ProE人字形齿轮的参数化建模.docx

1、ProE人字形齿轮的参数化建模3.3人字形齿轮的参数化建模3.3.1零件分析人字形齿轮是斜齿轮的一种变形， 其创建步骤有相通之处。本例将以上面设计斜齿轮的设计参数为例，分析人字形齿轮的建模过程。人字形齿轮外形如图 3-96所示，由轮齿、键槽、轴孔、腹板等基本结构特征组成。图3-96人字形齿轮参数化模型人字形齿轮建模的具体操作步骤如下:（1） 添加齿轮设计参数。（2） 添加齿轮关系式。（3） 创建渐开线方程。（4） 创建齿廓型面特征。（5） 创建轮齿镜像特征。（6） 创建阵列特征。3.3.2创建人字形齿轮（1） 新建文件。单击工具栏 也（新建）工具，或单击菜单“文件” t “新建”。“名 称”栏

2、中输入 renzixingchilun，选择公制模板 mms-part-solid。（2） 添加尺寸参数。添加过程同斜齿轮， 选择菜单栏“工具” 参数”命令，单击（添加）按钮，依次添加齿轮设计参数及初值， MN（模数）值3, HF （齿根高系数），HA （齿 顶高系数），ALPHA （压力角）值20度，BETA （螺旋角），HAX （齿顶高系数），CX （顶 隙系数），X （变位修正系数），B （齿宽）值60mm , Z （齿数）值20个。添加完毕单击“确。（3） 创建齿轮参考圆关系式。创建过程和斜齿轮相同。（4） 创建齿轮齿廓渐开线特征。创建过程和斜齿轮相同。（5） 创建镜像基准平面特征。创

3、建过程和斜齿轮相同。（6） 创建镜像渐开线特征。创建过程和斜齿轮相同。（7） 创建第一个齿廓截面特征。创建过程和斜齿轮相同。1） 草绘齿廓截面。2） 平移，旋转齿廓截面。3） 添加关系式。（8） 创建第一个齿廓特征。创建过程和斜齿轮相同。1） 创建扫描轨迹投影曲面。2） 草绘扫描轨迹。3） 创建投影曲线。4） 创建扫描混合特征。（9） 创建镜像轮齿特征。1）创建镜像基准平面。单击工具栏的 E3 （基准平面）工具，或选择“插入” t “模型基准” t“平面”。出现如图3-97所示对话框，在工作区选择 FRONT基准平面，“偏距”输入b （齿宽），单击“确定”，创建基准平面 DTM3。形成齿廓镜像

4、基准平面。完毕注意添 加关系式，平移距离等于 b，如图3-98所示。i辰药能图3-97基准平面对话框 图3-98 “关系”对话框2）在模型树中或在工作区首先单击左健选中已创建的扫描混合齿廓特征，此时特征工 具栏的Jd （镜像）命令被激活，或选择“编辑 ”t“镜像”命令，选择 DTM3基准平面为镜像平面参照，单击 工I确认，完成齿廓特征镜像如图 3-99所示。（10）创建其余齿廓特征。创建过程和斜齿轮的创建过程相同。1） 第一个人字齿组建局部组。在模型树中按住 Ctrl键，选择创建的镜像齿廓特征和扫描混合的齿廓特征，单击右键，选择快捷菜单当中的“组” ，形成第一个人字齿的局部组。2） 选择菜单栏

5、“编辑/特征操作”，单击其中的“复制”选项，在“复制特征”菜单中 依次选取“移动” “选取” “独立”选项，然后单击“完成”选项。选取上一步创建的第一个 齿的局部组作为复制对象，单击“完成”选项。在随后弹出的“移动特征”菜单中选取“旋转”选项，在“选取方向”菜单中选取“平面 /边/轴线”选项，选取齿轮基准轴为复制参照。此时红色箭头指示特征移动方向，选择完毕，进行复制移动方向选择，单击“正向”确认移动方向。系统提示输入旋转角度，输入关系式 360/Z，完毕单击 确认，单击“完成移动”依次选择“确定”（选取）/ “完成”（组）/ “确定”，如图3-100所示。注意添加复制旋转角 度关系，选择菜单栏

