系统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：

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，退出记事本，完成后的曲线如图3-12所示；

图3-12完成后的渐开线

4．镜像渐开线

（1）在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单上单击“插入”→“模型基准”→“点”→“点”，系统弹出“基准点”对话框，如图3-13所示；“

图3-63“基准点”对话框

（2）单击分度圆曲线作为参照，按住Ctrl键，单击渐开线作为参照，如图3-14所示。

在“基准点”对话框内单击【确定】，完成基准点“PNT0”的创建；

图3-64选取参照曲线

（3）在工具栏内单击

按钮，或者依次在主菜单上单击“插入”→“模型基准”→“轴”，系统弹出“基准轴”对话框，如图3-15所示；

（4）在绘图区单击选取“TOP”面作为参考平面，按住Ctrl键，单击选取“RIGHT”面作为参考，在“基准轴”对话框内单击【确定】，完成轴“A_1”的创建；

（5）在工具栏内单击

按钮，或者依次在主菜单上单击“插入”→“模型基准”→“平面”，系统弹出“基准平面”对话框；

（6）在绘图区单击选取“A_1”轴作为参照，按住Ctrl键，继续单击基准点“PNT0”作为参照，如图3-16所示；

图3-15“基准轴”对话框图3-16“基准平面”对话框

（7）继续在工具栏内单击

按钮，或者依次在主菜单上单击“插入”→“模型基准”→“平面”，系统弹出“基准平面”对话框，如图3-17所示；

图3-17基准平面”对话框

（8）在绘图区单击选取刚刚创建的“DTM1”面作为参考平面，按住Ctrl键选取“A-1”轴作为参考。

在偏距文本框内输入旋转角度为“360/（4*z）”，系统提示是否要添加特征关系，如图3-18所示，单击【是】；

图3-18添加关系式

（9）在“基准平面”对话框内单击【确定】，完成基准平面的创建；

（10）将关系式添加到“关系”对话框。

在绘图区右键单击刚刚创建的基准平面“DTM2”，在弹出的快捷菜单上单击“编辑”。

（11）在主菜单上单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框。

此时系统显示“DTM1”面和“DTM2”面间的夹角尺寸代号。

单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：

/*镜像平面旋转角度

﹩D13=—360/（4*z）

完成后的“关系”对话框如图3-19所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；

图3-19“关系”对话框“$”关系式存在负号是使用

（12）在绘图区单击渐开线特征，然后在工具栏内单击

按钮，或者依次在主菜单上单击“编辑”→“镜像”。

系统弹出“镜像”特征定义操控面板，如图3-20所示；

图3-20“镜像”特征定义面板

（13）在绘图区单击选取刚刚创建的“DTM2”平面作为镜像平面，在“镜像”特征定义操控面板内单击

按钮，完成渐开线的镜像。

完成后的曲线如图3-21所示。

图3-21完成后的镜像渐开线

5．创建齿根圆

（1）在工具栏内单击

按钮，或者依次在主菜单内单击“插入”→“拉伸”，弹出“拉伸”定义操控面板，在面板内单击“放置”→“定义”，弹出“草绘”定义对话框；

（2）选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“顶”，如图3-22所示。

单击【草绘】进入草绘环境；

图3-22“草绘”对话框

（3）在工具栏内单击

按钮，在绘图区单击选取齿根圆曲线，如图3-23所示。

在工具栏内单击

按钮，完成草图的绘制；

图3-23选取齿根圆曲线

（4）在“拉伸”特征定义操控面板内单击选取“实体”按钮、“拉伸到指定深度”按钮，在拉伸深度文本框内输入深度值为B,如图3-24所示。

回车后系统提示是否添加特征关系，单击“是”；

图3-24“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，在“拉伸”特征定义操控面板内单击按钮，完成齿根圆的创建，完成后的齿根圆如图3-25所示。

图3-25完成后的齿根圆

（6）将关系式添加到“关系”对话框，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）在主菜单上单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框。

此时系统显示齿根圆厚度尺寸代号。

单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：

/*齿根圆宽度关系式

D14=b

完成后的“关系”对话框如图3-26所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；

图3-26“关系”对话框

6．创建分度圆曲面

（1）在工具栏内单击

按钮，或者依次在主菜单内单击“插入”→“拉伸”，弹出“拉伸”定义操控面板，在面板内单击“放置”→“定义”，弹出“草绘”定义对话框；

（2）选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“顶”，如图3-27所示。

单击【草绘】进入草绘环境；

（3）在工具栏内单击

按钮，在绘图区单击选取分度圆曲线，如图3-28所示。

在工具栏内单击

按钮，完成草图的绘制；

图3-28选取分度圆曲线图3-27“草绘”对话框

（4）在“拉伸”特征定义操控面板内单击选取“曲面”按钮、“拉伸到指定深度”按钮，在拉伸深度文本框内输入深度值为B,如图3-29所示。

回车后系统提示是否添加特征关系，单击“是”；

图3-29“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，在“拉伸”特征定义操控面板内单击

按钮，完成分度圆曲面的创建，完成后的分度圆曲面如图3-30所示。

图3-30分度圆拉伸特征

（6）将关系式添加到“关系”对话框，在模型树中右键单击分度圆曲面特征，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”；

