下载文档原格式
基于PRO／E的齿轮参数化设计系统的研究摘要在产品设计过程中,建立零件参数化设计系统是提高产品设计效率的有效途径。
本文论述了以Pro/E为平台,VC++为开发工具,通过加载Pro/TOOLKIT 应用程序,开发出与Pro/E系统集成的零件参数化设计系统,并以齿轮为例,详细阐述了零件参数化程序设计的关键技术和实现过程。
关键词Pro/E;Pro/TOOLKIT;二次开发;参数化设计0 引言齿轮参数化设计,由于其复杂性,一般设计者很难精确的造型。
随着塑料齿轮模具的广泛应用和快速成型及虚拟制造技术的迅速发展,用CAD软件对齿轮三维基体和齿面进行参数化造型设计已成为设计者的迫切需求。
文章采用二次开发工具Pro/Toolkit,在VC环境下,基于机械CAD软件Pro/Engineer开发了齿轮参数化造型设计系统,来解决齿轮三维实体参数化造型设计这一类难题。
1 参数化设计的系统结构参数化程序设计的基本原理是:采用三维模型与程序控制相结合的方式,用交互方式创建三维原始模型,并建立一组能控制三维模型形状和拓扑关系的设计参数,然后在SQL Server数据库中建立相应的表格。
通过VC++映射一个CRecordset 类对象用于交互,参数化程序通过对模型的设计参数编程,来实现设计参数的检索、修改以及三维模型的再生,框图如图1所示。
各模块及功能如下:1)系统界面模块:该模块的作用是定义齿轮实体造型所需要的参数变量;2)三维CAD软件接口模块:CAD软件的API函数以类的形式封装起来,在齿轮造型时通过这些函数驱动CAD软件生成实体;3)结构计算模块:根据界面模块的用户输入的参数计算齿轮的结构参数;4)齿形计算模块:该模块是整个系统的核心。
通过计算得到特定截面的齿廓参数,为齿形生成模块准备所需的数据;5)结构实体生成模块:该模块应用三维CAD软件的基本特征,如拉伸、旋转和圆周阵列等操作,按照结构类型计算模块输入的参数,生成齿轮的结构实体部分;6)齿形生成模块:该模块根据齿形计算的输出参数,利用三维软件的扫描和层叠拉伸功能在齿轮坯上生成一个齿形特性,然后应用圆形阵列生成所有齿形。
XINYU UNIVERSITY毕业设计（论文）（ 2014 届）题目基于Pro /E齿轮参数化造型设计二级学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级 10机制本三班学号 1001210341 学生姓名颜昱指导教师张香林老师摘要Pro /E乃是当今世界上比较流行的三维模型设计软件，使用这个渐开线方程或螺旋线方程启动生成渐开线或螺旋线。
它有更好的图形界面，和设计环境更加生动，快速的渲染功能，反映了更大的灵活性。
而且可以利用计算机预先举行动态剖析及装配干预检查工作，从而最大幅度地提升工作效率，降低设计本钱。
使用pro/e可以用到内部工具来设计齿轮，例如整列、拉伸等一些功能。
设计非常的快速和方便，方便大学生学习以及工作中的办公使用。
AbstractPro /E is a software of 3D model of today's more popular, the use of involutes equation or spiral line equations driven generation of involutes and helix. It has better graphics interface, and the design environment is more vivid, quick and rendering functions, reflects the more flexibility. And can use computer prior to dynamic analysis and assembly interference inspection work, thus greatly enhance and work efficiency, increase the cost of design. Pro/e can be used to design the gear used internal tools, such as column, stretching some function. The design are fast and convenient, convenient for college students study and work in the office。
基于Pro E齿轮减速器虚拟样机构建及性能仿真研究
本文是关于基于Pro E齿轮减速器虚拟样机构建及性能仿真研究的论文。
齿轮减速器广泛应用于机械传动系统中，具有传递大扭矩、减速和变速等特点。
从设计到制造，齿轮减速器的开发周期长，成本高。
因此，利用虚拟样机技术，通过计算机模拟和仿真，可以快速准确地进行齿轮减速器的设计和性能分析，大大缩短了开发周期和降低了成本。
本文通过引入Pro E软件，建立齿轮减速器虚拟样机，并进行性能仿真研究。
首先，对齿轮减速器的组成结构和基本原理进行了分析和介绍。
其次，采用Pro E软件进行3D建模和装配，建立了齿轮减速器的虚拟样机。
然后，采用ANSYS Workbench进行有限元分析，对减速器的受力情况和变形情况进行了仿真，验证了减速器的结构强度和稳定性。
最后，通过Pro Mechanica进行性能分析和仿真，研究了齿轮减速器的传动效率、噪声和温度等性能指标，以此评价齿轮减速器的设计是否符合实际要求。
