ProE直齿轮的参数化建模.docx
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ProE直齿轮的参数化建模
3.1直齿轮的参数化建模
3.1.1零件分析
直齿轮外形如图3-1所示,由轮齿、键槽、轴孔等基本结构特征组成。
直齿轮建模的具体操作步骤如下:
(1)添加直齿轮设计参数。
(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)创建阵列特征。
轮齿
图3-1直齿轮参数化模型
键槽
安装孔
3.1.2创建直齿轮
(1)新建文件。
图3-2“新建”对话框
图3-3“模板”对话框
启动PROEWildfire3.0,单击工具栏
(新建)工具,或单击菜单“文件”→“新建”。
出现如图3-2所示对话框。
选择系统默认“零件”,子类型“实体”方式,“名称”栏中输入zhichilun,同时注意不勾选“使用缺省模板”。
选择公制模板mmns-part-solid,如图3-3所示,然后单击“确定”。
(2)创建齿轮设计参数。
选择菜单栏“工具”→“参数”命令,出现如图3-4所示对话框。
单击
(添加)按钮,依次添加齿轮设计参数及初始值,m(模数)值2.75,alpha(压力角)值20度,df(齿根圆直径),da(齿顶圆直径),db(基圆直径),d(分度圆直径),b(齿宽)值24mm,z(齿数)值10个。
添加完毕单击“确定”。
图3-4参数对话框
参数收集器
添加按钮
删除按钮
(3)添加齿轮参考圆关系式。
图3-5“新建”对话框
水平参考
垂直参考
3-6尺寸参照设置
1)选择“插入”→“模型基准”→“草绘”特征工具,或单击工具栏
(草绘)命令,出现如图3-5所示对话框。
选择FRONT基准平面为草绘平面,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,进入二维草绘模式如图3-6所示。
3-7参考圆创建
2)草绘截面。
首先选择工具菜单栏“草绘”→“圆”或单击“草绘器”工具栏上的
(圆)命令,任意草绘4个同心圆,完成单击
确认如图3-7所示。
尺寸添加
关系式
3-8“关系”对话框
3)选择工具菜单“工具”→“关系”命令,出现如图3-8所示对话框。
输入齿轮参考圆关系式,输入完毕,首先在工作区单击Φd0尺寸,如图3-9所示,符号尺寸被添加到关系对话框中,然后建立等式剩余部分“=d”(分度圆)。
按照顺序依次添加其他尺寸Φd1,Φd2,Φd3,同时建立等式关系,添加完毕单击“确定”。
进入到三维模式,最后在工具栏单击
(再生模型)命令,根据关系创建参考圆如图3-10所示,注意Φd1,Φd2,Φd3不能手动输入,只能在工作区单击选
图3-10参考圆创建
择添加。
3-9参数尺寸选择
(4)创建齿轮齿廓渐开线特征。
1)选择“插入”→“模型基准”→“曲线”工具,或单击工具栏的
(基准曲线)命令,出现如图3-11所示菜单,选择“从方程”建立渐开线,然后单击“完成”确认,此时系统提示选择坐标系,在工作区或模型树直接单击系统默认坐标系,最后单击确定,进行坐标系创建类型的选择,如图10-13所示。
图3-12坐标系选项菜单
图3-11曲线选项菜单
图3-13坐标系类型菜单
2)单击“笛卡尔”坐标系,出现如图3-14所示记事本,在记事本点划线下方,输入渐开线方程,渐开线方程以参数方程形式表示,t为proe的默认变量,取值范围0-1,常量PI为圆周率,s为中间变量,用户自行定义,渐开线以X-Y直角坐标系建立,Z轴取值为0。
渐开线方程输入完毕,单击记事本“文件”→“保存”。
最后单击曲线对话框“确定”按钮,生成如图3-16所示渐开线。
图3-14记事本对话框
图3-15曲线对话框
图3-16渐开线创建
(5)创建镜像基准平面特征。
1)创建基准轴。
单击工具栏的
(基准轴)工具,或选择“插入”→“模型基准”→“轴”创建基准轴。
出现如图3-17所示“基准轴”对话框。
在工作区按住Ctrl键,选择RIGHT和TOP基准平面,基准轴的约束类型为“穿过”两个相交基面,单击“确定”完成创建如图3-18所示。
图3-17基准轴对话框
图3-18基准轴创建
参照收集器
基准轴线
约束类型
2)创建基准点。
图3-20基准点对话框
单击工具栏的
(基准点)工具,或选择“插入”→“模型基准”→“点”→“点”创建基准点。
