ProE中斜齒輪的創(chuàng)建與運動仿真.doc

Pro/E中斜齒輪的創(chuàng)建與運動仿真一、斜齒輪的建模分析建模分析（如圖1-1所示）：（1）輸入?yún)?shù)、關系式，創(chuàng)建齒輪基本圓（2）創(chuàng)建漸開線（3）創(chuàng)建掃引軌跡（4）創(chuàng)建掃描混合截面（5）創(chuàng)建第一個輪齒（6）陣列輪齒圖1-1漸開線斜齒圓柱齒輪建模分析二、斜齒輪的建模過程1輸入基本參數(shù)和關系式（1）單擊，選擇“零件”，在新建對話框中輸入文件名“hecial_gear”,然后單擊；（2)在主菜單上單擊 “工具” “參數(shù)”，系統(tǒng)彈出“參數(shù)”對話框，如圖2-1所示；圖2-1參數(shù)”對話框（3）在“參數(shù)”對話框內單擊按鈕，可以看到“參數(shù)”對話框增加了一行，依次輸入新參數(shù)的名稱、值、和說明等。需要輸入的參數(shù)如表3-2所示；名稱值說明名稱值說明Mn6法面模數(shù)HA_齒頂高Z34齒數(shù)HF_齒根高ALPHA20壓力角X0變位系數(shù)BETA16螺旋角D_分度圓直徑B50齒輪寬度DB_基圓直徑HAX1.0齒頂高系數(shù)DA_齒頂圓直徑CX0.25頂系系數(shù)DF_齒根圓直徑表2-1創(chuàng)建齒輪參數(shù)注意：表2-1中未填的參數(shù)值，表示是由系統(tǒng)通過關系式將自動生成的尺寸，用戶無需指定。完成后的參數(shù)對話框如圖2-2所示：圖2-2“參數(shù)”對話框（4）在主菜單上依次單擊 “工具” “關系”，系統(tǒng)彈出“關系”對話框，如圖2-3所示；（5）在“關系”對話框內輸入齒輪的分度圓直徑關系、基圓直徑關系、齒根圓直徑關系和齒頂圓直徑關系。由這些關系式，系統(tǒng)便會自動生成表3-2所示的未指定參數(shù)的值。輸入的關系式如下：/*齒輪基本關系式（可不用輸入，只做解釋用）ha=(hax+x)*mnhf=(hax+cx-x)*mnd=mn*z/cos(beta)da=d+2*hadb=d*cos(alpha)df=d-2*hf完成后的“關系”對話框如圖2-3所示；圖2-3 “關系”對話框2創(chuàng)建齒輪基本圓（1）在工具欄內單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對話框；（2）選擇“FRONT”面作為草繪平面，選取“RIGHT”面作為參考平面，參考方向為向“右”，如圖2-4所示。單擊【草繪】進入草繪環(huán)境；圖2-4 “草繪”對話框（3）在繪圖區(qū)以系統(tǒng)提供的原點為圓心，繪制四個任意大小的圓，并且標注圓的直徑尺寸，如圖2-5所示。在工具欄內單擊按鈕，完成草圖的繪制；圖2-5繪制二維草圖（4）用關系式驅動圓的大小。在模型中右鍵單擊剛剛創(chuàng)建的草圖，在彈出的快捷菜單中單擊選取“編輯”；（5）在主菜單上依次單擊 “工具” “關系”，系統(tǒng)彈出關系對話框，如圖2-6所示；（6）在“關系”對話框中輸入尺寸關系如下：/*齒輪基本圓關系式sD0=dasD1=dbsD2=dfsD3=d其中D0、D1、D2、D3為圓的直徑尺寸代號，注意尺寸代號視具體情況會有所不同。da、db、df、d為用戶自定義的參數(shù)，即為齒頂圓直徑、基圓直徑、齒根圓直徑、分度圓直徑。