proe5.0直齿齿轮参数化建模

摘要随着科技的发展，计算机辅助设计技术越来越广泛的应用在各个设计领域。

现在，它已经突破了二维图纸电子化的框架，转向以三维实体建模、动力学模拟仿真和有限元分析为主线的机械系统动态仿真技术。

其研究范围主要是机械系统运动学和动力学分析，核心是利用计算机辅助技术进行机械系统的运动学和动力学分析，以确定系统及其各构件在任意时刻的位置、速度和加速度，同时，通过求解代数方程组确定引起系统各构件运动所需的作用力和反作用力。

动态仿真技术一出现，就受到人们的普遍关注和重视，并且出现了许多基于动态方=仿真技术的商业软件，较有影响的有美国参数技术公司的PTC。

以Pro/MECHANICA为分析平台，运用有限元分析方法，对直齿轮、斜齿轮实际受力情况、边界条件和施加载荷进行研究。

运动分析模块可以进行机构的干涉分析，跟踪零件的运动轨迹，分析机构中零件的速度、加速度、作用力、反作用力和力矩等。

运动分析模块的分析结果可以指导修改零件的结构设计(加长或者缩短构件的力臂长度、修改凸轮型线、调整齿轮齿数比和中心距等)或者调整零件的材料(减轻或者加重或者增加硬度等)。

设计的更改可以直接反映在装配主模型的复制品分析方案(Scenario)中，再重新分析，一旦确定优化的设计方案，设计更改就可直接反映到装配主模型中。

将Pro/E三维实体造型与Pro/MECHANICA机构运动分析相结合，完成对连杆和凸轮机构的机构运动分析，及运动仿真。

加强对连杆和凸轮机构的认识与理解。

关键词: 直齿轮、斜齿轮; Pro/E 、Pro/MECHANICA; 运动仿真、有限元AbstractWith the development of technology, computer-aided design technology becomes more widely used in various design.Now, it has broken through the framework of two-dimensional drawings、 electronic、shift tothree-dimensional solid modeling, dynamic simulation and finite element analysis of the main line of the mechanical system dynamic simulation techniques.The major areas of its study kinematics and dynamics of mechanical systems, the core technology is the use of computer-aided kinematics and dynamics of mechanical systems analysis to determine the system and its components at any time of the position, velocity and acceleration at the same time,by solving algebraic equations determine the cause of the required system component moving action and reaction.Dynamic simulation appeared to be widespread concern and attention, and there were many parties = simulation based on dynamic business software, more influential technology companies of U.S. parameters PTC.To Pro / MECHANICA platform for analysis using the finite element method, on the spur gear, helical gear by the force of the actual situation, boundary conditions and applied load were studied.Motion analysis module analyzes institutional interference, tracking the trajectory of parts, parts of bodies in the speed, acceleration, force, reaction force and torque and so on.Motion analysis results of the analysis module to modify parts of the structure could guide design (longer or shorter moment arm length of the component, modify the cam, adjust the gear ratio and center distance, etc.) or adjust the parts of the material (to reduce or add to or increase the hardnessetc.).Design changes can be directly reflected in the assembly of copies of the master model program (Scenario), the re-analysis, Once optimized design, design changes can be directly reflected in the assembly of the main model.The Pro / E three-dimensional solid modeling and Pro / MECHANICA combined kinematic analysis, complete linkage and cam mechanism of the body motion analysis andmotion simulation.Connecting rod and cam mechanism to strengthen knowledge and understanding.Key words: spur gears, helical gears; Pro / E, Pro / MECHANICA; motion simulation, finite element摘要 (1)第一章绪论 (6)1.1、课题来源 (6)1.2、研究目的和意义 (6)1.3、国内外研究现状和发展趋势 (7)1.3.1 我国齿轮工业的概况 (8)1.3.2 中国齿轮工业的资本结构已成为三足鼎立的局面 (8)1.4、本课题的主要研究内容及拟采取的技术路线、试验方案 (8)1.4.1 预期达到的目标 (9)1.4.2 论文的结构 (9)第二章Pro/ENGINEER软件的应用和MECHNICA模块的应用 (10)2.1 PRO/MECHANICA简介 (10)2.1.1 PRO/MECHANICA模块介绍 (10)2.1.2 PRO/MECHANICA的工作模式 (11)2.1.3 使用PRO/MECHANICA的一般步骤 (11)第三章直齿轮与斜齿轮参数化设计造型 (12)3.1齿轮的基本参数、各部分的名称和尺寸关系 (12)3.1.1 直齿圆柱基本参数 (12)3.1.2 斜齿轮基本参数 (15)3.2 渐开线直齿轮参数化造型 (16)3.2.1 直齿轮参数化制作过程如下： (16)3.2.2 渐开线斜齿轮参数化造型 (18)第四章有限元优化设计 (22)4.1 有限元分析方法与原理 (24)4.1.1有限元分析 (24)4.1.2有限元的基本原理和特点 (25)4.1.3有限元网格生成技术 (26)4.1.3 网格划分举例 (27)第五章基于Pro/Mechanism直齿轮啮合、斜齿轮啮合过程中装配与运动仿真 (34)5.1 Pro/M的简介及其主要特性 (34)5.1.1 Pro/M的简介 (34)5.1.2 Pro/M的主要特性 (35)5.2 机构运动仿真的一般过程 (35)5.3 机械系统运动仿真的优越性 (37)5.4 Pro/E装配模块 (37)5.4.1 对于组装时，我们需要把握以下原则: (37)5.4.2 关于直齿轮机构的组装 (38)5.5 基于Pro/Mechanism直齿轮啮合、斜齿轮运动仿真 (40)5.5.1 运动定义及运动分析的一般步骤 (40)5.5.2 空间定轴轮系机构的运动分析 (43)5.5.3 定义齿轮从动连接结构 (43)5.5.4 添加驱动器 (44)5.5.5 运动分析 (44)5.5.6 图形结果分析 (44)第六章直齿轮、斜齿轮的静力学分析 (44)6.1 Pro/MECHANICA有限元分析的基本步骤: (44)6.2 Pro/MECHANICA STRUCTURE基本分析过程 (45)6.3 简单算例 (53)6.3.1 接触算例 (53)总结 (62)致谢 (63)阅读的主要文献、资料 (64)第一章绪论1.1、课题来源以往对于直齿、斜齿圆柱齿轮的三维造型建模很烦琐,但三维造型软件Pro/E突破性的解决了此问题。