6、“工具” 关系”命令，添加旋转角度 360/z，创建过程和斜齿轮创建过程相同如图3-101所示。3）单击上步复制齿廓特征，阵列命令被激活，阵列方式选择“尺寸”阵列，添加尺寸 参照，选择上步复制旋转角度作为参考尺寸，阵列个数 19个，完毕单击 确认按钮或鼠标中键形成阵列特征，如图 3-102所示。注意添加尺寸关系，如图 3-103所示。（11）创建主体特征。单击工具栏E3 （拉伸）命令，拉伸类型“实体”方式，选择FRONT基面作为草绘平面， 单击“草绘”，进入二维草绘模式。首先选择菜单栏“草绘 /边/使用”或单击“草绘器”工具栏上的d （使用边）命令，边选用类型，首先选择“环” ，单击齿根圆，草

7、绘完成，单击口确认，如图3-104所示。指定拉伸深度为 b （齿宽），完毕单击确认按钮或鼠标中键形 成齿轮主体特征，注意添加深度关系式，选择“工具 /关系”命令，添加拉伸尺寸关系，如 图3-105所示。图3-101 “关系”对话框图3-102阵列特征卜启IE爲对I as 1豆H咖 I图3-104 拉伸特征创建图 3-103“关系”对话框图3-105 “关系”对话框创建人字型齿轮如下图所(12)创建齿轮修饰特征。读者可以根据实际情况自行设计其修饰特征和进行简单渲染。示。人字形齿轮实体模型3.4锥齿轮的参数化建模3.4.1 零件分析锥齿轮其建模过程相对复杂。本例将以上面直齿轮和斜齿轮的参数化设计过

8、程为基础， 分析锥齿轮的建模过程。锥齿轮外形如图 3-106所示，由轮齿、齿轮主体特征等基本结构特征组成。图3-106锥齿轮参数化模型锥齿轮建模的具体操作步骤如下:（1） 添加齿轮设计参数。（2） 添加齿轮关系式。（3） 创建渐开线方程。（4） 创建齿廓型面特征。（5） 创建轮齿复制特征。（6） 创建阵列特征。3.4.2创建锥齿轮（1） 新建文件。单击工具栏 （新建）工具，或单击菜单“文件” 新建”。“名称”栏中输入zhuichilun，选择公制模板 mms-part-solid。（2） 添加尺寸关系。1）添加过程同斜齿轮，选择菜单栏“工具” 参数”命令，单击点副（添加）按钮，依次添加齿轮设计

9、参数，总计 27个，添加完毕单击“确定”如图 3-107所示。峯叢 .M X：丸忤崙艳於工a上示百扶.二比钠 可 | | JPSTncoi v址MJt iiEJH心血AmJu球0.Qn舅户矗的甑e ts-UBa.D 口用户是二轴AO 口/全用户定乂曲PF0 0T 嘶盘诃尸和血tP(sHEMBCi D同户；id为BUf0血主用户定3EMETH3IAJig用户岂的,齿脑IH9IMg用户克期9tfT*J3S0.0曲.o 用户是二轴ho 口口/全用户定曲RFW0 D兮罠主用tMHCi D咎4J1AESLMi P幢正4?Lg|iFHt至W融仙iH|2）添加过程同斜齿轮，选择菜单栏“工具” “关系”命今，

10、添加直齿圆锥齿轮的关系式，上步创建的未知参数， 可根据本步创建的关系得以运算框 完毕单击“确定”如图3-108所示。支件蔺几彌買用二耳 赤hkTOiG C詰电隔X讣？ F 赳爪(%：-+ KUG翩丁沁 H 亡.|-HF SLC!-fX-r)*ll、H=l2*HAL+CLJt)TL7*-rjiH S/I_Jiav)A- DVI-爭WESUJiniO：J J-KP+CCSOErA)二 0 CJT1)/ mELTA)udj uiLLwi * I二 rtFTAji.二加 ou/ran T7AJ-JIAJIIHS/KO/ T-(E7Aj-ATAJrOT/E3).DILTAj-BELTftr7)TA E血

11、2 二 i(Em-TJtm_F UA农曲 OWJU二 BM -ras dHTAJJKF-Vnos trwnij8* 刁（3）创建锥齿轮几何曲线。1）创建基准平面。单击工具栏的f“平面”创建基平面。在工作区选择S （基准平面）工具，或选择“插入” 模型基准”TOP基准平面，“偏距”输入初始值 67.5，单击“确定”，创建基准平面 DTM1。完毕注意添加关系式，平移距离等于“ =D/（2*TAN（DELTA） ”,如图3-109所示。c c第*串X詰岬r巧户）询；閱2）创建基准轴单击工具栏的 创建基准轴。在工作区按住TKEJiLF-MJjiJff.M罪口屮3硕心jELjJCE a. znrrtj1

