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基于Pro E的标准零件和通用零件参数化设计


基于 Pro/E 的传动件参数化设计

目 录
前 言. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. . 1 第一章、PRO/E 参数化设计简介. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . . 3
1.1 PRO/E 参数化设计................................................................ 3 1.2 参数化设计命令介绍............................................................. 3 1.3 参数化设计简单实例............................................................ 5

第二章圆柱直齿齿轮. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. 13
第一节、建立圆柱直齿齿轮外齿公用模板.............................................. 第二节、圆柱直齿少齿数模板的建立.................................................. 第三节、建立圆柱直齿多齿数模板.................................................... 第四节、圆柱直齿少齿数实例........................................................ 13 20 25 30

第三章、圆柱斜齿外齿齿轮. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. . 43
第一节、圆柱斜齿外齿齿轮公用模板的建立............................................ 第二节、圆柱斜齿外齿少齿数模板的建立过程.......................................... 第三节、圆柱斜齿外齿多齿数模板的建立过程.......................................... 第四节、模拟运行和数据分析........................................................ 43 49 58 67

第四章、圆柱直齿内齿齿轮. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. . 72
第一节、圆柱直齿内齿齿轮公用模板的建立过程........................................ 第二节、圆柱直齿内齿齿轮模板的建立过程............................................ 第三节、圆柱直齿内齿齿轮实例...................................................... 第四节、模拟运行和数据分析........................................................ 72 77 81 88

第五章圆柱齿轮斜齿内齿齿轮................................................ 94
第一节 斜齿内齿齿轮公用模板....................................................... 94 第二节 建立圆柱斜齿内齿轮的模板.................................................. 100 第三节 完成实例和运动仿真........................................................ 107

第六章 圆锥齿轮. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. . 110
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节 圆锥齿轮公用模板.......................................................... 圆锥齿轮少齿数模板........................................................ 圆锥齿轮多齿数模板........................................................ 锥齿轮少齿数实例.......................................................... 锥齿轮多齿数实例.......................................................... 模拟运行和数据分析........................................................ 110 116 125 131 137 144

第七章直齿条. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. 150
第一节 直齿条模板的建立.......................................................... 150 第二节 直齿条实例................................................................ 156 第三节 模拟运行和数据分析........................................................ 161
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第八章 斜齿条. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . 167
第一节斜齿条模板................................................................. 第二节 斜齿条实例和运动仿真..................................................... 一、生成相互配合零件........................................................... 二、装配过程和运动仿真......................................................... 167 178 178 179

第九章 人字齿轮. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. . 181
第一节多齿数人字齿轮............................................................. 181 一、多齿数人字齿轮............................................................. 181 二、少齿数人字齿轮............................................................. 184 第四节运动仿真和数据分析......................................................... 189 第十章 双联齿轮.................................................................... 194 第一节生成组成双联齿轮的两个齿轮................................................. 194 一、生成齿轮 1.................................................................. 194 二、生成齿轮 2.................................................................. 194 第二节、生成双联齿轮............................................................. 195 第三节 生成与双联齿轮啮合齿轮.................................................... 200 一、生成齿轮 3.................................................................. 200 二、生成齿轮 4.................................................................. 204 第五节 生成轴 2................................................................... 207 第六节 生成键.................................................................... 209 第五节 生成单齿轮子组件.......................................................... 210 第六节 生成双联子组件............................................................ 212 第七节 生成双联齿轮传动组件..................................................... 213 一、生成双联传动组件位置 1...................................................... 213 二、生成双联传动组件位置 2...................................................... 217

第二篇圆盘式对心移动从动件凸轮. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. . 220 第一章、等加速度等减速度运动规律凸轮..................................... 220
第一节、等加减速度运动规律凸轮建模............................................... 第二节、建立指定运动规律的凸轮机构............................................... 一、生成凸轮................................................................... 二、生成凸轮机架............................................................... 三、生成从动件................................................................. 四、滚子....................................................................... 五、轴......................................................................... 六、从动杆组建的建立........................................................... 七、总装配和运动分析........................................................... 220 228 228 229 234 238 240 242 244

第二章、正弦加速度运动规律凸轮. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. . 251
第一节、正弦加速度运动规律凸轮建模............................................... 251 第二节、装配建立指定运动规律的凸轮机构........................................... 254

第三章、余弦加速度运动规律. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . . 258
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第一节、余弦加速度速度运动规律凸轮建模........................................... 258 第二节、装配建立指定运动规律的凸轮机构........................................... 261

第四章、等速运动规律. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. 265
第一节、等速运动规律凸轮建模..................................................... 265 第二节、建立指定运动规律的凸轮机构............................................... 271

第三篇圆盘式偏心移动从动件凸轮. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. . 276 第一章、圆盘式移动从动件偏心等加速等减速凸轮. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. . 276
第一节、等加速等减速凸轮......................................................... 第二节、运动仿真与分析........................................................... 一、生成凸轮................................................................... 二、生成凸轮机架............................................................... 三、生成从动件................................................................. 四、生成滚子................................................................... 五、生成轴..................................................................... 六、生成从动杆组件............................................................. 七、总装配和运动分析........................................................... 276 284 284 285 285 286 286 286 288

第二章、圆盘式移动从动件偏心余弦加速度运动规律........................... 294
第一节、圆盘式移动从动件偏心余弦加速度运动规律凸轮建模........................... 第二节、运动仿真与分析........................................................... 一、生成凸轮和其它凸轮机构零件................................................. 二、总装配和运动分析........................................................... 294 295 296 297

第三章、圆盘式移动从动件偏心正弦加速度运动规律. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . 300
第一节、建立圆盘式移动从动件偏心正弦加速度运动规律的凸轮建模..................... 第二节、运动仿真与分析........................................................... 一、生成凸轮和其它凸轮机构零件................................................. 二、总装配和运动分析........................................................... 300 301 302 303

第四篇 圆盘式摆动从动件凸轮.............................................. 306 第一章、圆盘式摆动从动件凸轮............................................. 306
第一节、等加速等减速运动规律摆动凸轮建模......................................... 306 第二节、圆盘式摆动从动件其它运动规律............................................. 313

第二章、运动仿真和数据分析. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . . 316
第一节、生成零件................................................................. 一、生成凸轮................................................................... 二、生成凸轮机构零件图......................................................... 三、生成从动杆................................................................. 四、生成滚珠................................................................... 五、生成轴..................................................................... 第二节、从动杆组建的建立......................................................... 第三节、总装配和运动分析.........................................................
3

317 317 318 318 318 319 319 322

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第五篇 圆柱式凸轮. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. 329 第一章圆柱式余弦加速度规律. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . . 329
第一节 圆柱式余弦加速度规律建模.................................................. 第二节 建立指定运动规律的凸轮机构................................................ 一、生成凸轮................................................................... 二、生成凸轮机架............................................................... 329 335 335 337 三、生成从动件................................................................. 341 四、总装配和运动分析........................................................... 343

第二章、圆柱式余弦加速度规律............................................. 349
第一节圆柱式正弦加速度规律建模................................................... 第二节 模拟仿真和运动分析........................................................ 一、生成凸轮................................................................... 二、总装配和运动分析........................................................... 349 350 351 352

第六篇 其它传动件. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. 355 第一章 V 带轮. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .355
第一节 V 带轮建模................................................................. 355 第二节、V 带实例.................................................................. 360

第二章 滚子链轮. .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. .. .. . .. .. .. .. .. . 365
第一节 滚子链轮建模.............................................................. 365 第二节 滚子链轮实例.............................................................. 369 附录:........................................................................... 373 致谢:.......................................................................... 391

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基于 Pro/E 的传动件参数化设计

前 言
P ro/E (Pro/Engineer 操作软件) 是美国参数技术公司 (Parametric Technology Corporation , 简 称 PTC) 的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位,并作为当今世界机械 CAD/CAE/CAM 领 域的新标准而得到业界的认可和推广,是现今最成功的 CAD/CAM 软件之一。 Pro/Engineer 是采用参数化设计的、基于特征的实体模型化系统,这个系统的参数比功能是采用 符号式的赋予形体尺寸,与其它系统直接付固定数值于形体,这样可任意建立形体上的尺寸和功能 之间的关系,任何一个参数改变,其也相关的特征也会自动修正。这种功能使得修改更为方便和可 令设计优化更趋完美。 1、内容说明 本教材以 Pro/Engineer 的参数化设计功能为前提,在《三维机械设计基础教程》基础上编写的, 内容涵盖原教材第五章机械传动零件的三维造型。原教材经老师讲解后,学生才会操作;本教材通 俗易懂,步骤介绍详细得当,学生可以轻松自学。 本教材利用软件参数化设计的功能,可以解决各种传动轮缘部分参数化化设计问题,进而可建 立各种传动件的三维实体,另外本教材还详细介绍了各种传动件的运动仿真与分析。 本教材以凸轮和齿轮为重点,简单介绍带轮、链轮等传动件的参数化设计过程。 教材内详细介绍了常用齿轮类型的参数化设计过程,包括圆柱直齿外齿齿轮、圆柱斜齿外齿齿 轮、直齿内齿轮、斜齿内齿轮、锥齿轮、直齿条、斜齿条、人字齿轮等等,并在此基础上介绍了双 联齿轮的建立过程。教材没有用语言阐述所做齿轮的正确性,但通过齿轮的模拟运行和数据分析, 证明了所用方法的正确性。 本教材系统的介绍了不同凸轮建模过程,具体包括两大类:圆盘式凸轮和圆柱式凸轮。其中圆 盘式凸轮又包括摆动从动件和移动从动件两类,每类又可分为四种运动规律:等加速度等减速度运 动规律、余弦加速度运动规律、正弦加速度运动规律、和等速度运动规律;圆柱式凸轮我们主要从 移动从动件入手,介绍了正弦和余弦加速度运动规律的圆柱式凸轮。教材内通过特定运动规律的实 现来证明我们所做凸轮的正确性。 另外本教材还介绍了带轮、链轮、蜗轮的建模过程,主要以视频形式讲解。 2、本教材特点 本教材是示例性教材,按照实际操作步骤逐步进行讲解,学生只需对 Pro/E 有初步了解便可以完 成传动件的参数化设计; 本教材是一个自我证明体系,自己提出生成传动件的方法,又通过模拟运行和仿真证明我们所 完成的传动件满足要求、符合运动规律,这是本教材所独有的。 本教材因为是示例性教材,没有太多理论性知识介绍,学生乍看教材也许不懂得为什么这样操 作;但是因为是参数化设计,本教材所设参数和机械设计中常用符号相对应,并详细说明各参数的 实际意义,所以不难和机械设计知识结合在一起;另外在光盘视频教程有较为详细的讲解,所以理 解本教程操作方法不是难事。 具有一定 Pro/E 操作经验的读者,可以根据自身情况随意选读相关实例内容,且各软件建立过程 也不一定按照教程中步骤进行,只需满足参数、关系和约束关系即可。 阅读本书时,需要重点注意以下几点。 (1) (2) 书中有些实例设计尺寸在标注时初始尺寸可能和书中所示不一样,形状也不尽相同, 大家只要按照书中要求耿即可; 书中在修改参数尺寸添加关系时,弹出尺寸特征代号,这些代号和书中所示代号可能
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不同,但只要添加相同的关系即可; 3、本教材的使用方法,光盘的使用方法 本教材每个零件均自成一个章节,学生在学习相关零件的建模过程时,在光盘根目录下的 CH# 文件夹内(CH#代表相应文件名)均能找到各传动件软件的源文件,学生有必要是可以参考; 另外本书提供了大部分传动件软件及其实例的视频教程,统一放在 “视频课堂”文件夹内。操 作视频建议采用 Windows Media player 播放器,采用全屏模式; 建议用户事先将光盘复制到电脑硬盘中,以方便练习操作; 光盘是该教材一大亮点,我们针对典型传动件提供带有详细解说的视频教程,即使学生看着书 本教材无法完成相关零件的设计,打开光盘找到相应文件的视频,问题便迎刃而解了。 4、技术交流及疑难解答 欢迎广大读者通过电子邮箱向本教材提出各种质疑或批评。练习电子邮箱为 ds12513@163.com 。 对于读者提出来问题,我将尽快提供恢复,充分交流。 本教材因为时间仓促,可能存在很大缺陷,希望各位老师和同学们提出宝贵意见。

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第一章、PRO/E 参数化设计简介
1.1 P RO/E 参数化设计 参数化设计( Parametric ) (也叫尺寸驱动 Dimension-Driven )是 CAD 技术在实际应 用中提出的课题,它不仅可使 CAD 系统具有交互式绘图功能,还具有自动绘图的功能。 目前它是 CAD 技术应用领域内的一个重要的、且待进一步研究的课题。利用参数化设计 手段开发的专用产品设计系统, 可使设计人员从大量繁重而琐碎的绘图工作中解脱出来, 可以大大提高设计速度,并减少信息的存储量。 参数化设计是一种驱动机制参数驱动,参数驱动机制是基于对图形数据的操作。通 过参数驱动机制,可以对图形的几何数据进行参数化修改,但是,在修改的同时,还要 满足图形的约束条件。 Pro/E ( Pro/Engineer 操作 软 件 ) 是 美 国 参 数 技 术 公 司 ( Parametric Technology Corporation ,简称 PTC)的重要产品。在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位, 并作为当今世界机械 CAD/CAE/CAM 领域的新标准而得到业界的认可和推广,是现今最 成功的 CAD/CAM 软件之一。他为我们提供了强大的参数化设计功能。 PRO/E 提供了三项工具:关系和参数和族表。在 PRO/E 绘图过程中,修改尺寸,所 画图形也跟随一起变化,即尺寸驱动图形。如果将该尺寸添加为参数,我们可以通过控 制该参数数值来得到图形某一尺寸特征的大小; 如果图形各特征的参数间存在一定关系, 我们通过参数工具添加关系,同时配合各项约束功能,我们可以通过控制参数尺寸便可 控制整个图形的形状;同时利用族表工具,可以建立,某一零件的数据库。 1.2 参数化设计命令介绍 一、添加参数和参数编辑 PRO/E 进行参数化设计时要添加各项参数,以此控制某些尺寸的大小和变化。下面 我们介绍该工具。 1、 打开“参数对话框”。 在主菜单单击 2、 添加新参数
3

弹出下拉菜单;在下拉菜单中单击

,如图 1-2-1 所示:

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单击参数对话框中添加新参数键

,每按一次添加一个新参数;参数添加完毕后用

鼠标选中各参数名,键入我们所要参数的名称,按回车键确定;通常加参数完毕后要给 出一组初始值,在各参数数值框内键入初始数值。

图 1-2-1

二、添加关系式 PRO/E 进行参数化设计时要添加关系式,建立一组参数(两个或两个以上)之间的 关系,以此控制一组相关尺寸的大小和变化。下面我们介绍该工具。
1、 打开“参数对话框”

在主菜单单击

弹出下拉菜单;在下拉菜单中单击

,如图 1-2-2 所示:

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图 1-2-2

添加参数完成后,单击“关系对话框”中 2、 常用关系式符号

键。

Pro/e 在使用关系时,要用到各种运算符号和逻辑符号。常见符号如下表 1-2-1:
表 1-2-1:
类别 符号 + 运 算 符 号 * / ^ = 功能 相加 相减 相乘 相初 乘方 等于 使用举例 d0=d1+d2 d0=d1-d2 d0=d1*d2 d0=d1/d2 d0=d1^2 d1=d2

sin() cos() 函 数 符 号 tan() asin() acos() atan() sqrt() abs()

正弦 余弦 正切 反正弦 反余弦 反正切 平方根 绝对值

d1=sin(20) d1=cos(20) d1=tan(20) d1=asin(0.5) d1=acos(2) d1=atan(2) d1=sqrt(d2) d1=abs(d2)

3、建立族表 一般产品文件图我们可以 打开文件后打开参数对话框修改参数得到其他尺寸的产
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品,但如果所建立图形是一系列有规律变化的产品或标准间,我们可以建立族表。此后 在打开文件时可以直接选取我们所要的图形文件,打开即可。具体方法我们在下一节的 示例中完成。 1.3 参数化设计简单实例 一、查看二维图纸 通过 PRO/E 完成图 1-3-1 所示图形的 Pro/E 零件图的参数化设计:

二、观察所画图形,分析各尺寸特征间的关系:

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图 1-3-1

如图所示为一长方直柱,柱中有一通孔。截面是一正方形,边长等于 a;中间圆的 直径为 a/2;长方柱长度为 b。这是一系列长方直柱的集合,只需分别付给 a、b 不同的 值,则可得到不同的图形 三、设定参数和关系: 相关参数和关系式见表格 1-3-1:
表 1-3-1 :

尺寸名称 截面长和宽

尺寸 a

所设置参数 a c b

关系式

截面圆直径 a/2 长方直柱高 b c=a/2

四、用 Proe 完成所示系列图形: 步骤 1 新建文件“shili-cfz ”
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(1) 、在工具栏上单击 框。

按钮,或者选择

/

命令,弹出“新建”对话

(2) 、 在 “类型”选项组中选择为“零件”单选按钮,在“子类型”选项组中选择 “ 实体 ” 单选 按 钮 ; 在 “ 名称 ” 文本 框 中 , 输 入 名 称 shili-cfz ,同 时 取 消 选 中 复选框,不实用缺省模板 。 此 时 , “新建”对话框如图 1-3-2 所示;

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图 1-3-2 新建文件

(3)、在“新建”对话框中单击“确定”按钮,弹出如图 1-3-2 所示的“新文件选项” 对话框。 (4) 、 在 “模板”选项组中,选择 mmns_part_solid 选项,单击“确定”按钮,进入 零件设计模式; 步骤 2 定义参数 (1 ) 、 在“主菜单”中选择 命令,弹出“参数对话框”。 (2) 、 在 “参数对话框”中单击 2 次添加按钮 ,从而添加 2 个参数。 命令,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择

(3) 、分别修改新参数名称和相应的数值,如图 1-3-3 所示。其中 a 为截面的长和 宽、b 为长方直柱的长;给出初始值,a=10、b=20 ; (4) 、 在 “参数对话框”中单击“确定”按钮完成用户自定义的;
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图 1-3-3

步骤 3 添加关系 (1 ) 、 在 “主菜单”中选择 命令,弹出“关系对话框”。 (2) 、 在 “关系对话框”中添加关系,c=a/2,如图 1-3-4: 命令,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择

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图 1-3-4

(3) 、 在 “关系对话框”中单击“确定”按钮,添加关系成功; 步骤 4 画截面图形 (1) 、单 击 (草绘)工具,弹出“草绘对话框”。

(2) 、下 面 完 成“草绘对话框”的设置。 选择“FRONT”平面为绘图平面; “参照” 为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右”,见图 1-3-4 ;在“草绘对话框”中单击
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按钮 。

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图 1-3-4

(4) 、弹 出 “参照”对话框,单击 (5) 、 单击 中 心 线 工 具

按钮。 , 画一矩形, 如图 1-3-4;

, 画两个条中心线; 单击矩形工具

(6) 、在工具栏中单击约束工具 ,弹出约束对话框,见图 1-3-5; (7) 、单击约束对话框中相等约束 ,分别用鼠标点击矩形长和宽,然后单击鼠标 ,用鼠标单击竖直方向中心线,然

中键,完成相等约束;单击约束对话框中对称工具

后分别单击矩形上边两端点,最后单击鼠标中键完成约束;同理约束矩形相邻边对称; 关闭对话框,见图 1-3-6;

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图 1-3-6 图 1-3-7

图 1-3-5

(8) 、用鼠标双击正方形边长尺寸,修改为 a,按“Enter”键,弹出“是否添加此 关系”对话框,单击 (9) 、单击绘圆工具 确定,见图 1-3-7; ,画出一圆;双击圆直径尺寸线,修改尺寸为 c,按回车键, 确定;

弹出“是否添加此关系”对话框,单击 (10) 、单击工具栏中确定按钮 步骤 5 拉伸长方直柱

,完成草绘。

(1) 、选中所画截面,在工具栏中单击拉伸工具
9

,弹出“拉伸工具操控板”,见图

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1-3-8; (2) 、 在 “拉伸工具操控板”中设置为拉伸实体模式 车”键,弹出“是否要添加此关系对话框”,单击 ;拉伸深度输入 b ,按“回

确定;

图 1-3-8

(3) 、单 击 “拉伸工具操控板”中 步骤 6 变化参数得其它图形 (1) 、修改参数

,完成拉伸。至此完成了模型的建立。

按照初始设置参数所画图形如图 1-3-9,单击 改参数见图图 1-3-10;

/

,打开参数对话框,修

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图 1-3-9

图 1-3-10

(2) 、再生模型 单击对话框中 如图 1-3-11; ,完成参数设定;单击主菜单中重生模型键 ,使图形重生,

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图 1-3-11

可见,修改参数图形跟着变化。我们要得到其他尺寸的长方直柱只需修改参数,重 生模型即可。 (3) 、创建族表 (1) 、单 击 “工具”/“族表”命令,弹出“族表对话框”,见图 1-3-12;

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图 1-3-12

(2 )、 4 次单击“族表对话框”中插入新实例工具 对话框”中单击“添加/删除表列”工具

,插入 4 个实例; 在“族表

,弹出“族项目对话框”,见图 1-3-13;

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图 1-3-13

(3) 、 在“族项目对话框”中选中

,弹出“选取参数对话框”,见图 1-3-13; ;再 选 中 参 数 B ,单 击 ,重新弹出“族项目对话框”,已经多 键,重新弹出“族表对话框”,对话框

在 “ 选取 参 数 对 话 框 ” 中选 中 参 数 A ,单 击 ;单击“选取参数对话框”上的 了两个参数 A、 B;单击“族项目对话框”上 中已经建立 4 个实例,其参数均为 A 和 B; (4) 、修改五个实例名称,并设置参数如下图 1-3-14;

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图 1-3-14

(5 )、 单击校验实力命令 功单击“族树对话框”上确定

,弹出“族树对话框”,单击校验命令 键退出族表,见图 1-3-15;

;校验成

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图 1-3-15

步骤 7 保存文件 单击 / ,则保存文件成功此后在打开文件时便会弹出选取实例对话框, 即可,见图 1-3-16;