通過該關系式創(chuàng)建的圓即為分度圓； 圖2-6 “關系”對話框3創(chuàng)建漸開線（1）依次在主菜單上單擊 “插入” “模型基準” “曲線”，或者在工具欄上單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“曲線選項”菜單管理器，如圖2-7所示；圖2-7“曲線選項”菜單管理器（2）在“曲線選項”菜單管理器上依次單擊 “從方程” “完成”，彈出“得到坐標系”菜單管理器，如圖2-8所示；圖2-8“得到坐標系”菜單管理器（3）在繪圖區(qū)單擊選取系統(tǒng)坐標系為曲線的坐標系，彈出“設置坐標類型”菜單管理器，如圖2-9所示；圖2-9 “設置坐標系類型”菜單管理器（4）在“設置坐標類型”菜單管理器中單擊 “笛卡爾”，系統(tǒng)彈出一個記事本窗口；（5）在彈出的記事本窗口中輸入曲線的方程，如下：ang=90*tr=db/2s=pi*r*t/2xc=r*cos(ang)yc=r*sin(ang)x=xc+s*sin(ang)y=yc-s*cos(ang)z=0（6）保存數(shù)據(jù)，退出記事本，完成后的曲線如圖2-10所示；圖2-10 完成后的漸開線4鏡像漸開線（1）在工具欄內單擊按鈕，或者依次在主菜單上單擊 “插入” “模型基準” “點” “點”，系統(tǒng)彈出“基準點”對話框，如圖2-11所示；圖2-11“基準點”對話框（2）單擊分度圓曲線作為參照，按住Ctrl鍵，單擊漸開線作為參照，如圖2-12所示。在“基準點”對話框內單擊【確定】，完成基準點“PNT0”的創(chuàng)建；圖2-12選取參照曲線（3）在工具欄內單擊按鈕，或者依次在主菜單上單擊 “插入” “模型基準” “軸”，系統(tǒng)彈出“基準軸”對話框，如圖2-13所示；（4）在繪圖區(qū)單擊選取“TOP”面作為參考平面，按住Ctrl鍵，單擊選取“RIGHT”面作為參考，在“基準軸”對話框內單擊【確定】，完成軸“A_1”的創(chuàng)建；圖2-13“基準軸”對話框（5）在工具欄內單擊按鈕，或者依次在主菜單上單擊 “插入” “模型基準” “平面”，系統(tǒng)彈出“基準平面”對話框；（6）在繪圖區(qū)單擊選取“A_1”軸作為參照，按住Ctrl鍵，繼續(xù)單擊基準點“PNT0”作為參照，如圖2-14所示；圖2-14“基準平面”對話框（7）繼續(xù)在工具欄內單擊按鈕，或者依次在主菜單上單擊 “插入” “模型基準” “平面”，系統(tǒng)彈出“基準平面”對話框，如圖2-15所示；圖2-15“基準平面”對話框（8）在繪圖區(qū)單擊選取剛剛創(chuàng)建的“DTM1”面作為參考平面，按住Ctrl鍵選取“A-1”軸作為參考。在偏距文本框內輸入旋轉角度為“360/（4*z）”，系統(tǒng)提示是否要添加特征關系，如圖2-16所示，單擊【是】；圖2-16 添加關系式（9）在“基準平面”對話框內單擊【確定】，完成基準平面的創(chuàng)建；（10）將關系式添加到“關系”對話框。在繪圖區(qū)右鍵單擊剛剛創(chuàng)建的基準平面“DTM2”，在彈出的快捷菜單上單擊 “編輯”。（11）在主菜單上單擊 “工具” “關系”，系統(tǒng)彈出“關系”對話框。此時系統(tǒng)顯示“DTM1”面和“DTM2”面間的夾角尺寸代號。單擊該尺寸代號，尺寸代號將自動顯示在“關系”對話框中，輸入的關系式為：/*鏡像平面旋轉角度D6=360/(4*z)完成后的“關系”對話框如圖2-17所示，在“關系”對話框內單擊【確定】完成添加關系式；圖2-17“關系”對話框（12）在繪圖區(qū)單擊漸開線特征，然后在工具欄內單擊按鈕，或者依次在主菜單上單擊 “編輯” “鏡像”。系統(tǒng)彈出“鏡像”特征定義操控面板，如圖2-18所示；圖2-18“鏡像”特征定義面板（13）在繪圖區(qū)單擊選取剛剛創(chuàng)建的“DTM2”平面作為鏡像平面，在“鏡像”特征定義操控面板內單擊按鈕，完成漸開線的鏡像。