出现如图3-19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为参照,完毕单击“确定”,完成PNT0创建,如图3-20所示。
基准点
参照
参照
图3-19基准点对话框
3)创建基准平面。
单击工具栏的
(基准平面)工具,或选择“插入”→“模型基准”→“平面”创建基平面。
出现如图3-21所示“基准平面”对话框。
在工作区按住Ctrl键,选择创建的基准轴和基准点PNT0,单击“确定”,创建基准平面DTM1,如图3-22所示。
图3-22基准平面创建
图3-21基准平面对话框
4)创建镜像平面特征。
单击工具栏的
(基准平面)工具,或选择“插入”→“模型基准”→“平面”。
出现如图3-23所示“基准平面”对话框。
在工作区按住Ctrl键,选择创建的基准轴和基准平面DTM1,在“偏距”中输入“旋转”角度360/(4*Z),单击“确定”,创建镜像基准平面DTM2,如图3-24所示,同时注意添加关系式,选择工具菜单“工具/关系”命令,出现如图3-25所示对话框。
输入夹角关系式,首先在工作区单击Φd5尺寸,在关系对话框中出现符号尺寸Φd5后输入关系式右侧,完毕
图3-23基准平面对话框
单击“确定”。
图3-24基准平面创建
DTM2基面
参照
参照
关系式
3-25“关系”对话框
(6)创建镜像渐开线特征。
图3-26镜像特征对话框
在模型树中或在工作区首先单击左健选中已创建的渐开线特征,此时特征工具栏的
(镜像)命令被激活,或在“编辑”→“镜像”菜单中选择
(镜像)命令,出现如图3-26所示对话框,选择DTM2基准平面为镜像平面,单击
确认,完成孔特征镜像,如图3-27所示。
图3-27镜像渐开线创建
镜像渐开线
(7)创建第一个齿槽特征。
1)单击工具栏
(拉伸)命令或选择“插入”→“拉伸”工具按钮,选择实体拉伸方式,指定拉伸深度“b”等于尺宽,如图3-28所示。
此时系统提示,“是否添加关系”,单击“是”。
去除材料
特征创建方向
图3-28拉伸操控面板
深度值
拉伸方式
图3-30快捷菜单
2)单击“放置”“定义”如图3-29,或在工作区单击右键出现快捷菜单如图3-30,选择“定义内部草绘”,进入草绘剖面对话框。
图3-29草绘对话框
3)选择FRONT基面作为草绘平面,系统自动捕捉到RIGHT基面为草绘参考平面,位于草绘平面顶部,如图3-31所示,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
(使用边)命令,类型选择“环”,在草绘区,单击齿顶圆轮廓线。
完成单击
确认,进入三维模式,直接单击
确认按钮或鼠标中键形成齿轮毛坯,如图3-32所示,完毕注意添加关系式,选择菜单栏“工具”→“关系”命令,出现“关系”对话框。
首先在工作区单击Φd13尺寸,然后在关系对话框输入关系式,如图3-33所示。
齿宽符号尺寸
图3-32拉伸特征创建
图3-31基准平面对话框
关系式
图3-33“关系”对话框
4)创建齿槽。
创建和毛坯创建过程相同,单击工具栏
(拉伸)命令,“除材料”方式,选择FRONT基面作为草绘平面,系统自动捕捉到RIGHT基面为草绘平面参考平面,位于草绘平面顶部,如图3-34所示,单击“草绘”,进入二维草绘模式。
草绘齿槽轮廓外形,首先选择菜单工具栏“草绘”→“边”→“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,激活齿槽需要使用的实体边,再次使用工具栏的
(直线)命令绘制两条直线和渐开线相切,单击
(圆角)命令,倒齿根圆角,最后单击
(修剪)命令,修建齿槽外形,草绘完成如图3-35所示,单击
确认。
进入三维模式,在拉伸深度值中输入“b”等于齿宽。
完毕系统提示“是否添加关系式特征”,单击“是”,完成单击
确认,创建出第一个齿槽。
注意添加关系式,添加过程和上步创建过程相同,添加尺寸选择如图3-36所示,齿槽深度d7=b,齿根圆角d16=0.38*m,关系如图3-37所示。
图3-35草绘齿槽截面
图3-34基准平面对话框
渐开线
圆角
切线
槽宽
圆角
图3-36拉伸特征创建
关系式
3-37“关系”对话框
(8)创建第二个齿槽复制特征。
图3-39复制特征菜单
1)选择菜单栏“编辑”→“特征操作”,出现如图3-38所示特征菜单管理器,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,如图3-39所示,然后单击“完成”选项。
