基于Pro_E的弧齿锥齿轮参数化精确建模_王犇

机械 2007年第1期 总第34卷 计算机应用技术 ·35·——————————————— 收稿日期：2006－08－22作者简介：冉兆波，在读研究生，研究方向为机械CAD/CAE ；万朝燕，教授，硕士生导师。

基于Pro/E 的渐开线弧齿锥齿轮的三维建模冉兆波，万朝燕（大连交通大学 机械工程学院，辽宁 大连 116028）摘要：介绍了在Pro/E 环境下，实现标准渐开线弧齿锥齿轮的造型方法和步骤，从原理出发，利用方程建立渐开线，从而保证齿形的准确性。

通过建立齿轮中各变量与模数m 、齿数z 等基本参数的关系，实现了不同模数、齿数齿轮的快速造型，提高了设计效率。

关键词：渐开线；弧齿锥齿轮；Pro/E中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1006－0316（2007）01－0035－03Study on the method of molding for the standard involute spiral cone gear based on Pro/EngineerRAN Zhao-bo ，WAN Chao-yan（Dalian Jiaotong University ，Dalian 116028，China ）Abstract ：Introduces the methodologies and steps of exact modeling for the standard involute spiral cone gear in environment of Pro/ Engineer. Based on principle, using equation build up the involute ．Consequently we can ensure the accuracy of the involute gear shape. Carry out quick modeling of various modulus and teeth number by set up relations between variable and basic parameters. t raised the design efficiency. Key words ：Involute ；spiral cone gear ；Pro/E弧齿锥齿轮作为基础传动件，用于传递相交轴之间的运动和动力，广泛应用于航空、航海、汽车、拖拉机、机床等行业中。

基于Pro/E实现齿轮三维参数化建模魏永乐，晁彩霞辽宁工程技术大学机械学院，辽宁阜新（123000）E-mail：weiyongle@摘要：利用Pro/Engineer系统提供的Pro/Program、Pro/Toolkit等二次开发模块以及功能强大的Visual C++编程工具，在Pro/Engineer系统中实现了齿轮三维参数化建模，提高了齿轮的设计质量和效率。

关键词：Pro/E；二次开发；参数化建摸；齿轮中图分类号：TP391.721．引言齿轮作为最重要的基础传动零件被广泛地应用于各个行业的生产设备中，因此齿轮设计的是否合理，将直接影响到设备的生产效率和寿命。

由于齿轮结构比较复杂，故齿轮的设计和生产过程中，需要进行大量的分析、计算和绘图工作。

在传统的齿轮设计中，齿轮的设计和强度校核过程主要是通过人工完成的，存在计算繁琐、设计周期长、效率低等问题，而且容易出现设计误差和错误，难以实现优化设计。

建立齿轮的三维实体模型，分析齿轮工作状态和受力状况，得到优化齿形，这对于提高齿轮的传动质量和使用寿命有重要意义。

本文以Pro/Engineer为平台，利用Pro/Toolkit等二次开发模块，探讨了直齿渐开线齿轮三维参数化建模的方法，最终实现了齿轮三维模型快速、精确的建立。

并且为进一步实现齿轮的传动及受力分析奠定了基础。

2．Pro/E二次开发工具Pro/Engineer系统是美国PTC公司的优秀产品，提供了产品三维造型设计、加工、分析及绘图等功能的完整CAD/CAE/CAM解决方案。

目前Pro/E软件在我国的机械、模具、汽车、航天、电子、家电、工业设计、玩具等行业取得了广泛的应用。

Pro/E在提供强大的产品设计、分析、制造等功能的同时，还为用户提供了多种二次开发工具，有：族表、用户定义特征、Pro/Program、J-link、Pro/Toolkit等[1]。