完成后的曲線如圖2-19所示。圖2-19完成后的鏡像漸開線5創(chuàng)建齒根圓（1）在工具欄內單擊按鈕，或者依次在主菜單內單擊 “插入” “拉伸”，彈出“拉伸”定義操控面板，在面板內單擊 “放置” “定義”，彈出“草繪”定義對話框；（2）選擇“FRONT”面作為草繪平面，選取“RIGHT”面作為參考平面，參考方向為向“頂”，如圖2-20所示。單擊【草繪】進入草繪環(huán)境；圖2-20“草繪”對話框（3）在工具欄內單擊按鈕，在繪圖區(qū)單擊選取齒根圓曲線，如圖2-21所示。在工具欄內單擊按鈕，完成草圖的繪制；圖2-21 選取齒根圓曲線（4）在“拉伸”特征定義操控面板內單擊選取“實體”按鈕、“拉伸到指定深度”按鈕，在拉伸深度文本框內輸入深度值為B,如圖2-22所示?；剀嚭笙到y(tǒng)提示是否添加特征關系，單擊 “是”；圖2-22“拉伸”定義面板（5）拉伸深度自動調整到用戶設置的參數(shù)B的值，在 “拉伸”特征定義操控面板內單擊按鈕，完成齒根圓的創(chuàng)建，完成后的齒根圓如圖2-23所示。圖2-23 完成后的齒根圓（6）將關系式添加到“關系”對話框，在模型樹中右鍵單擊齒根圓特征，在彈出的快捷菜單中單擊 “編輯”；（7）在主菜單上單擊 “工具” “關系”，系統(tǒng)彈出“關系”對話框。此時系統(tǒng)顯示齒根圓厚度尺寸代號。單擊該尺寸代號，尺寸代號將自動顯示在“關系”對話框中，輸入的關系式為：/*齒根圓寬度關系式D7=b完成后的“關系”對話框如圖2-24所示，在“關系”對話框內單擊【確定】完成添加關系式；圖2-24“關系”對話框6創(chuàng)建分度圓曲面（1）在工具欄內單擊按鈕，或者依次在主菜單內單擊 “插入” “拉伸”，彈出“拉伸”定義操控面板，在面板內單擊 “放置” “定義”，彈出“草繪”定義對話框；（2）選擇“FRONT”面作為草繪平面，選取“RIGHT”面作為參考平面，參考方向為向“頂”，如圖2-25所示。單擊【草繪】進入草繪環(huán)境；圖2-25“草繪”對話框（3）在工具欄內單擊按鈕，在繪圖區(qū)單擊選取分度圓曲線，如圖2-26所示。在工具欄內單擊按鈕，完成草圖的繪制；圖2-26 選取分度圓曲線（4）在“拉伸”特征定義操控面板內單擊選取“曲面”按鈕、“拉伸到指定深度”按鈕，在拉伸深度文本框內輸入深度值為B,如圖2-27所示?；剀嚭笙到y(tǒng)提示是否添加特征關系，單擊 “是”；圖2-27“拉伸”定義面板（5）拉伸深度自動調整到用戶設置的參數(shù)B的值，在 “拉伸”特征定義操控面板內單擊按鈕，完成分度圓曲面的創(chuàng)建，完成后的分度圓曲面如圖2-29所示。圖2-29分度圓拉伸特征（6）將關系式添加到“關系”對話框，在模型樹中右鍵單擊分度圓曲面特征，在彈出的快捷菜單中單擊 “編輯”；（7）在主菜單上單擊 “工具” “關系”，系統(tǒng)彈出“關系”對話框。此時系統(tǒng)顯示分度圓厚度尺寸代號。單擊該尺寸代號，尺寸代號將自動顯示在“關系”對話框中，輸入的關系式為：/*分度圓曲面寬度關系式D8=b完成后的“關系”對話框如圖2-30所示，在“關系”對話框內單擊【確定】完成添加關系式；圖2-30“關系”對話框7創(chuàng)建投影曲線這一步首先在“RIGHT”面創(chuàng)建一個斜直線，然后將這個曲線投影到分度圓曲面上。（1）在工具欄內單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”對話框；（2）選擇“RIGHT”面作為草繪平面，選取“TOP”面作為參考平面，參考方向為向“右”，如圖2-31所示。