基于ProE5.0渐开线变位圆柱直齿轮的参数化设计引言参数化设计方法相对传统的方法最大的优点在于存储了设计的整个过程，能设计出一系列复杂多变的产品模型，比如齿轮、蜗轮蜗、丝杠、珠承等。

参数化设计最大的好处就是使工程人员通过改变几个参数就能生成一个系列中多种零件来，对设计人员来说减少了设计过程中不必要的重复劳动，提高了工作效率。

关于齿轮参数化设计的资料也不少，但大部分都是标准齿轮的设计，很少有渐开线变位齿轮的设计资料，本设计与以往不同的是：增加了齿轮变位系数参数，增加了齿顶圆、齿根圆与变位系数的关系式，从新调整参数方程，最终形成具有变位功能的齿轮实体模型。

本设计主要在三维工程软件pro/ENGINEER Wildfire5.0版本下进行，因为很少有以pro/ENGINEER Wildfire5.0版本为平台来介绍《渐开线变位圆柱直齿轮的参数化设计》的资料，随着新版本新技术的不断更新，越来越多的年轻技术人员更容易接受新版本，而在新版本中更容易接受新的知识，所以本设计选择了较高的设计版本，也是本设计追求原创的一个重要理由。

此设计也是本人在设计工作中的一部分浅薄的工作经验，拿出来和大家交流分享，希望大家给与批判指正。

直齿圆柱齿轮的基本参数和尺寸关系齿数Z 一个齿轮的轮齿总数。

模数M 以z表示齿轮的齿数，那么齿轮的分度圆周长=πd = z p。

因此分度圆直径为：d=(p/π)·z,式中：p/π称为齿轮的模数，用m表示，即要使两个齿轮能啮合，它们的齿距必须相等。

因此互相啮合的两齿轮的模数m必须相等。

从d = mz中可见，模数m越大，轮齿就越大；模数m越小，轮齿就越小。

模数m是设计、制造齿轮时的重要参数。

不同模数的齿轮，要用不同模数的刀具来加工制造。

为了便于设计和减少加工齿轮的刀具数量，GBI357一78对齿轮的模数m已系列化，如下表所示。

在选用模数时，应优先采用第一系列的模数，其次是第二系列，括号内的尽可能不用。

基于PRO/E WILDFIRE 5.0直齿齿轮参数化建模齿轮是一种广泛应用的非常重要的机械零件之一，广泛应用于传动、变速等方面。

在设计齿轮时，会牵涉到齿轮的建模，如果能将齿轮建模参数化，会为设计节省大量的时间且提高准确性，下面具体介绍基于PRO/E WILDFIRE5.0参数化建模的过程。