本文Pro/Program 和Pro/Toolkit二次开发工具。

文章编号 :1004-2539(2010 11-0028-03基于 Pro/E 的双圆弧弧齿锥齿轮仿真加工与建模方法研究李红渊王铁张瑞亮沈王君(太原理工大学机械工程学院 , 山西太原 030024摘要基于双圆弧弧齿锥齿轮啮合原理和 Gleason 数控铣齿机的运动机理 , 采用Pro/E 建立了双圆弧弧齿锥齿轮仿真加工模型 , 进而加工出双圆弧弧齿锥齿轮三维模型 , 为进一步研究此项课题提供了一种精确建模的方法。

关键词双圆弧弧齿锥齿轮 Pro/E 仿真加工三维建模Study on the S imulative Machining and Modeling Methodof Bi -arc S piral Bevel Gears Based on Pro/ELi Hongyuan Wang Tie Zhang Ruiliang Shen Jun(College of Mechanical Engi neering, Taiyuan Universi ty of Technol ogy, Tai yuan 030024, Chi naAbstract Based on the meshing principle of bi-arc spiral bevel gears and machining mechanism of Gleason NC gear milling, the simulative machining model of bi-arc spiral bevel gears is established by Pro/E. A pair of gears is simulatively processed through this method. The gear models prove to be applicable for the further research.Key words FSH Spiral bevel gears Pro/E Simulative machining 3D modeling0 引言20世纪 80年代 , 太原理工大学朱景梓等提出了弧齿锥齿轮采用等高齿分阶式双圆弧齿形 [1]26-28, 形成了双圆弧弧齿锥齿轮的新型传动形式 , 这种齿轮传动形式比普通的弧齿锥齿轮具有较高的强度 [2]41-43。

基于Pro/engineer直齿锥齿轮参数化设计及其二次开发模型库的建立杨纬纬郑维明摘要:详细说明pro/e的CAD模块中，通过对直齿锥齿轮参数化建模的应用详细解读参数化建模的过程，应用族表技术在建立其参数化模型库，并介绍了基于Pro/Program的二次开发平台的直齿锥齿轮参数化模型库的建立。

关键词：Pro/e 参数化设计族表二次开发１引言Pro/E是美国PTC公司开发的CAD/CAE/CAM系统解决方案，其强大的三维处理功能、先进的设计理念和简单实用的操作受到许多设计者推崇。

其CAD辅助设计系统采用参数化设计、基于特征的实体模型化设计系统。

与传统的CAD所建立的几何图素简单堆叠的模型不同，Pro/E的CAD系统建立的模型可以深刻地体现设计者的思想，不但可以真实体验设计产品的可视化模型而且可以适应提高重复型、改进型设计效率以及参数化、信息全相关的要求。

2参数化建模原理及分析参数化设计方法使设计者构造模型时可以集中于概念设计和整体设计，充分发挥创造性，提高设计效率。

其主要思路如图1所示，通过对产品的建模特征的解析，从特征中抽象出特征参数，再对特征参数进行分析，得到参数模型。

根据模型信息建立参数间关联与约束并确定某些参数为设计变量，进而建立由设计变量驱动的零件族。

通过参数化的方法，建立零件，可以方便零件族的实现及其管理操作，可以实现设计中大量重复、改进型设计的效率提高。

参数化设计对于形状大致相似的一系列零部件，只需修改相关参数，便可生成新的零部件，从而大大提高设计效率。

零件族由一个模板和用来驱动模板的表格组成，模板含有生成零件族成员的全部特征，族表反映模板设计变量值、表达式关系及零件属性等的更改。

零件族成员是一系列结构相似的零件，对模板的修改将自动更新零件族的所有成员。

在Pro/E中建立的零件族实现方法主要有两种：（1）族表。

先建立一个通用零件为父零件，然后在其基础上对各参数（如尺寸，特征参数，组件等）加以控制，生成派生零件；（2）程序建模。

基于Pro/E ngineer 的圆锥齿轮的三维参数化造型设计戴护民(武汉船舶职业技术学院机械工程系,湖北武汉　430050)摘　要　深入研究了圆锥齿轮参数化造型设计的基本方法,采用7个独立参数作为圆锥齿轮齿形特征参数,给出了圆锥齿轮造型设计的详细步骤。