12、 JEE tJZTAjL)1 B=a.i*Cj 5 !.rEETi_l)bp.MSE心 J W 十-I - , 关系式（基准轴）工具，或选择插入”“模型基准” t “轴” 基准轴的约束类型为“穿过”两个相交基面，创建基准轴图A_109 “关系”对话框3）创建基准点。单击工具栏的 （基准点）工具，或选择“插入” 模型基准” t“点” t “点”创建基准点。在工作区按住 Ctrl键，选择上步创建的基准轴和创建的基准平面DTM1，创建基准点PNT0，完毕单击“确定”。4）草绘齿廓截面。选择“插入” t “模型基准” T “草绘”特征工具，或单击工具栏（草绘）命令，选择 FRONT基准平面为草绘平面，

13、系统自动捕捉到与其垂直的 RIGHT基准平面为其参考平面。单击“草绘”确认，进入二位草绘模式，首先选择菜单栏“草绘” t“直线”或单击“草绘器”工具栏上的 B （直线）命令，草绘截面形状，单击 E3 （修剪）命令，修剪外形如图 3-110所示，草绘完成，单击 口确认。注意添加关系式，如图 3-111所示。图3-110草绘截面图3-111 “关系”对话框（4）创建大端齿轮基本圆。1）创建基准平面。单击工具栏的 回（基准平面）工具，或选择“插入” 模型基准”平面”创建基平面。在工作区按住 Ctrl键，选择FRONT基准平面和图3-110所示曲线 参照1,约束类型为基准平面和 FRONT基准平面“法

14、向”垂直，“穿过”参照曲线1,完毕 单击“确定”，创建基准平面 DTM2，如图3-112所示。图3-112基准平面创建2）创建基准点。单击工具栏的 （基准点）工具，或选择“插入” 模型基准” t“点”宀“点”创建基准点。在工作区按住 Ctrl键，选择图3-110曲线参照1和参照2,创建基准点PNT1，完毕单击“确定”，如图3-113所示。3）草绘截面。单击工具栏 （草绘）命令，选择DTM2基准平面为草绘平面， 单击“草绘”确认，进入二位草绘模式，单击工具栏 上（圆）命令，任意草绘 4个同心圆，圆心位于PNT1点，然后单击N （直线）命令，过点 PNT1绘制一条直线，如图 3-114所示，草绘

15、完成，单击 口确认。注意选择菜单栏“工具 /关系”命令，输入如图 3-115所示关系。最后 在工具栏单击园（再生模型）命令。图3-114 草绘截面? n| A仃迪口间1JJCLTAP-lifLli THlA_ffe-fl/TDSin-TTi.i)5B 印BF-E-TDE ITHTTAFI1、力勻V也列TAFUIEUAJ 1*9033 LL JitUf/!*-*2in- /cij ii mi 阻me吕口e 口町 liLTB/aS 口EUAj肥収r/cng t）n迥卜 邮牙件 隔辑莹入 老# ta*图3-117基准点创建系式（5）创建小端齿轮基本圆。1）创建基准平面。单击工具栏的 E （基准平面）

16、工具，或选择“插入” 模型基准”平面”创建基平面。在工作区按住 Ctrl键，选择FRONT基准平面和图3-110所示曲线 参照3,约束类型，基准平面和 FRONT基准平面“法向”垂直，“穿过”参照曲线1,完毕单击“确定”，创建基准平面 DTM3，如图3-116所示。图3-116基准平面创建2）创建基准点。单击工具栏的 H （基准点）工具，或选择“插入” 模型基准” t“点” t “点”创建基准点。在工作区按住 Ctrl键，选择图3-110所示曲线参照2和参照3, 创建基准点PNT2，完毕单击“确定”，如图3-117所示。3）草绘截面。单击工具栏 （草绘）命令，选择DTM2基准平面为草绘平面，

17、单击“草绘”确认，进入二位草绘模式，单击工具栏 门（圆）命令，任意草绘 4个同心圆，圆心位于PNT2点，然后单击工具栏 用（直线）命令绘制一条直线，如图 3-118所示，草绘完成，单击口确认。注意添加关系，选择菜单栏“工具” 关系”命令，输入如图 3-119所示关系。最后在工具栏单击 （再生模型）命令。图3-118 草绘截面（6）创建齿轮大端渐开线特征。 图3-119 “关系”对话框1）创建坐标系CSO。单击工具栏的 （坐标系）工具，或选择“插入 ”t“模型基准”f“坐标系”创建坐标系。在工作区选择 PNT1基准点作为放置参照，单击“定向”选择参 照1作为X轴的正方向，选择参照2作为Y轴的正向