说明齿轮是一种参数化的零件，一个直齿轮的形状，可以由它的模数、齿数、压力角、齿顶高系数、顶隙系数以及齿宽完全确定。

只要修改这些参数的数值，就可以改变齿轮的形状。

步骤1，创建新文件。

单击“文件”工具栏中的按钮，或者单击【文件】→【新建】，系统弹出“新建”对话框，输入所需要的文件名“straight_gear”，取消“使用缺省模板”选择框后，单击【确定】，系统自动弹出“新文件选项”对话框，在“模板”列表中选择“mmns_part_solid”选项，单击【确定】，系统自动进入零件环境。

步骤2，设置齿轮参数。

在主菜单中，单击【工具】→【参数】后，系统弹出“参数”对话框，如图1-1所示。

图1-1“参数”对话框在“参数”对话框中，单击按钮，依次将齿轮的参数添加至“参数”列表框中，完成后，单击【确定】。

齿轮的各个参数如表1所示。

表1齿轮参数参数名称类型数值说明M实数2模数Z整数25齿数ALPHA实数20压力角HAX实数1齿顶高系数CX实数0.25顶隙系数B实数30齿厚HA实数齿顶高HF实数齿根高X实数0.3变位系数DA实数齿顶圆直径DF实数齿根圆直径DB实数基圆直径D实数分度圆直径S实数分度圆弦齿厚说明我国的国家标准中规定，压力角为20°，齿顶高系数为1，齿隙系数为0.25。

所以只需要模数、齿数及宽度三个数值，就可以完全确定一个齿轮的形状了。

步骤3，绘制齿轮的基本圆。

在“基准”工具栏中单击按钮，打开“草绘”对话框。

选择FRONT平面作为草绘平面后，绘制任意尺寸的四个同心圆，如图1-2所示。

完成后单击按钮，退出草绘环境。

2011年第 24期●参数模数齿数压力角 /(°齿顶高系数顶隙系数齿宽 /m m 齿顶高 /mm 齿根高 /mm 变位系数齿顶圆直径 /mm基圆直径 /mm 齿根圆直径 /mm 分度圆直径 /mm 符号 Z M AlphaHax Cx BHa Hf X DaDbDfD初值2252010.25300. 引言齿轮传动是现代机械中应用最多的传动形式之一 , 它具有效率高、结构紧凑传动比稳定等特点。

故渐开线直齿圆柱齿轮是一种重要的机械零件。

因为渐开线齿轮的齿廓是渐开线方程曲线 , 但整个齿廓又不全是渐开线 , 在以往齿轮建模过程中存在很多困难 , 所以利用 Pro /E 精确创建渐开线齿轮的三维模型显得极其重要。

1.Pro /E 软件概述Pro/E是美国 PTC (Parametric Technology Corporation, 参数技术公司开发的大型 CAD/CAM/CAE集成软件。

该软件广泛应用于工业产品造型设计、机械设计、模具设计、加工制造、有限元分析、功能仿真以及关系数据库管理等方面 , 是当今优秀的三大设计软件之一。

表 1齿轮参数2. 直齿圆柱齿轮的三维建模2.1渐开线齿轮的基本参数渐开线齿轮的基本参数有是齿数、模数、压力角、齿顶高系数及顶隙系数五个。

由于前面三个参数决定了渐开线的形状 ; 而后两个参数决定了采用渐开线的一段作为齿廓 , 所以这五个参数是渐开线齿廓的基本参数。

为便于制造 , 分度圆上的压力角 Alpha 取标准值 20°, 齿顶高系数和顶隙系数分别取 1和 0.25。

在新建的模型参数的话框中 , 输入表 1中的 13个参数以及相关初值 , 完成齿轮的参数设置。

2.2创建齿轮基本圆选取 FRONT 做基准面草绘平面 , 创建齿轮的基圆、分度圆、齿顶圆和齿根圆 , 并且设置参数以控制它们的大小。

具体操作是添加齿轮参照圆的计算关系式如下 :Ha=(Hax+X*M, Hf=(Hax+Cx-X*M, D=M*Z, Da=D+2*Ha, Df=D-2*Hf, Db=d*cos(Alpha, 然后给尺寸 sd0~sd3(sd0-3为四个圆的代号添加新关系 sd0=Db, sd1=Df, sd2=D, sd3=Da。