可根据你的长度要求选择你要选取的实例,单击

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图 1-3-16

1.4

参数化设计在传动件中的应用

第三节中所创建族表内容包括以下几组模式的图形,见表 1-3-2,变化规律为参数 A 不变,长度 B 递减;可见我们通过参数化设计完成了一系列长方柱的设计,在今后绘图 过程中只需选择相应文件便可;对于不在族表中长度尺寸,可直接修改长度参数 b 得到 。
表 1-3-2 :
普通模式 a=15 b=100 SHILI-CFZ-80 a=15 b=80 SHILI-CFZ60 b=60 SHILI-CFZ-40 SHILI-CFZ-20 a=15 b=20

a=15 a=15 b=40

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基于 Pro/E 的传动件参数化设计

由此我们可以看出的参数化设计功能。 即如果所画图形尺寸有一定的规律可寻,并且个各不同尺寸可以建立关系,就可以 利用 PRO/E 的参数设计功能完成一系列该产品, 今后随时可以调用,可以说是一劳永逸 ; 机械零件中的冲动件,例如:凸轮、齿轮、 V 带轮、蜗轮等等,有特定的参数,并且各 参数间存在固定关系,所以可以利用 PRO/E 建立模型,这也就是基于 PRO/E 传动件参数 化设计的出发点。

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第二章圆柱直齿齿轮
第一节、建立圆柱直齿齿轮外齿公用模板 步骤 1 新建零件文件 (1) 话框。 (2) 在“类型”选项组中选择为“零件”单选按钮,在“子类型”选项组中选择 “实体”单选按钮;在“名称”文本框中,输入名称 jianmo-clqxwz(建模—齿轮曲线 外齿轮直齿) ,同时取消选中 话框如图 2-1-1 所示; 复选框,不实用缺省模板。此时, “新建”对 在工具栏上单击 按钮,或者选择 / 命令,弹出“新建”对

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图 2-1-1

(3) 对话框。 (4)

在“新建”对话框中单击“确定”按钮,弹出如图

所示“新文件选项”

在“模板”选项组中,选择 mmns_part_solid 选项 , 单击“确定”按钮,进

入零件设计模式。 步骤 2 定义参数 (1) 在“主菜单”中选择 命令,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择

命令,弹出“参数对话框”。

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图 2-1-2

(2)

在“参数对话框”中单击 6 次

(添加)按钮,从而添加 6 个参数。分别修

改新参数名称和相应的数值,如图 2-1-2 所示。其中齿轮模数 m 为 2、齿数 z 为 20、齿 轮厚度 b 为 10 、齿轮压力角 alpha 为 20 、齿顶高系数 ha 为 1、齿顶隙系数 c 为 0.25; (3)
在“参数对话框”中单击“确定”按钮完成用户自定义的参数建立。

步骤 3 添加关系

(1) 在“主菜单”中选择

令,弹出“关系对话框”。

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命令,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择



(2 ) 在“关系对话框”中添加关系,如图 2-1-3;计算参数 d 为分度圆直径, db 基圆直径,da 为齿顶圆直径,df 为齿根圆直径,rf 为齿廓底部倒圆角半径;

图 2-1-3

(3)在“关系对话框”中单击“确定”按钮,添加关系成功。
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步骤 4 创建齿轮圆 (1) 单击 (草绘)工具,弹出“草绘对话框”;选择“FRONT”平面为绘图平

面; “参照”为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右”,见图 2-1-4;在“草绘对话框”中单击 按钮。

图 2-1-4

(2) 弹出“参照”对话框 ,单击 (3) 进入绘图工作区,单击 下图 2-1-5;单击鼠标中键或

按钮

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完成绘图操作。

(绘圆)工具,在绘图区域画出四个同心圆,如

图 2-1-5

(4) 用鼠标全部选中四个圆的尺寸线,单击 入“修改尺寸对话框”。

(修改尺寸)进行尺寸修改,进

(5) 把第一个直径尺寸“sd7”改为 d,按“ENTER”键弹出“是否要添加此关系 对话框”,选择 ,如图 2-1-6 ;

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基于 Pro/E 的传动件参数化设计

图 2-1-6

图 2-1-7

(6) 依此方法分别修改剩余三圆直径为为 da、db 、df。其中 d 为分度圆直径、da 为齿顶圆直径、db 为基圆直径、df 为齿底圆直径,完成后见图 2-1-7; 步骤 5 创建一侧齿廓曲线 (1) 在工具栏中单击 项; ,弹出“菜单管理器”;在“菜单管理器”选择“方程”,

如图 2-1-8,单击 (2) 选择

弹出“曲线:从方程”对话框和“得坐标系”对话框,如图 2-1-9;用鼠标 (初始坐标系)为曲线坐标;

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图 2-1-8

图 2-1-9 图

2-1-10

(3)

弹出“设置坐标类型”对话框,如图 2-1-10 ,用鼠标选择“柱坐标”;随后

弹出“rel.ptd- 记事本”对话框,输入关系式如下图 2-1-11 ;输入完成后,在“rel.ptd- 记事 本”对话框单击“文件”/“保存”;再点击“文件”/“推出”; (4) 在“曲线:从方程”对话框上(如图 2-1-12)点击确定,完成齿廓线的绘制。

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图 2-1-11

图 2-1-12

步骤 6 创建基准点“PNT0” (1) 在工具栏内单击 ,弹出“基准点”对话框,图 2-1-13;

(2) 按住“Ctrl”键,用鼠标分别选择“齿廓曲线”和“分度圆”,图 2-1-14; (3) 在“基准点”对话框上点击“确定”键。

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图 2-1-13 图 2-1-14

步骤 7 创建基准轴线“A-1 ” (1) 在工具栏内单击 ,弹出“基准轴线”对话框,图 2-1-15; 平面和 平面,图 2-1-16 ;

(2) 按住“Ctrl”键,用鼠标分别选择

(3) 在“基准轴线”对话框上点击“确定”键。

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图 2-1-15

图 2-1-16

步骤 8 创建基准平面“DTM1” (1) 在工具栏内单击 ,弹出“基准平面”对话框,图 2-1-17 ;

(2) 按 住“Ctrl”键, 用鼠标分别选择基准轴线 “A-1”和基准点 “PNT0 ”,图 2-1-18; (3) 在“基准平面”对话框上点击“确定”键。

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图 2-1-17 图 2-1-18

步骤 9 创建基准平面“DTM2” (1) 在工具栏内单击 (基准平面)弹出“基准平面”对话框,图 2-1-19 ;

(2) 按住“Ctrl”键,用鼠标选择基准轴线“A-1”和基准平面 “DTM1 ”,图 2-1-20; (3) 在“基准平面”对话框“旋转栏中”输入“90/z ”,单击“回车键”;
注释:若齿轮有齿数为 z,则每两齿间隔角度为 360/z;在 360/z 范围内包括一个齿宽度和齿 槽宽度,则每个齿廓角度为 360/z/2 ;所以要镜像齿廓需旋转角度为 360/z/2/2=90/z;

(4) 弹出“是否要添加此关系“对话框,点击



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(5) 在“基准平面”对话框中点击“确定”键。

图 2-1-19

图 2-1-20

注意:所得 DTM2 基准平面应位于齿廓线上侧,以便以此为对称平面得到另一侧齿廓线

步骤 10 镜像另一侧渐开线 (1) 首先用选中所画“齿廓线”;单击 2-1-20; (2) 用鼠标单击选择“DTM2”平面为“镜像平面”;单击 图 2-1-20; 镜像工具,打开镜像工具操控板,见图

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完成镜像工作,如下

图 2-1-21

图 2-1-22

步骤 11 生成齿轮坯体 (1) 在工具栏内先后单击 工具和 工具,弹出“草绘”对话框;

(2) 完成“草绘”对话框设置。选择“FRONT”平面为绘图平面;草绘视图方向 为“反向”;“参照”为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右”; (3) 在“草绘”对话框单击 按钮;弹出参照对话框,点击 按钮;

(4)进入绘图工作区,在工具栏内选择
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激活工具,用鼠标左键选择齿根圆,

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再单击

完成草绘;

(5)在绘图区下部弹出拉伸工具操控板,见图 2-1-23;拉伸深度输入“b ”,单击 “Enter”键;弹出“是否要添加此关系“对话框,点击 工具操控板中单击 完成操作,得下图 2-1-24 添加关系;在“拉伸”

图 2-1-23

拉伸工具操控板

图 2-1-24

齿轮坯体

步骤 12 生成齿轮对称平面 DTM3 (1) 在工具栏内单击

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添加关系,见图 2-1-25;

(基准平面) ,弹出“基准平面 ”对话框,用鼠标点击

平面,并在对话框中输入平移偏距 b/2 ,单击“Enter”弹出“是否要添加关系” 对话框,单击

图 2-1-25

(2) 在“基准面”对话框中单击 clqxwz”建立成功。 步骤 13 保存文件 在主菜单中单击

, 得到基准平面 DTM3。至此 文 件“jianmo-

;弹出下拉菜单,单击
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现在我们可以利用文件 jianmo-zlqxwz 生成圆柱直齿齿轮多齿数和少齿数的模板。

第二节、圆柱直齿少齿数模板的建立 我们现在建立圆柱直齿少齿数模板,利用该摸板我们可以轻松得到任意合理参数的 圆柱直齿少齿数类型的齿轮。现在我们一起完成少齿数齿轮的模板。 步骤 1 新建零件文件“jianmo-wz-shao ” 1、打开文件 (1) 在主菜单上单击打开按钮

(2) 找到文件“jianmo-clqxwz ”,选中该文件,单击对话框中 2、保存副本“ jianmo-wz-shao ” (1) 在工具栏上单击 (2) 在下拉菜单中单击 (文件) ,弹出下拉菜单;

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,弹出“打开文件”对话框; ,弹出“保存副本”对话框;

键。

(3) 输入“新建名称”为 jianmo-wz-shao ,在“保存副本”对话框单击 保存副本完成。 3、关闭窗口 步骤 2 修改齿轮参数 (1) 在主菜单上单击 健,弹出下拉菜单; ,打开文件 。



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2-1 图 22-2

(2) 在下拉菜单中单击

键 ,弹 出 “参数”对话框, 修改以下参数参数:m=2、z=20 、

b=10、alpha=20、ha=1、c=0.25,如下图 2-2-1; (2) 在“参数”对话框中单击

(3) 在工具栏中单击再生模型键 ,图形重生。 步骤 3 画尺廓线 (1) 单击

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(草绘)工具,弹出“草绘对话框”

键,完成参数修改;

(2) ;选择“FRONT”平面为绘图平面 ;草绘视图方向为“反向”;“参照”为 “RIGHT”平 面 ; “方向”为“右”,见图 2-2-2 ; (3) 在“草绘对话框”中单击 (4) 弹出“参照”对话框,单击 按钮; 按钮,见图 2-2-2 ;

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2 图 2-22-2-2

(5) 在工具栏中单击画圆工具 , 分别单击激活齿顶圆、 齿根圆和齿廓线, 如图 2-2-3 所示;

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3 图 2-22-2-3 4 图 2-22-2-4

(3) 在工具栏中单击圆角工具 (4) 在工具栏中单击修建工具 4; (5) 在工具栏中单击约束工具 (6) 在约束对话框中选择相等项 弧,使其相等,如图 2-2-5;

,生成两圆角; ,剪掉多余激活曲线,生成轮廓线,见图 2-2-

,弹出“约束”对话框; ,弹出“选取”对话框;用鼠标分别单击两圆

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5 图 2-22-2-5

(7) 在工具栏中单击定义尺寸键 鼠标中间完成尺寸标注。

;用鼠标左键单击其中一段圆弧,然后单击

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6 图 2-22-2-6

(8) 用鼠标左键双击所标注圆弧半径尺寸;键入 rf ,按回车键,弹出“是否要添 加此关系对话框”,选择 添加关系,见图 2-2-6; 剪掉中间残留

(9) 在工具栏中单击直线工具,画图如 2-2-7 ;用剪切工具 齿根圆弧。 (10) 在工具栏中单击约束工具 (11) 在约束对话框中选择相等项 ,弹出“约束”对话框;

,弹出“选取”对话框;用鼠标左键分别选 ,用鼠标左键分别选择选择一圆弧和其

择上下两横线;在约束对话框中选择垂直项

相邻横线;同理对另一圆弧进行约束,见图 2-2-8; (10) 用鼠标双击 L1 尺寸 4.06 ,键入 2,单击鼠标中键或回车键,完成修改尺寸。
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(11)用鼠标单击工具栏中

,完成齿廓线。

7 图 2-22-2-7

图 2-2-8 (注意:此图只画出轮廓部分,过程线隐藏)

步骤 4 拉伸第一齿 (1) 用鼠标选中所画齿廓线,在工具栏中单击 键,弹出“拉伸”工具操控板; ;拉伸深度 42.17 修改为 b, 添加关系,见图 2-2-9;

(2) 在“拉伸”工具操控板中设置为拉伸实体模式 按回车键,弹出“是否要添加此关系”对话框,单击

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图 2-2-9

(3) 在“拉伸”工具操控板中单击 步骤 5 阵列其他齿 (1) 控板; (2)

键,完成拉伸。

用鼠标选中所拉伸第一齿;在工具栏中选择阵列键

,弹出“阵列”工具操

在“阵列”工具操控板阵列方式选择为 “轴”; 用鼠标选中齿轮坯体轴心线 A-1

为阵列中心轴;整列个数框中把 4 改为 20;阵列角度由 90 度改为 360/z ,按回车键,弹 出“是否要添加此关系”对话框,单击 ;阵列范围为 360 度,见图 2-2-10 ;

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图 2-2-10

(3)

在“阵列”工具操控板中,单击

,见图 2-2-10;

图 2-2-10

(4)

在模型树中单选

,右键弹出快捷菜单;左键单击编辑选

项,见图 2-2-11;

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图 2-2-11 图 2-2-12

(5)图形变为如图

鼠标轻轻放在“59 拉伸”上,在 PRP/E 窗口左下角或鼠标处

看到 P54:F19 (阵列_1), 见图 2-2-12;

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(6)在主菜单中单击 “关系”编辑框中

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/ 键,见图 2-2-13 ; 。

图 2-2-13

,弹出“关系”编辑框,添加关系 p54=z ;单击

(7)在主菜单中单击重生模型键 步骤 6 隐藏没用的线 (1)单击工具栏中层树设置键 (2) 在层树中,单击选中

,窗口左侧由“模型树”变为“层树”; 选项;右键弹出便捷菜单,单击 ,见

;重新点击右键弹出便捷菜单,选择单击

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基于 Pro/E 的传动件参数化设计

图 2-2-14

(3)单击工具栏中层树设置键 步骤 7 保存文件。 在上主菜单单击

,窗口左侧由“模型树”变为“层树”;

,弹出下拉菜单;在下拉菜单上单击

。圆柱直齿少

齿数模板建立成功,今后若在生成此类齿轮可利用该模板生成。 第三节、建立圆柱直齿多齿数模板

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, 弹出“打开文件”对话框 ;

步骤 1 新建零件文件“jianmo-wz-duo ” 1、打开文件 (1) 在主菜单上单击打开按钮

( 2)找到文件 “ jianmo-clqxwz ” ,选中该文件 ,单击对话框中 键。 2、保存副本“jianmo-wz-duo ” (1) 在工具栏上单击 (2) 在下拉菜单中单击 (文件) ,弹出下拉菜单; ,弹出“保存副本”对话框 ,保

(3)输入“新建名称” 为 jianmo-wz-duo ,在“保存副本”对话框单击 存副本完成。 3、 ,打开文件 。

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步骤 2 修改齿轮参数 (1) 在主菜单上单击 (2) 在下拉菜单中单击 b=10、alpha=20、ha=1、c=0.25; (3) 在“参数”对话框中单击 (4) 在系统工具栏中单击再生模型键 步骤 3 画齿轮廓线 (1) 单击 (草绘)工具,弹出“草绘对话框”;下面完成“草绘对话框”的设 键,完成参数修改; ,图形重生。 健,弹出下拉菜单; 键,弹出“参数”对话框,修改参数:m=2 、z=59、

置。 选择“FRONT”平面为绘图平面 ;“参照”为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右”; (2) 在 “ 草绘对话框 ”中单击 按钮,见图 2-3-1; 按钮;弹出 “参照 ”对话框 ,单击

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图 2-3-1

(3) 进入绘图工作区,在工具栏中单击 (4) 在工具栏中单击激活键 2 所示;

转换成线框模式;

, 分别单击激活齿顶圆、 齿根圆和齿廓线, 如图 2-3-

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基于 Pro/E 的传动件参数化设计

图 2-3-2

图 2-3-3

(5) 在工具栏中单击圆角工具 (6) 在工具栏中单击约束工具

,生成两圆角,见图 2-3-3; ,弹出“约束”对话框;在约束对话框中选择相

等项 ,弹出“选取”对话框;用鼠标分别单击两圆弧,使其相等,见图 2-3-4;

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图 2-3-4

(7)

在工具栏中单击定义尺寸键

;用鼠标左键单击其中一段圆弧,然后单击

鼠标中间完成尺寸标注。 (8) 用鼠标左键双击所标注圆弧半径尺寸;键入 rf ,按回车键,弹出“是否要添 加此关系对话框”,选择 添加关系; ,剪掉多余激活曲线;在工具栏中单击直线工

(9) 在工具栏中单击修建工具 具,画图如 2-3-5; (10) 在工具栏中单击约束工具 (11) 在约束对话框中选择相等项

,弹出“约束”对话框; ,弹出“选取”对话框;用鼠标左键分别选
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基于 Pro/E 的传动件参数化设计

择上下两横线;在约束对话框中选择垂直项

,用鼠标左键分别选择选择一圆弧和其相

邻横线;同理对另一圆弧进行约束,见图 2-3-6;

图 2-3-5

图 2-3-6

(12 )用鼠标双击 寸。

L1 尺寸 4.06 ,键入 2,单击鼠标中键或回车键,完成修改尺

(13)用鼠标单击工具栏中 步骤 4 拉伸第一齿

,完成齿廓线。

(1) 用鼠标选中所画齿廓线,在工具栏中单击

(2) 在“拉伸”工具操控板中设置为拉伸实体模式;拉伸深度 42.17 修改为 b, 按回车键,弹出“是否要添加此关系”对话框,单击 (3) 在“拉伸”工具操控板中单击 步骤 5 阵列其他齿 (1) 用鼠标选中所拉伸第一齿;在工具栏中选择阵列键 控板; “轴”; 用鼠标选中齿轮坯体轴心线 A-1 (2) 在“阵列”工具操控板阵列方式选择为 为阵列中心轴;整列个数框中把 4 改为 59;阵列角度由 90 度改为 360/z ,按回车键,弹 出“是否要添加此关系”对话框,单击 ;阵列范围为 360 度,见图 2-3-6; ,弹出“阵列”工具操 键,完成拉伸。 添加关系;

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键,弹出“拉伸”工具操控板;

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图 2-3-6 阵列工具操控板

(3) 在“阵列”工具操控板中,单击

,见图 2-3-7;

图 2-3-7

(4) 在模型树中单选 项,见图 2-3-8;

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,右键弹出快捷菜单;左键单击编辑选

图 2-3-8

图 2-3-9

(5) 图形变为如图

鼠标轻轻放在“59 拉伸”上,在 PRP/E 窗口左下角或鼠标

处看到 P73:F19 (阵列_1), 见图 2-3-9; (6)在主菜单中单击 击“关系”编辑框中 / 键; ,弹出“关系”编辑框,添加关系 p73=z ;单

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(7)在主菜单中单击重生模型键 步骤 6 隐藏没用的线 (1) 单击工具栏中层树设置键 (2) 在层树中,单击选中



,窗口左侧由”模型树”变为”层树”; 选项;右键弹出便捷菜单,单击 ;

;重新点击右键弹出便捷菜单,选择单击 (3) 把鼠标放在层树上方 击 。

上,右键弹出便捷菜单;在“便捷菜单”上单

步骤 7 保存文件 在上主菜单单击

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,弹出下拉菜单;在下拉菜单上单击 。圆柱直齿少 第四节、圆柱直齿少齿数实例

齿数模板建立成功,今后若在生成此类齿轮可利用该模板生成。

现在我们利用已经建立的模板,完成给定参数的齿轮,以少齿数齿轮为例。 步骤 1 新建零件文件“shili-wz-shao ” 1、 2、 打开文件 关闭窗口 ,保存副本为“shili-wz-shao ”; ,打开文件 。

步骤 2 观察所要完成齿轮二维图纸

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基于 Pro/E 的传动件参数化设计

模数 齿数 齿形角 齿顶隙系数

m z ha* C*

2 20 1 0.25

图 2-4-1

表 2-4-1

步骤 3 修改齿轮参数 (1) 在主菜单上单击 (2) 在下拉菜单中单击 健,弹出下拉菜单; 键,弹出“参数”对话框,修改参数:m=2 、z=20、

b=10、alpha=20、ha=1、c=0.25,如下图 2-4-2 ;

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图 2-4-2

(3) 在“参数”对话框中单击 (4) 在工具栏中单击再生模型键 步骤 4 拉伸轴孔 (1) 单击草绘工具

键,完成参数修改; ,图形重生。

,弹出“草绘对话框”;
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“草绘对话框”的设置。 选择齿轮对称平面“DTM4”为绘图平面 ; (2) 下面完成 “参照”为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右” ; (3) 在 “草绘对话框”中单击 (4) 在工具栏中单击画圆工具 26mm ,见图 2-4-3;
按钮;弹出“参照”对话框 ,单击 按钮;

,画出一个圆;双击尺寸线,修改尺寸为

图 2-4-3

(5) 用鼠标单击工具栏中

(6) 在工具栏中单击拉伸工具

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,完成绘图。 ,弹出“拉伸”工具操控板; ;拉伸方式为对称拉伸 ; ;

(7) 在“拉伸”工具操控板中设置为拉伸实体模式 拉伸深度改为 20mm ,见图 2-4-4; (8) 在“拉伸”工具操控板中单击确定按钮

图 2-4-4

(9) 依然用草绘工具,绘圆如下图 2-4-5,直径为 16mm ;

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基于 Pro/E 的传动件参数化设计

图 2-4-5

图 2-4-6

(10)绘圆完成后,选择拉伸工具

,弹出“拉伸”工具操控板; ;拉伸方式采用对称

(11) 设置“拉伸”工具操控板:依然采用拉伸实体模式 拉伸 ;单击按钮

,变为“剪切材料”模式;拉伸深度大于等于 20mm ; 完成拉伸,得图 2-4-6;