單擊【草繪】進入草繪環(huán)境；圖2-31“草繪”對話框（3）繪制如圖2-32所示的二維草圖，在工具欄內單擊按鈕，完成草圖的繪制；圖2-32繪制二維草圖（4）將關系式添加到“關系”對話框，在模型樹中右鍵單擊剛剛的草繪特征，在彈出的快捷菜單中單擊 “編輯”；（5）在主菜單上單擊 “工具” “關系”，系統(tǒng)彈出“關系”對話框。此時系統(tǒng)顯示直線相關的尺寸代號。單擊該尺寸代號，尺寸代號將自動顯示在“關系”對話框中，輸入的關系式為：D11=betaD63=b完成后的“關系”對話框如圖2-33所示，在“關系”對話框內單擊【確定】完成添加關系式；圖2-33“關系”對話框（6）單擊選取剛剛草繪的曲線，在主菜單上依次單擊 “編輯” “投影”，系統(tǒng)彈出 “投影”曲線操控面板，如圖2-34所示；圖2-34“投影曲線”定義面板（7）在繪圖區(qū)單擊選取分度圓的曲面作為投影參照，如圖2-35所示。在“投影曲線”定義面板上單擊按鈕，完成投影曲線的創(chuàng)建。圖2-35選取曲面參照8創(chuàng)建掃描混合截面（1）在工具欄內單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“草繪”定義對話框；（2）選擇“FRONT”面作為草繪平面，選取“RIGHT”面作為參考平面，參考方向為向“頂”，如圖2-36所示。單擊【草繪】進入草繪環(huán)境；圖2-36“草繪”對話框（3）以已經(jīng)創(chuàng)建的漸開線為基礎，在工具欄內單擊按鈕，系統(tǒng)彈出“類型”單選框，如圖2-37所示，單擊選取“環(huán)”，繪制如圖2-38所示的二維草圖，在工具欄內單擊按鈕，完成草圖的繪制；圖2-37“類型”單選框圖2-38繪制二維草圖（4）將圓角尺寸添加到“關系”對話框，在模型樹中右鍵單擊剛剛草繪的截面，在彈出的快捷菜單中單擊 “編輯”；（5）在主菜單上單擊 “工具” “關系”，系統(tǒng)彈出“關系”對話框。此時系統(tǒng)顯示截面圓角的尺寸代號。單擊該尺寸代號，尺寸代號將自動顯示在“關系”對話框中，輸入的關系式為：/*截面圓角半徑關系式if hax=1D14=0.38*mnendifif hax1D14=0.46*mnendif完成后的“關系”對話框如圖2-39所示，在“關系”對話框內單擊【確定】完成添加關系式；圖2-39“關系”對話框（6）下面在齒根圓的另一個端面上創(chuàng)建相應的截面，然后將截面旋轉到相應位置。在主菜單上依次單擊 “編輯” “特征操作”，系統(tǒng)彈出“特征”菜單管理器，如圖2-40所示；圖2-40“特征”菜單管理器（7）在“特征”菜單管理器上依次單擊 “復制” “完成”，系統(tǒng)彈出“復制特征”菜單管理器。在“復制特征菜單管理器”上依次單擊 “移動” “完成”，系統(tǒng)彈出“選取特征”菜單管理器，如圖2-41所示；圖2-41“選取特征”菜單管理器（8）在繪圖區(qū)單擊選取上一步創(chuàng)建的截面特征，在“選取特征”菜單管理器上單擊 “完成”，系統(tǒng)彈出“移動特征”菜單管理器，如圖2-42所示；圖2-42移動特征”菜單管理器（9）在“移動特征”菜單管理器上單擊 “平移”，系統(tǒng)彈出“選取方向”菜單管理器，如圖2-43所示；圖2-43“選取方向”菜單管理器（10）在“選取方向”菜單管理器中單擊選取 “曲線/邊/軸”，然后在繪圖區(qū)單擊選取齒根圓的端面作為參照，如圖2-44所示。