利用Pro/Engineer 的Program 模块实现了参数修改程序,扩展了模型构造方式。

关键词　圆锥齿轮;参数化;Program 模块中图分类号　TP391.72 文献标志码　A 1671-8100(2006)01-0033-03收稿日期:2005-08-20作者简介:戴护民,男,讲师,博士研究生,主要从事模具设计教学与研究工作。

Pro/E 中的Program 二次开发工具,很好地体现了参数化设计的特性,能方便地实现对已有的各种实体库通过实体的基本参数的改变而生成所需的新的实体,从而缩短产品开发的时间并简化开发的流程,大大地提高设计效率。

本文针对圆锥齿轮的实体建模,记录在Program 模块中生成的参数,根据需要进行修改,然后运行这个程序再输入变更的参数生成新的齿轮。

1　圆锥齿轮实体造型分析由于圆锥齿轮的外形比较复杂,完全由参数和代码形成所有特征并确定它们的关系非常困难,造型难点在于如何确定圆锥齿轮的齿廓线位置,正确作出圆锥齿轮的齿形。

本文所采用的方法是以方程式创建三维球面渐开线,基圆,齿根圆,齿顶圆,节圆,利用以上曲线完成圆锥齿形构建,以阵列方式完成齿形的复制,最后剪切生成圆锥齿轮。

这种方法的特点是可以快速,精确地设计圆锥齿轮,充分发挥三维参数化设计的优势。

球面渐开线的关系式用如下参数式来描述:x =r cos (βsin δb )sin δb sin β+r sin (βsin δb )cos βy =r cos (βsin δb )sin δb sin β+r sin (βsin δb )sin βz =r cos (βsin δb )cos δb(1)其中:r 为节锥距;β=360×t ,t 是一个0～1的渐变量(下同);δb 为基圆锥半角。

基于Pro／E的直齿圆锥齿轮参数化设计
王森;刘慧;孟凡娟
【期刊名称】《煤矿机电》
【年(卷),期】2012(000)001
【摘要】为了快速获得直齿圆锥齿轮的三维实体模型，研究在Pro／E软件环境下球面渐开线直齿圆锥齿轮的参数化设计。

首先创建直齿圆锥齿轮三维实体模型，然后利用该软件二次开发程序的参数化设计功能重建参数化模型。

设定齿轮的主要设计参数，利用参数驱动。

该方法设计效率高，为优化设计和数控加工提供了依据。

【总页数】2页(P46-47)
【作者】王森;刘慧;孟凡娟
【作者单位】内蒙古科技大学,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学,内蒙古包头014010;内蒙古科技大学,内蒙古包头014010
【正文语种】中文
【中图分类】TH132.421
【相关文献】
1.基于Pro/ENGINEER的直齿圆锥齿轮三维参数化设计 [J], 何彬;肖佩
2.基于Pro/E
3.0的标准直齿圆锥齿轮参数化设计及运动仿真 [J], 郭帅
3.基于CATIA的轿车差速器直齿圆锥齿轮的参数化设计 [J], 何耀华;肖泽艳
4.基于Pro/ENGINEER直齿圆锥齿轮参数化设计及其二次开发模型库的建立 [J], 杨纬纬; 郑维明
5.基于Pro/E的拖拉机传动系直齿圆锥齿轮精确参数化设计 [J], 汤兆平;孙剑萍
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第32卷 第10期2010年5月武 汉 理 工 大 学 学 报JOURNAL OF WUHAN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY Vo l.32 N o.10 M ay.2010DOI:10.3963/j.issn.1671 4431.2010.10.023基于Pro/E 的弧齿锥齿轮参数化精确建模王,华 林(武汉理工大学材料科学与工程学院,武汉430070)摘 要: 以啮合原理为基础,在Pro/E 环境下研究了弧齿锥齿轮三维精确设计方法。

通过齿轮曲线方程生成齿槽大、小端球面渐开线以及齿根、齿顶处的齿形曲线,并沿齿宽方向插入若干辅助球面渐开线;利用边界混合功能沿各渐开线及齿形曲线扫描建立齿槽齿面片体,由其切割齿形坯得到齿槽实体;将齿槽实体和齿形坯进行布尔减运算并环形阵列,最后添加轮毂实体,从而实现了弧齿锥齿轮的参数化精确建模。