(12) 设置完成后,单击“拉伸”工具操控板上 步骤 5 拉伸键槽

(1) 单击 草 绘 工 具 ;单击

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按钮,弹出“参照”对话框,将其关闭; ,弹出

,弹 出 “ 草绘 对 话 框 ”;在 “ 草绘 对 话 框 ” 上单 击

(2) 单击工具栏直线工具处小箭头 的中心线工具 绘图如图 2-4-8;

,选择其中 ,

;在绘图区画出中心线如图 2-4-7: ;单击工具栏中单击矩形工具

图 2-4-7

图 2-4-8

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(3) 在工具栏中单击约束工具 工具

,弹出“约束工具”对话框;选择其中的对称

;用鼠标先点击所画中心线,再分别点击矩形上边两端点,见图 2-4-9 ;单击 完成约束,关闭对话框; (4) 下面进行尺寸标注,单击创建定义尺寸工具 ;标注矩形上边长度:单击

矩形上边,再单击鼠标中键,完成此边标注;标注矩形上边到齿轮横向中线心线距离: 鼠标点击上边一端点,再点击齿轮横向中线心线,最后单击鼠标中键完成高度的标注;

(5) 分别选中刚才标注的两尺寸,单击修改尺寸工具 框;去掉 处的 ,见图图 2-4-10;

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图 2-4-9 图 2-4-10

,弹出“修改尺寸”对话

(6) 根据二维图尺寸,sd7 处修改为 10.3 ,由 18.3mm 减去孔半径得到;sd6 改为 5;单击“修改尺寸”对话框处 (7) 单击工具栏处 ;
,弹出“拉伸”工具操控板;

完成草绘继续操作;选择拉伸工具

(8) 设置“拉伸”工具操控板:依然采用拉伸实体模式 拉伸 ;单击按钮

;拉伸方式采用对称

,变为“剪切材料”模式;拉伸深度大于等于 20mm ; 完成拉伸,得图 2-4-11;

(9) 设置完成后,单击“拉伸”工具操控板上

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基于 Pro/E 的传动件参数化设计

图 2-4-11

图 2-4-12

步骤 6 倒角 (1) 在工具栏处单击倒角工具 ,弹出“倒角工具操控板”; 倒角方式; 中值为 1;

(2) 在“倒角工具操控板”中选择

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(3) 按住“Ctrl”键用鼠标分别选择要倒角的边,如图 (4) 选择完后单击操控板中 步骤 7 倒圆 (1) 在工具栏处单击倒圆工具 ,弹 出“倒圆工具操控板”; 选择需要倒圆的边 ; , (包 含 另 一 侧 ) ; 键,完成倒角,如图 2-4-12;

(2) 在“倒圆工具操控板”中输入倒圆半径为 2; (3) 输入完后单击操控板中 步骤 8 加工轮缘部分 (1) 在工具栏中单击草绘工具 单击 (2) 设置草绘对话框如图; 见图 2-4-13; ,弹出“草绘工具对话框” ; 键; 弹出参照对话框, 单击 , 键,完成倒圆。

40

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图 2-4-13

(3) 在工具栏中单击中心线工具 一个“三角形,如图 2-4-14:

,画出旋转轴线;单击直线工具

,画出

(4) 在工具栏中单击创建定义尺寸工具

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图 2-4-14 图 2-4-15

; 标注三角形右顶点到旋转轴的距离:

用鼠标分别单击三角形右端点和旋转轴,再单击鼠标中键完成标注;标注三角形右顶角 角度:鼠标分别单击右顶角两边,在单击鼠标中键完成标注;标注上边长度:单击上边, 再单击鼠标中键,完成标注,见图 2-4-15; (5) 按住“ Ctrl“键分别选中所标注尺寸;在工具栏中单击修改尺寸工具 出修改尺寸对话框;去掉 处 ,见图 2-4-16 ; ,弹

(6) 19.30 修改为 44/2-1;5.91 改为 2;45 度不变;修改完后,单击对话框中

图 2-4-16

(7) 单击主菜单中

键完成草绘;在主菜单中单击旋转工具
41

,弹出旋转工具

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操控板; (8) 单击 变为剪切材料模式;旋转角度为 360 度;单击 键完成旋转;

步骤 9 镜像旋转 (1) 选中旋转生成部分;单击工具栏中镜像工具 弹出“镜像工具操控板”

(2) 单击齿轮宽度方向的对称平面 DTM4 为对称平面; (3) 在“镜像工具操控板”上单击 完成镜像,见图 2-4-17;

步骤 10 保存文件 在上主菜单单击

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7 图 2-4-1 2-4-17

,弹出下拉菜单;在下拉菜单上单击



同理,按照相同的方法,我们可以利用“jianmo-wz-duo ”,完成与上齿轮相啮合的 齿轮,见图;大家试着完成,保存为“shili-wz-duo ”。

模数

m
42

2

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齿数 齿形角 齿顶隙系数

z ha* C*

59 1 0.25

第五节、模拟仿真和数据分析
步骤 1 新建“组件”文件 (1) 、单击新 建 按 钮 ,弹 出 “ 新建 对话 框 ”;在 “ 类型 ” 选项 框中 选 择 ;单击“新建对话框”下方 按钮,

;在“子类型”选项框中选择 弹出“新文件选项”框。

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5-1 图 22-5

(2) 、设 置 “新文件选项”框,选择 按钮,进入组建绘图区; 步骤 2 分析所要装配齿轮 两齿轮参数如下表:
表 2-5-1
43

项,见图 2-5-1;单击对话框中

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模数 齿数 齿顶高系数 齿顶隙系数 齿形角 模数 齿数 齿顶高系数 齿顶隙系数 齿形角

m z1 ha* C*

2 20 1 0.25

m z2 ha* C*

2 59 1 0.25

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在装配时,两者的中心距为 a,计算的 配时,两齿轮中心距为 79mm 。 步骤 3 创建装配基准 (1) 、创建基准轴线 AA-1 ,为 ASM-TOP 和 ASM-RIGHT 的交线; (2) 、创建基准平面 ADTM1 ,于 ASM-RIGHT 平行,偏距为两齿轮中心距 79mm ; (3) 、创建基准轴线 AA-2 ,为 ASM-TOP 和 ADTM1 的交线;如图 2-5-2 ; ,则再进行装

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图 2-5-2

5- 3 图 22-5

步骤 4 连接齿轮“shili-wz-duo” (1) 、在工具栏中单击 “将元件添加到组建工具” 出“元件放置对话框”,见图 2-5-3;

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按钮;

,打开文件“shili-wz-duo ”,弹

(2) 、 在 “元件放置对话框”中单击

项; 【类型】项选择【销钉】 ;

(3 ) 、设置【约束 】项:“轴对齐”项选择“ shili-wz-duo ”的“A-1 ”轴和“组件” 的“AA-1”轴 ; “平移”项 选 择 “shili-wz-duo ”的宽度方向对称轴和 “组件”的“ASM-F RONT” 面; (4) 、单 击 “元件放置对话框”上的 步骤 5 连接齿轮“shili-wz-shao ” 连接方法同上,只是【约束】设置项不同; “轴对齐”项选择“shili-wz-shao ”的“A-1” 轴和“组件”的“AA-2”轴 ; “平移”项选择“shili-wz-shao ”的宽度方向对称轴和“组 件”的“ASM-FRONT ”面; 步骤 6 转动齿轮 (1 ) 、在主菜单中单击 栏;
45

;弹出下拉菜单,单击

项,右侧弹出机构工具

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(2) 、在右侧机构工具栏中单击拖动已装配的元件键

,弹出“拖动对话框”,见 ,用鼠标单击大

图 2-5-4;然后在“拖动对话框”上单击“拍下当前配置的快照”键 齿轮,拖动大齿轮,使两齿轮啮合,见图 2-5-5;最后单击

按钮完成齿轮转动。

步骤 7 定义齿轮副连接

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,弹出“齿轮副”对 话 框 , ,弹出齿轮副定义对话框见图 2-5-7; ,选择大齿轮轴心线处销钉连接标志, ,选择小齿轮轴心线处销钉连

图 2-5-4

图 2-5-5

(1) 、在机构工具栏中单击 “定义齿轮副连接”键 见图 2-5-6;在其上单击

(2 )单击【齿轮 1 】 ,单击连接轴命令

输入节圆直径 118 ;单击【齿轮 2】 ,单击连接轴命令 接标志,输入节圆直径 40; (3) 、单 击

完成齿轮副定义;关闭“齿轮副”对话框。

图 2-5-6
46

图 2-5-7

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步骤 8 定义伺服电动机 (1) 、在机构工具栏中单击“定义伺服电动机”按钮 ,弹出“伺服电动机”对

话框,见图 2-5-8;单击其中的新建命令,弹出“伺服电动机定义对话框”, 见图 2-5-9;

图 2-5-8

(2)在“伺服电动机定义对话框”中,设置【类型】选项, 【从动图元】选择连接 轴,定义连接轴为大齿轮中心轴;单击【轮廓】项, 【规范】 ,设置为速度, 【模】设

置为常数,输入 10;单击确定,见图 2-5-10;关闭“伺服电动机”对话框。

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图 2-5-9 图 2-5-10

步骤 9 定义运行分析 “运行分析按钮” ,弹出“分析对话框”,见图 2-5-11; (1) 在机构工具栏中单击 单击其上的 命令,弹出“分析定义对话框”;

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图 2-5-11

图 2-5-12

(2) “分析定义对话框”设置如图所示:终止时间 60,帧频 20,最小间隔 0.05, 最后选中快照 ;单击 命令,齿轮开始转动;待运行完毕,单击“分析定

义对话框”上确定按钮;关闭“分析对话框”,见图 2-5-12; 步骤 10 生成分析测量结果

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,弹出“测量结果对 ; ,弹出“测量定义对话框 ”; 【类型】选择为速度;

(1) 在机构工具栏中单击“生成分析测量结果”工具按钮 话框”,见图 2-5-13

(2) 单击创建新测量按钮

单击【点和轴选项】 ,选择大齿轮上的 PNT0 点;单击“测量定义对话框”上确定按钮完 成 measur1 的设置,见图 2-5-14; (3) 同理新建另一个测量量,所测量的为小齿轮上 PNT0 点的速度;完成后见图25-13;

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(4) 然后分别选中 measure1 、 measure2 和新近的运动结果 AnalysysDfinition1 , 如图 2-5-13, 单击测量结果对话框上的 “绘制图像按钮” , 导出分析图形: 见图 2-5-15;

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图 2-5-13

图 2-5-14

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图 2-5-15 由图可见两齿轮分度圆上的两点线速度相同,但因为大齿轮和小齿轮的直径之比为 118/40 ,所以其转速比为线速度比的倒数,所以大齿轮和小齿轮转速之比为 40/118 。所 以 N=n2/n1 =118/40=59/20 N =z1/ z2=59/20 其中 N 为传动比,n1 为小齿轮转速,n2 为大齿轮转速,z1 为大齿轮齿数,z2 为小 齿轮齿数。由此可见所画齿轮满足传动比。

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第三章、圆柱斜齿外齿齿轮
第一节、圆柱斜齿外齿齿轮公用模板的建立 步骤 1 新建零件文件“jianmo-clqzwx”
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(1)

启动 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 按钮,或者选择【文件】 /【新建】命令,弹出 “新建”

(2) 在工具栏上单击 对话框。 (3)

在“类型”选项组中选择为“零件”单选按钮,在“子类型”选项组中选

择“实 体”单选按钮;在“名称”文本框中,输入名称 jianmo-clqxwx ,同时取消选中 复选框,不实用缺省模板 。 此 时 , “新建”对话框如图 3-1-1 所示。

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图 3-1-1

(4) 在“新建”对话框中单击“确定”按钮,弹出如图 对话框。

所示“新文件选项”

(5) 在“模板”选项组中,选择 mmns-part-solid 选项 , 单击“确定”按钮,进 入零件设计模式。 步骤 2 定义参数 (1) 在“主菜单”中选择 命令,弹出“参数对话框”。 命令,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择

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3-1-2 定义参数

(2) 在“参数对话框”中单击 7 次

(添加)按钮,从而添加 7 个参数。

(3) 分别修改新参数名称和相应的数值,如图 3-1-2 所示。其中 mn 为齿轮断面 模数、z 为齿数、 b 为齿轮厚度、 alpha 为齿轮压力角、 ha 为齿顶高系数、 c 为齿顶隙系 数、beita 为螺旋角; (4) 在“参数对话框”中单击“确定”按钮完成用户自定义的参数建立。 步骤 3 添加关系 (1) 在“主菜单”中选择 命令,弹出“关系对话框”。 (2) 在“关系对话框”中添加关系,如图 3-1-3; 命令,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择

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图 3-1-3

(3) 在“关系对话框”中单击“确定”按钮,添加关系成功。 步骤 4 创建齿轮圆 (1) 单击

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(草绘)工具,弹出“草绘对话框”。选择“ FRONT”平面为绘图平

面 ; “参照”为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右” 。 (2) 在 “草绘对话框”中单击 (3) 进入绘图工作区,单击 如下图 3-1-4;单击鼠标中键或
按钮;弹出“参照”对话框 ,单击 按钮;

(绘圆)工具,在绘图区域画出四个同心圆,

完成绘圆;

图 3-1-4

53

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(4) 用鼠标全部选中四个圆的尺寸线,单击 入“修改尺寸对话框”。

(修改尺寸)进行尺寸修改,进

(5) 把第一个直径尺寸“sd0”改为 d ,按“ENTER”键弹出“是否要添加此关系 对话框”,选择 ,如图 3-1-5;

图 3-1-5

(6) 依此方法分别修改剩余三圆直径为为 da、db 、df。其中 d 为分度圆直径、da 为齿顶圆直径、db 为基圆直径、df 为齿底圆直径,见图 3-1-6

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图 3-1-6

步骤 5 创建一侧齿廓曲线 (1) 在工具栏中单击 如图 3-1-7,单击 项;
54

,弹出“菜单管理器”;在“菜单管理器”选择“方程”,

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(2) 弹出“曲线:从方程” 对话框和“得坐标系”对话框,见图 3-1-8,用鼠标 选择 (初始坐标系)为曲线坐标。

图 3-1-7

图 3-1-8

图 3-1-9

(3) 弹出“设置坐标类型”对话框,用鼠标选择“柱坐标”坐标类型,如图 3-1-9, 弹出记事本;

(4) 在记事本中输入关系式如下图 3-1-10;输入完成后,在“rel.ptd- 记事本”对 话框单击【文件】/【保存】 ;再点击【文件】/【 退 出 】 ; (6)在“曲线:从方程”对话框上(如图)点击 3-1-11; 完成齿廓线线的绘制,见图

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图 3-1-10

图 3-1-11

步骤 6 创建镜像基准

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1、创建基准点 PNT0 ,为齿廓曲线和分度圆交点,如图 3-1-12;

图 3-1-12

面 3-1-13

图 3-1-14

2、创建基准轴线 A-1,为

平面和

平面交线,见面 3-1-13;

3、创建基准平面 DTM1,由基准轴线 A-1 和基准点 PNT0 确定,见图 3-1-14; 步骤 7 创建基准平面 DTM2 (1) 在工具栏内单击 (基准平面)弹出“基准平面”对话框,见图 3-1-15;

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图 3-1-15 图 3-1-16

(2) 按住“Ctrl”键,用鼠标选择基准轴线 A-1 和基准平面 DTM1 ; (3) 在“基准平面”对话框“旋转栏中”输入 90/z ,单击回车键; (4) 弹出“是否要添加此关系”对话框,点击 ;

(5) 在“基准平面”对话框中点击“确定”键,所得图形见图 3-1-16; 步骤 8 镜像另一侧渐开线 (1) 首先用鼠标左键选中“齿廓线”;单击 镜像工具,打开镜像工具操控板,

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见图 3-1-17; (2) 用鼠标单击选择“DTM2”平面为“镜像平面”;单击 图 3-1-18; 完成镜像工作,如下

图 3-1-17

图 3-1-18

步骤 9 生成齿轮坯体 (1) 在工具栏内先后单击

(2) 完成“草绘”对话框设置。选择“FRONT”平面为绘图平面;草绘视图方向 为“反向”;“参照”为“RIGHT” 平 面 ; “方向”为“右”; (3) 在“草绘”对话框单击 按钮;弹出参照对话框,点击 按钮。

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工具和

工具,弹出“草绘”对话框;

(4)进入绘图工作区,在工具栏内选择 再单击

激活工具,用鼠标左键选择齿根圆,

完成草绘,在绘图区下部弹出拉伸工具操控板。

(5)在绘图区下部弹出拉伸工具操控板,拉伸深度输入“b ”,单击“Enter” 键,见图 3-1-19;弹出“是否要添加此关系“对话框,点击 添加关系;

图 3-1-19

(7)在“拉伸”工具操控板中单击

完成操作,得下图 3-1-20;

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图 3-1-20

步骤 10 生成齿轮对称平面 DTM3 (1) 在工具栏内单击 标点击 (基准平面) ,弹出“基准平面”对话框,用鼠

平面,并在对话框中输入平移偏距 b/2 ,单击“Enter”。

(2) 弹出“是否要添加关系”对话框,单击 (3)在“基准面”对话框中单击 zlqxwz ”建立成功。 步骤 11 保存文件 在主菜单中单击

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;弹出下拉菜单,单击 。 第二节、圆柱斜齿外齿少齿数模板的建立过程

确定。

,得到基准平面 DTM3。至此文件“jianmo-

步骤 1 新建零件文件“jianmo-wz-you-shao” 1、打开文件 (1) 、在主菜单上单击打开按钮 (2) , 弹出“打开文件”对话框 ,单 击 对 话 框 中

、找 到 文 件 “ jianmo-clqxwx ” ,选 中 该 文 件 键。

2、保存副本“jianmo-wx-you-shao ” (1) 在工具栏上单击 (文件) ,弹出下拉菜单;
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(2) 在下拉菜单中单击

,弹出“保存副本”对话框

(3) 输入 “ 新建名称 ” 为 jianmo-wx-you-shao ,在 “保存副本 ” 对话框单击 ,保存副本完成。 3、关闭窗口 步骤 2 修改齿轮参数 (1) 在主菜单上单击 (2) 在下拉菜单中单击 健,弹出下拉菜单; 键,弹出“参数”对话框,修改参数:mn=2 、z=20、 ,打开文件 。

b=10、alpha=20、beita=10,ha=1、c=0.25 ,如下图 3-2-1;

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图 3-2-1

(3) 在“参数”对话框中单击 (4) 在工具栏中单击再生模型键 步骤 3 画尺廓线 (1) 单击

键,完成参数修改; ,图形重生。

(草绘)工具,弹出“草绘对话框”;

(2) 下面完成“草绘对话框”的设置。 选择“FRONT”平面为绘图平面 ;草绘 视图方向为“反向”;“参照”为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右” ;
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(3) 在 “草绘对话框”中单击 (4) 弹出“参照”对话框 ,单击 (5) 在工具栏中单击画圆工具 图所示 3-2-2;

按钮; 按钮; ,分别单击激活齿顶圆、齿根圆和齿廓线,如

图 3-2-2

图 3-2-3

(6) 在工具栏中单击圆角工具 (7) 在工具栏中单击修建工具 3; (8) 在工具栏中单击约束工具 相等项

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,生成两圆角;

,剪掉多余激活曲线,生成轮廓线,见图 3-2-

,弹出“约束”对话框;在约束对话框中选择

,弹出“选取”对话框;用鼠标分别单击两圆弧,使其相等,如图 3-2-4:

图 3-2-4

(9) 在工具栏中单击定义尺寸键 鼠标中键完成尺寸标注,见图 3-2-5;

;用鼠标左键单击其中一段圆弧,然后单击

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图 3-2-5

(10)用鼠标左键双击所标注圆弧半径尺寸;键入 rf ,按回车键,弹出“是否要添 加此关系对话框”,选择 添加关系; 剪掉中间残留

(11) 在工具栏中单击直线工具,画图如下 3-2-6;用剪切工具 齿根圆弧。

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,弹出“约束”对话框;

(12) 在工具栏中单击约束工具 (13)在约束对话框中选择相等项

,弹出“选取”对话框;用鼠标左键分别选 ,用鼠标左键分别选择选择一圆弧和其

择上下两横线;在约束对话框中选择垂直项

相邻横线;同理对另一圆弧进行约束,见图 3-2-7;

图 3-2-6

图 3-2-7

(14)用鼠标双击 L1 尺寸,键入 2,单击鼠标中键或回车键,完成修改尺寸。 (15)用鼠标单击工具栏中 ,完成齿廓线。
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步骤 4 旋转齿廓线 (1)旋转刚才所画的齿廓线;在工具栏中单击复制按钮 按钮 ;弹出“选择性黏贴”对话框如图 3-2-8; ,然后单击选择性粘贴

图 3-2-8

图 3-2-9

(2)在“选择性黏贴”对话框上选中 粘贴操控板; (3)选择旋转变换

;然后单击

按钮,弹出

击回车键,弹出是否要添加此关系对话框,单击 (4)设置完成后单击操控板中的 步骤 5 隐藏多余草绘

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添加关系; 完成粘贴,见图 3-2-9;

,然后单击齿轮中心轴线;在旋转角度框内输入 gama;单

选择除两齿廓以外的草绘图形,右击鼠标,在下拉菜单中选择隐藏 步骤 6 拉伸第一齿 (1) 在主菜单中单击 的 工具,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择 项中

,弹出“菜单管理器”,见图 3-2-10;

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图 3-2-10

(2) “菜单管理器”设 置 选 项 为 【 平 行 】 、 【规 则 截 面 】 、 【草绘截面】 ,单 击 项, “菜单管理器”更新为如图 3-2-11;

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图 3-2-11

图 3-2-12 ;

(3) 在更新菜单管理器中选择【光滑】 ,单击 12;

项;菜单管理器更新为如图 3-2-

、 【平面】 ,然后用鼠标选择 (4) 在更新菜单管理器中选择【新设置】 菜单管理器重新更新为如图 3-2-13;

平面,

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图 3-2-13

图 3-2-14

,拉伸方向见图 3-2-15,菜单管理器重新 (5) 在更新菜单管理器中单击【正向】 更新为如图 3-2-14;

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图 3-2-15 :箭头方向为拉伸方向

(6) 在更新菜单管理器中单击【缺省】项,弹出“参照对话框”,关闭参照对话 框;此时开始绘图; (7) 按住鼠标中键,转动到图像位置;在模型树中用鼠标选中草绘 1 曲线 见下图 3-2-16; 和曲线的镜像 、