（7）在主菜单上单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框。

此时系统显示分度圆厚度尺寸代号。

单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：

/*分度圆曲面宽度关系式

D15=b

完成后的“关系”对话框如图3-31所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；

图3-31“关系”对话框

7．创建投影曲线

这一步首先在“RIGHT”面创建一个斜直线，然后将这个曲线投影到分度圆曲面上。

（1）在工具栏内单击

按钮，系统弹出“草绘”对话框；

（2）选择“RIGHT”面作为草绘平面，选取“TOP”面作为参考平面，参考方向为向“右”，如图3-32所示。

单击【草绘】进入草绘环境；

（3）绘制如图3-33所示的二维草图，在工具栏内单击

按钮，完成草图的绘制；

3-32“草绘”对话框图3-33绘制二维草图图

（4）将关系式添加到“关系”对话框，在模型树中右键单击刚刚的草绘特征，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”；

（5）在主菜单上单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框。

此时系统显示直线相关的尺寸代号。

单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：

D16=beta

D17=b

完成后的“关系”对话框如图3-34所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；

图3-34“关系”对话框

（6）单击选取刚刚草绘的曲线，在主菜单上依次单击“编辑”→“投影”，系统弹出“投影”曲线操控面板，如图3-35所示；

图3-35选取曲面参照

（7）在绘图区单击选取分度圆的曲面作为投影参照，如图3-36所示。

在“投影曲线”定义面板上单击

按钮，完成投影曲线的创建。

图3-36选取曲面参照

8．创建扫描混合截面

（1）在工具栏内单击

按钮，系统弹出“草绘”定义对话框；

（2）选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“顶”，如图3-37所示。

单击【草绘】进入草绘环境；

（3）以已经创建的渐开线为基础，在工具栏内单击

按钮，系统弹出“类型”单选框，如图3-38所示，单击选取“环”，绘制如图3-39所示的二维草图，在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制；

图3-37“草绘”对话框图3-38“类型”单选框

图3-39绘制二维草图

（4）将圆角尺寸添加到“关系”对话框，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）在主菜单上单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框。

此时系统显示截面圆角的尺寸代号。

单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：

/*截面圆角半径关系式

ifhax>=1

endif

ifhax<1

endif

完成后的“关系”对话框如图3-40所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；

图3-40“关系”对话框

（6）下面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位置。

在主菜单上依次单击“编辑”→“特征操作”，系统弹出“特征”菜单管理器，如图3-41所示；

3-41特征菜单管理器图3-42“选取特征”菜单管理器图3-93移动特征”菜单管理器

（7）在“特征”菜单管理器上依次单击“复制”→“完成”，系统弹出“复制特征”菜单管理器。

在“复制特征菜单管理器”上依次单击“移动”→“完成”，系统弹出“选取特征”菜单管理器，如图3-92所示；

（8）在绘图区单击选取上一步创建的截面特征，在“选取特征”菜单管理器上单击“完成”，系统弹出“移动特征”菜单管理器，如图3-43所示；

（9）在“移动特征”菜单管理器上单击“平移”，系统弹出“选取方向”菜单管理器，如图3-44所示；

（10）在“选取方向”菜单管理器中单击选取“曲线/边/轴”，然后在绘图区单击选取齿根圆的端面作为参照，如图3-45所示。

系统弹出“方向”菜单管理器，单击“正向”；

图3-45“选取方向”菜单管理器3-44选取参照平面

（11）系统提示输入偏移距离，输入偏移距离为b,系统提示是否添加关系式，单击“是”，在“移动特征”菜单管理器中单击“完成移动”，在“组可变尺寸”菜单管理器中单击“完成”，在随后弹出的“组元素”对话框中单击【确定】，在“特征”菜单管理器中单击“确定”，完成特征的复制，完成后的截面如图3-46所示；

图3-46

（12）将关系式添加到“关系”对话框，在模型树中右键单击刚刚的复制特征，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”；