系統(tǒng)彈出“方向”菜單管理器，單擊 “正向”；選取參照平面圖2-44選取參照平面（11）系統(tǒng)提示輸入偏移距離，輸入偏移距離為b,系統(tǒng)提示是否添加關系式，單擊 “是”，在“移動特征”菜單管理器中單擊 “完成移動”，在“組可變尺寸”菜單管理器中單擊 “完成”，在隨后彈出的“組元素”對話框中單擊【確定】，在“特征”菜單管理器中單擊“確定”，完成特征的復制，完成后的截面如圖2-45所示；圖2-45完成后的截面（12）將關系式添加到“關系”對話框，在模型樹中右鍵單擊剛剛的復制特征，在彈出的快捷菜單中單擊 “編輯”；（13）在主菜單上單擊 “工具” “關系”，系統(tǒng)彈出“關系”對話框。此時系統(tǒng)顯示兩個截面的尺寸代號。單擊該尺寸代號，尺寸代號將自動顯示在“關系”對話框中，輸入的關系式為：D15=b完成后的“關系”對話框如圖2-46所示，在“關系”對話框內單擊【確定】完成添加關系式；圖2-46“關系”對話框（14）旋轉復制上一步復制的截面，在主菜單上依次單擊 “編輯” “特征操作”，系統(tǒng)彈出“特征”菜單管理器，如圖2-47所示；圖2-47“特征”菜單管理器（15）在“特征”菜單管理器上依次單擊 “復制” “完成”，系統(tǒng)彈出“復制特征”菜單管理器。在“復制特征菜單管理器”上依次單擊 “移動” “完成”，系統(tǒng)彈出“選取特征”菜單管理器，如圖2-48所示；圖2-48“選取特征”菜單管理器（16）在繪圖區(qū)單擊選取上一步創(chuàng)建的復制截面特征，在“選取特征”菜單管理器上單擊 “完成”，系統(tǒng)彈出“移動特征”菜單管理器，如圖2-49所示；圖2-49“移動特征”菜單管理器（17）在“移動特征”菜單管理器上單擊 “旋轉”，系統(tǒng)彈出“選取方向”菜單管理器，如圖2-50所示；圖2-50“選取方向”菜單管理器（18）在“選取方向”菜單管理器中單擊選取 “曲線/邊/軸”，然后在繪圖區(qū)單擊選取齒根圓的中心軸作為參照，如圖2-51所示。系統(tǒng)彈出“方向”菜單管理器，單擊 “反向” “正向”；選取參照軸 圖2-51選取參照軸（19）系統(tǒng)提示輸入旋轉角度，輸入旋轉角度為“asin(2*b*tan(beta/d)”,系統(tǒng)提示是否添加關系式，單擊 “是”，在“移動特征”菜單管理器中單擊 “完成移動”，在“組可變尺寸”菜單管理器中單擊 “完成”，在隨后彈出的“組元素”對話框中單擊【確定】，在“特征”菜單管理器中單擊“確定”，完成特征的復制，完成后的截面如圖2-52所示；旋轉復制的截面圖2-52旋轉復制截面（20）旋轉角度尺寸添加到“關系”對話框，在模型樹中右鍵單擊剛剛旋轉復制的截面，在彈出的快捷菜單中單擊 “編輯”；（21）在主菜單上單擊 “工具” “關系”，系統(tǒng)彈出“關系”對話框。此時系統(tǒng)顯示旋轉角度的尺寸代號。單擊該尺寸代號，尺寸代號將自動顯示在“關系”對話框中，輸入的關系式為：D22=asin(2*b*tan(beta/d)完成后的“關系”對話框如圖2-53所示，在“關系”對話框內單擊【確定】完成添加關系式； 圖2-53“關系”對話框9創(chuàng)建第一個輪齒特征（1）在主菜單上依次單擊 “插入” “掃描混合”，系統(tǒng)彈出“掃描混合”特征定義操控面板，如圖2-54所示；圖2-54“掃描混合”特征定義面板（2）在“掃描混合”特征定義操控面板內單擊 “參照”菜單，系統(tǒng)彈出“參照”對話框，如圖2-55所示；圖2-55“參照”對話框（3）在“參照”對話框的“剖面控制”文本框內單擊選取“垂直于軌跡”，在“水平/垂直控制”文本框內輸入“垂直于曲面”，如圖2-55所示；（4）在繪圖區(qū)單擊選取分度圓上的投影曲線作為掃描混合的掃引線，如圖2-56所示；選取掃引線圖2-56選取掃引線（5）在“掃描混合”特征定義操控面板上單擊 “剖面”菜單，系統(tǒng)彈出 “剖面”定義對話框，在第一項下拉菜單中選取“所選截面”，如圖2-57所示；圖2-57“剖面”定義對話框（6）在繪圖區(qū)單擊選取如圖2-58所示的截面作為第一個掃描混合截面；單擊選取第一個截面圖2-58選取第一個截面（7）在如圖2-57所示的“剖面”定義對話框內單擊 “插入”，在“剖面”列表框內顯示“剖面2”。