,单击鼠标右键,在下拉菜单中单击【隐藏】 ,

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隐藏前
图 3-2-16

隐藏后

(8) 在工具栏中单击激活工具

,弹出激活对话框,如图 3-2-18,选择环激

活方式,激活左侧齿廓线;然后按住鼠标右键不放直至弹出下拉菜单,在下拉菜单中选 择【切换剖面】 ;再单击激活工具 ,用鼠标单击右侧齿廓线;在工具栏中单击

完成草绘,弹出菜单管理器,如图 3-2-19;

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图 3-2-18 注意:在激活两齿廓时,应 应该点击齿廓的相同位置 图 3-2-19

(9) 单击菜单管理器中的 20;

项,在窗口下部弹出“拉伸深度操控板”,见图 3-2-

图 3-2-20 ;

(10) 、 在 “拉伸深度操控板”输入拉伸深度 b ,单击操控板上的 对话框(见图)中的 键,完成操作。

;单击伸出项

(11) 、在左侧特征树中选择刚才所画拉伸项
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,单击右键,弹出下拉

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菜单,单击其中

选项;图像显示如图 3-2-21:

图 3-2-21

(12) 、将鼠标轻轻放在拉伸深度 10 上,显示 d96 :F20 ( 拉 伸 项 ) ; (13) 、在主菜单中单击【工具】/【 关 系 】 ,在“关系”编辑框中添加关系 d96=b ; 单击对话框中确定按钮; (14) 、单击主菜单中重生模型工具 步骤 7 隐藏过程绘图 (1) ,重生模型成功。

单击工具栏中层树设置键

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,窗口左侧由”模型树”变为”层树”; 选项;右键弹出便捷菜单,单击

(2) 在层树中,单击选中 ;重新点击右键弹出便捷菜单,选择单击 (4) 把鼠标放在层树上方 单击 。 步骤 8 阵列其他齿

上,右键弹出便捷菜单;在“便捷菜单”上

(1) 用鼠标选中所拉伸第一齿;在工具栏中选择阵列键 控板,见图 3-2-22;

,弹出“阵列”工具操

“轴”; 用鼠标选中齿轮坯体轴心线 A-1 (2) 在“阵列”工具操控板阵列方式选择为 为阵列中心轴;整列个数框中把 4 改为 20;阵列角度由 90 度改为 360/z ,按回车键,弹 出“是否要添加此关系”对话框,单击
66

;阵列范围为 360 度;

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图 3-2-22

(3) 在“阵列”工具操控板中,单击

,结果见图 3-2-23 ;

图 3-2-22

(4) 在模型树中单选

, 右键弹出快捷菜单; 左键单击

选项 ;

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图 3-2-23

(5)图形变为如图

鼠标轻轻放在“20 拉伸项”上,在 PRP/E 窗口左下角或鼠

标处看到 P120:F20 (阵列_1), 见图 3-2-23; (6)在主菜单中单击【工具】/【关系】,弹出“关系”编辑框,添加关系 p120=z ; 单击“关系”编辑框中 键;

(7)在主菜单中单击重生模型键 。 步骤 9 保存文件 在上主菜单单击 ,弹出下拉菜单;在下拉菜单上单击
67

,则文件

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jianmo-wz-you-shao 保存成功。 斜齿齿轮左旋少齿数完成的情况和此类似。只是“步骤 5 拉伸第一齿”在拉伸齿时 有所别。 我们观察以下图形,见图 3-2-23;

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图 3-2-23

斜齿少齿数右旋的情况,我们在画第一个拉伸截面时首先激活齿廓 1,再切换至另 一截面激活齿廓 2,这样在沿拉伸方向拉伸时拉伸实体向右拉伸,拉伸结果见图 3-2-24。

图 3-2-24

由图可见,混合拉伸时是从齿廓 1 拉向齿廓 2,方向向右,拉出齿为右旋。 若要完成少齿数左旋的情况,我们只需颠倒激活齿廓的顺序,首先激活齿廓 2,再 切换剖面激活齿廓 1 ,这样在拉伸时,沿着拉伸方向,通过 b (齿轮厚度)的距离,由
68

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齿廓 2 拉向齿廓 1 位置。从拉伸方向看去,即向左拉伸。 拉伸第一齿如图 3-2-25:

图 3-2-25

由图可见,混合拉伸时是从齿廓 2 拉向齿廓 1,方向向左,拉出齿为左旋。 其他步骤两者相同。请大家自行完成文件“jianmo-wz-zuo-shao ”。

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第三节、圆柱斜齿外齿多齿数模板的建立过程 步骤 1 新建零件文件“jianmo-wz-zuo-duo” 1、打开文件 (1) 在主菜单上单击打开按钮 , 弹出“打开文件”对话框 (2) 找到文件“ jianmo-clqxwx ” ,选中该文件 ,单击对话框中 键。 2、保存副本“jianmo-wx-zuo-duo ” (1) 在工具栏上单击 (2) 在下拉菜单中单击 (文件) ,弹出下拉菜单; ,弹出“保存副本”对话框 保

(3) 输 入“新建名称” 为 jianmo-wx-zuo-duo ,在“保存副本”对话框单击 存副本完成。 3、关闭窗口 ,打开文件 。

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步骤 2 修改齿轮参数 (1) 在主菜单上单击 (2) 在下拉菜单中单击 健,弹出下拉菜单; 键,弹出“参数”对话框,修改参数:mn=2 、z=59、

b=10、alpha=20、beita=10,ha=1、c=0.25 ,如下图 3-3-1;

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图 3-3-1

(3) 在“参数”对话框中单击 (4) 在工具栏中单击再生模型键 步骤 3 画尺廓线 (1) 单击

键,完成参数修改; ,图形重生。

(草绘)工具,弹出“草绘对话框”;选择“FRONT”平面为绘图平面 ;“参照” 按钮;弹出“参照”对话

为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右”;在 “草绘对话框”中单击 框 ,单击 按钮进入绘图界面;

(2) 在工具栏中单击线框工具 (3) 在工具栏中单击画圆工具 图 3-3-2;

,转化为线框模数; ,分别单击激活齿顶圆、齿根圆和齿廓线,如

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圆角

图 3-3-2

图 3-3-3

(4) 在工具栏中单击圆角工具 (5) 在工具栏中单击约束工具 相等项

,生成两圆角,见图 3-3-3; ,弹出“约束”对话框;在约束对话框中选择

,弹出“选取”对话框;用鼠标分别单击两圆弧,使其相等,如图 3-3-4; ,剪掉多余激活曲线,生成轮廓线;

(6) 在工具栏中单击修建工具

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图 3-3-4

(7) 在工具栏中单击定义尺寸键 鼠标中间完成尺寸标注,见图 3-3-5。

;用鼠标左键单击其中一段圆弧,然后单击

(8) 用鼠标左键双击所标注圆弧半径尺寸;键入 rf ,按回车键,弹出“是否要添 加此关系对话框”,选择 添加关系; 剪掉中间残留齿根

(9) 在工具栏中单击直线工具,画 图 3-3-6;用剪切工具 圆弧。 (10) 在工具栏中单击约束工具 (11) 在约束对话框中选择相等项 ,弹出“约束”对话框;

,弹出“选取”对话框;用鼠标左键分别选
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择上下两横线;在约束对话框中选择垂直项

,用鼠标左键分别选择选择一圆弧和其

相邻横线;同理对另一圆弧进行约束,见图图 3-3-7;

图 3-3-5

图 3-3-6

图 3-3-7

(12)用鼠标双击 L1 尺寸,键入 2,单击鼠标中键或回车键,完成修改尺寸; (13)用鼠标单击工具栏中 步骤 4 隐藏原来齿廓线 ,完成齿廓线;

在模型树中用鼠标选中草绘 1

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、 曲线

和曲线的镜像



单击鼠标右键,在下拉菜单中单击【隐藏】 步骤 5 旋转齿廓线 (1) 旋转刚才所画的齿廓线;在工具栏中单击复制按钮 贴按钮 ;弹出“选择性黏贴”对话框; ;然后单击 按钮,弹 ,然后单击选择性粘

(2) 在“选择性黏贴”对话框上选中 出粘贴操控板,见图 3-3-8;

图 3-3-8

(3) 选择旋转变换

,然后单击齿轮中心轴线;在旋转角度框内输入 gama;单 添加关系;

击回车键,弹出是否要添加此关系对话框,单击
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(4)设置完成后单击操控板中的

完成粘贴,结果见图 3-3-9 ;

图 3-3-9

步骤 6 拉伸第一齿 (1) 在主菜单中单击 的 工具,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择 项中

,弹出“菜单管理器”,见图 3-3-10;

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图 3-3-10

、 【规 则 截 面 】 、 【草绘截面】 ,单 击 (2) “菜单管理器”设 置 选 项 为 【 平 行 】 项, “菜单管理器”更新为如图 3-3-11;

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图 3-3-11

图 3-3-12

图 3-3-13

图 3-3-14

(3) 在更新菜单管理器中选择【光滑】 ,单击 12;

项;菜单管理器更新为如图 3-3-

(4) 在更新菜单管理器中选择【新设置】 、 【平面】 ,然后用鼠标选择 菜单管理器重新更新为如图 3-3-13;

平面,

,见图 3-3-15,菜单管理器重新更新为如 (5) 在更新菜单管理器中单击【正向】 图 3-3-14;

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图 3-3-15 如图:箭头方向为拉伸方向

(6) 在更新菜单管理器中单击【缺省】项,弹出“参照对话框”,关闭参照对话 框;此时开始绘图; (7) 按住鼠标中键,转动到图像位置,见图 3-3-16;

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图 3-3-16

(8) 在工具栏中单击激活工具

,弹出激活对话框(如图) ,选择环激活方

式,激活右侧齿廓线 2 ;然后按住鼠标右键不放直至弹出下拉菜单,在下拉菜单中选择 【切换剖面】 ;再单击激活工具 同;在工具栏中单击 ,用鼠标单击左侧齿廓线 1,注意激活位置应该相

完成草绘,弹出菜单管理器,如图 3-3-16;

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图 3-3-16 注意:在激活两齿廓时,应该点击齿廓的相同位置

(9) 单击菜单管理器中的

项,在窗口下部弹出“拉伸深度操控板”; ;单击伸出项

(10) 、 在 “拉伸深度操控板”输入拉伸深度 b,单击操控板上的 对话框(见图)中的 键,完成操作。

(11) 、在左侧特征树中选择刚才所画拉伸项 拉菜单,单击其中 选项;图像显示其特征,如图 3-3-16;

,单击右键,弹出下

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图 3-3-16

(12) 、将鼠标轻轻放在拉伸深度 10 上,显示 d69:F19 ( 拉 伸 项 ) ; (13) 、在主菜单中单击【工具】/【 关 系 】 ,在“关系”编辑框中添加关系 d69=b ; 单击对话框中确定按钮; (14) 、单击主菜单中重生模型工具 步骤 7 隐藏过程绘图 (1) ,重生模型成功。

单击工具栏中层树设置键

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; 转换成模型树;

,窗口左侧由”模型树”变为”层树”; 选项;右键弹出便捷菜单,单击

(2) 在层树中,单击选中 ;重新点击右键弹出便捷菜单,选择单击 (3) 再次点击 步骤 8 阵列其他齿

(1) 用鼠标选中所拉伸第一齿;在工具栏中选择阵列键 控板;

,弹出“阵列”工具操

“轴”; 用鼠标选中齿轮坯体轴心线 A-1 (2) 在“阵列”工具操控板阵列方式选择为 为阵列中心轴;整列个数框中把 4 改为 59;阵列角度由 90 度改为 360/z ,按回车键,弹 出“是否要添加此关系”对话框,单击 (3) 在“阵列”工具操控板中,单击 ;阵列范围为 360 度; ,结果见图 3-3-17 ;

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图 3-3-17

(4) 在模型树中单选

, 右键弹出快捷菜单; 左键单击

选项 ;

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图 3-3-18

(5)图形变为如图 3-3-18 ;鼠标轻轻放在“59 拉伸项”上,在 PRP/E 窗口左下角 或鼠标处看到 P89:F19 (阵列_1); (6)在主菜单中单击【工具】/【关系】,弹出“关系”编辑框,添加关系 p89=z ; 单击“关系”编辑框中 键; 。

(7)在主菜单中单击重生模型键 步骤 9 保存文件。 在上主菜单单击

,弹出下拉菜单;在下拉菜单上单击

,则文件

jianmo-wz-zuo-duo (建模-外齿斜齿-右旋-少齿数) 斜齿多齿数右旋完成的情况和此类似。只是“步骤 5 拉伸第一齿”在拉伸齿时有所
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别。 分析以下图形 3-3-19,轮齿从一个齿廓拉向另一个齿廓,扫描方向以及选择拉伸界 面的顺序可以改变齿轮的旋向,即确定齿轮是左旋还是右旋。

拉伸方向
图 3-3-19

拉伸齿廓

斜齿多齿数左旋的情况,我们在画第一个拉伸截面时首先激活齿廓 2,再切换至另 一截面激活齿廓 1,这样在沿拉伸方向拉伸时拉伸实体向左拉伸,拉伸结果见图 3-3-20;

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图 3-3-20

由图可见,混合拉伸时是从齿廓 2 拉向齿廓 1,方向向左,拉出齿为左旋。 若要完成多齿数右旋的情况,我们只需颠倒激活齿廓的顺序,首先激活齿廓 1,再 切换剖面激活齿廓 2 ,这样在拉伸时,沿着拉伸方向,通过 b (齿轮厚度)的距离,由 齿廓 1 拉向齿廓 2 位置。从拉伸方向看去,即向右拉伸,见图 3-3-21。

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图 3-3-21

拉伸第一齿

由图可见,混合拉伸时是从齿廓 1 拉向齿廓 2,方向向右,拉出齿为右旋。 其他步骤两者相同。请大家自行完成文件“jianmo-wz-you-duo ”。

第四节、模拟运行和数据分析 步骤 1 新建“组件”文件 ( 1 ) 单击 新建 按 钮

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,弹 出 “新建 对话 框 ”;在 “ 类型 ” 选项 框中 选 择 ;单击“新建对话框”下方 按钮, 项;单击对话框中 按钮,

;在“子类型”选项框中选择 弹出“新文件选项”框。 (2) 设置“新文件选项”框,选择 进入组件绘图区; 步骤 2 分析所要装配齿轮 两齿轮参数如下表:
表 4-4-1

模数 齿数 齿顶高系数 齿顶隙系数

mn z1 ha* C*

2 59 1 0.25

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齿形角 螺旋角 旋向 模数 齿数 齿顶高系数 齿顶隙系数 螺旋角 齿形角 旋向 右 m z2 ha* C* β β 左旋 2 59 1 0.25 12 ° 12°

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在装配时,两者的中心距为 a,

进行装配时,两齿轮中心距为 80.785mm。 步骤 3 创建装配基准 (1) 创建基准轴线 AA-1 ,为 ASM-TOP 和 ASM-RIGHT 的交线; (2)创建基准平面 ADTM1 ,于 ASM-RIGHT 平行,偏距为两齿轮中心距 80.785mm;

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(3) 创建基准轴线 AA-2 ,为 ASM-TOP 和 ADTM1 的交线;如图 3-4-1

图 3-4-1

图 3-4-2

x -zuoduo” shili-wx zuo-duo 步骤 4 连接齿轮“shili-w (1)在工具栏中单击“将元件添加到组建工具” 弹出“元件放置对话框”,见图 3-4-2;

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,打开 文 件“shili-wx-zuo- duo ”,

(2)在“元件放置对话框”中单击

项; 【类型】项选择【销钉】 ;

(3)设置【约束】项: “轴对齐”项选择“shili-wx-zuo-duo ”的“A-1”轴和“组件” 的“AA-1 ”轴 ; “平移”项选择“shili-wx-zuo-duo ”的宽度方向对称轴和“组件”的“ASMFRONT”面; (4)单击“元件放置对话框”上的 x-youshao” 步骤 5 连接齿轮“shili-w shili-wx you-shao 连接方法同上,只是【约束】设置项不同; “轴对齐”项选择“shili-wx-you-shao” 的“A-1”轴和“组件”的“AA-2”轴 ; “平移”项选择“shili-wx-you-shao”的宽度方向 对称轴和“组件”的“ASM-FRONT ”面; 步骤 6 转动齿轮 (1)在主菜单中单击 ;弹出下拉菜单,单击
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按钮;

项,右侧弹出机构工具

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栏; (2)在右侧机构工具栏中单击拖动已装配的元件键 后在“拖动对话框”上单击“拍下当前配置的快照”键 齿轮,使两齿轮啮合;最后单击 步骤 7 定义齿轮副连接 (1 )在机构工具栏中单击 “定义齿轮副连接 ”键 在其上单击 ,弹出齿轮副定义对话框见图 3-4-3; ,选择大齿轮轴心线;单击【齿轮 2】, ,弹出“齿轮副”对 话 框 ; ,弹出“拖动对话框”;然 ,用鼠标单击大齿轮,拖动大

按钮完成齿轮转动。

(2 )单击【齿轮 1 】 ,单击连接轴命令 单击连接轴命令

,选择小齿轮轴心线;单击【属性】 ,选择【用户定义项】 ,齿轮 1

输入齿数 59,齿轮 2 输入齿数 20;

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图 3-4-3

(3) 、单 击

完成齿轮副定义;关闭“齿轮副

步骤 8 定义伺服电动机 (1) 、在机构工具栏中单击“定义伺服电动机”按钮 ,弹出“伺服电动机”对

话框,单击其中的新建命令,弹出“伺服电动机定义对话框”,见图 3-4-4;
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图 3-4-4

(2)在“伺服电动机定义对话框”中,设置【类型】选项, 【从动图元】选择连接 轴,定义连接轴为大齿轮中心轴心;单击【轮廓】项, 【规范】 ,设置为速度, 【模】

设置为常数,输入 10;单击确定;关闭“伺服电动机”对话框,见图 3-4-5;

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图 3-4-5

步骤 9 定义运行分析 (1) 在机构工具栏中单击“运行分析按钮” 的 命令,弹出“分析定义对话框”,见图 3-4-6; (2) “分析定义对话框”设置如图所示:终止时间 60,帧频 20,最小间隔 0.05, 最后选中快照 ;单击 命令,齿轮开始转动;待运行完毕,单击“分析定 ,弹出“分析对话框”;单击其上

义对话框”上确定按钮;关闭“分析对话框”,见图 3-4-6;

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图 3-4-6

步骤 10 生成分析测量结果 (1) 在机构工具栏中单击“生成分析测量结果按钮” 框”,见图 3-4-7; (2) 单击创建新测量按钮 ,弹出“测量结果对话

单击【点和轴选项】 ,见图 3-4-8,选择大齿轮上的 PNT0 点;单击“测量定义对话框” 上确定按钮完成 measur1 的设置; (3) 同理新建另一个测量量,所测量的为小齿轮上 PNT0 点的速度;完成后见图 () ;

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,弹出“测量定义对话框 ”; 【类型】选择为速度;

图 3-4-7

图 3-4-8

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(4) 然后分别选中 measure1 、 measure2 和新近的运动结果 AnalysysDfinition1 , 如图() ,单击测量结果对话框上的“绘制图像按钮” ,导出分析图形:见图 3-4-9;

由图可见两齿轮分度圆上的两点线速度相同,但因为大齿轮和小齿轮的直径之比为 118/40 , 所以其转速比为线速度比的倒数, 所以大齿轮和小齿轮转速之比为 40/118 所以 : N=n2/n1 =118/40=59/20 N =z1/ z2=59/20 其中 N 为传动比,n1 为小齿轮转速,n2 为大齿轮转速,z1 为大齿轮齿数,z2 为小 齿轮齿数。由此可见所画齿轮满足传动比。

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图 3-4-9

第四章、圆柱直齿内齿齿轮
第一节、圆柱直齿内齿齿轮公用模板的建立过程 步骤 1 新建零件文件 (1) 在工具栏上单击新建按钮 对话框。 (2) 择“实体”
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,或者选择

/

命令,弹出“新建”

在“类型”选项组中选择为“零件”单选按钮,在“子类型”选项组中选

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单选 按 钮 ; 在 “ 名称 ” 文本 框 中 , 输 入 名 称 jianmo-zlqxnz ,同 时 取 消 选 中 复选框,不实用缺省模板 。 此 时 , “新建”对话框如图 (3) 在“新建”对话框中单击“确定”按钮,弹出如图 对话框。 (4) 在“模板”选项组中,选择 mmns_part_solid 选项 , 单击“确定”按钮,进 入零件设计模式。 步骤 2 定义参数
(1)

所示。

所示“新文件选项”

在“主菜单”中选择

命令,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择

命令,弹出“参数对话框”。
(2) (3)

在“参数对话框”中单击 6 次

(添加)按钮,从而添加 6 个参数。

分别修改新参数名称和相应的数值,如图 4-1-1 所示。其中 m 为齿轮模数、 z

为齿数、b 为齿轮厚度、alpha 为齿轮压力角、ha 为齿顶高系数、c 为齿顶隙系数。
(4)

在“参数对话框”中单击“确定”按钮完成用户自定义的参数建立。

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图 4-1-1

步骤 3 添加关系 (1) 在“主菜单”中选择 命令,弹出“关系对话框”。
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命令,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择

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(2) 在“关系对话框”中添加关系,如图 4-1-2;

(3)在“关系对话框”中单击“确定”按钮,添加关系成功。 步骤 4 创建齿轮圆 (1) 单击草绘工具按钮
对话框 ,单击

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,弹出“草绘对话框”。 选择“FRONT”平面为绘图平面 ; “参 按钮,弹出“参照” 按钮进入绘图界面;

图 4-1-2

照”为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右” ;在 “草绘对话框”中单击

(2) 进入绘图工作区,单击绘圆工具 1-3;单击鼠标中键或 完成绘图操作。

,在绘图区域画出四个同心圆,如下图4-

图 4-1-3

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(3) 用鼠标全部选中四个圆的尺寸线,单击 (修改尺寸)进行尺寸修改,进入 “修改尺寸对话框”。 (4) 把第一个直径尺寸“sd7”改为 d ,按“ENTER”键弹出“是否要添加此关系 对话框”,选择 ,如图 4-1-4;

如图 4-1-4

(5) 依此方法分别修改剩余三圆直径为为 da、db 、df。其中 d 为分度圆直径、da 为齿顶圆直径、db 为基圆直径、df 为齿底圆直径,见图 4-1-5;

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图 4-1-5

步骤 5 创建一侧齿廓曲线 利用基准曲线工具 ,生成齿廓线;具体过程同第三章生成齿廓线的过程,只是方

程式不同,方程式如下图 4-1-6 所示,生成结果见图 4-1-7;

