基于Pro-E的锥齿轮的参数化设计与实体建模(论文)

PAGE27目录8256引言 1310821.概况及现状分析 1281381.1锥齿轮的发展历史 1215381.2锥齿轮研究现状 2192651.2.1国外研究状况 2188801.2.2国内研究状况 3161581.3锥齿轮的发展前景与发展趋势 4304981.4本课题研究意义与研究内容 417062.Pro/ENGINEER软件的参数化设计 5290662.1Pro/ENGINEER软件的主要功能 5255832.2Pro/ENGINEER参数化设计的原理 6136653.锥齿轮的创建 6169183.1锥齿轮的基本关系式 7266333.2渐开线的几何分析 8257053.3锥齿轮的建模分析 9279793.4锥齿轮的建模过程 10160203.4.1输入基本参数和关系式 1054083.4.2创建基本曲线 11183603.4.3创建大、小端齿轮基本圆并添加关系式 1233083.4.4创建渐开线 14264443.4.5镜像渐开线 15223713.4.6创建齿根圆特征 16209693.4.7创建第一个轮齿 17267923.4.8阵列轮齿 2075263.4.9参数的输入控制 21124003.4.10验证程序设计结果 22202134.工程应用 23271805.结论 2431527参考文献 252946致谢 26基于Pro/E的锥齿轮的参数化设计与实体建模机械设计制造及其自动化074班00指导老师：000摘要：本文主要概述了锥齿轮机构的研究历史、国内外的研究现状，并探讨了锥齿轮的发展前景和趋势，以及本课题研究的意义。在阐述Pro/Engineer参数化设计原理和主要功能的基础上，介绍了渐开线直齿圆锥齿轮参数化三维模型的建立过程。在已创建的三维模型基础上，建立一组可以完全控制三维模型形状和大小的设计参数，实现参数的检索、修改和根据新的参数值生成新的三维模型的功能。同时简单介绍了锥齿轮机构和参数化建模的一些工程应用。关键字：Pro/E；锥齿轮；参数化设计；实体建模引言齿轮传动是机械传动中的主要形式之一,由于它具有速比范围大、功率范围广、结构紧凑可靠等优点,已广泛应用于各种机械设备和仪器仪表中,小至钟表用的齿轮，大至船舶涡轮机用得大型齿轮。已成为现有机械产品中所占比重最大的一种传动。可经由增减齿轮组合数，适当的改变各轴间的相互关系位置。可使用在：平衡轴、直交轴、错交轴等多种轴间传动[1]。锥齿轮是齿轮机构的一个分支，用于传递两相交轴之间运动和动力的重要基础零件，其传动相当于一对节圆锥作相对的纯滚动运动。按照齿长曲线特点，锥齿轮可分为直线齿锥齿轮(直齿锥齿轮、斜齿锥齿轮)和曲线齿锥齿轮(弧齿锥齿轮、摆线齿锥齿轮、准双曲线齿锥齿轮)。这类零件大部分具有相似的结构和形状[2]。在锥齿轮的设计和图纸绘制过程中，不可避免要反复修改，进行零件形状、尺寸的综合协调和优化，其三维造型步骤相当繁琐，Pro/E作为一个庞大的CAD/CAM系统，具有强大的参数化功能[3]。设计人员只需输入直齿圆锥齿轮的已知设计参数，就可迅速准确地生成所需的三维实体模型[4]。1.概况及现状分析1.1锥齿轮的发展历史古老的齿轮技术历史可追溯到3000-5000年前，几乎和人类文明史同步[5]。齿轮传动作为一门具有明显产品特征的共性技术，它的发展和成熟无一不和工业产品的发展密切相关。19世纪现代工业的形成开始了齿轮技术的近代史，机器工业的发展使它成为一门工业技术，20世纪初叶汽车工业的崛起促使其大批量高效生产技术的发展，随后航海、航空、航天技术的发展，以及大型现代化成套工业设备的出现，使高参数、优性能的高速齿轮和重型工业齿轮得到迅速发展和应用，也促进了相应的基础理论、工艺技术及设备的研究和发展[6]。八十年代以后，国外在应用现代设计方法进行齿轮设计，特别在优化和CAD方面，应用发展迅速，新产品设计普遍采用参数化了，关键产品还用了动态设计方法。一些大型的三维造型软件如SolidEdge、SolidWorks等，大多是从汽车加工和电子产品生产加工中发展起来的造型软件，广泛应用于不同的行业。