本研究的方法能够有效提高齿轮减速器的设计准确性和效率，同时节约了大量的成本和时间，对于加速产品开发和提高产品质量具有实际意义。
基于Pro/E Wildfire 成立齿轮参数化模型库摘要Pro/ENGIEER 提供了壮大的三位几何造型功能，使咱们能够创建各类复杂的几何零件模型,但有时这些功能并非能知足咱们的要求。
例如标准零件系列，它们的结构都是相同的，区别只在与尺寸，若是标准零件系列通过三维建模的方式来实现，那么工作量将是超级庞大的。
最有效的方式使利用标准零件的相似性，发挥Pro/ENGEER参数化建模的特长，利用二次开发工具，如族表工具、用户概念特点（UDF）、Pro/Program、J-link、Pro/Toolkit等来实现。
本文中，要紧利用Pro/E Toolkit模块来进行齿轮的二次开发设计。
Pro/E Toolkit模块提供了大量的C语言函数库，让用户能够直接访问模型的底层数据。
而关于齿轮来讲，不管使直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、弧齿轮等，都具有相似的尺寸系列：齿数（Z）、模数（M）、压力角（ALPHA）、齿轮宽度（B）、变位系数（X）等。
这些参数都是上述齿轮的共有特性，而不同的是个别参数的变更，而若是要单独来成立这些模型，无疑是增加自己的工作量。
因此利用Pro/E 来进行二次开发成立参数化的模型是超级有必要的。
关键词：PRO/E 二次开发参数化目录第一章绪论···············································第一章绪论引言(1)参数化技术合法实体造型技术在CAD系统中普遍运历时，显现了一种比无约束自由造型更好的算法－参数化实体造型方式。
Pro-e 齿轮教程第一步新建一个文件File > New... > 出现新建文件对话框> 输入新文件名：gear > OK第二步建立第一条曲线> Sketch | Done> 选择绘图平面：FRONT> OK> Top > 选择参考平面：TOP> 绘制如图剖面>> OK> 完成第一条曲线的绘制第三步修改曲线的名称Set Up > Name > Feature > 在模型树选择曲线> 输入新的名称：PITCH_DIAMETER> Done> 回到PART菜单第四步修改尺寸的名称Modify > 在模型树选择曲线> 在零件窗口出现尺寸，如图> DimCosmetics > Symbol > 选择尺寸，如图> 输入新的名称：PCD> Done> Done> 回到PART菜单第五步建立两个参数Set up > Parameters > Part > Create > Real Number> 输入第一个参数名称：m> 直接回车(由于这个参数的值是由方程控制的，所以这里不用输入数值) > Real Number> 输入第二个参数名称：no_of_teeth> 输入数值：25> Done/Return> Done> 回到PART菜单第六步输入方程式Relations > Add> 输入方程式：m=PCD/no_of_teeth > 回车> 再一次回车以结束方程式的输入> Done> 回到PART菜单第七步绘制第二条曲线> Sketch | Done> Use Prev> Okay> 绘制如图剖面>> OK> 完成第二条曲线的绘制第八步修改第二条曲线的名称Set Up > Name > Feature > 在模型树选择第二条曲线> 输入新的名称：ADDENDUM_DIAMETER> Done> 回到PART菜单第九步修改第二条曲线尺寸的名称Modify > 在模型树选择第二条曲线> 在零件窗口出现曲线的尺寸> DimCosmetics > Symbol > 选择第二条曲线的尺寸> 输入新尺寸名称：ADD_DIAMETER> Done> Done> 回到PART菜单第十步输入第二条方程式Relations > 选择第二条曲线> 这时零件窗口显示零件尺寸的名称，如图> Add> 输入方程式：ADD_DIAMETER=PCD+2*m > 回车> 再一次回车以结束方程式的输入> Done> 回到PART菜单第十一步绘制第三条曲线> Sketch | Done> Use Prev> Okay> 绘制如图剖面>> OK> 完成第三条曲线的绘制第十二步修改第三条曲线的名称Set Up > Name > Feature > 在模型树选择第三条曲线> 输入新的名称：DEDDENDUM_DIAMETER> Done> 回到PART菜单第十三步修改第三条曲线尺寸的名称Modify > 在模型树选择第三条曲线> 在零件窗口出现曲线的尺寸，如图> DimCosmetics > Symbol > 如图所示尺寸> 输入新尺寸名称：DED_DIAMETER> Done> Done> 回到PART菜单第十四步输入第三条方程式Relations > 选择第三条曲线> 这时零件窗口显示零件尺寸的名称，如图> Add> 输入方程式：DED_DIAMETER=PCD-2*(m+(3.1415*m/20)) > 回车> 再一次回车以结束方程式的输入> Done> 回到PART菜单第十五步绘制第四条曲线> Sketch | Done> Use Prev> Okay> 绘制如图剖面>> OK> 完成第四条曲线的绘制第十六步修改第四条曲线的名称Set Up > Name > Feature > 在模型树选择第四条曲线> 输入新的名称：BASE_DIAMETER> Done> 回到PART菜单第十七步修改第四条曲线尺寸的名称Modify > 在模型树选择第四条曲线> 在零件窗口出现曲线的尺寸，如图> DimCosmetics > Symbol > 如图所示尺寸>输入新尺寸名称：BASE_DIAMETER> Done> Done> 回到PART菜单第十八步建立一个参数Set up > Parameters > Part > Create > Real Number> 输入参数名称：pressure_angle> 输入数值：20> Done/Return> Done> 回到PART菜单第十九步输入第四条方程式Relations > 选择第四条曲线> 这时零件窗口显示零件尺寸的名称，如图> Add> 输入方程式：BASE_DIAMETER=PCD*cos(pressure_angle) > 回车> 再一次回车以结束方程式的输入> Done> 回到PART菜单第二十步建立第五条曲线> Sketch | Done> Use Prev> Okay> 绘制如图剖面>> OK> 完成第五条曲线的绘制第二十一步修改第五条曲线的名称Set Up > Name > Feature > 在模型树选择第五条曲线> 输入新的名称：TOOTH> Done> 回到PART菜单第二十二步修改第五条曲线尺寸的名称Modify > 在模型树选择第五条曲线> 在零件窗口出现曲线的尺寸> DimCosmetics > Symbol > 分别将对应的尺寸改成如图所示的名称> Done> Done> 回到PART菜单第二十三步建立方程式Relations > 选择第五条曲线> 这时零件窗口显示零件尺寸的名称，如图> Add> 输入方程式：TOOTH_RAD=PCD/8 > 回车> HALF_TOOTH_TK=3.1415*m/4 > 回车> TIP_RAD=3.1415*m/8 > 回车> 再一次回车以结束方程式的输入> Done> 回到PART菜单第二十四步建立两个参数Set up > Parameters > Part > Create > Real Number> 输入参数名称：helix_angle> 输入数值：15> Real Number> 输入参数名称：face_width> 输入数值：100> Done/Return> Done> 回到PART菜单第二十五步复制曲线Feature > Copy > Move | Select | Independent | Done> 选择TOOTH曲线> Done> Translate> Plane> 选择FRONT平面> Flip | Okay> 输入数值：face_width*cos(helix_angle)/3(注：这里可以用方程式代替，这里为了简便，就不写出来了，但我已给出完整的公式，你只需将公式代出相应的尺寸名称就可以了。
基于Pro/E二次开发齿轮参数化模型库关键词：Pro/E二次开发齿轮参数化模型库本文介绍了Pro/Engineer参数化设计的基本原理和基于Pro/Program二次开发实现参数化建库的方法，并以渐开线齿轮为例，详细阐述了基于Pro/Program二次开发参数化程序设计的实现过程。
传统的CAD系统所构造的产品模型都是几何图素（如点、线、圆等）的简单堆叠，仅仅描述了设计产品的可视化形状，而不包含设计者的设计思想，因此难以对产品模型进行改动，并生成新的产品实例。
目前很多企业为缩短产品开发周期，大部分产品的设计都是改进型设计，大约70%的新产品的设计都要重新利用原来的产品模型，于是参数化设计的概念在这样的背景下应运而生。
Pro/Engineer是采用参数化设计的、基于特征的三维实体造型系统，其参数化特征造型在保证几何、拓扑关系不变的情况下，以单一全关联的数据库实现模型的快速再生；它的二次开发接口使用户可以在自己开发的程序中对零件进行各种操作和控制，从而实现程序化设计。
一、Pro/Engineer二次开发参数化设计的基本原理Pro/Program是Pro/Engineer软件提供的一种程序化的二次开发工具。
利用Pro/Engi neer造型的同时，Pro/Program会产生特征的program，它是一个记录文件，由类似B ASIC的高级语言构成，记录着模型树（modeltree）中每个特征的详细信息，包括各个特征的建立过程、参数设置、尺寸以及关系式等，我们可以通过修改和添加特征的program 来生成基本参数相同的一系列模型。
利用Pro/Program对Pro/Engineer软件进行二次开发时不需要重新撰写设计步骤，只需加入几个相关的语法指令就可以让整个零件或组件变得弹性化与多样化，其主要思想是利用Pro/Program模块的功能来接收、换算和传递用户输入的有关参数，通过改变特征的尺寸及特征之间的关系来达到参数化设计的目的。
ee题目基于Pro/E的汽车变速器齿轮的参数化建模及运动仿真学生姓名 ee 学号 ee所在学院机械工程学院专业班级 ee指导教师 ee __ ____ __ 完成地点 ee ___2009 年 06 月 11 日基于Pro/E的汽车变速器齿轮的参数化建模及运动仿真作者：ee(ee)指导教师:ee` [摘要]应用参数化设计,便于实现系列化设计,可缩短产品的研发周期,减少重复设计,节约研发成本。
参数化建模是通过定义一组参数来表达产品的形状特征,并以这些参数控制设计结果,从而达到调整参数可修改模型的目的。