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图 4-1-6

图 4-1-7

步骤 6 创建基准点“PNT0” 1、创建基准点 PNT0 ,为齿廓曲线和分度圆交点,如图; 2、创建基准轴线 A-1,为 平面和 平面交线;

3、创建基准平面 DTM1,由基准轴线 A-1 和基准点 PNT0 确定,见图 4-1-8;

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图 4-1-8

步骤 7 创建基准平面“DTM2”。 (1) 在工具栏内单击 (基准平面)弹出“基准平面”对话框;

(2) 按住“Ctrl”键,用鼠标选择基准轴线 A-1 和基准平面 DTM1 ; (3) 在“基准平面”对话框“旋转栏中”输入-90/z ,单击回车键; (4) 弹出“是否要添加此关系”对话框,点击 ;

(5) 在“基准平面”对话框中点击“确定”键,见图 4-1-8; (6) 在模型树中选中 DTM2 平面,右键弹出快捷菜单;选择【编辑】选项;
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将显示 “d6:F10 (基准平面) ”, 见 图 4-1-9; (7) 将鼠标轻轻放在图所示旋转角度上, (8) 打开关系编辑框,键入关系$d6= -90/z;

图 4-1-8

图 4-1-9

注意:所得 DTM2 基准平面应位于齿廓线下侧,以便以此为对称平面得到另一侧齿槽廓线。

步骤 8 镜像另一侧渐开线 (1) 首先用鼠标左键选中“齿廓线”; (2) 单击

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镜像工具,打开镜像工具操控板; 完成镜像工作,如下图 4-1-10;

(3) 用鼠标单击选择“DTM2”平面为“镜像平面”; (4) 单击

图 4-1-10

步骤 9 生成齿轮坯体 (1) 单击草绘工具按钮 ,弹出“草绘对话框”;选择“FRONT”平面为绘图平

面 ; “ 参照 ” 为“ RIGHT ”平面;“ 方向 ” 为“右 ”;在 “草绘对话框 ”中单击 按钮;弹出“参照”对话框 ,单击
90

按钮进入绘图界面;

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(2) 选择草绘工具

;画一个与分度圆同心的圆,直径径标注为 df+12*m ;按回 ,见图 4-1-11;

车键弹出“是否要添加此关系对话框”,单击

图 4-1-11

(3) 在工具栏内选择激活工具 (4) 单击工具栏中完成草绘键 绘图区下部弹出拉伸工具操控板;

,激活齿根圆; ,完成草绘;在工具栏中单击拉伸工具按钮 ,

(5)在拉伸工具操控板中,输入拉伸深度 “b ”,单击“Enter”键;弹出“是否要 添加此关系“对话框,点击 。 完成操作,得下图 4-11-12 ;

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(6)在“拉伸”工具操控板中单击

图 4-11-12

步骤 10 生成齿轮厚度方向对称平面 DTM3 (1) 在工具栏内单击 标点击 (基准平面) ,弹出“基准平面”对话框,用鼠

平面,并在对话框中输入平移偏距 b/2 ,单击“Enter”。 确定,见图 4-11-13;

(2) 弹出“是否要添加关系”对话框,单击
91

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图 4-11-13

(3)在“基准面”对话框中单击 zlqxnz ”建立成功。 步骤 11 保存文件 在主菜单中单击

,得到基准平面 DTM3。至此文件“jianmo-

;弹出下拉菜单,单击



第二节、圆柱直齿内齿齿轮模板的建立过程 步骤 1 新建零件文件“jianmo-wz-duo ” (1)打开文件 (2)关闭窗口 步骤 2 修改齿轮参数 (1) 在主菜单上单击 (2) 在下拉菜单中单击 b=60、alpha=20、ha=1、c=0.25; (3) 在“参数”对话框中单击 (4) 在工具栏中单击再生模型键 步骤 3 画齿轮廓线 (1) 单击
(草绘)工具,弹出“草绘对话框”;

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,保存副本为“jianmo-nz ”; 。 ,打开文件 健,弹出下拉菜单; : 键,弹出“参数”对话框,修改参数:m=4 、z=50 、

键,完成参数修改;
, 图形重生。

“方向”为“右”;在 “草 (2) 选择“FRONT”平面为绘图平面 ;“参照”为“RIGHT”平 面 ; 绘对话框”中单击 按钮;
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(3) 弹出“参照”对话框 ,单击

按钮进入绘图模式;

(4) 进入绘图工作区,在工具栏中单击 (5) 在工具栏中单击激活键 图 4-2-1;

转换成线框模式;

,分别单击激活齿顶圆、齿根圆和齿廓线,如

图 4-2-1

图 4-2-2

(6) 在工具栏中单击圆角工具 (7) 在工具栏中单击约束工具 相等项

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,生成两圆角,见图 4-2-2;

,弹出“约束”对话框;在约束对话框中选择

,弹出“选取”对话框;用鼠标分别单击两圆弧,使其相等,见图 4-2-3; ;用鼠标左键单击其中一段圆弧,然 后单

(8) 在工具栏中单击定义尺寸键 击鼠标中键完成尺寸标注。

图 4-2-3

(9) 用鼠标左键双击所标注圆弧半径尺寸;键入 rf ,按回车键,弹出“是否要添 加此关系对话框”,选择 添加关系;
93

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(10) 在工具栏中单击修建工具 工具,画图见 4-2-4; (11) 在工具栏中单击约束工具 (12)在约束对话框中选择相等项

,剪掉多余激活曲线;在工具栏中单击直线

,弹出“约束”对话框; ,弹出“选取”对话框;用鼠标左键分别选 ,用鼠标左键分别选择选择一圆弧和其

择上下两横线;在约束对话框中选择垂直项

相邻横线;同理对另一圆弧进行约束,见图 4-2-5;

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图 4-2-4 图 4-2-5

(13)用鼠标双击 L1 尺寸 3.46,键入 2,单击鼠标中键或回车键,完成修改尺寸。 (14)用鼠标单击工具栏中 步骤 4 拉伸第一齿 (1) 用鼠标选中所画齿廓线,在工具栏中单击 键,弹出“拉伸”工具操控板; ,完成齿廓线。

(2) 在“拉伸”工具操控板中设置为拉伸实体模式;拉伸深度 42.17 修改为 b, 按回车键,弹出“是否要添加此关系”对话框,单击 (3) 在“拉伸”工具操控板中单击 步骤 5 阵列其他齿 (1) 用鼠标选中所拉伸第一齿;在工具栏中选择阵列键 控板; “轴”; 用鼠标选中齿轮坯体轴心线 A-1 (2) 在“阵列”工具操控板阵列方式选择为
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添加关系;

键,完成拉伸。

,弹出“阵列”工具操

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为阵列中心轴;整列个数框中把 4 改为 50;阵列角度由 90 度改为 360/z ,按回车键,弹 出“是否要添加此关系”对话框,单击 ;阵列范围为 360 度,见图 4-2-6;

图 4-2-6

(3) 在“阵列”工具操控板中,单击

,见图 4-2-7;

(4) 在模型树中单选 (5) 图形变为如图

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图 4-2-7

阵列图

, 右键弹出快捷菜单; 左键单击编辑选项 ;

鼠标轻轻放在“59 拉伸”上,在 PRP/E 窗口左下角或鼠标

处看到 P67:F17 (阵列_1),见图 4-2-8;

图 4-2-8

(6) 在主菜单中单击 击“关系”编辑框中 键;

/

,弹出“关系”编辑框,添加关系 p67=z ;单

(7)在主菜单中单击重生模型键 步骤 6 隐藏没用的线



95

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(1) 单击工具栏中层树设置键 (2) 在层树中,单击选中

,窗口左侧由“模型树”变为“层树”; 选项;右键弹出便捷菜单,单击 ;

;重新点击右键弹出便捷菜单,选择单击 (3) 再次单击层树设置键 步骤 7 保存文件 在上主菜单单击

,重新变为模型树状态;

,弹出下拉菜单;在下拉菜单上单击 第三节、圆柱直齿内齿齿轮实例



步骤 1 新建零件文件“shili-neizhi ” 1、 2、 打开文件 关闭窗口 ,保存副本为“shili-neizhi ”; ,打开文件 。

步骤 2 观察所要完成齿轮二维图纸

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图 4-3-1
模数 齿数 齿顶高系数 齿顶隙系数 齿顶高 齿形角 m z ha* C* df α 4 50 1 0.25 210 20°

表 4-3-1:

96

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步骤 3 修改齿轮参数 (1) 在主菜单上单击 (2) 在下拉菜单中单击 b=60、alpha=20、ha=1、c=0.25; (3) 在“参数”对话框中单击 (4) 在工具栏中单击再生模型键 步骤 4 旋转生成实体 (1) 单击草绘工具 ,弹出“草绘对话框”;选择 “RIGHT” 平面为绘图平面 ; 按钮; 键,完成参数修改; ,图形重生。 健,弹出下拉菜单; 键,弹出“参数”对话框,修改参数:m=4 、z=50 、

“参照”为“TOP”平 面 ; “方向”为“顶”;在 “草绘对话框”中单击 弹出“参照”对话框 ,单击 按钮;

(2) 利用工具栏中绘图工具完成如下图形,图 4-3-1;

图 4-3-2

(3) 单击工具栏中完成按钮 (4) 在工具栏中单击旋转工具

,继续操作; ,弹出“旋转”工具操控板; ;旋转角度为 360 °;

(5) 在“旋转”工具操控板中设置为旋转实体模式

97

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(6) 在“旋转”工具操控板中单击确定按钮 步骤 5 加工轮缘部分 (1) 在工具栏中单击草绘工具



,弹出“草绘工具对话框” ; 键;弹出参照 对话框, 单击

(2) 设置草绘对话 框如图 4-3-3 ;单击 ;

图 4-3-3

(3) 在工具栏中单击中心线工具 一个“三角形,如图 4-3-4:

,画出旋转轴线;单击直线工具

,画出

图 4-3-4

图 4-3-5

(4) 在工具栏中单击创建定义尺寸工具

;标注三角形左下顶点至中心线的距

离:用鼠标分别单击三角形左下顶点和旋转轴,再单击鼠标中键完成标注;标注三角形 右顶角角度:鼠标分别单击右顶角两边,再单击鼠标中键完成标注;标注上边长度:单
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击上边,再单击鼠标中键,完成标注;标注三角形左侧直线距离:用鼠标单击该直线, 再单击鼠标中键; (5) 按住“Ctrl“键分别选中所标注尺寸;在工具栏中单击修改尺寸工具 出修改尺寸对话框;去掉 处 ; ,弹

(6) 71.36 修改为 44/2-1;31.42 改为 45;45 度不变;29.97 修改为 2 ;修改完成 后,单击对话框中 ,见图 4-3-5; 键完成草绘; ,弹出旋转工具操控板; 键完成旋转;

(7) 草绘完成,单击主菜单中

(8) 选中所画图形,在主菜单中单击旋转工具 单击

变为剪切材料模式;旋转角度为 360 度;单击

步骤 6 拉伸键槽 (1) 单击草绘工具 ,弹出“草绘对话框”;

(2) 下面完成 “草绘对话框”的设置。 选择 “FRONT” 平面为绘图平面 ; “参 照”为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右” ; (3) 在 “草绘对话框”中单击 (4) 弹出“参照”对话框 ,单击 (5) 在工具栏中单击直线工具 (6) 在工具栏中单击矩形工具 按钮; 按钮; 上的箭头 ,画一条中心线; ,画一矩形见图 4-3-6;

图 4-3-6
99

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(7) 单击约束工具 形相对中心线对称;

,弹出“约束工具”对话框;选择其中对称工具

;使矩

(8) 修改尺寸值,使矩形宽度等于键槽宽度 12 ,矩形上边到齿轮中心线距离为 34.4;矩形下边在 齿轮轴孔以下即可,见图 4-3-7;

图 4-3-7

(9) 单击工具栏中完成按钮 (10) 单击拉伸工具 板中设置为旋转实体模式 轮即可;

,绘图完成;

,弹出拉伸工具操控板,见图 4-3-8;在“拉伸”工具操控 ;单击 转换为切除材料模式;如入拉伸深度,能够切投齿

图 4-3-8

(11)单击拉伸工具操控板上的 步骤 7 倒角 (1) 在工具栏处单击倒角工具 要倒角的边;

按钮完成拉伸;

,弹出“倒角工具操控板”;按住 Ctrl 键,选择

(2) 在“倒角工具操控板”中选择 图 4-3-9;
100

倒角方式;

中值为 2,见

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图 4-3-9

(3) 按住“Ctrl”键,用鼠标分别选择二维图纸中需要倒角的边; (4) 选择完后单击操控板中 键,完成倒角;

步骤 8 倒圆 (1) 在工具栏处单击倒圆工具 择要倒圆角的边; (2) 在“倒圆工具操控板”中输入倒圆半径为 2; (3) 按住“Ctrl”键,用鼠标分别选择二维图纸中需要倒圆的边; (4) 输入完后单击操控板中 步骤 9 拉伸孔 (1) 单击草绘工具 ,弹出“草绘对话框”; 键,完成倒圆。 ,弹出“倒圆工具操控板”; 按住 Ctrl 键,选

“草绘对话框”的设置。 选择齿轮的下表面为绘图平面,见图 4-3-10 (2) 下面完成 ;具体设置图下图 4-3-11;

图 4-3-10

图 4-3-11

(3) 在 “草绘对话框 ”中单击
101

按钮;弹出 “参照 ”对话框 ,单击

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按钮 (4)利用绘圆工具画图如下 4-3-12;尺寸和图中一致:圆直径为 30,圆心距中心 线距离为 75;

图 4-3-12

草绘完成,单击主菜单中 (5) 单击拉伸工具 转实体模式 ;单击

键完成草绘;

,弹出拉伸工具操控板;在“拉伸”工具操控板中设置为旋

转换为切除材料模式;如入拉伸深度,能够切透齿轮即可; 按钮完成拉伸;

(6) 单击拉伸工具操控板上的 步骤 10 整列孔

(1)选中刚才所画圆孔,单击工具栏右侧整列工具

;弹出阵列工具操控板;

(2)选择“轴”阵列方式;阵列轴线设为基准直线“A-1”;阵列个数输入 6,阵列 角度设为 60 度,见图 4-3-13;

图 4-3-13

(3)单击操作版中

按钮,完成阵列,见图 4-3-14;

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图 4-3-14

步骤 11 保存文件 在上主菜单单击 ,弹出下拉菜单;在下拉菜单上单击 。

步骤 12 完成与此内齿轮相啮合的齿轮 1、利用文件 直齿少齿数的实例) 。 生成如下直齿外齿齿轮,具体过程略去(参考外齿

模数 m 齿数 z 齿顶高系数 ha* 齿顶隙系数 C*
103

4 20 1 0.25

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齿轮厚度 b 60

2、

生成后,图形如下;保存文件为“niehe-neizhi-1 ”.

第四节、模拟运行和数据分析

步骤 1 新建“组件”文件 (1) 、单击 新 建 按 钮 ,弹 出 “ 新建 对 话 框 ”;在 “ 类型 ” 选项 框 中 选 择 ;输入名称“niehe-neizhi ”;单击“新建

;在“子类型”选项框中选择 对话框”下方

按钮,弹出“新文件选项”框。 项;单击对话框中 按钮,

(2) 、设 置 “新文件选项”框,选择 进入组建绘图区; 步骤 2 分析所要装配齿轮 两齿轮参数如下表: 表 4-4-1:
模数 齿数 齿顶高系数 齿顶隙系数
104

m z1 ha* C*

4 50 1 0.25

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齿形角 齿轮厚度

α 6

20 ° 60

对应文件 shili-neizhi 模数 齿数 齿顶高系数 齿顶隙系数 齿轮厚度 齿形角 m z2 ha* C* b α 4 20 1 0.25 60 20 °

对应文件 niehe-neizhi-1

在装配时,两者的中心距为 a, d=m ÷2×(z1-z2 )=4 ÷2×(50-20)=60mm 进行装配时,两齿轮中心距为 60mm 。 步骤 3 创建装配基准 (1) 、创建基准轴线 AA-1 ,为 ASM-TOP 和 ASM-RIGHT 的交线; (2) 、创建基准平面 ADTM1 ,于 ASM-RIGHT 平行,偏距为两齿轮中心距 60mm;
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(3) 、创建基准轴线 AA-2 ,为 ASM-TOP 和 ADTM1 的交线; x-zuoduo” 步骤 4 连接齿轮“shili-w shili-wx zuo-duo (1 ) 、在工具栏中单击 “将元件添加到组建工具 ” 弹出“元件放置对话框”; (2) 、 在 “元件放置对话框”中单击 项; 【类型】项选择【销钉】 ; ,打开文件 “ shili-neizhi ”,

(3)设置【约束】项: “轴对齐”项选择“shili-neizhi ”的“A-1”轴和“组件”的 “AA-1”轴 ; “平移”项选择“shili-neizhi ”的宽度方向对称轴和“组件”的“ASM-FRONT” 面; (4)单击“元件放置对话框”上的 步骤 5 连接齿轮“niehe-neizhi-1 ” 连接方法同上,只是【约束】设置项不同; “轴对齐”项选择“niehe-neizhi-1 ”的 “A-1”轴和“组件”的“AA-2 ”轴 ; “平移”项选择“niehe-neizhi-1 ”的宽度方向对称 轴和“组件”的“ASM-FRONT ”面; 步骤 6 转动齿轮 (1) 、在主菜单中单击 栏,见图 4-4-1; (2) 、在右侧机构工具栏中单击拖动已装配的元件键 后在“拖动对话框”上单击“拍下当前配置的快照”键 齿轮,使两齿轮啮合; ;最后单击 ,弹出“拖动对话框”;然 ;弹出下拉菜单,单击 项,右侧弹出机构工具 按钮;

,用鼠标单击大齿轮,拖动大

按钮完成齿轮转动,见图 4-4-2;

106

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图 4-4-1

图 4-4-2

步骤 7 定义齿轮副连接 (1 ) 、在机构工具栏中单击 “定义齿轮副连接 ”键 在其上单击 ,弹出齿轮副定义对话框见图 4-4-3; ,选择大齿轮轴心线;单击【齿轮 2】, ,弹出“齿轮副”对 话 框 ;

(2 )单击【齿轮 1 】 ,单击连接轴命令 单击连接轴命令

,选择小齿轮轴心线;单击【属性】 ,选择【用户定义项】 ,齿轮 1

输入齿数 50,齿轮 2 输入齿数 20;

图 4-4-3

(3) 、单 击

完成齿轮副定义;关闭“齿轮副”对话框;
107

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(4 )安装完毕后,单击拖动工具

,拖动大齿轮,看两齿轮运动关系是否正确; ,弹

正确则向下进行;如果不正确,重新进行齿轮副定义编辑;单击齿轮副定义按钮

出“齿轮副对话框”;删除原来定义的齿轮副,新建齿轮副;设置方法同第一次,只是在 连接小齿轮中心线后在对话框选择反向两个齿轮间的旋转方向按钮 ,见图 4-4-4;

图 4-4-4

步骤 8 定义伺服电动机 (1) 、在机构工具栏中单击“定义伺服电动机”按钮 ,弹出“伺服电动机”对

话框,见图 4-4-5;单击其中的新建命令,弹出“伺服电动机定义对话框”;

图 4-4-5

“伺服电动机”对话框

(2)在“伺服电动机定义对话框”中,设置【类型】选项, 【从动图元】选择连接 轴,定义连接轴为大齿轮中心轴心;单击【轮廓】 ;规范项 ,设置为速度; 【模】设

置为常数;速度 A 输入 10;单击确定;关闭“伺服电动机”对话框,见图 4-4-6;

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图 4-4-6 步骤 9 定义运行分析 (1) 在机构工具栏中单击“运行分析按钮” ,弹出“分析对话框”;单击其上 的 命令,弹出“分析定义对话框”; (2) “分析定义对话框”设置如图所示:终止时间 60,帧频 20,最小间隔 0.05, 最后选中快照 ;单击 命令,齿轮开始转动;待运行完毕,单击“分析定

义对话框”上确定按钮;关闭“分析对话框”; 步骤 10 生成分析测量结果 (1) 在机构工具栏中单击“生成分析测量结果按钮” 框”; (2) 单击创建新测量按钮 ,弹出“测量定义对话框 ”; 【类型】选择为速度; ,弹出“测量结果对话

单击【点和轴选项】 ,选择大齿轮上的 PNT0 点;单击“测量定义对话框”上确定按钮完 成 measur1 的设置; (3) 同理新建另一个测量量,所测量的为小齿轮上 PNT0 点的速度;完成后见图

109

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(4) 然后分别选中 measure1 、 measure2 和新近的运动结果 AnalysysDfinition1 , 如图() ,单击测量结果对话框上的“绘制图像按钮” ,导出分析图形:见图 4-4-7;

图 4-4-7

由图可见两齿轮分度圆上的两点线速度相同,但因为大齿轮和小齿轮的直径之比为 200/80 ,所 以 其 转 速 比 为 线 速 度 比 的 倒 数 , 所 以 大 齿 轮 和 小 齿 轮 转 速 之 比 N=n1/n2=80 /200。所以 N=n2/n1 =200/80=5/2 N =z1/ z2= 50/20=5/2
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其中 N 为传动比,n1 为大齿轮转速,n2 为小齿轮转速,z1 为大齿轮齿数,z2 为小 齿轮齿数。由此可见所画齿轮满足传动比。

第五章圆柱齿轮斜齿内齿齿轮
第一节 斜齿内齿齿轮公用模板 步骤 1 新建零件文件; 新建文件 jianmo-clqxnx ,“类型”为“零件”; “子类型”为“实体”; “模板”选 项组中,选择 mmns_part_solid 选项; 步骤 2 定义参数 (1) 在“主菜单”中选择 命令,弹出“参数对话框”。 (2) 在“参数对话框”中单击 7 次 (添加)按钮,从而添加 7 个参数。 所示。其中 mn 为齿轮端面模 命令,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择

(3) 分别修改新参数名称和相应的数值,如图

数、z 为齿数、b 为齿轮厚度、alpha 为齿轮压力角、ha 为齿顶高系数、c 为齿顶隙系数, beita 为螺旋角,见图 5-1-1; (4) 在“参数对话框”中单击“确定”按钮完成用户自定义的参数的建立。