18、，如图3-120所示，完毕单击“确定”，如图3-121所示。JI使同确二反向融夹角1I30 0Q参照2c c爲智I爲X繆?円划A 嗨W匡图3-124 “关系”对话框k壬哥参逖工 44=d/2/氐旅坨八41迂/忑（.卅珂腔二机1 二“血 WI1TG J dLZBiVtOiS OIU A）-drwrosmiriii414SF/CW （W口心iL：EF O2*SIH BELJAii）/C33 JE-k）ALSe ff dlLrAl VCOS ELTJul此半 （LLrA._J J）7CLb JJELlJU腿旧OF-茹前瑕5*吐比门也05 550和 r 图3-120 “坐标系”对话框置参照，单击“定向

19、”设置参数如图 3-122所示，完毕单击“确定”，注意添加关系，选择菜单栏“工具/关系”命令，选择 CS0和CS1两坐标系夹角，如图 3-123所示。输入关系如（再生模型）命令。图3-124所示，最后在工具栏单击2）创建坐标系CS1。单击工具栏的（坐标系）工具，或选择“插入”模型基准”f“坐标系”创建坐标系。在工作区选择或在模型树中选择上步创建的坐标系CS0作为放设量2垂直于屏暮.:参码达取臣-图 3-122至于丫关于Y灌”对话框-I v ZnH：KRlM图3-123坐标系夹角选择曲绞:巧道.” I反鱼|!S S Br -! ! I ml. 14 ! I IS I Be 原輻走旬属性定肯根站莎

20、3）选择“插入/模型基准/曲线”工具，或单击工具栏的 BB （基准曲线）命令，选择“从 方程”建立渐开线，“笛卡尔”坐标系，在模型树中或在工作区选择坐标系 CS1，在记事本点画线下方，输入渐开线方程，如图 3-125所示，创建完毕单击“文件”中“保存” ，返回到基准曲线对话框，最后单击“确定”生成渐开曲线如图 3-126所示。图3-125 记事本对话框图3-126 渐开线创建（7）创建齿轮小端渐开线特征。1）创建坐标系CS2。单击工具栏的 （坐标系）工具，或选择“插入” 模型基准”PNT2基准点作为放置参照，单击“定向”选择参f“坐标系”创建坐标系。在工作区选择照1作为X轴的正方向，选择参照2

21、作为Y轴的正向，如图3-127所示，完毕单击“确定”，如图3-128所示。图3-127 “坐标系”对话框图3-128坐标系创建2）创建坐标系CS3。单击工具栏的 （坐标系）工具，或选择“插入” 模型基准”t“坐标系”创建坐标系。在工作区选择或在模型树中选择上步创建的坐标系 CS2作为放置参照，单击“定向”设置参数如图 3-129所示，完毕单击“确定”，注意添加关系，选择 菜单栏“工具/关系”命令，选择 CS2和CS3两坐标系夹角，如图 3-130所示。输入关系如图3-131所示，最后在工具栏单击 （再生模型）命令。图3-129 “坐标系”对话框夹角XCt谊辑存憩寅用工且显示 晝旳5函JEH11

22、C1CUJW3）选择“插入” 模型基准” 曲线”工具，或单击工具栏的应（基准曲线）命令，选择“从方程”建立渐开线，“笛卡尔”坐标系，在模型树中或在工作区选择坐标系 CS3,在记事本点画线下方， 输入渐开线方程，如图3-132所示，创建完毕单击“文件”中“保存”， 返回到基准曲线对话框，最后单击“确定”生成渐开曲线如图 3-133所示。图3-133 渐开线创建（8）创建渐开线镜像特征。1）创建基准点。单击工具栏的 H （基准点）工具，或选择“插入” 7“模型基准” T“点” 7“点”创建基准点。出现如图 3-134所示“基准点”对话框。 在工作区按住 Ctrl键，选择分度圆和创建的渐开线，完毕单

23、击“确定” ，完成PNT3创建，如图3-135所示。图3-134基准点对话框 图3-135基准点创建（基准轴）工具，或选择“插入”Ctrl键，选择DTM2和PNT1基准点，基准轴的约束类 型为“穿过”基准点 PNT1 , “法向” DTM2基准平面，创建基准轴3）创建基准平面。单击工具栏的国7 “平面”创建基平面。出现如图2）创建基准轴。单击工具栏的“轴”创建基准轴。在工作区按住7“模型基准” 7（基准平面）工具，或选择“插入”3-136所示“基准平面”对话框。在工作区按住选择上步创建的基准轴 A 2和基准点PNT3，约束类型都为“穿过”，单击“确定”7“模型基准”Ctrl 键,，创建基准平面