出现如图3-40所示菜单,提示选取需要复制的特征,在工作区或在模型树种选取上一步创建的齿槽拉伸除材料特征作为复制对象,最后在“选取特征”菜单中选取“完成”选项。
图3-41移动菜单
图3-40选取菜单
图3-38菜单管理器
2)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“曲线/边/轴”选项,如图3-41所示。
选取如图3-42所示的齿轮毛坯回转轴线作为复制参照。
此时红色箭头指示特征移动方向,选择完毕,出现如图3-43所示菜单,进行复制移动方向选择,单击“正向”确认图示移动方向。
系统提示输入旋转角度如图3-44所示,输入旋转角度关系式360/Z,完毕单击
确认。
出现如图3-45所示移动菜单,单击“完成移动”。
图3-43复制方向选择
图3-42轴线选择
参照轴
图3-44旋转角度对话框
3)确认完毕,出现如图3-46所示对话框,依次选择“确定”(选取)/“完成”(组)/“确定”,创建复制特征如图3-47所示。
完毕注意添加关系式,添加过程和上步相同,选择“工具”→“关系”命令,添加复制旋转角度,在工作区单击旋转角度符号尺寸如图3-48所示,添加关系式如图3-49所示,完毕单击“确定”。
图3-46移动特征菜单
图3-45移动特征菜单
图3-47复制特征创建
关系式
关系式
图3-49“关系”对话框
图3-48复制角度选择
角度参照
(9)创建齿槽阵列特征。
在工作区或在模型树上,首先选择上步创建的复制的组特征,此时工具栏的
(阵列)特征将被激活,或者选取工具菜单栏“编辑”→“阵列”,出现如图3-50所示对话框,阵列方式选择“尺寸”阵列,阵列个数为9个,然后在工作区选择复制旋转角度作为尺寸参照,如图3-51所示,完毕直接单击
确认按钮或鼠标中键,完成阵列特征,如图3-52所示。
注意添加阵列关系式,选择“工具/关系”命令,添加阵列旋转角度和阵列数目,在工作区单击旋转角度符号尺寸和阵列尺寸符号,如图3-53所示,添加关系式旋转角度d73=360/Z,阵列个数p74=Z-1,如图3-54所示,完毕单击“确定”。
图3-50阵列控制面板
阵列个数
阵列方式
图3-52阵列特征创建
图3-51阵列尺寸参照选择
参照尺寸
关系式
图3-53参照选择
关系式
图3-54“关系”对话框
尺寸参照
尺寸参照
(10)参数化模型。
选择菜单栏“工具/参数”命令,出现如图3-55所示对话框。
修改设计参数,m(模数)值改为3,z(齿数)值改为15个,单击“确定”。
最后在工具栏单击
(再生模型)命令,生成新的齿轮三维实体模型,如图3-56所示。
修改值
图3-55“参数”对话框
图3-56齿轮参数化模型
(11)修饰特征。
单击工具栏
(拉伸)命令或选择菜单栏“插入”→“拉伸”工具按钮,选择实体“除材料”方式,指定拉伸深度“穿透”,选择齿轮的端面为草绘平面,单击草绘工具绘制轴孔和键槽,如图3-57所示。
完毕单击
确认,进入三维模式,直接单击
确认按钮或鼠标中键,完成拉伸特征,如图3-58所示。
图3-57草绘截面
图3-58拉伸特征创建
3.2斜齿轮的参数化建模
3.2.1零件分析
斜齿轮外形如图3-59所示,由轮齿、键槽、轴孔等基本结构特征组成。
图3-59斜齿轮参数化模型
轮齿
键槽
安装孔
斜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)创建齿廓型面扫描混合特征。
(5)创建阵列特征。
(6)简单渲染。
3.1.2创建斜齿轮
(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xiechilun,选择公制模板mms-part-solid。
(2)添加齿轮参数。
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,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“确定”。
图3-60参数对话框
参数收集器
添加按钮
删除按钮
(3)添加齿轮参考圆关系式。
创建过程和直齿轮相同,选择“插入”→“模型基准”→“草绘”工具,或单击工具栏
(草绘)命令,选择FRONT基准平面为草绘平面,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,草绘截面,任意草绘4个同心圆完毕单击“确定”,注意添加关系,选择菜单栏“工具/关系”命令,输入关系式,添加尺寸如图3-61所示关系。