111

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图 5-1-1

定义参数

步骤 3 添加关系 (1) 在“主菜单”中选择 命令,弹出“关系对话框”。 (2) 在“关系对话框”中添加关系,如图 5-1-2; 命令,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择

112

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图 5-1-2

(3)在“关系对话框”中单击“确定”按钮,添加关系成功。 步骤 4 创建齿轮圆 (1) 单击草绘工具按钮
,弹出“草绘对话框”。选择“FRONT”平面为绘图平面 ;“参照” 按钮,弹出“参照”对

为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右” ;在 “草绘对话框”中单击 话框 ,单击 按钮进入草绘界面;

(2) 进入绘图工作区,单击绘圆工具 图 5-1-3;单击鼠标中键或 完成绘图操作;

,在绘图区域画出四个同心圆,如下

113

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图 5-1-3

(3) 用鼠标全部选中四个圆的尺寸线,单击 入“修改尺寸对话框”。

(修改尺寸)进行尺寸修改,进

(4) 把第一个直径尺寸改为 d,按“ENTER”键弹出“是否要添加此关系对话框”, 选择 ,如图 5-1-4;

图 5-1-4

(5) 依此方法分别修改剩余三圆直径为为 da、db 、df。其中 d 为分度圆直径、da 为齿顶圆直径、db 为基圆直径、df 为齿底圆直径,见图 5-1-5;

图 5-1-5 直径值从小到 大依次为 df、d 、df、db

步骤 5 创建一 侧齿廓曲线 利用 基 准 曲 线 工具画齿廓线, 具体 过程同前四章,只是方程不同,方程如图 5-1-6;生成曲线见图 5-1-7;

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图 5-1-6

图 5-1-7

步骤 6 创建镜像基准 1、创建基准点 PNT0 ,为齿廓曲线和分度圆交点,如图; 2、创建基准轴线 A-1,为 平面和 平面交线;

3、创建基准平面 DTM1,由基准轴线 A-1 和基准点 PNT0 确定,见图 5-1-8;

图 5-1-8

步骤 7 创建基准平面“DTM2” (1) 在工具栏内单击 (基准平面)弹出“基准平面”对话框;

(2) 按住“Ctrl”键,用鼠标选择基准轴线 A-1 和基准平面 DTM1 ; (3) 在“基准平面”对话框“旋转栏中”输入-90/z ,单击回车键; (4) 弹出“是否要添加此关系”对话框,点击 ;

(5) 在“基准平面”对话框中点击“确定”键,见图 5-1-9; (6) 在模型树中选中 DTM2 平面,右键弹出快捷菜单;选择【编辑】选项;
115

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(7) 将鼠标轻轻放在图所示旋转角度上,将显示“d6:F10(基准平面) ”,见图 5-110; (8) 打开关系编辑框,键入关系$d6= -90/z;

图 5-1-9

图 5-1-10

步骤 8 镜像另一侧渐开线 (1) (2) 首先用鼠标左键选中“齿廓线”;单击 镜像工具,打开镜像工具操作板;

用鼠标单击选择“DTM2”平面为“镜像平面”; 完成镜像工作,如下图 5-1-11;

(3) 单击

图 5-1-11

步骤 9 生成齿轮坯体 (1) 单击草绘工具按钮 ,弹出“草绘对话框”;选择“FRONT”平面为绘图平 按

面 ;“参照”为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右”;在 “草绘对话框”中单击 钮;弹出“参照”对话框 ,单击 (2) 按钮。

进入绘图工作区,选择草绘工具
116

;画一个与分度圆同心的圆,直径径标注

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为 df+12*mn ;按回车键弹出“是否要添加此关系对话框”,单击 5-1-12;

添加关系,见图

图 5-1-12

(3) 在工具栏内选择激活工具 (4) 单击工具栏中完成草绘键 绘图区下部弹出拉伸工具操作板;

,激活齿根圆; ,完成草绘;在工具栏中单击拉伸工具按钮 ,

(5) 在拉伸工具操作板中,输入拉伸深度 “b”,单击“Enter”键; (6) 弹出“是否要添加此关系“对话框,点击 (7) 在“拉伸”工具操作板中单击 。

完成操作,得下图 5-1-13;

图 5-1-13

步骤 10 生成齿轮厚度方向对称平面 DTM3 (1) 在工具栏内单击 (基准平面) ,弹出“基准平面 ”对话框,用鼠标点击

平面,并在对话框中输入平移偏距 b/2 ,单击“Enter”;弹出“是否要添加关系” 对话框,单击 确定,见图 5-1-14;
117

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图 5-1-14

(2) 在“基准面”对话框中单击 zlqxnz ”建立成功,见图 5-1-15;

, 得到基准平面 DTM3。至此 文 件“jianmo-

图 5-1-15

步骤 11 保存文件 在主菜单中单击 ;弹出下拉菜单,单击 。

第二节 建立圆柱斜齿内齿轮的模板 步骤 1 新建零件文件“jianmo-nx-you” (1) 打开文件 (2) 关闭窗口 步骤 2 修改齿轮参数 (1) 在主菜单上单击 健,弹出下拉菜单;
118

,保存副本为 jianmo-nx-you ; ,打开文件 。

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(2) 在下拉菜单中单击

键,弹出“参数”对话框,修改参数:mn=4 、z=50、

b=60 、alpha=20、beita=10,ha=1 、c=0.25; (3) 在“参数”对话框中单击 (4) 在工具栏中单击再生模型键 步骤 3 画尺廓线 (1) 单击 (草绘)工具,弹出“草绘对话框”;选择“FRONT”平面为绘图平 键,完成参数修改; ,图形重生。

面 ;“参照 ”为 “ RIGHT ”平面;“ 方向 ” 为“顶 ” ;在 “ 草绘对话框 ” 中单击 按钮;弹出“参照”对话框 ,单击 (2) 在工具栏中单击线框工具 (3) 在工具栏中单击画圆工具 图所示 5-2-1; 按钮进入绘图界面;

,转化为线框模数; ,分别单击激活齿顶圆、齿根圆和齿廓线,如

图 5-2-1

(4) 在工具栏中单击圆角工具 (5) 在工具栏中单击约束工具 相等项

,生成两圆角; ,弹出“约束”对话框;在约束对话框中选择

,弹出“选取”对话框;用鼠标分别单击两圆弧,使其相等,如图 5-2-2;

119

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图 5-2-2

(6) 在工具栏中单击定义尺寸键 击鼠标中间完成尺寸标注。

;用鼠标左键单击其中一段圆弧,然

后单

(7) 用鼠标左键双击所标注圆弧半径尺寸;键入 rf ,按回车键,弹出“是否要添 加此关系对话框”,选择 添加关系; 剪掉多余线

(8) 在工具栏中单击直线工具,画图如下 5-2-3 ;用剪切工具 段; (9) 在工具栏中单击约束工具 (10) 在约束对话框中选择相等项 ,弹出“约束”对话框;

,弹出“选取”对话框;用鼠标左键分别选 ,用鼠标左键分别选择选择一圆弧和其

择上下两横线;在约束对话框中选择垂直项

相邻横线;同理对另一圆弧进行约束,见图 5-2-4;

图 5-2-3

图 5-2-4

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(14)用鼠标双击 L1 尺寸值,键入 2,单击鼠标中键或回车键,完成修改尺寸; (15)用鼠标单击工具栏中 ,完成齿廓线,见图 5-2-5;

图 5-2-5 步骤 4 隐藏原来齿廓线 在模型树中用鼠标选中草绘 1 、曲线 和曲线的镜像 ,

单击鼠标右键,在下拉菜单中单击【隐藏】 ; 步骤 5 旋转齿廓线 (1) 旋转刚才所画的齿廓线;在工具栏中单击复制按钮 贴按钮 ;弹出“选择性黏贴”对话框 ; ;然后单击 按钮,弹出 ,然后单击选择性粘

(2) 在“选择性黏贴”对话框上选中 粘贴操作板; (3) 选择旋转变换

,然后单击齿轮中心轴线;在旋转角度框内输入 gama;单 添加关系;

击回车键,弹出是否要添加此关系对话框,单击 (4)设置完成后单击操作板中的

完成粘贴,见图 5-2-6;

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图 5-2-6 步骤 6 拉伸第一齿 (1) 在主菜单中单击 的 ,弹出“菜单管理器”; 、 【规则截面】 、 【草绘截面】 ,单击 (2) “菜单管理器”设置选项为【平行】 项, ,单击 (3) 在更新菜单管理器中选择【光滑】 项;菜单管理器更新; 平面, 工具,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择 项中

(4) 在更新菜单管理器中选择【新设置】 、 【平面】 ,然后用鼠标选择 菜单管理器重新更新;

,菜单管理器重新更新为如图 5-2-7; (5) 在更新菜单管理器中单击【正向】

图 5-2-7

如图:箭头方向为拉伸方向

(6) 在更新菜单管理器中单击【缺省】项,弹出“参照对话框”,关闭参照对话 框;此时开始绘图;
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(7) 按住鼠标中键,转动到图像位置,见图 5-2-8;

图 5-2-8 此处为左旋和右旋的分水岭,绘图时分清左旋和右旋

(8) 在工具栏中单击激活工具

,弹出激活对话框(如图) ,选择环激活方式,

激活左侧齿廓线 1 ;然后按住鼠标右键不放直至弹出下拉菜单,在下拉菜单中选择【切 换剖面】 ;再单击激活工具 ,选择环激活方式,用鼠标单击右侧齿廓线 2(注意:在 完成草绘;

激活两齿廓时,应该点击齿廓的相同位置) ;在工具栏中单击 (9) 单击菜单管理器中的

项, 在窗 口 下 部 弹 出 “拉伸深度操作板”, 见 图 5-2-9;

图 5-2-9

(10) 、 在 “拉伸深度操作板”输入拉伸深度 b ,单击操作板上的 对话框(见图)中的 键,完成操作。

;单击伸出项

(11 ) 、在左侧特征树中选择刚才所画拉伸项 拉菜单,单击其中 选项;图像显示如图 5-2-10;

,单击右键,弹出下

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基于 Pro/E 的传动件参数化设计

图 5-2-10

(12) 、将鼠标轻轻放在拉伸深度 70 上,显示 d53 :F20 ( 拉 伸 项 ) ; (13 ) 、在主菜单中单击【工具】 / 【关系】 ,在“关系”编辑框中添加关系 d53=b ; 单击对话框中确定按钮; (14) 、单击主菜单中重生模型工具 步骤 7 隐藏过程绘图 (1) 单击工具栏中层树设置键 ,窗口左侧由“模型树”变为“层树”; 选项;右键弹出便捷菜单,单击 ; 上,右键弹出便捷菜单, ,重生模型成功。

(2) 在层树中,单击选中 ;重新点击右键弹出便捷菜单,选择单击 (5) 再次点击 在“便捷菜单”上单击 步骤 8 阵列其他齿 ;或把鼠标放在层树上方 ,转换成“模型树”

(1) 用鼠标选中所拉伸第一齿;在工具栏中选择阵列键 控板;

,弹出“阵列”工具操

(2) 在“阵列”工具操控板阵列方式选择为 “轴”; 用鼠标选中齿轮坯体轴心线 A-1 为阵列中心轴;整列个数框中把 4 改为 60;阵列角度由 90 度改为 360/z ,按回车键,弹 出“是否要添加此关系”对话框,单击 (3) 在“阵列”工具操控板中,单击 ;阵列范围为 360 度; ,见图 5-2-11;

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图 5-2-11

(4) 在模型树中单选

, 右键弹出快捷菜单; 左键单击

选项 ;

图 5-2-12

(5)图形变为如图

鼠标轻轻放在“59 拉伸项”上,在 PRP/E 窗口左下角或鼠

标处看到 P75:F20 (阵列_1);见图 5-2-12; (6)在主菜单中单击【工具】/【关系】,弹出“关系”编辑框,添加关系 p75=z ; 单击“关系”编辑框中 键; 。

(7)在主菜单中单击重生模型键 步骤 9 保存文件 在上主菜单单击 nx-you 建立成功。

,弹出下拉菜单;在下拉菜单上单击

,则文件 jianmo-

内斜齿左旋完成的情况和此类似。只是 “步骤 5 拉伸第一齿”在拉伸齿时有所别,
125

基于 Pro/E 的传动件参数化设计

下图 5-2-13 为拉伸方向和拉伸齿廓;

拉伸方向

图 5-2-13

拉伸齿廓

内斜齿右旋的情况,我们在画第一个拉伸截面时首先激活齿廓 1,再切换至另一截 面激活齿廓 2,见图 5-2-14;

图 5-2-14

由图图 5-2-14 可见,混合拉伸时是从齿廓 1 拉向齿廓 2;从齿轮外侧图 5-2-15 看去 , 轮齿为右旋。

图 5-2-15

若要完成多齿数左旋的情况,我们只需颠倒激活齿廓的顺序,首先激活齿廓 2,再
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切换剖面激活齿廓 1,这样在拉伸时,沿着拉伸方向,通过 b (齿轮厚度)的距离,由 齿廓 2 拉向齿廓 1 位置。 拉伸第一齿如图 5-2-16:

图 5-2-16

由图可见,混合拉伸时是从齿廓 2 拉向齿廓 1 ,方向向左,拉出齿为左旋。其他步 骤两者相同。请大家自行完成文件“jianmo-nx-zuo ”。 第三节 完成实例和运动仿真 步骤 1 生成实例 内齿斜齿齿轮实例完成过程和内齿直齿极为相似,这里我们不再重复说明,大家参 照图纸自行完成; 1、内齿斜齿齿轮实例二位图纸和主要参数如下:

127

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端面模数 齿数 齿顶高系数 齿顶隙系数 螺旋角 齿形角 齿轮厚度 旋向

mn z ha* C* β α b 右旋

4 50 1 0.25 10 20° 60

生成文件为 shili-nx-you ; 2、与其相捏合齿轮参数如下: 该齿轮为少齿数右旋齿轮,具体生成过程参照圆柱斜齿齿轮的一章,这里不再详细 介绍; 生成后保存文件为 niehe-nx-you。

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模数 齿数 齿顶高系数 齿顶隙系数 齿轮厚度 螺旋角

m z ha* C* b β

4 20 1 0.25 60 10

步骤 2 模拟运行和数据分析 1、装配中心距 d 的计算
d=mn ×(z1-z2 )÷(2×cos β)=4×(50-20 )÷(2×cos10°)=60.926

2、具体装配过程 具体装配过程和内齿直齿齿轮类似,这里不再做打篇幅介绍;捏合关系见下图;

3、运动仿真 (1)定义伺服电动机,选择大齿轮为主动轮, 规范项
常数;速度 A 输入 5;
129

,设置为速度; 【模】设置为

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(2)运行分析,终止时间 60,帧频 20,最小间隔 0.05; (3)生成分析测量结果,依然都选择其分度圆上一点的速度,两齿轮该点速度重合,其图形见 下图:

由图可见两齿轮分度圆上的两点线速度相同,但因为大齿轮和小齿轮的直径之比为 203.085/81.234 ,所以 其转速比为 线速度比的 倒数,所以 大齿轮和小 齿轮转速之 比为 81.234/203.085 ,所以 N=n2/n1 =203.085/81.234=2.5 N =z1/ z2= 50/20=2.5 其中 N 为传动比,n1 为大齿轮转速,n2 为小齿轮转速,z1 为大齿轮齿数,z2 为小齿 轮齿数。由此可见所画齿轮满足传动比。

第六章 圆锥齿轮
第一节 圆锥齿轮公用模板 步骤 1 新建零件文件
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(1) 在工具栏上单击

按钮,或选择

/

命令,弹出“新建”对话框。

(2) 在“类型”选项组中选择为“零件”单选按钮,在“子类型”选项组中选择 “实体 ” 单选按钮;在 “名称 ”文本框中,输入名称 jianmo-clqxz ,同时取消选中 复选框,不实用缺省模板。 (3) 在“新建”对话框中单击“确定”按钮,弹出 “新文件选项”对话框。 (4) 在“模板”选项组中,选择 mmns_part_solid 选项 , 单击“确定”按钮,进 入零件设计模式。 步骤 2 定义参数 (1) 在“主菜单”中选择 命令,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择

命令,弹出“参数对话框”。 (2) 在“参数对话框”中单击 8 次 (添加)按钮,从而添加 8 个参数。

(3) 分别修改新参数名称和相应的数值。其中 m 为齿轮模数、 z 为齿数、 z_am 为当量齿数、b 为齿轮厚度、alpha 为齿轮压力角、ha 为齿顶高系数、c 为齿顶隙系数、 h 为倒角深度,见图 6-1-1; (4) 在“参数对话框”中单击“确定”按钮完成用户自定义的参数建立。

图 6-1-1
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步骤 3 添加关系 (1) 在“主菜单”中选择 命令,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择

命令,弹出“关系对话框”。 (2) 在“关系对话框”中添加关系,如图 6-1-2;

图 6-1-2

(3)在“关系对话框”中单击“确定”按钮,添加关系成功。 步骤 4 创建齿轮圆 (1) 单击 (草绘)工具,弹出“草绘对话框”;选择“FRONT”平面为绘图平 按

面; “参照”为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右”;在“草绘对话框”中单击 钮,弹出“参照”对话框,单击 (2) 进入绘图工作区,单击 按钮。

(绘圆)工具,在绘图区域画出四个同心圆;

单击鼠标中键或 完成绘图操作,见图 6-1-3;

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图 6-1-3

(3) 用鼠标全部选中四个圆的尺寸线,单击 入“修改尺寸对话框”。

(修改尺寸)进行尺寸修改,进

(4) 把第一个直径尺寸“sd7”改为 d ,按“ENTER”键弹出“是否要添加此关系 对话框”,选择 ,如图 6-1- 4;

图 6-1- 4

(5) 依此方法分别修改剩余三圆直径为为 yda、db 、ydf 。其中 d 为分度圆直径、 da 为齿顶圆直径、db 为基圆直径、df 为齿底圆直径,见图 6-1- 5;

图 6-1- 5

133

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步骤 5 创建一侧齿廓曲线 利用基准曲线 工具,绘制齿廓曲线,方法同其他齿轮,只是方程式有所区别,

方程式和所生成曲线见图 6-1-6;

图 6-1-6

步骤 6 创建一系列基准 (1) 创建基准点 PNT0 ,由渐开线和分度圆确定; (2) 创建基准轴线 A-1,为 RIGHT 平面和 TOP 平面的交线; (3) 创建基准平面 DTM1,为过轴线 A-1 和点 PNT0 的平面,见图 6-1-7;

图 6-1-7

步骤 7 创建基准平面“DTM2” (1) 在工具栏内单击 (基准平面)弹出“基准平面”对话框;

(2) 按住“Ctrl”键,用鼠标选择基准轴线“A-1”和基准平面“DTM1 ”;
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(3) 在“基准平面对话框”中”输入旋转角度-90/z ,单击回车键;注意 DTM2 位 于渐开线的下侧,为了切齿槽; (4) 在“基准平面对话框”中点击 键,见图 6-1-7;

图 6-1-7 注意:所得 DTM2 基准平面应位于齿廓线下侧,以便以此为对称平面得到另一侧齿廓线,切齿槽 。

步骤 8 镜像另一侧渐开线 以“DTM2”平面为对称平面镜像齿槽线,见图 6-1-8;

图 6-1-8

步骤 9 创建 PNTI 点 a) 单击基准点工具 ,弹出基准点工具对话框;

b) PNT1 点为分度圆和 DTM2 的交点。按住 Ctrl 键,用鼠标分别单击选中分度圆和 DTM2 面;
135

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c) 在基准点对话框中单击确定键,见图 6-1-9;

图 6-1-9

步骤 10 创建基准直线 A-2 A-2 为过 PNT1 点与 DTM2 平面垂直的线,见图 6-1-10;

图 6-1-10

步骤 11 作分度圆的锥母线 (1) 单击 (草绘)工具,弹出“草绘对话框”;选择“DTM2”平面为绘图平面 ;

“参照”为“FRONT”平 面 ; “方向”为“顶” ; (2) 在 “草绘对话框”中单击 按钮,弹出参照对话框; ,关闭参照对

(3) 在参照对话框中,选择 PNT1 点和 A-1 轴为参照;后单击 话框,开始绘图,见图 6-1-11;

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图 6-1-11

(4) 利用直线工具 点 PNT1 上,见图 6-1-12;

画如图所示直线,直线两端分别位于基准轴线 A-1 和基准

图 6-1-12

输入参数 long, 按回 车 键 弹 出 “是否要添加此关系对话框”, (5) 双击角度尺寸值, 选择 添加关系; (6) 在右侧工具栏中单击 步骤 12 保存文件 在主菜单中单击 ,弹出下拉菜单;在下拉菜单中单击保存 。 完成草绘;

137

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第二节 圆锥齿轮少齿数模板 步骤 1 新建零件文件“jianmo-zc-shao ” 1、 打开文件 2、 关闭窗口 ,保存副本为“jianmo-zc-shao ”; ,打开文件 。

步骤 2 修改齿轮参数 (1) 在主菜单上单击 (2) 在下拉菜单中单击 健,弹出下拉菜单; 键,弹出“参数”对话框,修改参数:m=4 、z=20 、

z_am=87 、b=40、alpha=20、ha=1、c=0.2、h=3 ; (3) 在“参数”对话框中单击 (4) 在工具栏中单击再生模型键 步骤 3 画齿槽廓线 (1) 在工具栏中单击草绘工具 ,弹出“草绘工具对话框” ; 键,完成参数修改; ,图形重生。

(2) 设置草 绘对 话 框。 绘图 平 面设 为 FRONT 平面, 其他 设 置见 图 6-2-1 ;单击 键;弹出参照对话框,单击 ;开始绘图;

图 6-2-1

(3) 利用工具栏中各项工具画出以下图形,图 6-2-2;具体步骤见 A-H;

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图 6-2-2

(A)、在工具栏中单击激活工具 图 6-2-3;

,激活齿根圆 ydf,齿顶圆 yda 和两渐开线,见

图 6-2-3

图 6-2-4

图 6-2-5

(B) 、单击工具栏中圆角工具

,生成两圆角;单击工具栏剪切工具

,剪切

掉生成曲线时渐开线上多余曲线,见图 6-2-4; (C) 、刚生成时两圆角太大,用鼠标拖动圆弧使之变小;单击工具栏剪切工具 剪掉除齿槽廓线以外的所有曲线,见图 6-2-5; (D) 、单击工具栏中约束工具 工具 ,约束两圆弧相等,见; ,弹出约束工具对话框;在对话框中单击相等约束 ,

