?

本文以漸開線圓柱齒輪為例，利用Pro/ENGINEER參數(shù)化和實體造型技術(shù)完成齒輪的參數(shù)化設(shè)計，創(chuàng)建一個漸開線圓柱齒輪模型模板，并將此模板封裝到Pro/ENGINEER設(shè)計程序中，用戶從應(yīng)用程序中可以對模型的設(shè)計參數(shù)進行查詢和修改，根據(jù)新輸入的參數(shù)對模型進行更新。

　　下面以分析一種已知變位系數(shù)的外漸開線模板為例，介紹利用Pro/ENGINEER創(chuàng)建此種漸開線圓柱齒輪模型模板的設(shè)計步驟。

　　(1)通過理論分析可以得到漸開線圓柱齒輪的基本參數(shù)，見表。

　　(2)創(chuàng)建一個草繪，如圖1所示，并將圖中4個圓的直徑由下列關(guān)系驅(qū)動：DB (基圓)=sd0;DR (齒根圓)=sd1;D(分度圓)=M·Z=sd2;DT(齒頂圓)=sd3。

　　(3)創(chuàng)建一條曲線，如圖2所示，利用方程建立此曲線，選擇圓柱坐標系，并添加方程代碼如下：

　　*為笛卡兒坐標系輸入?yún)?shù)方程

　　/*根據(jù)t(將從0變到1)對x，y和z

　　/*例如：對在x-y平面的一個圓，中心在原點

　　/*半徑=4，參數(shù)方程將是：

　　/*x=4*cos(t*360)

　　/*y=4*sin(t*360)

　　/*z=0

　　/*---------------------------------- Rb=Db/2

　　theta=t*90

　　x=Rb*cos(theta)+PI*Rb*theta*sin(theta)/180

　　y=Rb*sin(theta)-PI*Rb*theta*cos(theta)/180

　　z=0

　　(4)創(chuàng)建一個過點PN T0(漸開線與分度圓的交點)的平面DTM1，創(chuàng)建另一個過齒輪軸的平面ALVEOLUS_SYM_PLN，定義兩平面的夾角ANG由關(guān)系A(chǔ)NG=(D*PI/Z-Sn)*180/(D*PI)驅(qū)動;并根據(jù)平面ALVEOLUS_SYM_PLN鏡像得到另一條漸開線曲線，如圖3所示。

　　(5)在上述步驟生成漸開線齒槽草繪圖的基礎(chǔ)上，利用拉伸或旋轉(zhuǎn)特征做出齒輪毛坯，然后去除材料即可得到一個齒槽，將該齒槽陣列即可生成齒輪，如圖4所示。

　　根據(jù)不同的齒輪建模使用情況，我們還創(chuàng)建了其他類型的漸開線圓柱直齒輪模板。例如：內(nèi)漸開線圓柱直齒輪模板(圖5);已知變位系數(shù)的雙外漸開線圓柱直齒輪模板(圖6);已知分度圓弧齒厚的雙外漸開線圓柱直齒輪模板;已知外齒變位系數(shù)的內(nèi)外漸開線圓柱直齒輪模板等。將制作好的齒輪模板放入“*\proe Wildfire 4.0\library”目錄下(*號代表Pro/ENGINEER安裝路徑)，以方便設(shè)計人員在繪制三維模型時調(diào)用。對于已經(jīng)生成的漸開線圓柱直齒輪，當齒數(shù)、模數(shù)和變位系數(shù)等參數(shù)發(fā)生變化時，可通過此模板中的參數(shù)化設(shè)計窗口進行編輯和更改(見圖7)，可非常快速有效地得到更新后的新模型。

　　針對漸開線圓柱直齒輪繪制的復(fù)雜性和可重復(fù)性，本文利用Pro/ENGINEER參數(shù)化和造型技術(shù)創(chuàng)建應(yīng)用于不同類型的漸開線圓柱直齒輪模板，從而為漸開線圓柱直齒輪的設(shè)計提供了一種快捷有效的建模方法。參數(shù)化設(shè)計的突出優(yōu)點在于可以通過變更參數(shù)的方法來修改設(shè)計意圖。參數(shù)是參數(shù)化設(shè)計的核心概念，關(guān)系式則體現(xiàn)了參數(shù)之間相互制約的“父子”關(guān)系。零件創(chuàng)建的每一步特征，都是由參數(shù)、關(guān)系式和幾何約束進行控制，這樣最終的模型就是一個完全由參數(shù)、關(guān)系式和幾何約束控制的精確模型。設(shè)計人員只需在參數(shù)化設(shè)計窗口中鍵入或更改主要參數(shù)，便可以利用模板文件生成或更新出符合設(shè)計意圖的新齒輪模型，這不僅提高了產(chǎn)品的設(shè)計效率和質(zhì)量，而且也大大避免了設(shè)計人員的重復(fù)勞動。同時，有了精確的三維模型，也為漸開線圓柱直齒輪進行后期相關(guān)的運動仿真、有限元 各種分析以及數(shù)控加工等操作提供了便捷。