经虚拟装配检验,齿轮副啮合过程中无干涉现象发生。

文中的参数化精确建模方法为弧齿锥齿轮三维设计与分析提供了有效途径。

关键词: 弧齿锥齿轮; 球面渐开线; 曲线方程; 参数化精确建模中图分类号: TH 132.4文献标识码: A 文章编号:1671 4431(2010)10 0099 05Accurate Parametric Modeling of Spiral Bevel Gear Basedon CAD Software Pro/EWAN G Ben ,H UA Lin(School of M aterials Science and Eng ineering,W uhan U niversity of T echnology ,Wuhan 430070,China)Abstract: An accurate 3D design method of the spher ical involute spiral bevel gear was researched based on the engaging pr inciple and CAD software Pro/E.T he spherical invo lutes for the heel and toe ends of the gear gr oove,t he tooth cur ves for the dedendum and addendum,as well as the aux iliary spherical involutes along the direction of tooth w idth w ere gener ated from the functio n of curvilinear equation.T he profile surfaces of the g ear g roove which w er e used to obtain the gr oo ve entity by cutting tooth blank w ere formed t hrough boundar y blend along both the spherical involutes and the too th curves.Finally ,after subtr act Boolean oper ation betw een the groov e entity and tooth blank,polar ar ray and adding the hub entity,the accurate par ametric modeling of spiral bevel g ear w as r ealized.After vir tual assembly inspection,there was no interference during the eng agement.So,the accurate parametr ic modeling metho d is an effect ive approach to 3D design and analysis of spher ical involute spiral bevel gear.Key words: spiral bevel gear; spher ical involute; curv ilinear equation; accurate parametric modeling收稿日期:2009 12 08.基金项目:国家杰出青年科学基金(50725517)和国家科技支撑计划资助项目(2006BAF04B06).作者简介:王 (1985 ),男,硕士生.E mail:w angben1017@弧齿锥齿轮因具有传动平稳、效率高、承载能力强、噪声低等优点,已在汽车、航空航天、石油、化工等诸多领域中代替直齿锥齿轮来实现相交轴间的运动传递。

基于P r o /E 的拖拉机传动系直齿圆锥齿轮精确参数化设计汤兆平,孙剑萍(华东交通大学,南昌　330013)摘要:在Pr o /E W ildfire 2.0的环境下,结合直齿圆锥齿轮齿廓球面渐开线的形成特点,运用计算机图形学、空间运动学的理论,对直齿圆锥齿轮进行了精确参数化设计,此法尤其在R /m 值很小的拖拉机传动系直齿圆锥齿轮精确设计中效果明显。

该参数化建模改善了图形的修改手段,提高了设计的柔性。

关键词:拖拉机传动系;圆锥齿轮;P r o /E;参数化设计中图分类号:TH132.413 文献标识码:A 文章编号:1006-0006(2009)03-0036-04Accu ra te P a ram e tri c D e s i gn o f S tra i gh t Too th Co ne Gea rsi n Trac t o r Tran sm is s i o n S ys tem B a sed o n P r o /ETAN G Zhao 2ping,SUN J ian 2ping(East China J iao Tong University,Nanchang 330013,China )Ab s tra c t:I n envir on ment of Pr o /EngineerW ildfire 2.0,using the theory of computer graphics and s pace kine matics,combining the f or mati on characteristics of t ooth s pherical involute line,the straight t ooth cone gears were parametric designed accurately .This method results significantly es pecially in the accurate design of straight t ooth cone gears whose R /m is s mall in tract or trans m issi on syste m.Ex peri m ents sho w that the method can i m p r ove modificati on means of dra wing and the flexibility in design .Key wo rd s:Tract or trans m issi on syste m;Conical gear;Pr o /E;Para metric design 圆锥齿轮广泛应用于拖拉机传动系主减速器和差速器中。

