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。

3.1.2 创建直齿轮（1）新建文件。

启动PROE Wildfire3.0，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”。

图3-1 直齿轮参数化模型键槽轮齿安装孔选择公制模板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”。

（3）添加齿轮参考圆关系式。

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。

图3-5 “新建”对话框3-6 尺寸参照设置3-7 参考圆创建图3-4 参数对话框参数收集删除按钮 添加按钮 垂直参考水平参考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。

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择添加。

图3-10 参考圆创建3-9 参数尺寸选择关系式尺寸添加（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。

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3-11 曲线选项菜单图3-12 坐标系选项菜单图3-13 坐标系类型菜单图3-14 记事本对话框（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。

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。

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。

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3-17基准轴对话框参照收集器图3-18基准轴创建基准轴线约束类型图3-19 基准点对话框图3-20 基准点对话框 基准点参照参照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，完毕单击“确定”。

图3-21 基准平面对话框图3-22 基准平面创建图3-23 基准平面对话框图3-24 基准平面创建DTM2基面参照参照（6）创建镜像渐开线特征。

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。

（71）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”。

3-25 “关系”对话框关系式图 3-26镜像特征对话框图 3-27 镜像渐开线创建 镜像渐开线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。

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。

图3-28 拉伸操控面板 拉伸方式 深度值图3-29草绘对话框图3-30 快捷菜单图 3-31基准平面对话框图 3-32 拉伸特征创建齿宽符号尺寸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3-33 “关系”对话框关系式渐开线切线 圆角（8）创建第二个齿槽复制特征。

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。

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3-37 “关系”对话框图3-36 拉伸特征创建槽宽圆角图3-38 菜单管理器图3-39 复制特征菜单图3-40 选取菜单图3-41 移动菜单关系式“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”。

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 3-42 轴线选择图 3-43 复制方向选择 图 3-44 旋转角度对话框 参照轴图 3-45移动特征菜单 图 3-46 移动特征菜单图 3-47 复制特征创建角度参照关系式图3-48 复制角度选择图3-49 “关系”对话框（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”。

关系式阵列方阵列个图3-50 阵列控制面板参照尺尺寸参尺寸参关系式图3-53 参照选择图3-54“关系”对话框（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。