Pro ENGINEER Wildfire 5.0圆柱齿轮用螺旋线进行参数化精确建模关键词：proe渐开线、圆柱螺旋线、圆柱齿轮精确建模、参数化、通用模型、proe圆柱齿轮旋向控制、渐开线变位旋转增量。

齿轮传动是最重要的机械传动之一。

齿轮零件具有传动效率高、传动比稳定、结构紧凑等优点。

因而齿轮零件应用广泛，同时齿轮零件的结构形式也多种多样。

根据齿廓的发生线不同，齿轮可以分为渐开线齿轮和圆弧齿轮。

根据齿轮的结构形式的不同，齿轮又可以分为直齿轮、斜齿轮和锥齿轮等。

本章将详细介绍用Pro/E创建标准直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、圆弧齿轮以及蜗轮蜗杆的设计过程。

渐开线的几何分析渐开线是由一条线段绕齿轮基圆旋转形成的曲线。

渐开线的几何分析如图3-1所示。

线段s绕圆弧旋转，其一端点A划过的一条轨迹即为渐开线。

图中点（x1,y1）的坐标为：x1=r*cos(ang)，y1=r*sin(ang) 。

(其中r为圆半径，ang为图示角度)对于Pro/E关系式，系统存在一个变量t，t的变化范围是0～1。

从而可以通过（x1,y1）建立（x,y）的坐标，即为渐开线的方程。

图3-1渐开线的几何分析ang=t*90s=(PI*r*t)/2x1=r*cos(ang)y1=r*sin(ang)x=x1+(s*sin(ang))y=y1-(s*cos(ang))z=0以上为定义在xy平面上的渐开线方程，可通过修改x，y，z的坐标关系来定义在其它面上的方程，在此不再重复。

/*在编辑器里填写如下渐开线函数曲线方程程序Rb=DB/2/*基圆半径theta=t*45/*滚动角x=Rb*cos(theta)+rb*sin(theta)*theta*pi/180y=Rb*sin(theta)-Rb*cos(theta)*theta*pi/180z=0【摘要】现代机械设计基本上都是采用3D建模，一些典型零件如齿轮、链轮、皮带轮、弹簧等和系列化通用部件如运输皮带机的托辊系列、皮带架、滚筒等可以采用参数化设计，建立标准零件和组件，作为模板，用于参数化修改设计，方便快捷。

proe参数化建模简介(1)本教程分两部分，第一部分主要介绍参数化建模的相关概念和方法，包括参数的概念、参数的设置、关系的概念、关系的类型、如何添加关系以及如何使用关系创建简单的参数化零件（以齿轮为例）。

第二部分介绍参数化建模的其他方法：如族表的应用、如何使用UDF(用户自定义特征)、如何使用Pro/Program创建参数化零件。

（后一部分要等一段时间了，呵呵）参数化设计是proe重点强调的设计理念。

参数是参数化设计的核心概念，在一个模型中，参数是通过“尺寸”的形式来体现的。

参数化设计的突出有点在于可以通过变更参数的方法来方便的修改设计意图，从而修改设计意图。

关系式是参数化设计中的另外一项重要内容，它体现了参数之间相互制约的“父子”关系。

所以，首先要了解proe中参数和关系的相关理论。

一、什么是参数？参数有两个含义：●一是提供设计对象的附加信息，是参数化设计的重要要素之一。

参数和模型一起存储，参数可以标明不同模型的属性。

例如在一个“族表”中创建参数“成本”后，对于该族表的不同实例可以设置不同的值，以示区别。

●二是配合关系的使用来创建参数化模型，通过变更参数的数值来变更模型的形状和大小。

二、如何设置参数在零件模式下，单击菜单“工具”——参数，即可打开参数对话框，使用该对话框可添加或编辑一些参数。

1.参数的组成(1)名称：参数的名称和标识，用于区分不同的参数，是引用参数的依据。

注意：用于关系的参数必须以字母开头，不区分大小写，参数名不能包含如下非法字符：！、”、@和#等。

(2)类型：指定参数的类型∙a)整数：整型数据∙b)实数：实数型数据∙c)字符型：字符型数据∙d)是否：布尔型数据。

(3)数值：为参数设置一个初始值，该值可以在随后的设计中修改(4)指定：选中该复选框可以使参数在PDM（Product Data Management，产品数据管理）系统中可见(5)访问：为参数设置访问权限。