运动仿真是根据设计意图定义机构中的连接、设置伺服电机，然后运行机构分析，观察机构的整体运动轨迹和各零件之间的相对运动，以检测机械的干涉情况。
本文讨论在ProEngineer环境下，对汽车变速器中的斜齿轮进行三维参数化建模及运动仿真，并分析参数化建模及运动仿真的特点。
[关键词]：斜齿轮；参数化建模；运动仿真Based on Pro / E automotive transmission gearsParametric Modeling and Simulationee（ee）Tutor: ee[Abstract]This article will discussthe environment in ProEngineer,Automotive transmissions in three-dimensional helical gear parametric modeling and motion simulation analysis of parametric modeling and motion simulation features. It is defined by a set of parameters to express the characteristics of the shape of the product, these parameters control the design and results, adjustment parameters can be modified so as to achieve the purpose of the model. Accountants can directly start the organization in motion analysis module in ProEngineer, defined according to the design intent of the connection mechanism, the servo motor and run the analysis mechanism, the relative movement of the parts and the whole trajectory between the observation means to detect the interference of the machine. And the use of the module, designers also can be a variety of measurements and saves the results of the analysis in the form of videos.Application of parametric design can easy to implement serialization designed to shorten product development cycles,reduce duplication of design, saving development costs.[Key words]: Helical gear; Parametric modeling ; Motion Simulation目录1.概述 (1)1.1汽车变速器齿轮参数化设计的发展 (1)1.2齿轮传动的主要类型 (1)1.3齿轮的发展现状和前景分析 (3)1.3.1齿轮的发展现状 (3)1.3.2齿轮的发展前景分析 (4)1.4参数化设计的研究 (5)2.齿轮传动的相关设计参数 (9)2.1齿轮传动的设计准则及相关系数 (9)2.1.1齿轮传动的设计准则 (9)2.1.2齿轮传动的设计系数 (9)2.2齿轮传动的设计参数及许用应力 (10)3. 斜齿轮的基本参数及几何尺寸计算 (10)3.1齿面接触疲劳强度分析 (10)3.2 齿根弯曲疲劳强度分析 (12)3.3 渐开线齿轮的基本参数 (14)3.4 斜齿轮相关参数的计算 (14)3.4.1 按齿面接触疲劳强度设计 (1)3.4.2 按齿根弯曲疲劳强度计算 (16)3.4.3 几何尺寸计算 (16)4. 斜齿轮的三维参数化建模 (17)4.1设置齿轮的基本参数 (17)4.2绘制齿轮基本圆曲线，创建齿轮关系，确定齿轮尺寸 (18)4.3创建齿轮轮廓渐开线 (19)4.4创建齿轮的螺旋曲线 (20)4.5创建齿廓曲线，利用齿廓渐开线完成一端齿廓曲线的创建 (22)4.6齿轮造型 (24)4.7齿轮参数改变前后对比 (26)5 斜齿轮的运动仿真 (27)5.1 计算齿轮的中心矩 (27)5.2 进行齿轮装配 (27)5.3 创建伺服电动机 (28)5.4 进行运动分析 (28)5.5 测量结果分析 (29)6 结论 (33)致谢 (34)参考文献 (35)1.概述1.1汽车变速器齿轮参数化设计的发展汽车变速器齿轮参数化及运动仿真的研究可以改善传统的设计上计算工程繁琐、容易出错，且设计周期长，重复劳动量大，浪费人力的缺点。
摘要Pro/Enginer是美国PTC公司的产品，于1988年问世。
在诞生的十多年间，经历了20多次改版，成为世界及中国地区最普及的3D CAD/CAM系统的标准软件。
广泛应用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、加点、玩具、航天等行业。