139

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图 6-2-6

(E) 、在工具栏中单击直线工具

,画图如下 6-2-7;单击工具栏中约束工具



弹出约束工具对话框;在对话框中单击相等约束工具 ,约束刚才所画两横线相等;单 击相切工具 ,约束两横线和相邻渐开线相切;

图 6-2-7

约束前后

(F ) 、单击工具栏剪切工具

,剪切掉多余曲线,仅剩下齿廓线;见图 6-2-8; ,标住如下尺寸见图 6-2-9 ;

(G) 、单击工具栏中单击尺寸标注工具

(H) 、分别双击修改以上两尺寸。直线长度 3.70 修改为 2;圆弧长度修改为参数 RF, 按回车键弹出“是否要添加此关系对话框”,选择 添加关系,见图 6-2-10 ;

图 6-2-8

图 6-2-9

140

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图 6-2-10

(4) 、在工具栏中单击 步骤 4 旋转齿槽线

完成草绘;

(1) 用鼠标选中所画齿槽廓线,在上方工具栏中单击复制工具 择性粘贴工具 ,弹出选择性粘贴工具框,见图 6-2-11;

;再单击选

图 6-2-11

(2) 在选择性粘贴对话框选中 出粘贴工具操作板,见图 6-2-12; (3) 选择旋转粘贴工具

复选框,单击



,单击轴线 A-2 为旋转轴线;输入旋转角度 long,按回 添加关系;此时观察

车键弹出“是否要添加此关系对话框”,选择

图 6-2-12

旋转得齿槽廓线是否与分度圆锥母线垂直,若不垂直把旋转角度改为-long,
141

基于 Pro/E 的传动件参数化设计

并添加关系,见图 6-2-13;

图 6-2-13

(4) 单击操作板上

按钮,完成旋转齿廓线。

(5) 选中旋转所得齿槽廓线,右键弹出下拉菜单,单击【编辑】命令,图中显 出特征项;

图 6-2-14

(6) 鼠标轻轻放在旋转角度上,显示 d63:F17 (MOVED-COPY-1),见图 6-2-14; (7) 在主菜单中单击 ,弹出下拉菜单;在下拉菜单中单击 ,弹出关 ;

系编辑框;在编辑框中添加关系$d63 =long,单击关系编辑框中 (8) 单击系统工具栏中模型再生按钮 步骤 5 隐藏部分过程线 。

选中草绘 1、曲线(渐开线)、镜像 1 和草绘 3 ,右键弹出下拉菜单,单击【隐 藏】。
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步骤 6 生成齿轮坯体 (1)单击草绘工具 ,弹出“草绘对话框”;

(2 )下面完成“草绘对话框”的设置。 选择“ DTM2”平面为绘图平面; “参照” 为“FRONT”平 面 ; “方向”为“顶”;单击 按钮,弹出参照对话框,见图 6-2-15;

图 6-2-15

(3)单击选择齿槽廓线投影线和基准轴线 A-1 为参照,单击 框,见图 6-2-16;

按钮关闭对话

图 6-2-16

(4)

在右侧工具栏中单击基准轴线工具

,画如下所示两轴线;

(5) 双击两轴线之间尺寸值,输入参数 da/2,按回车键弹出“是否要添加此关系 对话框”,选择 添加关系,见图 6-2-17 ,延参照齿槽廓线画一直线,直线一端点位于
143

(6) 单击工具栏中直线工具 所画的右侧基准轴线上,见;

基于 Pro/E 的传动件参数化设计

图 6-2-17

图 6-2-18

(7) 在此基础上我们利用直线工具 (8) 在工具栏中打开约束工具 图 6-2-19 所示的两直线垂直; (9) 在工具栏中单击标志尺寸工具

,画出以下的封闭图形: ,约束如

,在约束工具对话框中选择垂直工具

,进行如下尺寸的标注,见图 6-2-20; ,弹出修改尺寸对 话框,去掉

(10) 选中所标注尺寸, 单击修改尺 寸工具 复选框上的对号;

144

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图 6-2-19

图 6-2-20

图 6-2-21

(11) 按图 6-2-21 提示分别键入新尺寸或参数,按回车键若弹出“是否要添加此关 系对话框”,均选 添加关系,见图 6-2-22

图 6-2-22

(12) 单击选中左侧中心轴线,右键弹出下拉菜单,选择其中【旋转轴】项;单击 右侧工具栏中 完成草绘,见图 6-2-23 ;

图 6-2-23

图 6-2-24

(13)

在工具栏中单击

,弹出“旋转”工具操控板;在“旋转”工具操控板 完成旋转,见图 6-2-24;

中设置为旋转实体模式

;旋转角度为 360°;单击操控板中

步骤 7 生成第一齿槽 (1) 在主菜单中单击 ,弹出下拉菜单;在下拉菜单【扫描混合】中选择【切

口】项,弹出菜单管理器,见图 6-2-25; (2) 选择其中【草绘截面】 【垂直于原始轨迹】 ,单击完成,见图 6-2-26; (3)在菜单管理器中单击【选取轨迹】 ,菜单管理器更新为图 6-2-27;单击所画分
145

基于 Pro/E 的传动件参数化设计

度圆锥母线为扫描轨迹;单击【完成】项,菜单管理器更新,见图 6-2-28;选择【自动】, 单击菜单管理器中【完成】项,下方弹出旋转角度操作板,见图 6-2-29;

图 6-2-25

图 6-2-26

图 6-2-27

图 6-2-28

(4)在操作板中输入 0,单击操作板上的

;开始草绘第一截面;

图 6-2-29

(5) 在右侧工具栏中单击激活工具 单击齿槽廓线将其激活,见图 6-2-30; ;

,弹 出“激活工具对话框”;选择 其 中 的 【 环 】,

图 6-2-30

图 6-2-31

(6)

单击右侧工具栏中

完成草绘截面 1 ;重新弹出菜单管理器图 6-2-28, ,开始画第二截面;

单击【完成】弹出旋转角度范围操作板;操作板上输入 0,单击 单击右侧工具栏中的点工具 (7)

,在绘图截面基准交叉处画一点,见图 6-2-31; 完成草绘截面 2;弹出菜单管理器,选择其中【尖
146

单击右侧工具栏中

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点】/【正向】 ,见图 6-2-32;

图 6-2-32

(8)

单击对话框

中【确定】按钮,完成拉伸,见图 6-2-33。

图 6-2-33

步骤 8 阵列其他齿 (1) 选中刚才所画的齿槽,在工具栏中单击阵列工具 ,弹出阵列工具操作板;

(2) 在阵列操作板中选择基准轴阵列方式,单击选中锥齿轮中心线 A-1 为阵列轴 线; (3)阵列个数由 4 改为 20;角度由 90 改为 360/z,按回车键,弹出“是否要添加 此关系”对话框,选择 添加关系; 完成阵列。

(4) 单击阵列工具操作板上的

(5) 选中刚才阵列,右键弹出便捷菜单,选择其中【编辑】项,显示个特征; ,见图 6-2-33; (6) 鼠标轻轻放在阵列个数 20 上,显示 p53:F23 (阵列-1) (7) 在主菜单中单击【工具】/ 【关系】命令,弹出关系编辑框,添加关系 p53=z 单击关系编辑框上【确定】 ; (8) 单击上方工具栏中再生模型命令
147



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图 6-2-33

步骤 9 隐藏过程线 (1) 单击工具栏中层树设置键 (2) 在层树中,单击选中 ;重新点击右键弹出便捷菜单,选择单击 (3) 单击工具栏中层树设置键 步骤 10 保存文件 在主菜单中单击 ,弹出下拉菜单;在下拉菜单中单击保存 。 ,窗口左侧由”模型树”变为”层树”; 选项;右键弹出便捷菜单,单击 ;

,设置为模型树状态。

第三节 圆锥齿轮多齿数模板 步骤 1 新建零件文件“jianmo-zc-duo” 1、打开文件 2、关闭窗口 ,保存副本为“jianmo-zc-duo”; ,打开文件
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步骤 2 修改齿轮参数 (1) 在主菜单上单击 (2) 在下拉菜单中单击 健,弹出下拉菜单; 键,弹出“参数”对话框,修改参数:m=3 、z=101、

z_am=42 、b=52、alpha=20、ha=1、c=0.2、h=3 ,如下图 6-3-1;

图 6-3-1

(3) 在“参数”对话框中单击 (4) 在工具栏中单击再生模型键

键,完成参数修改; ,图形重生,见图 6-3-2。

图 6-3-2

步骤 3 画齿槽廓线 (1) 在工具栏中单击草绘工具 ,弹出“草绘工具对话框” ;

(2) 设置草绘对话框。绘图平面设为 FRONT 平面,其他设置见图 6-3-3;单击 键;弹出参照对话框,单击 ;开始绘图;

149

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图 6-3-3

(3) 利用工具栏中各项工具画出以下图形,图 6-3-4;详细步骤见 A-E;

图 6-3-4

(A )在工具栏中单击激活工具 见图 6-3-5;

,激活齿根圆 ydf ,齿顶圆 yda 和两渐开线,

图 6-3-5

(B)单击工具栏中圆角工具

,生成两圆角,见图 6-3-6;单击工具栏剪切工具

,剪切掉多余曲线,见图 6-3-7;
150

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图 6-3-6

图 6-3-7

(C)单击工具栏中约束工具

,弹出约束工具对话框;在对话框中单击相等约束

工具 ,约束两圆弧相等,图 6-3-8;

图 6-3-8

(D)在工具栏中单击直线工具

,画图如下 6-3-9:

图 6-3-9

图 6-3-10

(E)单击工具栏中约束工具

,弹出约束工具对话框;在对话框中单击相等约束 ,约束两横线和相邻渐开线相切;

工具 ,约束刚才所画两横线相等;单击相切工具

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单击工具栏剪切工具

,剪切掉多余曲线,见图 6-3-10;

图 6-3-11

(F)单击工具栏中单击尺寸标注工具

,标住如下尺寸,见图 6-3-11 ;

(G)分别双击修改以上两尺寸。直线长度 3.70 修改为 2;圆弧长度修改为参数 RF, 按回车键弹出“是否要添加此关系对话框”,选择 添加关系,见图 6-3-12 ;

图 6-3-12

(4)在工具栏中单击 步骤 4 旋转齿槽线

完成草绘;

(1) 用鼠标选中所画齿槽廓线,在上方工具栏中单击复制工具 性粘贴工具 ,弹出选择性粘贴工具框,见图 6-3-13;

;再单击选择

图 6-3-13
152

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(2) 在选择性粘贴对话框选中 出粘贴工具操作板; (3) 选择旋转粘贴工具

复选框,单击



,单击轴线 A-2 为旋转轴线;输入旋转角度 long,按回 添加关系;此时观察旋转得齿槽

车键弹出“是否要添加此关系对话框 ”,选择

廓线是否与分度圆锥母线垂直,若不垂直把旋转角度改为-long,并添加关系;

4 图 6-3-1 6-3-14

(4) 单击操作板上

按钮,完成旋转齿廓线,见图 6-3-14 ;

(5) 在模型树 中选 择 Moved copy 1, 单击鼠标 右键 弹出 下拉 菜单 ,选 择【编 辑】,显示特征; (6) 鼠标轻轻放在旋转角度上,显示 d61:F17 (MOVED-COPY-1),见图 6-3-15; (7) 在主菜单中单击 ,弹出下拉菜单;在下拉菜单中单击 ; ,弹出关

系编辑框;在编辑框中添加关系$d61 =long,单击关系编辑框中

5 图 6-3-1 6-3-15

(8) 单击系统工具栏中模型再生按钮
153



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剩余的部分完成过程和少齿数锥齿轮完全相同,请参照第二节完成,完成后见图 63-16;

6 图 6-3-1 6-3-16

步骤 5 保存文件 在主菜单中单击 ,弹出下拉菜单;在下拉菜单中单击保存 。

第四节 锥齿轮少齿数实例 步骤 1 新建零件文件“shili-wz-shao ” 1、 2、 打开文件 关闭窗口 ,保存副本为“shili-z c-shao ”; ,打开文件 。

步骤 2 观察所要完成齿轮二维图纸

模数 齿数 当量齿数 齿形角 齿顶隙系数 分锥角
154

m z zv ha* C* δ

3 42 101 1 0.25 22.579

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5

锥齿轮二维图

参数表

步骤 3 修改齿轮参数 (1) 在主菜单上单击 (2) 在下拉菜单中单击 健,弹出下拉菜单; 键,弹出“参数”对话框,修改参数:m=3、z=42 、

z_am=101 、b=52、alpha=20、ha=1、c=0.25,h=4 ; (3) 在“参数”对话框中单击 键,完成参数修改;

(4) 在工具栏中单击再生模型键 ,图形重生。 步骤 4 旋转凸台 (1) 单击草绘工具 ,弹出“草绘对话框”;

(2) 下面完成“草绘对话框”的设置。 选择 TOP 面为绘图平面 ;“参照”为“RIGHT”平
面; “方向”为“右”;在 “草绘对话框”中单击 按钮;

(3) 弹出“参照”对话框 ,选择齿轮下端面为参照;单击 (4) 在工具栏中单击基准轴线工具 ,画一竖直基准轴线;

按钮;

155

基于 Pro/E 的传动件参数化设计

6-4-1

所画矩形

(5) 利用矩形工具 (6) 单击工具栏中

画如下图形,并修改尺寸如上图 6-4-1: 完成草绘;

(7) 在工具栏中单击旋转工具 ,弹出“旋转”工具操控板;

(8)在“旋转”工具操控板中设置为旋转实体模式 转换为剪切材料模式;旋转角度为 360°; (9)在“旋转”工具操控板中单击确定按钮 。 步骤 5 生成凸台

;单击其上剪切材料工具



(1) 图平面、参照等和上步相同,只是画的旋转截面不同,这里画为 6-4-2;

156

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图 6-4-2

(2) 利用矩形工具 (3) 单击旋转工具

画如下图形,并修改尺寸如图 6-4-2; ,弹出“旋转”工具操控板; ;旋转角度为 360°;

(4) 具操控板中设置为旋转实体模式 (5) 工具操控板中单击确定按钮 。 步骤 6 旋转轴孔 (1) 单击草绘工具

,弹出“草绘对话框”;单击使用先前 按钮; ;



(2) 在 “草绘对话框”中单击

(3) 弹出“参照”对话框 ,单击关闭按钮 (4) 在工具栏中单击基准轴线工具 (5) 利用矩形工具

,画一竖直基准轴线;

画如下图形,并修改尺寸如图 6-4-3:矩形宽度方向尺寸为

25;长度两端均超出齿轮坯体长度即可;

图 6-4-3 (6) 单击工具栏中 完成草绘; ,弹出“旋转”工具操控板; ;单击其上剪切材料工具 ,

(7) 在工具栏中单击旋转工具

(8)在“旋转”工具操控板中设置为旋转实体模式 转换为剪切材料模式;旋转角度为 360°; (9)在“旋转”工具操控板中单击确定按钮
157



基于 Pro/E 的传动件参数化设计

步骤 7 取消隐藏过程曲线 (1) 单击工具栏中层树设置键 (2) 在层树中,单击选中 【取消隐藏】 ; ( 3)单击工具栏中层树设置键 步骤 8 旋转切除材料 (1) (2) 单击草绘工具 ,弹出“草绘对话框”;单击使用先前 ; ,窗口左侧由“模型树”变为“层树”; 选项;右键弹出便捷菜单,单击 ,重新转换为“模型树”;

在 “草绘对话框”中单击

按钮;弹出“参照”对话框 ,选择齿轮 按钮;

下端面、分度圆锥母线和齿顶廓线为参照;单击 (3) 在工具栏中单击基准轴线工具

,画一竖直基准轴线,如图 6-4-4;

图 6-4-4

(6)利用直线工具

画如下图形,并标注如下尺寸,见图 6-4-5;

158

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图 6-4-5

(4)

约束上图所示两直线平行。单击工具栏中约束工具

,弹出约束对话框,单

击其中平行工具 ,分别单击两直线;

图 6-4-6

(5) (6)

分别单击修改所标注尺寸,结果见图 6-4-6;单击工具栏中 在工具栏中单击旋转工具 ,弹出“旋转”工具操控板;

完成草绘;

(7 )在“旋转”工具操控板中设置为旋转实体模式 上剪切材料工具

;旋转角度为 360 °;单击其

,转换为剪切材料模式;旋转角度为 360°;

(8)在“旋转”工具操控板中单击确定按钮 ,完成旋转切除材料,图 6-4-7 ;

159

基于 Pro/E 的传动件参数化设计

图 6-4-7

步骤 9 生成键槽 (1) 单击草绘工具 ,弹出“草绘对话框”;选择 FRONT 面为绘图平面 ;“参照” 按钮; 按钮;

为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右”;在 “草绘对话框”中单击 (2) 弹出“参照”对话框 ,选择齿轮下端面为参照;单击 (3) 在工具栏中单击基准轴线工具 ,画一竖直基准轴线;

(4) 利用工具栏中矩形工具画如下图形,并修改尺寸如下,图 6-4-8:

图 6-4-8

(5) 在工具栏中单击约束工具

,弹出约束对话框;单击对话框中对称工具



单击中心轴线再分别单击矩形上边两断点,单击鼠标中键完成; (6) 单击右侧工具栏中 完成草绘; ,弹出拉伸工具操作板;

(7) 单击工具栏中拉伸工具

(8) 在“拉伸”工具操控板中设置为拉伸实体模式 单击其上剪切材料工具 ,拉伸深度大于齿轮厚度即可;
160

;选择对称拉伸模式



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(9) 单击拉伸工具操作板上的

完成拉伸,见图 6-4-9;

图 6-4-9

步骤 10 倒角和倒圆角 利用工具栏中倒角工具 10; 、圆角工具 完成二维图中的倒角和圆角,见图 6-4-

图 6-4-10

步骤 11 创建基准 (1) 创建基准点 PNT2 。该点为分度锥母线和基准轴线 A-1 的交点; (2) 创建基准平面 DTM3。该平面过点 PNT2 与 A-1 轴垂直,见图 6-4-11;

161

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图 6-4-11

步骤 12 隐藏过程线 (1) 单击工具栏中层树设置键 ,窗口左侧由“模型树”变为“层树”; 选项;右键弹出便捷菜单,单击

(2) 在层树中,单击选中 【隐藏】 ; (3) (3)单击工具栏中层树设置键 步骤 13 保存文件 在上主菜单单击

,重新转换为“模型树;

,弹出下拉菜单;在下拉菜单上单击 第五节 锥齿轮多齿数实例



步骤 1 新建零件文件“shili-z c-duo ” 1、 2、 打开文件 关闭窗口 ,保存副本为“shili-z c-duo ”; ,打开文件 。

模数 m 3 步骤 2 观察所要完成齿轮二维图纸 齿数 z zv ha* C* δ 101 42 1 0.25 67.42 当量齿数 齿形角 齿顶隙系数 分锥角

162

图纸

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步骤 3 修改齿轮参数 (1) 在主菜单上单击 (2) 在下拉菜单中单击 健,弹出下拉菜单; 键,弹出“参数”对话框,修改参数:m=3 、z=101、

z_am=42 、b=52、alpha=20、ha=1、c=0.25,h=5 ; (3) 在“参数”对话框中单击 (4) 在工具栏中单击再生模型键 步骤 4 旋转凸台 (1) (2) 单击草绘工具 ,弹出“草绘对话框”; 键,完成参数修改; ,图形重生。

下面完成“草绘对话框”的设置。 选择 TOP 面为绘图平面 ; “参照”为

“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右” ; (3) (4) (5)
在 “草绘对话框”中单击 按钮;

弹出“参照”对话框 ,选择齿轮下端面为参照;单击 在工具栏中单击基准轴线工具 ,画一竖直基准轴线;

按钮;

163

基于 Pro/E 的传动件参数化设计

图 6-5-1

(6) (7) (8)

利用矩形工具 单击工具栏中

画如下图形,并修改尺寸如图 6-5-1: 完成草绘;

在工具栏中单击旋转工具 ,弹出“旋转”工具操控板;

(9)在“旋转”工具操控板中设置为旋转实体模式 ;旋转角度为 360°; (10)在“旋转”工具操控板中单击确定按钮 步骤 5 旋转轴孔 (1) 单击草绘工具 ,弹出“草绘对话框”;单击使用先前 按钮; ; 。

(2) 在 “草绘对话框”中单击

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(3) 弹出“参照”对话框 ,单击关闭按钮 (4) 在工具栏中单击基准轴线工具 (5) 利用矩形工具



,画一竖直基准轴线;

画如下图形 6-5-2,并修改尺寸如图:矩形宽度方向尺寸为

25;长度两端均超出齿轮坯体长度即可;

图 6-5-2

(6) 单击工具栏中

完成草绘; ,弹出“旋转”工具操控板;

(7) 在工具栏中单击旋转工具

(8)在“旋转”工具操控板中设置为旋转实体模式 转换为剪切材料模式;旋转角度为 360°; (9)在“旋转”工具操控板中单击确定按钮
165

;单击其上剪切材料工具



,见图 6-5-3。

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图 6-5-3

步骤 6 取消隐藏过程曲线 (1) 单击工具栏中层树设置键 (2) 在层树中,单击选中 【取消隐藏】 ; (3)单击工具栏中层树设置键 步骤 7 旋转切除材料 (1) 单击草绘工具 ,弹出“草绘对话框”;单击使用先前 按钮; 按钮; ; ,重新转换为“模型树”; ,窗口左侧由“模型树”变为“层树”; 选项;右键弹出便捷菜单,单击

(2) 在 “草绘对话框”中单击 (3) 在 “草绘对话框”中单击

(4) 弹出“参照”对话框 ,选择齿轮下端面、分度圆锥母线和齿顶廓线为参照; 单击 按钮; ,画一竖直基准轴线,图 6-5-4;

(5) 在工具栏中单击基准轴线工具

166

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图 6-5-4

(6)利用直线工具

画如下图形,并标注如下尺寸,图 6-5-5;

图 6-5-5

(6) 约束上图所示两直线平行。单击工具栏中约束工具 击其中平行工具 ,分别单击两直线,图 5-6;

,弹出约束对话框,单

图 6-5-6 选中上述尺寸,单击工具栏中修改尺寸工具 ,弹出修改尺寸对话框,按下图对应

修改尺寸;在添加尺寸 df/2-12*cos9(long),按回车键弹出是否要添加此关系对话框,选 择 添加关系,图 6-5-6; (7) 单击工具栏中 具操控板;
167