关系式
尺寸添加
3-61“关系”对话框
(4)创建齿轮齿廓渐开线特征。
创建过程和直齿轮相同,选择“插入”→“模型基准”→“曲线”工具,或单击工具栏的
(基准曲线)命令,选择“从方程”建立渐开线,“笛卡尔”坐标系,在记事本点画线下方,输入渐开线方程,如图3-62所示。
图3-62记事本对话框
关系式
关系式
3-64“关系”对话框
图3-63基准平面创建
DTM2基面
(5)创建镜像基准平面特征。
创建过程和直齿轮相同,1)创建基准轴。
单击工具栏的
(基准轴)工具,或选择“插入”→“模型基准”→“轴”创建基准轴。
在工作区按住Ctrl键,选择RIGHT,TOP基准平面,基准轴的约束类型为“穿过”两个相交基面,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”→“点”→“点”创建基准点。
在工作区按住Ctrl键,选择分度圆和创建的渐开线,完毕单击“确定”,完成PNT0创建,3)创建基准平面。
单击工具栏的
(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,选择创建的基准轴和基准点PNT0,单击“确定”,创建基准平面DTM1。
4)创建镜像平面特征。
单击工具栏的
(基准平面)工具,或选择“插入”→“模型基准”→“平面”创建镜像基准平面。
在工作区按住Ctrl键,选择创建的基准轴和基准平面DTM1,“偏距”“旋转”角度360/(4*Z),单击“确定”,创建镜像基准平面DTM2,选择菜单栏“工具/关系”命令,添加基面DTM2角度关系如图3-64所示。
(6)创建渐开线镜像特征。
创建过程和直齿轮相同。
在模型树中或在工作区首先单击左健选中已创建的渐开线特征,此时特征工具栏的
(镜像)命令被激活,或在菜单中“编辑”→“镜像”,选择DTM2基准平面为镜像平面,单击
确认,完成孔特征镜像如图3-65所示。
(7)创建第一个齿廓截面特征。
1)草绘齿廓截面。
选择“插入”→“模型基准”→“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,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/边/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”,选择两条渐开线,单击
(圆弧)命令使其和渐开线相切生成齿根圆角,最后单击
(修剪)命令,修建齿槽外形如图3-66所示,草绘完成,单击
确认。
图3-66草绘截面
图3-65镜像特征创建
渐开线
圆弧
圆角相等
2)复制齿廓截面。
选择菜单栏“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。
系统提示选取需要复制的特征,选取上一步创建的草绘齿廓作为复制对象,最后在“选取特征”菜单中选取“完成”选项。
在随后弹出的“移动特征”菜单中选取“平移”选项,在“选取方向”菜单中选取“平面”选项,选取FRONT基准平面作为复制参照。
此时红色箭头指示特征移动方向,选择完毕,输入平移距离B(齿宽),在随后弹出的“移动特征”菜单中再次选取“旋转”选项,在“选取方向”菜单中选取“平面/边/轴线”选项,选取基准轴A_1为复制参照。
此时红色箭头指示特征移动方向,单击“正向”确认移动方向。
系统提示输入旋转角度关系ASIN(2*B*TAN(BETA)/D),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3-67所示。
3)添加关系式。
选择菜单栏“工具/关系”命令,在工作区单击上步创建的复制特征,依次添加旋转角度“=ASIN(2*B*TAN(BETA)/D)”或者“=beta”螺旋角,平移距离“=b”,齿根圆角输入如下条件语句:
如图3-68所示。
ifhax>=1
d26=0.38*m
endif
ifhax<1
d26=0.46*m
endif
图3-68“关系”对话框
图3-67复制特征创建
关系式
(8)创建第一个齿廓特征。
1)创建扫描轨迹投影曲面。
单击工具栏
(拉伸)命令,拉伸类型“曲面”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
(使用边)命令,边选用类型,首先选择“环”,单击分度圆,草绘完成,单击