它是全方位的3D产品开发软件包，集合了零件设计、产品装配、模具开发、加工制造、钣金件设计、工业设计、逆向工程、自动测量、机构分析、产品数据库管理等功能。
从而缩短了产品开发的时间并简化了开发流程。
齿轮同样是工业生产的重要组成部分。
在齿轮生产过程中，Pro/E同样扮演着重要角色。
在齿轮行业中，由于齿轮本身的特殊性，参数化应用比较普遍。
参数化是基于几何约束的数学方法、是基于几何原理的人工智能方法、基于特征模型的造型方法。
本课题齿轮参数化建模主要对象是工业生产中常用的组件的建模。
目的是更加深入学习及齿轮及蜗杆、涡轮的设计方法和结构特征。
毕业设计是本门学科的重要组成部分，是平常学习的检测，实践性是平常教学生活不可替代的。
关键词：Pro/E；齿轮；建模；参数化AbstractPro/Enginer is America PTC products, came out in 1988.Born in ten years, has experienced 20 times of revision, become the standard software 3D CAD/CAM system in the world and China's most popular.Widely used in electronics, machinery, tooling, industrial design, automotive, aerospace and other industries, toy, add.It is the all directions 3D product development software package. A collection of parts design, product assembly, mold development, manufacturing, sheet metal parts design, industrial design, reverse engineering, automatic measurement, mechanism analysis, database management and other functions.In order to shorten product development time and simplify the development process.Gear is an important part of industrial production.In the gear production process, Pro/E also plays an important role.In the gear industry, due to the special nature of the gear itself, the parameter is widely used.Parameterization is based on mathematical method, the geometric constraint is based on artificial intelligence method, based on the principle of geometric modeling method of feature model.The gear parametric modeling is mainly used in the modeling of components in industrial production.The purpose is to design method and structure characteristics of more in-depth study of gear and the worm, worm. Graduation design is an important part of the subject, is the detection of common learning, common practice is irreplaceable teaching life.Keywords: Pro/E; Gear; Modeling; Parameter目录第一章绪论 (1)1.1齿轮 (1)1.2参数化设计 (1)1.3课题的意义 (2)第二章直齿轮的参数化设计 (3)2.1直齿轮的建模 (3)2.2创建轮齿的基本圆 (4)2.3创建轮廓曲线 (5)2.4建立齿轮实体特征 (6)2.5轮齿的特征 (7)第三章斜齿轮的参数化设计 (8)3.1新文件的建立 (8)3.2添加参数关系 (8)3.4 轮廓曲线的建立 (10)3.5 创建齿根圆实体特征 (11)3.6 创建轮齿特征 (11)第四章蜗杆的参数建模 (12)4.1新建文件 (12)4.2 添加参数关系式 (12)4.3 轮齿的创建 (13)第五章涡轮的参数化建模 (15)5.1文件的创建 (15)5.2基准的创建与圆的绘制 (16)5.3 齿轮轮廓的创建 (17)总结与展望 (19)参考文献 (20)谢辞 (21)第一章绪论齿轮是生活及工业生产中的重要组成部分，在数字化的今天，数字融入我们生活的各个方面。
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。
