基于Pro_E5_0直齒圓柱齒輪的全參數(shù)化設(shè)計(jì)

1、2011年第 24期 參 數(shù)模 數(shù) 齒 數(shù)壓 力 角 /(齒頂 高系 數(shù)頂 隙 系 數(shù)齒 寬 /m m 齒 頂 高 /mm 齒 根 高 /mm 變 位 系 數(shù) 齒頂 圓直 徑 /mm基 圓 直 徑 /mm 齒 根 圓 直 徑 /mm 分 度 圓 直 徑 /mm 符號(hào) Z M AlphaHax Cx BHa Hf X DaDbDfD初值225201300. 引言齒輪傳動(dòng)是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最多的傳動(dòng)形式之一 , 它具有效率 高 、 結(jié)構(gòu)緊湊傳動(dòng)比穩(wěn)定等特點(diǎn) 。 故漸開線直齒圓柱齒輪是一種重要 的機(jī)械零件 。 因?yàn)闈u開線齒輪的齒廓是漸開線方程曲線 , 但整個(gè)齒廓 又不全是漸開線 , 在以往齒輪建模過程

2、中存在很多困難 , 所以利用 Pro /E 精確創(chuàng)建漸開線齒輪的三維模型顯得極其重要 。1.Pro /E 軟件概述Pro/E是美國(guó) PTC (Parametric Technology Corporation, 參 數(shù) 技 術(shù) 公 司 開發(fā)的大型 CAD/CAM/CAE集成軟件 。 該軟件廣泛應(yīng)用于工業(yè)產(chǎn) 品造型設(shè)計(jì) 、 機(jī)械設(shè)計(jì) 、 模具設(shè)計(jì) 、 加工制造 、 有限元分析 、 功能仿真以 及關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理等方面 , 是當(dāng)今優(yōu)秀的三大設(shè)計(jì)軟件之一 。表 1齒輪參數(shù)2. 直齒圓柱齒輪的三維建模漸開線齒輪的基本參數(shù)有是齒數(shù) 、 模數(shù) 、 壓力角 、 齒頂高系數(shù)及頂 隙系數(shù)五個(gè) 。 由于前面三個(gè)參數(shù)

3、決定了漸開線的形狀 ; 而后兩個(gè)參數(shù) 決定了采用漸開線的一段作為齒廓 , 所以這五個(gè)參數(shù)是漸開線齒廓的 基本參數(shù) 。 為便于制造 , 分度圓上的壓力角 Alpha 取標(biāo)準(zhǔn)值 20, 齒頂 高系數(shù)和頂隙系數(shù)分別取 1和 0.25。 在新建的模型參數(shù)的話框中 , 輸 入表 1中的 13個(gè)參數(shù)以及相關(guān)初值 , 完成齒輪的參數(shù)設(shè)置 。選取 FRONT 做基準(zhǔn)面草繪平面 , 創(chuàng)建齒輪的基圓 、 分度圓 、 齒頂 圓和齒根圓 , 并且設(shè)置參數(shù)以控制它們的大小 。 具體操作是添加齒輪 參 照 圓 的 計(jì) 算 關(guān) 系 式 如 下 :Ha=(Hax+X*M, Hf=(Hax+Cx-X*M, D=M*Z, Da=

4、D+2*Ha, Df=D-2*Hf, Db=d*cos(Alpha, 然后給尺寸 sd0sd3(sd0-3為四個(gè)圓的代號(hào) 添加新關(guān)系 sd0=Db, sd1=Df, sd2=D, sd3=Da。 系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)設(shè)定的參數(shù)和關(guān)系再生模型并生成新的基本尺寸 。利用曲線方程繪制輪廓線 , 設(shè)置坐標(biāo)系類型為 “ 笛卡兒 ” 坐標(biāo)系 , 在接下來(lái)出現(xiàn)的記事本編輯器中輸入漸開線方程 :x=0.5*Db*cos(t*45+0.5*Db*sin(t*45*(t*45*pi/180y=0.5*Db*sin(t*45-0.5*Db*cos(t*45*(t*45*pi/180Z=0式中 :t 方程參變量 。完成單側(cè)漸