24、DTM4，如图3-137所示。戲适显示114|基面图3-136 基准平面对话框图 3-137基准平面创建4）基准”创建镜像平面特征。单击工具栏的7“平面”创建镜像基准平面。出现如图（基准平面）工具，或选择“插入”3-138所示“基准平面”对话框。“模型在工作区按住 Ctrl键，选择创建的基准轴 A_2和基准平面 DTM4 , “偏距”中“旋转”角度图3-138基准平面对话框3-140 “关系”对话框(9)创建镜像渐开线特征。在模型树中或在工作区分别单击左健选中已创建的大小端渐开线特征，的Al(镜像)命令被激活，或选择“编辑” 7“镜像”命令，出现如图选择DTM5基准平面为镜像平面，单击 二1确

25、认，完成孔特征镜像，如图此时特征工具栏3-141所示对话框,3-142所示。360*COS(DELTA)/ ( 4*Z )或者-3度，单击“确定”，创建镜像基准平面 DTM5，如图3-139 所示，同时注意添加关系式， 选择菜单栏“工具/关系”命令，出现如图 3-140所 示“关系”对话框。输入夹角关系式，首 先在工作区单击 d41尺寸，在关系对话 框中出现符号尺寸 d41后输入关系式 右侧，完毕单击“确定”。图3-142镜像渐开线创建（10）创建第一个齿廓特征。1）草绘扫描轨迹。选择“插入” T “模型基准” T “草绘”特征工具，或单击工具栏（草绘）命令，选择FRONT基准平面为草绘平面，

26、 单击“草绘”确认，进入二位草绘模式，单击“草绘器”工具栏上的 （使用边）命令，边选用类型“单个” ，选择如图3-143所示参考线，最后单击13 （修剪）命令，修建扫描轨迹，完毕单击 図确认。t “模型基准” t “草绘”特征工具，或单击工具栏 （草绘）命令，选择 DTM2基准平面为草绘平面，单击“草绘”确认，进入二位草绘模式，首先选择菜单栏“草绘” t “边” t “使用”或单击“草绘器”工具栏上的 （使用边）命令，边选用类型，首先选择“环” ，选择齿顶圆和齿根圆，然后使用“单个” ，选择两条渐开齿廓线，单击 皿（圆弧）命令使其和渐开线相切生成齿根圆角，最后单击 血（修剪）命令，修剪齿廓外形

27、如图 3-144所示，草绘完成。单击 口确认。同理创建小端齿廓，选 择DTM3基准平面维草绘平面。3）创建扫描混合特征。选择菜单栏“插入” t “扫描混合”出现如图 3-145所示控制面板。单击控制面板上的“参照”，出现如图3-146所示上滑面板，选择上步创建的扫描轨迹曲线，参照控制面板被激活，接受截面控制默认方式。单击“剖面”出现如图 3-147所示上滑面板，方式选择为“所选截面”，在工作区依次选择“插入”上步创建的 2个齿廓截面，完毕单击口确认按钮或鼠标中键形成第一个齿廓， 如图3-148所示。注意添加齿根圆角关系式，选择菜单栏“工具/关系”命令，出现如图 3-149所示对话框。输入夹角关

28、系式，首先在工作区单击大端齿根圆 d77尺寸在选择小端齿根圆角 d76,在关系对话框中输入齿根圆角屮爹廳剖面选顶雇性实体(曲面 图 3-145扫描混合特征控制面板关系式，完毕单击“确定”。最后在工具栏单击 （再生模型）命令。所选童面nlTMl #剖面？ 9细节,亂面授制图3-146 “参照”上滑面板图3-147 “剖面”上滑面板-12KU1CHIUJH烏巻1入 歩数 窝用工具 显示 件C %圉逼X制已砲加BL4=DF/C0S (DELIA.)” *-； CDELTA) )/COS (DELTW；ELTik_A)/S ELTk):GB-2*BB*=SIK iDELTM)/COS ELTk):CDFBF*SIM CDELT) /COS (DELTA) 即BDtC出(PELT*)/ (4Z)+1 eOtTO；36D+CtlS iJiELTW/ (4*Z)-+IB(J+Ta21 iALFHA)/Fl-ALTHA r360*C0S CDELE 札.H (4 屹)Sia屮 31+fl：0 3LtN6AI=1% 24关系式3-149 “关系”对话框（11）创建第二个齿廓复制特征。创建过程和直齿轮复制特征创建相同。选择“编辑” t “特征操作”，单击其中的“复制”选项，在“复制特征”菜单中依次选取“移动” “选取”