∙a)完全：无限制的访问权，用户可以随意访问参数∙b)限制：具有限制权限的参数∙c)锁定：锁定的参数，这些参数不能随意更改，通常由关系式确定。

齿轮参数化设计PROE
1.新建文件夹chilui
2.设置参数工具/参数单击
3.草绘基准曲线单击先FRONT平面为草绘平面绘制四条圆曲线,尺寸任意
4.设置关系工具/关系单击3中产生草绘曲线,消失符号尺寸关系中输入关系式确定后按再生按钮
5.创建渐开线单击选取[从方程]/[完成]选项取默认坐标系,选取[笛卡尔]选项
选坐标系
打开点保存
所得曲线
1/ 3
6.创建拉伸曲面拉伸/选曲面/TRONT为草绘平面/
曲面高度任意给定
创建参数化
7.延长曲面(1)选曲面的边,[编辑]/[延长] (2)单击选项/切线
选此边
(3)建立d5=d0/2 (4)单击再生按钮
8.创建基准轴单击打开基准对话框,选TOP/RIGHT平面,创建A-1 按CTRAL
9.创建基准点单击选分度圆曲线和拉伸曲面，创建PNT0
按CTRAL
2/ 3
10.创建基准平面单击平面选A1和PNT0,创建DTM1平面3/ 3。

做标准齿轮需要非常认真，很难方法如下：齿轮的一些标准参数和关系z 齿数m 模数alpha 压力角da 齿顶圆直径d 分度圆直径df 齿根圆直径db 基圆直径ha 齿顶高hf 齿根高b 齿轮宽（厚）hax 齿顶高系数cx 顶隙系数基本关系d=m*zda=d+2*hax*mdf=d-2*(hax+cx)*mdb=d*cos(alpha)或d=m*zha=hax*mhf=(hax+cx)*mda=d+2*hadf=d-2*hfdb=d*cos(alpha)圆的直径与各个基本圆的关系sd0=dasd1=dsd2=dfsd3=db后加的关系p15=z（第一方向的阵列数目为齿数）*** d26 = 360/z 阵列角度渐开线到的圆角要设定关系！！！倒圆角关系添加（此步必须要，否则再生肯定失败啊）if hax<1sd0=0.46*mendifif hax>=1sd0=0.38*mendif（sd0为倒圆角半径）PRO/E中渐开线坐标方程（圆柱坐标系）a=180/pita=t*sqrt((da/db)^2-1)r=0.5*db*sqrt(1+ta^2)theta=ta*a-atan(ta)z=0PRO/E中渐开线坐标方程（笛卡尔坐标系）r=db/2theta=t*45x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180z=0。

proE 直齿圆柱齿轮的画法本作者是在一家非标设计院工作，经常需要用到标准件的调用。

如需详细内容，请参考下文：1 使用front 平面草绘4 个任意半径的同心圆，确定，按“√”退出草绘。

2 点击“工具—>参数”弹出参数设置框，点击“+”增加参数行，在“名称”列输入直齿圆柱齿轮的参数符号，在“值”列输入需要指定的参数值。

其中：m（模数）、z（齿数）、Prsangle（齿形角）ha（齿高）、c（齿隙系数）、3 点击“工具—>关系”弹出“关系”框，对齿轮的参数建立参数关系式。

3.1 将鼠标移到至同心圆上，4 个同心圆同时加亮，点击，显示同心圆的尺寸符号。

3.2 在“关系”栏中输入如下关系式，点击“确定”关闭窗口。

d=m*zdb=d*(cos(prsangle))da=d+2*m*hadf=d-2*(ha+c)*mD0=dD1=dbD2=daD3=df4 执行“编辑—>再生”，图形中通过关系式赋值的4 个同心圆的直径确定，即d、db、da、df 的值，再次打开参数栏可以看到这4 个参数已经被赋值。