5、開線的創(chuàng)建后 , 鏡像漸開線 。 利用 TOP 和 RIGHT 兩個(gè)平面 相交建立齒輪的基準(zhǔn)軸 A-1, 利用漸開線與分度圓的交點(diǎn)建立基準(zhǔn)點(diǎn)PNT0, 過點(diǎn) PNTO 與軸 A-l 建立基準(zhǔn)平面 DTM1, 軸 A-l 及基準(zhǔn)平面 DTM1旋轉(zhuǎn)做漸開線的鏡像平面 DTM2, 旋轉(zhuǎn)的角度為 “ -360/(4*Z” , 得到第二條漸開線 , 如圖 1所示 。圖 1圖 2圖 3創(chuàng)建齒頂圓柱體實(shí)體特征 , 設(shè)置拉伸深度為 B 。 創(chuàng)建第一齒槽 , 繪 制如圖 2的曲線 , 對(duì)漸開線與齒輪基圓交接處的圓角設(shè)置參數(shù)和關(guān)系 式 , 利用齒廓曲面將齒輪毛坯切割出齒槽 (圖 3。 利用軸陣列已創(chuàng)建 的齒槽 ,

6、 完成整個(gè)齒輪齒形的創(chuàng)建 (圖 4。 對(duì)陣列后的特征進(jìn)行編輯 , 在關(guān)系中設(shè)置陣列特征總數(shù) (代號(hào)為 P30 為 :“ P30=Z”。通過實(shí)體造型方法 , 創(chuàng)建齒輪的軸孔 、 鍵槽 、 分布孔等其他特征 , 并且設(shè)置參數(shù)和關(guān)系式以控制相關(guān)的尺寸 , 見圖 5。3. 參數(shù)化模型通過 Pro /E 工具里的參數(shù)對(duì)話框 , 修改模數(shù) 、 齒數(shù)等參數(shù) , 即可生 成新的齒輪 。 例如將模數(shù) M 改為 3, 齒數(shù) Z 改為 40, 齒寬 B 改為 20后 生成齒輪如圖 6所示 。圖 4圖 5圖 64. 結(jié)束語(yǔ)利用 Pro /E 的參數(shù)化模塊實(shí)現(xiàn)齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì) , 提高了齒輪的 建模精度 。 通過更改系

7、統(tǒng)里的參數(shù) , 即可自動(dòng)生成自己想要的齒輪的 三維造型 , 從而使設(shè)計(jì)人員減少繁瑣復(fù)雜的工作 。 本文對(duì)在 Pro /E 環(huán) 境下 , 直齒圓柱齒輪參數(shù)化設(shè)計(jì)的研究有重要意義 。 科【 參考文獻(xiàn) 】1譚雪松 , 等 .Pro /E Wildfire 基礎(chǔ)教程 M. 北京 :人民郵電出版社 , 2005.2張文兵 , 王侃 . 基于 Pro /E 的齒輪類零件三維建模 J.北京工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 學(xué)報(bào) , 2009,(3.3李國(guó)斌 . 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ) M.機(jī)械工業(yè)出版社 , 2010.劉曉飛(中山火炬職業(yè)技術(shù)學(xué)院 廣東中山528437【 摘 要 】 介紹了基于 Pro /E Wildfire5.0的

8、環(huán)境下創(chuàng)建直齒圓柱齒輪三維特征造型的方法 。 依據(jù)齒輪的形成原理 , 利用 Pro /E 強(qiáng)大的參數(shù) 化設(shè)計(jì)功能 , 詳細(xì)闡述了標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的設(shè)計(jì)方法 ?！?關(guān)鍵詞 】 直齒圓柱齒輪 ; 漸開線 ; 參數(shù) ; 關(guān)系式(上接第 140頁(yè) 了 GEB-一條永恒的金帶 一書 , 探討了繪畫 、 音 樂 、 數(shù)學(xué)三者之間的天然聯(lián)系 。 繪畫作品尤其是抽象繪畫構(gòu)成趨向具 有突出的音樂性 。 近年來(lái)美育的研究成果表明 , 教育中實(shí)施審美教育 是不局限于狹義的教育 , 美育的目的絕不僅僅是為培養(yǎng)專門的藝術(shù)家 而施教 , 它是全面提高學(xué)生素質(zhì)的重要組成部分 。 可愛的孩子們對(duì)于 繪畫不是沒有感情 , 他們不是不想把心中的 “ 歌曲 ” 唱出來(lái) 。 他們需要 的是一種激發(fā) , 是一種氛圍 。 借鑒一些其它的優(yōu)勢(shì) , 在教學(xué)中加以運(yùn) 用 , 能起到四兩拔千金的效果 。 在各種藝術(shù)形式的相互作用下使教學(xué)效果最大限度的提高 。把音樂和諧地滲透到美術(shù)教學(xué)中 , 使音美兩者相互滲透 , 以