锥齿轮的Pro/E参数化造型设计题目：使用参数化建模方法，创建如图所示的锥齿轮图1 锥齿轮步骤：锥齿轮轴参数化设计的具体步骤如下：1、创建新的零件文件（1）启动Pro/e界面，单击文件/新建，（2）输入零件名称：zhuichilun，单击“确定”按钮。

2、参数输入（1）在Pro/e菜单栏中依次单击工具/参数，将弹出参数对话框，添加以下参数：圆锥角c=30度，模数m=2，齿数z=20，齿宽w=20，压力角a=20，齿顶高系数为hax=1，齿底隙系数为cx=0.2，变位系数x=0，最后点击确定将其关闭；如图2所示图2 参数输入（2）在Pro/e菜单栏中依次单击工具/关系，将弹出关系对话框，添加以下关系式（如图3所示）：d=m*zdb=d*cos(a)da=d+2*m*cos(c/2)df=d-2*1.2*m*cos(c/2)dx=d-2*w*tan(c/2)dxb=dx*cos(a)dxa=dx+2*m*cos(c/2)dxf=dx-2*1.2*m*cos(c/2)其中，D为大端分度圆直径。

（圆锥直齿轮的基本几何尺寸按大端计算）其中，A为压力角，DX系列为另一套节圆，基圆，齿顶圆，齿根圆的代号，DX<D DXB<DB DXA<DA DXF<DF。

（关系式输入后会生成如图4所示的参数）图3 关系式输入图4 参数生成3、生成锥齿轮（1）生成锥齿轮毛胚点击菜单插入/混合/伸出项，以FRONT为草绘平面，建成以大端DA作第一个圆，小端DXA作第二个圆，深度为W的混合实体。

如图5所示：图5 锥齿轮毛坯模型（2）锥齿轮大端草绘在大端DA的圆面上绘制直径DF，D的圆。

如图6所示图6 图7（3）锥齿轮小端草绘在小端DXA圆面上绘制DXF，DX圆。

如图7所示：（4）创建第一个渐开线曲线在大端DF的圆面上，通过输入方程（如图8所示），创建渐开线曲线。

其选择的坐标系为PRT_CSYS_DEF。

其方程如下：afa=60*tr=db/2x=r*cos(afa)+pi*r*afa/180*sin(afa)y=r*sin(afa)-pi*r*afa/180*cos(afa)z=0选择‘ 文件--------保存---------关闭’，确定，即可创建第一个渐开线曲线。

基于pro/e的弧齿锥齿轮参数化建模和仿真吕涛郑州四维机电设备制造有限公司河南郑州450000摘要：根据弧齿锥齿轮加工原理，计算推导出弧齿锥齿轮节线方程，以节线方程曲线为齿向轨迹，从而保证齿宽方向齿形的准确性；在pro/e环境下，介绍弧齿锥齿轮的参数化建模方法、装配、运动分析以及全局干涉检测等步骤，提高不同参数弧齿锥齿轮的三维建模效率，为数控加工中心加工弧齿锥齿轮提供准确的三维模型。

关键词：齿轮节线方程；弧齿锥齿轮；参数化建模中图分类号：TD421 文献标识码：AParametric modeling and simulating of Gleasonspiral bevel gears based on pro/eAbstract:According the machining principle of spiral bevel gears, the pitch line equation of spiral bevel gears was calculated and deduced, using the curve of the pitch equation for the tooth trace, in order to ensure the accuracy of tooth profile along tooth direction width; the parametric modeling method of the spiral bevel gears, assembly, movement analysis and global interference detection are introduced in the environment of pro/Engineer, improve the three-dimensional modeling efficiency of the spiral bevel gears which has different parameters, providing accurate three-dimensional modeling of the spiral bevel gears for CNC machining center.Key word:Gear pitch line equation; Gleason spiral bevel gear; parametric modeling 1引言弧齿锥齿轮作为齿轮传动中的基础传动件，以其传动平稳，噪声小，承载能力大等特点，广泛应用于航空、航海、汽车以及拖拉机和机床等行业。