5 绘制齿轮的渐开线点击窗口“创建基准曲线”按钮，选取“从方程”，确定，选取模型树中的坐标系，类型为圆柱坐标系后弹出程序运行框和记事本，在记事本中输入渐开线方程如下：x=t*sqrt((da/db)^2-1)y=180/pir=0.5*db*sqrt(1+x^2)theta=x*y-atan(x)z=0若为笛卡尔坐标系，则方程为r=db/2theta=t*60x=r*cos(theta)+r*(theta*pi/180)*sin(theta)y=r*sin(theta)-r*(theta*pi/180)*cos(theta)z=0点击记事本“文件—>保存”后关闭记事本，在“曲线：从方程”的右下角点击“预览”或直接确定，渐开线绘制成功。

6 创建渐开线与分度圆的交点为基准点。

执行“基准点创建”工具，选取渐开线后，按下“ctrl”选取分度圆，“确定”，基准点PNT0 创建成功。

已知参数为:齿数z=34，模数m=2,压力角α=20°,建立直齿圆柱齿轮参数化建模。

参数化建模过程：1、启动Pro/E程序后，选择【文件】/【新建】命令，在弹出的【新建】对话框中的【类型】选项组中选取【零件】选项，在【子类型】选项组中选取【实体】选项，同时取消【使用缺省模版】选项的选中状态，最后在【名称】文本框中输入gear，单击按钮后，系统弹出【新文件选项】对话框，在【模版】选项组中选择mmns_part_solid选项，最后单击该对话框中的按钮后进入Pro/E系统的零件模块。

2、设置尺寸参数单击菜单栏【工具】在下拉菜单单击【参数】，在【参数】对话框中添加尺寸的各个参数，如下图所示3、设置关系参数在主菜单上依次单击“工具” →“关系”，系统弹出“关系”对话框，并在“关系”对话框内输入齿轮的分度圆直径关系、基圆直径关系、齿根圆直径关系和齿顶圆直径关系，如下图所示：4、绘制齿轮基本圆（1）在工具栏内单击按钮，系统弹出“草绘”对话框。

选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“左”，如图2-1所示。

单击【草绘】进入草绘环境。

（2）在绘图区以绘图提供的原点为圆心，绘制四个同心圆，并且标注圆的直径尺寸。

在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制，如下图所示：（3）在主菜单上依次单击“工具” →“关系”，系统弹出“关系”对话框。

在“关系”对话框中输入尺寸关系，通过该关系创建的圆即分别为分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆。