（13）在主菜单上单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框。

此时系统显示两个截面的尺寸代号。

单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：

D80=b

完成后的“关系”对话框如图3-47所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；

图3-47“关系”对话框

（14）旋转复制上一步复制的截面，在主菜单上依次单击“编辑”→“特征操作”，系统弹出“特征”菜单管理器，如图3-48所示；

图3-48“特征”菜单管理器

（15）在“特征”菜单管理器上依次单击“复制”→“完成”，系统弹出“复制特征”菜单管理器。

在“复制特征菜单管理器”上依次单击“移动”→“完成”，系统弹出“选取特征”菜单管理器，如图3-49所示；

3-48“特征”菜单管理器图图3-49“选取特征”菜单管理器图3-50移动特征管理器

（16）在绘图区单击选取上一步创建的复制截面特征，在“选取特征”菜单管理器上单击“完成”，系统弹出“移动特征”菜单管理器，如图3-50所示；

（17）在“移动特征”菜单管理器上单击“旋转”，系统弹出“选取方向”菜单管理器，如图3-51所示；

图3-51“选取方向”菜单管理器图3-52选取参照轴

（18）在“选取方向”菜单管理器中单击选取“曲线/边/轴”，然后在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为参照，如图3-102所示。

系统弹出“方向”菜单管理器，单击“反向”→“正向”；

选取参

图3-52选取参照轴图3-53旋转复制的截面

（19）系统提示输入旋转角度，输入旋转角度为“asin（2*b*tan（beta/d））”,系统提示是否添加关系式，单击“是”，在“移动特征”菜单管理器中单击“完成移动”，在“组可变尺寸”菜单管理器中单击“完成”，在随后弹出的“组元素”对话框中单击【确定】，在“特征”菜单管理器中单击“确定”，完成特征的复制，完成后的截面如图3-53所示；

（20）旋转角度尺寸添加到“关系”对话框，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）在主菜单上单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框。

此时系统显示旋转角度的尺寸代号。

单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：

D79=asin（2*b*tan（beta/d））

完成后的“关系”对话框如图3-54所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；

图3-54“关系”对话框

图3-54“关系”对话框

9．创建第一个轮齿特征

（1）在主菜单上依次单击“插入”→“扫描混合”，系统弹出“扫描混合”特征定义操控面板，如图3-55所示；

图3-55“扫描混合”特征定义面板

（2）在“扫描混合”特征定义操控面板内单击“参照”菜单，系统弹出“参照”对话框，如图3-56所示；

（3）在“参照”对话框的“剖面控制”文本框内单击选取“垂直于轨迹”，在“水平/垂直控制”文本框内输入“垂直于曲面”，如图3-56所示；

图3-56“参照”对话框

（4）在绘图区单击选取分度圆上的投影曲线作为扫描混合的扫引线，如图3-57所示；

图3-57选取扫引线

（5）在“扫描混合”特征定义操控面板上单击“剖面”菜单，系统弹出“剖面”定义对话框，在第一项下拉菜单中选取“所选截面”，如图3-58所示；

图3-58“剖面”定义对话框

（6）在绘图区单击选取如图3-59所示的截面作为第一个扫描混合截面；

图3-58“剖面”定义对话框图3-59选取第一个截面

（7）在如图3-58所示的“剖面”定义对话框内单击“插入”，在“剖面”列表框内显示“剖面2”。

在绘图区单击选取另一个截面，如图3-60所示。

注意两个截面上扫描混合起始点的一致性，修改起始点的方法为，在如图3-61所示的“剖面”对话框内单击“细节”，系统弹出如图3-62所示的“链”对话框；

图3-60选取第二个截面图3-61“剖面”对话框

图3-62“链”对话框图3-63“选项”选项卡

（8）在“选项”选项卡内单击选取“终点”文本框，如图3-113所示，然后在绘图区单击选取起始点；

（9）在“扫描混合”特征定义操控面板内单击

按钮，完成第一个轮齿的创建，完成后的特征如图3-64所示；

图3-64完成后的轮齿特征

10．阵列轮齿

（1）.单击创建好的齿形，点击

按钮，进行阵列。

如图3-115所示

点击轴进行轴向阵列，阵列设置如图所示：

单击

完成阵列如图所示：

（2）旋转角度尺寸与阵列个数添加到“关系”对话框，在模型树中右键单击刚刚阵列的齿形，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”；在主菜单上单击“工具”→“关系”，系统弹出“关系”对话框。

此时系统显示旋转角度的尺寸代号。

单击该尺寸代号与个数代码，代号将将分别自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：

P90=z

D87=360/z

（3）然后单击

按钮，齿轮的齿就做好了，如图所示：

至此，斜齿轮建模基本完成。