确认,指定拉伸深度为b(齿宽),如图3-69所示。
注意添加深度关系式,选择菜单栏“工具/关系”命令,添加拉伸尺寸关系,如图3-70所示。
图3-70“关系”对话框
图3-69投影曲面创建
关系式
图3-72“关系”对话框
图3-71扫描轨迹创建
2)草绘扫描轨迹。
选择“插入”→“模型基准”→“草绘”工具,或单击工具栏
(草绘)命令,选择RIGHT基准平面为草绘平面,单击“草绘”确认,进入二维草绘模式,单击工具栏的
(直线)命令绘制一条直线,草绘完成,单击
确认,如图3-71所示,注意添加扫描轨迹尺寸关系,选择菜单栏“工具”→“关系”命令,添加长度等于齿宽“=b/cos(beta)”,夹角等于“=beta”,如图3-72所示。
扫描轨迹
图3-73投影控制面板
3)创建投影曲线。
选择菜单栏“编辑/投影”,出现如图3-73所示投影控制面板,单击“参照”上滑面板,“链”选取上步创建的投影轨迹线,然后在“曲面”选项中添加投影基面,选择创建的拉伸投影曲面,最后单击“方向参照”,选取RIGHT基准平面作为方向投影参照,如图3-74所示。
设置完毕,单击单击
确认按钮或鼠标中键形成投影轨迹曲线,如图3-75所示。
投影轨迹
图3-74“参照”上滑面板
图3-75投影曲线创建
4)创建扫描混合特征。
选择菜单栏“插入”→“扫描混合”出现如图3-76所示控制面板。
单击控制面板上的“参照”,出现如图3-77所示上滑面板,选择上步创建的投影轨迹曲线,参照控制面板被激活,接受截面默认控制方式。
单击“剖面”出现如图3-78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
确认按钮或鼠标中键创建出第一个齿廓,如图3-79所示。
图3-76扫描混合特征控制面板
加厚
去除
实体
曲面
曲面
实体
图3-78“剖面”上滑面板
图3-77“参照”上滑面板
图3-79扫描混合特征创建
(9)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。
选择菜单栏“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廓作为复制对象,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,单击“正向”确认移动方向。
系统提示输入旋转角度,输入关系“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”,结果如图3-80所示。
完毕注意添加复制旋转角度关系,选择“工具/关系”命令,添加旋转角度360/z,如图3-81所示。
图3-80复制特征创建
图3-82阵列特征创建
旋转角度
(10)创建其余齿廓阵列特征。
图3-83“关系”对话框
创建过程和直齿轮的创建过程相同,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,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3-82所示。
注意添加尺寸关系,选择上步复制旋转角度作为参考尺寸,添加尺寸参照,如图3-83所示。
图3-81“关系”对话框
关系式
关系式
(11)创建齿轮主体特征。
单击工具栏
(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
(使用边)命令,边选用类型,首先选择“环”,单击齿根圆,草绘完成,单击
确认,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,如图3-84所示。
注意添加宽度关系式,选择“工具”→“关系”命令,添加拉伸尺寸关系,如图3-85所示。
图3-85“关系”对话框
图3-84拉伸特征创建
关系式
(12)参数化模型。
选择菜单栏“工具”→“参数”命令,修改设计参数,m(模数)值改为3,z(齿数)值改为30个,b(齿宽)值改为15,单击“确定”如图3-86所示。
最后在工具栏单击
再生模型命令,生成新的齿轮三维实体模型,如图3-87所示。
图3-86“参数”对话框
图3-87拉伸特征创建
(13)创建齿轮修饰特征。
1)创建基准平面。
单击工具栏的
(
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- ProE 齿轮 参数 建模