(4)在【关系】对话框中单击确定按钮，系统自动根据设定的参数和关系式再生模型并生成新的基本尺寸。

最终生成如下图所示的标准齿轮基本圆。

5、创建齿轮轮廓线在右工具箱中单击“基准曲线”按钮打开【曲线选项】菜单，在该菜单中选择【从方程】选项，然后选取【完成】选项。

系统提示选取坐标系，在模型树窗口中选择当前的坐标系，然后在【设置坐标类型】菜单中选择【笛卡尔】选项。

系统打开一个记事本编辑器。

直齿轮的参数化造型设计设计题目已知标准圆柱齿轮的默认参数为齿数z=20，压力角α=20°，模数m=8mm 。

设计要求利用Pro/E 提供的程序功能精确绘制直齿轮的实际渐开线齿廓曲线，并利用Pro/E 的参数化造型技术完成直齿轮的三维实体造型设计。

要求经过Pro/E 的程序设计，当用户只要输入直齿轮新的设计参数后，系统即能够自动快速地创建出该齿轮的三维实体模型。

直齿轮几何尺寸的计算1.节圆半径 mm z m r 802/2082/=⨯=⨯=2.基圆半径 mm r r b 1754.75)9/cos(80cos =⨯=⨯=πα3.周节 mm m p 1327.258=⨯=⨯=ππ4.分度圆齿厚 mm p s 5664.122/==5.齿顶圆半径 mm m r r a 88=+=6.齿根圆半径 mm m r r f 7025.1=-=7.齿轮的基圆齿厚 mm r s r s b b 0494.14)180tan 2(2=-+=απα 8.齿轮的基圆齿厚角度 ︒=⨯=7079.10180πθb b r s 9.齿轮的基圆齿间角度 ︒=-=2921.7/360θθz w10.渐开线的展开角可由下式求得 θμμ=-a r c t a n11.以极坐标形式表示的渐开线方程 21μρ+=b r输入齿轮基本参数1.启动Pro/E 程序后，选择【文件】/【新建】命令，在弹出的【新建】对话框中的【类型】选项组中选取【零件】选项，在【子类型】选项组中选取【实体】选项，同时取消【使用默认模版】选项的选中状态，表示不采用系统的默认模版，最后在【名称】文本框中输入文件名spurgear ，单击按钮后，系统弹出【新文件选项】对话框，在【模版】选项组中选择mmns_part_solid 选项，最后单击该对话框中的按钮后进入Pro/E 系统的零件模块。

图1-1 【新建】对话框 图1-2 【新文件选项】对话框2.选择【工具】/【程序】命令，则系统弹出【菜单管理器】瀑布式菜单，在其中的【程序】菜单中选择【编辑设计】选项。

PROE齿轮的参数化设计各类三维软件之中，最早实现全参数化建模的是PROE，下面简单分享下如何利用PROE来参数化设计齿轮：齿轮的分类很多，比如，按照外形可分为：圆柱齿轮、锥齿轮、非圆齿轮、齿条、蜗杆涡轮等；按照齿线形状分为：直齿轮、斜齿轮、人字齿轮、曲线齿轮等：按照齿轮所在表面分为：内齿轮和外齿轮。

齿轮多种多样，其设计方法也不可一概而论。

然而，我们大都可以通过渐开线来控制。

人字形齿轮斜齿轮锥齿轮柱形直齿轮柱形直齿轮的参数化设计：1.进入PROE5.0界面2.新建零件实体3.在工具栏中参数菜单中添加参数：4.添加关系5.草绘四个圆，作为齿顶圆，分度圆，齿基圆，齿根圆6.将四个圆分别作为：齿顶圆，分度圆，齿基圆，齿根圆7.绘制曲线选择从方程8.输入渐开线方程9.预览渐开线是否正确10.创建分度圆与渐开线交点11.创建RIGHT面与TOP面相交轴12.通过创建的基准点与基准轴创建基准平面13.由所创基准平面与基准轴创建基准面，夹角可任意给值14.添加关系，参数控制夹角大小15.通过上步创建的平面镜像渐开线16.通过齿根圆拉伸，高度可任意17.添加关系，控制齿根圆高度18.创建第一个轮齿19.添加关系，控制轮齿高度及倒角大小20.阵列轮齿21.添加关系，控制轮齿个数22.齿轮外形创建完成23.拉伸切除材料，并添加关系24.添加关系，控制倒角大小25.创建基准面，镜像26.创建内圆及键槽，添加关系，完成创建通过渐开线创建各类齿轮的基本形式几乎一致，这里不再赘述。

柱形直齿轮是各类齿轮中创建最为简单，也是参数化设计最为典型的例子。

在创建好齿轮后，只需改变参数，即可获得想要的齿轮，很是方便！。

圆柱齿轮参数模型的绘制轮齿建模思路：1.建立齿轮的轮辐2.建立齿轮的齿形渐开线，构建出齿轮的轮齿外形，使用拉伸切割出轮齿的形状。

轮辐建模过程：1.单击“FRONT”面进入草绘，绘制齿轮轮辐草图，并完成旋转特征的建立。

2.倒斜角450*1，完成轮辐建模。

轮齿（渐开线）建模过程：1.进入零件模块后单击下的弹出如图1所示的对话框。

Z（齿数）=45M（模数）=3AFPH（压力角）=20图12.单击对话框中的添加参数，然后向表格中输入如图所示的参数，其中的D（分度圆）、DB（基圆）、DF（齿根圆）、DA（齿顶圆）几项参数先不要输入留下空白，这几项参数将由关系式来确定。

如果参数错误或是有多余的参数可以单击删除。

3.单击弹出如图2所示的对话框。

单击此处进行验证图21.向其中添加关系式如下：d=m*zdb=m*z*cos(afph)da=d+2*1*mdf=d-2*(1+0.25)*m5.输入完成后单击图中所示位置进行验证。