在繪圖區(qū)單擊選取另一個截面，如圖2-59所示。單擊選取第二個截面圖2-59 選取第二個截面注意兩個截面上掃描混合起始點的一致性，修改起始點的方法為，在如圖2-60所示的“剖面”對話框內單擊 “細節(jié)”，系統(tǒng)彈出如圖2-61所示的“鏈”對話框；圖2-60“剖面”對話框圖2-61 “鏈”對話框圖2-62“選項”選項卡（8）在“選項”選項卡內單擊選取“終點”文本框，如圖2-62所示，然后在繪圖區(qū)單擊選取起始點；（9）在“掃描混合”特征定義操控面板內單擊按鈕，完成第一個輪齒的創(chuàng)建，完成后的特征如圖2-63所示；圖2-63完成后的輪齒特征10陣列輪齒為了陣列輪齒特征，首先對創(chuàng)建完成的第一個輪齒特征進行“復制”、“旋轉”操作，從而創(chuàng)建第二個輪齒特征，對第二個輪齒進行陣列。（1）首先單擊選取已經(jīng)創(chuàng)建好的輪齒，然后在主菜單上依次單擊 “編輯” “復制”，然后再次依次單擊 “編輯” “選擇性粘貼”，系統(tǒng)彈出“選擇性粘貼”復選框，如圖2-64所示；圖2-64“選擇性粘貼”復選框（2）勾選復選框的前兩項，如圖2-64所示，單擊【確定】，系統(tǒng)彈出“選擇性粘貼”定義操控面板；（3）在“選擇性粘貼”定義面板內選取按鈕，在文本框輸入旋轉角度為“360/z”，如圖2-65所示。系統(tǒng)提示是否添加關系，單擊 “是”；圖2-65“選擇性粘貼”定義面板（4）在繪圖區(qū)單擊選取齒根圓的中心軸作為旋轉軸，如圖2-66所示。在“選擇性粘貼”定義操控面板內單擊按鈕，完成第二個輪齒的創(chuàng)建；選取旋轉中心軸圖2-66選取旋轉中心軸（5）將旋轉角度關系式添加到“關系”對話框。在模型樹中右鍵單擊第二個輪齒特征，在彈出的快捷菜單中單擊 “編輯”；（6）在主菜單上單擊 “工具” “關系”，系統(tǒng)彈出“關系”對話框。此時系統(tǒng)顯示兩個輪齒夾角的尺寸代號。單擊該尺寸代號，尺寸代號將自動顯示在“關系”對話框中，輸入的關系式為：/*第二個輪齒的旋轉角度D41=360/z完成后的“關系”對話框如圖2-67所示，在“關系”對話框內單擊【確定】完成添加關系式；圖2-67“關系”對話框（7）在模型樹中單擊剛剛創(chuàng)建的第二個輪齒特征，在工具欄內單擊按鈕，或者依次在主菜單上單擊 “編輯” “陣列”，系統(tǒng)彈出“陣列”定義操控面板，如圖2-68所示；圖2-68“陣列”特征定義面板（8）在“陣列”特征定義面板內單擊“軸”陣列，在繪圖區(qū)單擊選取齒根圓的中心軸作為陣列參照，輸入陣列個數(shù)為“24”，偏移角度為“14.4”度，在“陣列”定義操控面板單擊按鈕，完成陣列特征的創(chuàng)建；（9）將陣列參數(shù)添加到“關系”對話框。在模型樹中右鍵單擊陣列特征，在彈出的快捷菜單中單擊“編輯”；（10）在主菜單上單擊 “工具” “關系”，系統(tǒng)彈出“關系”對話框。此時系統(tǒng)顯示陣列參數(shù)尺寸代號。單擊該尺寸代號，尺寸代號將自動顯示在“關系”對話框中，輸入的關系式為：/*陣列