完成草绘;在工具栏中单击旋转工具

,弹出“旋转”工

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(8)在“旋转”工具操控板中设置为旋转实体模式 其上剪切材料工具

;旋转角度为 360 °;单击

,转换为剪切材料模式;旋转角度为 360°;

(9)在“旋转”工具操控板中单击确定按钮 ,完成旋转切除材料; 步骤 8 生成键槽 (1) 单击草绘工具 ,弹出“草绘对话框”;

(2) 下面完成“草绘对话框”的设置。 选择 FRONT 面为绘图平面 ; “参照” 为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右” ; (3) 在 “草绘对话框”中单击 按钮; 按钮;

(4) 弹出“参照”对话框 ,选择齿轮下端面为参照;单击 (5) 在工具栏中单击基准轴线工具 ,画一竖直基准轴线;

(6) 利用工具栏中矩形工具画如下图形,并修改尺寸如下,图 6-5-7;

图 6-5-7

(7) 在工具栏中单击约束工具

,弹出约束对话框;单击对话框中对称工具



单击中心轴线再分别单击矩形上边两断点,单击鼠标中键完成; (8) 单击右侧工具栏中 完成草绘; ,弹出拉伸工具操作板;
168

(9) 单击工具栏中拉伸工具

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(10) 在“拉伸”工具操控板中设置为拉伸实体模式 单击其上剪切材料工具 ,拉伸深度大于齿轮厚度即可; 完成拉伸;

;选择对称拉伸模式



(11) 单击拉伸工具操作板上的 步骤 9 倒角 利用工具栏中倒角工具

,完成二维图中的倒角,图 6-5-8;

图 6-5-8

步骤 10 创建基准 (1) 创建基准点 PNT2 。该点为分度锥母线和基准轴线 A-1 的交点; (2) 创建基准平面 DTM3。该平面过点 PNT2 与 A-1 轴垂直,见图 6-5-9 ;

图 6-5-9

步骤 11 隐藏过程线 (1) 单击工具栏中层树设置键 ,窗口左侧由“模型树”变为“层树”; 选项;右键弹出便捷菜单,单击
169

(2) 在层树中,单击选中 【隐藏】 ;

基于 Pro/E 的传动件参数化设计

(3)单击工具栏中层树设置键 步骤 12 保存文件 在上主菜单单击

,重新转换为“模型树;

,弹出下拉菜单;在下拉菜单上单击



第六节 模拟运行和数据分析 步骤 1 新建“组件”文件 (1) 、单击 新 建 按 钮 ,弹 出 “ 新建 对 话 框 ”;在 “ 类型 ” 选项 框 中 选 择 ;输入名称“niehe-zc ”;单击“新建对话

;在“子类型”选项框中选择 框”下方

按钮,弹出“新文件选项”框。 项;单击对话框中 按钮,

(2) 、设 置 “新文件选项”框,选择 进入组建绘图区; 步骤 2 分析所要装配齿轮 两齿轮参数如下表:6-6-1

170

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模数 m 齿数 Z1 当量齿数 Zv1 齿顶高系数 ha* 齿顶隙系数 C* 齿形角 α 对应文件 shili-z c-duo 模数 m 齿数 z2 当量齿数 Zv2 齿顶高系数 ha* 齿顶隙系数 C* 齿形角 α 0.25 20° 1 101 42 3 0.2 20° 1 42 101 3

对应文件 shili-z c-shao-1

表 6-6-1

步骤 3 创建装配基准 (1) 、创建基准轴线 AA-1 ,为 ASM-TOP 和 ASM-RIGHT 的交线; (2) 、创建基准轴线 AA-2 ,为 ASM-TOP 和 ASM-FRONT 的交线; (3) 、创建基准轴线 AA-3 ,为 ASM-RIGHT 和 ASM-FRONT 的交线,如图 6-6-1:

171

基于 Pro/E 的传动件参数化设计

图 6-6-1

zc --duo” 步骤 4 连接齿轮“shilishili-zc (1) 、在工具栏中单击 “将元件添加到组建工具” 弹出“元件放置对话框”; (2) 、 在 “元件放置对话框”中单击 项; 【类型】项选择【销钉】 ; ,打开文件“shili-zc--duo ”,

(3)设置【约束】项: “轴对齐”项选择“shili-zc --duo ”的“A-1”轴和“组件”的 “AA-2 ”轴 ; “平移”项选择“shili-zc--duo ”平面 DTM3 和“组件”的“ASM-RIGHT”面 ; (4)单击“元件放置对话框”上的 c-shao-1 ” 步骤 5 连接齿轮“shili-z 连接方法同上,只是【约束】设置项不同; “轴对齐”项选择“shili-z c-shao-1 ”的 “A-1”轴和“组件”的“AA-1”轴 ; “平移”项选择“niehe-neizhi-1 ”的 DTM3 面和“组 件”的“ASM-FRONT ”面; 步骤 6 转动齿轮 (1 ) 、在主菜单中单击 栏;
172

按钮;

;弹出下拉菜单,单击

项,右侧弹出机构工具

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(2) 、在右侧机构工具栏中单击拖动已装配的元件键 后在“拖动对话框”上单击“拍下当前配置的快照”键 齿轮,使两齿轮啮合; ;最后单击

,弹出“拖动对话框”;然 ,用鼠标单击大齿轮,拖动大

按钮完成齿轮转动,见图 6-6-2。

图 6-6-2

步骤 7 定义齿轮副连接 (1 ) 、在机构工具栏中单击 “定义齿轮副连接 ”键 在其上单击 ,弹出齿轮副定义对话框; ,选择大锥齿轮轴心线处销钉连接标志; ,弹出“齿轮副”对 话 框 ;

(2)单击【齿轮 1】 ,单击连接轴命令 单击【齿轮 2 】 ,单击 连 接 轴 命 令

,选择小齿轮轴心线处销钉连接标志;单击【属性 】,

选择【用户定义项】 ,齿轮 1 输入齿数 101,齿轮 2 输入齿数 42,见图 6-6-3;

173

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图 6-6-3

(3) 、单 击

完成齿轮副定义;关闭“齿轮副”对话框; ,拖动大齿轮,看两齿轮运动关系是否正确; ,弹

(4 )安装完毕后,单击拖动工具

正确则向下进行;如果不正确,重新进行齿轮副定义编辑;单击齿轮副定义按钮

出“齿轮副对话框”;删除原来定义的齿轮副,新建齿轮副;设置方法同第一次,只是在 连接小齿轮中心线后在对话框选择反向两个齿轮间的旋转方向按钮 ,见图 6-6-4;

图 6-6-4

步骤 8 定义伺服电动机
174

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(1) 、在机构工具栏中单击 “定义伺服电动机”按钮

,弹出“伺服电动机”对

话框,单击其中的新建命令,弹出“伺服电动机定义对话框”,见图 6-6-5;

图 6-6-5

(2)在“伺服电动机定义对话框”中,设置【类型】选项, 【从动图元】选择连接 轴,定义连接轴为大齿轮处销钉连接标志;单击【轮廓】 ;规范项 ,设置 为 速 度 ; 【模 】

设置为常数;速度 A 输入 10 ;单击确定;关闭“伺服电动机”对话框,见图 6-6-6。

图 6-6-6

步骤 9 定义运行分析 (1) 在机构工具栏中单击“运行分析按钮” 的 命令,弹出“分析定义对话框”; (2) “分析定义对话框”设置如图所示:终止时间 60,帧频 20,最小间隔 0.05, 最后选中快照 ;单击 命令,齿轮开始转动;待运行完毕,单击“分析定 ,弹出“分析对话框”;单击其上

义对话框”上确定按钮;关闭“分析对话框”,见图 6-6-7;

175

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图 6-6-7

步骤 10 生成分析测量结果 (1) 在机构工具栏中单击“生成分析测量结果按钮” 框”; (2) 单击创建新测量按钮 ,弹出“测量定义对话框 ”; 【类型】选择为速度; ,弹出“测量结果对话

单击【点和轴选项】 ,选择大齿轮上的 PNT1 点(分度圆上一点) ;单击“测量定义对话 框”上确定按钮完成 measur1 的设置; (3) 同理新建另一个测量量,所测量的为小齿轮上 PNT1(分度圆上一点)点的 速度;完成后见图 6-6-8;

图 6-6-8

(4) 然后分别选中 measure1 、 measure2 和新近的运动结果 AnalysysDfinition1 ,
176

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如图() ,单击测量结果对话框上的“绘制图像按钮”

,导出分析图形:见图 6-6-9;

图 6-6

由图可见两齿轮分度圆上的两点线速度相同,但因为大锥齿轮和小锥齿轮的分度锥 直径之比为 101/42,所以其转速比为线速度比的倒数,所以大齿轮和小齿轮转速之比 N=n1/n2=42 /101,所以 N=n2/n1 =101/42 N =z1/ z2= 101/42 其中 N 为传动比,n1 为大锥齿轮转速,n2 为小锥齿轮转速,z1 为大锥齿轮齿数, z2 为小锥齿轮齿数。由此可见所画齿轮满足传动比。

第七章直齿条
第一节 直齿条模板的建立 步骤 1 新建零件文件 新建文件 jianmo-ct-z ,“类型” 为“零件”, “子类型”为“实体”, “模板”选 项组中,选择 mmns_part_solid 选项。 步骤 2 定义参数 (1) 在“主菜单”中选择 命令,弹出“参数对话框”。
177

命令,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择

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(2) 在“参数对话框”中单击 7 次

(添加)按钮,从而添加 7 个参数。

(3) 分别修改新参数名称和相应的数值,如图 7-1-1 所示。其中 m 为齿轮模数、 z 为齿数、b 为齿轮厚度、alpha 为齿轮压力角、ha 为齿顶高系数、c 为齿顶隙系数。 (4) 在“参数对话框”中单击“确定”按钮完成用户自定义的参数建立。

图 7-1-1 步骤 3 添加关系 (3) 在“主菜单”中选择 命令,弹出“关系对话框”。 (4) 在“关系对话框”中添加关系,如图 7-1-2; 命令,弹出下拉菜单;在下拉菜单中选择

178

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图 7-1-2

(3)在“关系对话框”中单击“确定”按钮,添加关系成功。 步骤 4 拉伸齿条坯体 (1) 单击 (草绘)工具,弹出“草绘对话框”;选择“FRONT”平面为绘图平

面 ;“参照”为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“右”;在 “草绘对话框”中单击 按钮;弹出“参照”对话框 ,单击 按钮; ,在绘图区域画出一条中心线;

(2) 进入绘图工作区,单击中心线工具 (3) 在工具栏中单击矩形工具

,画一矩形,如下图 7-1-3;

179

基于 Pro/E 的传动件参数化设计

图 7-1-3

(4) 在工具栏中单击约束工具 称项

,弹出约束工具对话框;在对话框中单击单击对

;约束矩形关于中心线对称:用鼠标点击所画中心线,再分别单击矩形上边的

两端点,最后单击鼠标中键完成约束;关闭约束对话框。
(5)

选中矩形长宽的尺寸线,单击修改尺寸值工具

;弹出修改尺寸对话框;

图 7-1-4

(6) 把矩形长边尺寸改为 L,按“ ENTER”键弹出“是否要添加此关系对话框 ”, 选择 ;按照相同方式,把矩形短边改为 H2,并添加关系,见图 7-1-4; (7) 单击工具栏中 ,完成草绘;
,弹出拉伸工具操作板; ;拉伸方式设为对称拉伸 ;输入拉伸深

(8) 在工具栏中单击拉伸工具 (9)

在拉伸工具操作板中,选择实体拉伸模式

度 b,按回车键,弹出“是否要添加此关系对话框”,选择

; 完成拉伸。

(10) 操作板对话框设置完成后,单击其上的

图 7-1-5

180

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步骤 5 拉伸第一齿
(1)

在工具栏中单击草绘工具

,弹出草绘对话框;

“参 (2) 下面完成“草绘对话框”的设置。 选择齿条坯体前表面为为绘图平面; 照”为“RIGHT”平 面 ; “方向”为“底部”;

图 7-1-6

(3) 弹出“参照”对话框 ,用鼠标选择坯体前面上边和左边为参照;单击 按钮,见图 7-1-6; (4) 单击线框模式工具
(5)


,画出一竖直中心线,见图 7-1-7;

在工具栏中单击中心线工具

图 7-1-7

(6) 单击工具栏中直线工具 不画下边,见图 7-1-8;

,画如下图形。注意:①上边为水平线、②梯形

图 7-1-8 (7) 单击工具栏中圆角工具 ,画出两圆角;用鼠标分别单击侧边和其侧边
181

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外参照底线,见图 7-1-9;

图 7-1-9

(8)

用直线工具画一直线,直线两端点为圆弧在参照线上的两点,见图 7-1-10;

图 7-1-10

(9) 单击工具栏中剪切工具 单击鼠标中键完成剪切,图 7-1-11;

,用鼠标分别单击梯形生成圆弧后的多余线段,

图 7-1-11

(10) 单击工具栏中约束工具

,弹出约束对话框; ,分别单击两端圆弧约束圆弧相等; ,约束带圆角梯形关于中心线对称;
182

①首先单击相等工具 ②再单击对称工具

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(11) 单击创建尺寸工具

,标注以下尺寸,见图 7-1-12:

图 7-1-12

(12)

选中标注的所有尺寸,单击工具栏中的尺寸修改键

,弹出修改尺寸对话

框;去掉再生复选框的对号; 尺寸从上至下以次改为 rf、s 、h1、L1 和 70 ,每修改一个数按回车键,如弹出“是 否要添加此关系对话框”, 选择 13; ; 尺寸修改完后单击对话框上对号 , 见 图 7-1-

图 7-1-13

(13) 单击工具栏中
操作板;

,完成草绘;单击工具栏中单击拉伸工具

,弹出拉伸工具

(14) 在拉伸工具操作板中,选择实体拉伸模式 ;输入拉伸深度 b,按回车键,弹出“是否
要添加此关系对话框”,选择

;拉伸方向沿着齿轮坯体; 完成拉伸。

(15) 操作板对话框设置完成后,单击其上的 步骤 6 阵列其他齿
183

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在工具栏中单击阵列工具按钮 (1) 选中刚才拉伸的齿,

, 弹出阵列工具操作板 ; 走向;同时

(2) 设置操作板阵列方式为【方向】 ,单击齿轮坯体端面确定拉伸 按反向键 调整拉伸方向,使拉伸方向沿着齿轮坯体,见图 7-1-14;

图 7-1-14

(3) 阵列个数输入 38;增量输入 p ,按回车键弹出“是否要添加此关系对话框”,选


; (4) 在阵列工具操作板中单击 完成阵列;

(5) 在模型树中选中刚才的阵列,右键弹出快捷菜单,在菜单中单击【编辑】选 项;

图 7-1-15

,见图 7-1-15; (6) 鼠标 轻轻放在【38 拉伸】上,显示 p36:F8 (阵列-1) (7) 在主菜单上单击【工具】 /【关系】项,弹出关系编辑框,加入关系 p36=z ; 加入完成后单击编辑框上的 键完成关系添加; ,重生模型成功;

(8) 单击主菜单上重生模型键 步骤 7 保存文件

184

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在上主菜单单击

,弹出下拉菜单;在下拉菜单上单击 第二节 直齿条实例

ct ” 步骤 1 新建零件文件“shili-z 1、 2、 打开文件 关闭窗口 ,保存副本为“shili-z ct ”; ,打开文件 。

步骤 2 观察所要完成齿轮二维图纸

模数 齿数 齿顶高系数 齿顶隙系数 齿轮高度 齿形角 齿轮厚度

m z ha* C* h α b

2.5 38 1 0.25 30 20° 30

185

基于 Pro/E 的传动件参数化设计

步骤 3 修改齿轮参数 (1) 在主菜单上单击 健,弹出下拉菜单;单击 键,弹出“参数”对

话框,修改参数:m=2.5 、z=38 、b=30 、alpha=20、ha=1、c=0.25 如下图 7-2-1 所示; (2) 在“参数”对话框中单击 (3) 在工具栏中单击再生模型键 键,完成参数修改; ,图形重生。

图 7-2-1

步骤 4 加工齿轮两边部分 (1) 在工具栏中单击草绘工具 ,弹出“草绘工具对话框”;

(2) 设置草绘对话框如图,绘图平面选为 TOP 平面,参照为 RIGHT 平面,方向为 右; (3) 单击 单击 ; 键; 弹出参照对话框, 选择图形上边和下边为参照, 见图 7-2-2;

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图 7-2-2

图 7-2-3

(4) 单击工具栏中线框模式键 (5) 在工具栏中单击矩形工具

,见图 7-2-3; ,依据参照画出一个矩形;如图 7-2-4:

图 7-2-4

(6) 双击矩形横向尺寸 12.74 ,修改为 20,按回车键完成; (7) 单击右侧工具栏中 完成草绘;

(8) 单击上侧工具栏中实体模式 (9) 单击右侧工具栏中拉伸工具 伸模式 ,拉伸方式为对称拉伸 ,弹出拉伸工具操作板;操作板选择实体拉

,拉伸深度输入 410 ;设置完成后单击操作板上的

完成拉伸,见图 7-2-5。

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基于 Pro/E 的传动件参数化设计

图 7-2-5

步骤 5 拉伸孔 (1) 单击草绘工具 ,弹出“草绘对话框”;

(2) 下面完成“草绘对话框”的设置。 选择 刚才拉伸部分上平面为绘图平面, 见图 7-2-6;具体设置如下:

图 7-2-6

(3) 在 “草绘对话框”中单击 (4) 弹出“参照”对话框 ,单击

按钮; 按钮;

(5) 利用工具栏中绘圆工具完成如下图形 7-2-7;

图 7-2-7

(6) 修改尺寸。圆直径修改为 17;圆心距离右边尺寸改为(410 -350)/2=30; (7) 单击工具栏中完成按钮 ,绘图完成;
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(8) 单击右侧工具栏中拉伸工具 伸模式 ,拉伸方式为

,弹出拉伸工具操作板;操作板选择实体拉 变为剪切材料模式;设置

,拉伸深度大于 20 即可,单击 完成拉伸,见图 7-2-8。

完成后单击操作板上的

图 7-2-8

步骤 6 镜像另一侧孔 (1) 选中所画的孔,单击镜像工具 ;

(2) 单击选中齿条对称平面 TOP 为镜像平面; (3) 单击镜像工具操作板上 完成镜像,见图 7-2-9。

图 7-2-9

步骤 7 生成基准轴线 (1) 在工具栏中单击基准轴线工具 ,弹出基准轴线对话框;

(2) 基准轴线为 FRONT 平面和齿条底面交线,用鼠标分别单击这两个平面 ,然后单击对话框上 步骤 8 保存文件
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键。

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在上主菜单单击

,弹出下拉菜单;在下拉菜单上单击



步骤 9 生成与之相捏合的齿轮,见图 7-2-10

模数 齿数 齿顶高系数 齿顶隙系数 齿形角 齿轮厚度

m z ha* C* α b

2.5 40 1 0.25 20° 20

图 7-2-10

未标注倒角 2X45°;为标注圆角 R3

利用前面直齿轮少齿数的模板

,生成以上的直齿轮,具体参数见

上部表格。详细过程参照前面直齿轮一节的内容。完成后保存文件为 neihe-zct-1 。 第三节 模拟运行和数据分析 步骤 1 新建“组件”文件 (1) 、单击新建按钮 ,弹出“新建对话框”;在“类型”选项框中选择 ;

在“子类型 ”选项框中选择

;输入名称 “niehe-zct ”;单击 “新建对话框 ”下方
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按钮,弹出“新文件选项”框。 (2) 、设 置 “新文件选项”框,选择 进入组建绘图区; 步骤 2 分析所要装配齿轮 两齿轮参数如下表 3-1: 项;单击对话框中 按钮,

表 3-1

模数 m 齿数 z1 齿顶高系数 ha* 齿顶隙系数 C* 齿形角 α 齿条宽度 b 30 0.25 20° 1 38 2.5

对应文件 shili-z ct 模数 m 齿数 z2 齿顶高系数 ha* 齿顶隙系数 C* 齿轮宽度 b 齿形角 α 20 20° 0.25 1 40 2.5

对应文件 niehe-zct-1

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在装配时,齿轮中心到齿条定位面的距离 L L=d/2+h-ha=100/2+30-2.5=77.5 步骤 3 创建装配基准 (1) 、创建基准轴线 AA-1 ,为 ASM-TOP 和 ASM-RIGHT 的交线; (2) 、创建基准平面 ADTM1 ,于 ASM-TOP 平行,偏距为两齿轮中心距 77.5mm ; (3) 、创建基准轴线 AA-2 ,为 ASM-FRONT 和 ADTM1 的交线;如图 7-3-1;

图 7-3-1

zct-1 ” 步骤 4 连接齿轮“shilishili-zct-1 (1) 、在工具栏中单击“将元件添加到组建工具” 弹出“元件放置对话框”; (2) 、 在 “元件放置对话框”中单击 项; 【类型】项选择【销钉】 ; ,打开文件“niehe-zct-1 ”,

(3)设置【约束】项: “轴对齐”项选择“niehe -zct-1 ”的“A-1 ”轴和“组件”的 “AA-1”轴 ; “平移”项选择“niehe -zct-1 ”的宽度方向对称面和“组件”的“ASM-FRONT” 面; (4)单击“元件放置对话框”上的 步骤 5 连接齿条“shili-z ct ”
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按钮;

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(1) 、在工具栏中单击 “将元件添加到组建工具” “元件放置对话框”; (2) 、 在 “元件放置对话框”中单击

,打开文件“shili-zct ”,弹出

项; 【类型】项选择【滑动杆】 ;

(3)设置【约束】项: “轴对齐”项选择“shili-zct ”的“A-4”轴(即齿条底面宽 度方向中线)和“组件”的“AA-2”轴 ; “旋转”项选择“shili-zct ”的底面和“组件”的 “ASM-FRONT ”面; (4)单击“元件放置对话框”上的 步骤 6 啮合两构件 (1) 、在主菜单中单击 弹出下拉菜单;单击 ,右侧弹出机构工具栏; ,弹出“拖动对话框”;然 按钮;

(2) 、在右侧机构工具栏中单击拖动已装配的元件键 在“拖动对话框”上单击“拍下当前配置的快照”键

,用鼠标单击齿条,拖动齿条, 按钮完成齿轮转动,

使两传动件啮合,最好使齿轮位于齿条的中间位置;最后单击 见图 7-3-2;


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