6.验证正确后可以单击“局部参数”确认。

7.在模型树中单击“FRONT”面进行草绘，草绘出四个圆，双击圆的尺寸标注依次输入D、DB、DF、DA，确定四个圆的直径，如图3所示。

8. 草绘完成后确定退出单击插入基准曲线，弹出如图4所示的对话框。

9. 选择“从方程”完成，弹出如图5所示的对话框，在实体图中或是模型树中单击坐标系弹出如图6所示的对话框，单击“笛卡尔”。

10. 弹出如图7所示的的窗口中输入曲线方程如下：11. 输入完成后单击“文件”，“保存”，退出后单击“确定”。

完成渐开线曲线创建。

12. 单击按“Ctrl ”键同时点选“TOP ”面与“RIGHT ”面创建基准轴如图8所示。

图3图6 图7注意在虚线以下输入，虚线以上是系统默认的提示信息。

图4 图5 afa=90*t r=db/2x=r*cos(afa)+pi*r*afa/180*sin(afa) y=r*sin(afa)-pi*r*afa/180*cos(afa) z=013. 单击按“Ctrl ”键同时点选曲线与分度圆轮廓线。

图3-3 “模板”对话框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3-2 “新建”对话框图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。

渐开线直齿轮的参数化建模教程1、加入参数输入m、z、a的值！2、输入关系式/* 参数字母含义如下:/* m-->模数/* z-->齿数/* a-->压力角/* p-->齿距/* pb-->基圆齿距/* d-->分度圆直径/* da-->齿顶圆直径/* df-->齿根圆直径/* e-->分度圆齿槽宽/*-------------------------------/*特征尺寸赋值/*-------------------------------/*定义齿轮常数(ha*&c*)/*定义齿高系数(ha*)ha=1/*定义齿顶系数(c*)c=0.25/*定义渐开线展角B=(tan(a)-(PI/180*a))/(PI/180)/*定义分度圆直径d=m*z/*定义齿顶圆直径da=(z+2*ha)*m/*定义齿根圆直径df=(z-2*(ha+c))*m/*定义基圆直径db=m*z*cos(a)/*定义齿距p=PI*m/*定义基圆齿距pb=p*cos(a)/*定义分度圆齿槽宽e=(PI*m)/2/*计算齿槽宽的夹角Angle=(e/(d/2))*(180/pi)/*定制渐开线的偏移角度d33=Angle/2/*复制的偏移角度d37=360/Z/*定义阵列的数量p43=Z-1/*定义阵列的增量d42=360/Z/*结束/*-------------------------------3、创建齿坯选取front基准面为绘图平面！将齿顶圆的直径赋予草绘尺寸，sd0=da。

如下图所示。

接受草图，返回4、创建渐开线插入基准曲线选择“从方程”，然后单击完成选取坐标系，如下：然后选择笛卡尔，如下：输入关系式：alphak=40*tThetak=(tan(alphak)-alphak*(pi/180))*(180/pi)Rk=(db/2)/cos(alphak)X=rk*cos(thetak)Y=rk*sin(thetak)Z=0/*以上由极坐标方程演变而来，Thetak为方程中展角，alphak为压力角。

ProE5.0的直齿圆柱齿轮的三维参数化设计
王舒菲;董秀萍
【期刊名称】《河南科技》
【年(卷),期】2016(000)021
【摘要】运用三维ProE5.0软件,提供一种渐开线直齿圆柱齿轮的参数化设计方法进行快速简单建模,充分利用软件参数化建模独特的特点,并通过其自身再生功能创建新的齿轮模型,缩短了齿轮传动零件研发设计时间,同时也降低了设计成本.
【总页数】2页(P39-40)
【作者】王舒菲;董秀萍
【作者单位】北京工商大学材料与机械工程学院,北京100048;北京工商大学材料与机械工程学院,北京100048
【正文语种】中文
【中图分类】TH13
【相关文献】
1.基于Proe5.0软件对谷物磨盘装置再设计的一次实践 [J], 张兵
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3.基于Proe5.0的直齿圆柱齿轮参数化建模设计 [J], 顾吉仁
4.基于Pro/E
5.0直齿圆柱齿轮三维参数化设计 [J], 武鹏飞
5.Solidworks与AutoCAD相结合实现直齿圆柱齿轮的三维参数化设计 [J], 高成慧;付正飞
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