还研制出了三维实体软件，它的最大特点就是摆脱了传统三维造型软件从二维草图阶段开始设计的思路，而是直接在真正的三维操作环境下进行创新设计，从而使实体造型超越了传统参数化造型在复杂性方面受到的限制，这类产品目前在国内市场上还是一个空白，但在发达国家已经成为未来CAD技术发展的主要趋势[6]。1.2锥齿轮研究现状1.2.1国外研究状况由于锥齿轮技术难度大，目前世界上只有美国Gleason(格里森)，瑞士Oerlikon(奥利康)和德国Klingelnberg(克林根贝尔格)三家公司拥有这方面的技术，他们分别代表了锥齿轮的三种体制，且各成体系，互不公开。美国Gleason(格里森)公司成立于1865年，至今已有一百多年的历史，该公司一直是锥齿轮机床的世界领先供应商。德国克林根贝尔格(Klingeinberg)除了供应成套锥齿轮加工设备外，还以齿轮测量仪器见长，提供齿轮和蜗轮单面啮合对滚检查仪等。九十年代，世界进入兼并热潮，美国格里森公司脱颖而出。1995年10月，Gleason收购了德国生产滚齿机、插齿机的老厂Hasse，使其当年销售额达4亿美元，以压倒气势超过Klingehiberg、Liebherr和Lorenz三公司组成的Sigma集团。同年，还收购了Hurth，使Gleason获得了生产精密锑齿机的能力。1997年7月，Gleason用1亿美元收购了德国赫尔曼·普发特(Hermann·Pfauter)集团，使之又登上了圆柱齿轮滚齿机和磨齿机的宝座，并收购了Pfauter一Maag刀具公司75%的产权。至此，这个自称“齿轮世界”的公司，又占据了圆柱齿轮市场的“大半边天”。目前Gleason公司已占有齿轮市场的40%-45%的份额。Gleason的锥齿轮机床在全世界己有15000台以上。近几年来，准双曲面齿轮应用处于上升趋势。随着科学技术的发展，这两种齿形制都发展成一套完整的技术体系，从软件方面都有一套完整的计算机程序包，在硬件方面都有CNC控制的配套机床，而且都能通过三座标测量仪，将测量结果反馈给切齿机床，形成一个以磁盘为传输介质的进行数据传递的CNC系统[8]。为适应高速、高效、自动化和柔性化的加工要求，发展高技术的数控齿轮加工技术，欧美发达国家的齿轮机床生产厂家己进行联合，组成更强大的集团，使齿轮设计和加工进入一个新的阶段。典型代表是Gleason集团、Klingelnberg集团和Oerlikon公司[9]。1.2.2国内研究状况我国对齿轮机构的应用和研究已有多年历史，目前仍在继续扩展和深入。在我国较早开展齿轮技术研究的是哈尔滨工业大学李华敏教授，他长期从事齿轮理论和加工技术的研究工作，其代表著作有《齿轮手册》、《渐开线齿轮的几何原理与计算》等。1974年，北京齿轮厂的工人、技术人员和干部，通过总结该厂数年来生产螺旋锥齿轮的实践经验，并搜集了相关资料编写了《螺旋锥齿轮》，书中较全面地阐述了螺旋锥齿轮生产中的有关问题，但是该书并没有对其中的技术进行较为深入的研究。自1972年以来，我国首先由数学工作者对齿轮啮合理论的数学基础方面，作了系统的研究。南开大学数学系成立了齿轮啮合理论研究小组，严志达、吴大任等人先后发表了数篇论文，总结了我国对齿轮啮合理论的最新研究成果。吴序堂编著的《齿轮啮合原理》则系统论述了齿轮啮合的基本原理，这些成果都为我国齿轮技术的研究奠定了必备的理论基础。随后原机械工业部把“格里森成套技术的研究”列为重点科研项目，组织了很多院校、工厂攻关，在理论和实践方面都取得了较大的收获。中南大学曾韬编著的《螺旋锥齿轮设计与加工》，把螺旋锥齿轮轮坯设计、切齿计算都归结为计算某一对准双曲面齿轮的节面参数和节点曲率，在弄清准双曲面齿轮节面各参数之间关系的基础上，只需用初等数学方法和简单的公式代换，就可以导出各种格里森计算卡的所有公式，从而构成一个完整的体系，即所谓的“节面分析法”。郑昌启编著的《弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮》，通过严密而简明易懂的数学解析方法，研究了用于弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮设计的局部共扼原理，导出了弧齿锥齿轮和准双曲面齿轮的各项计算公式的数学过程，阐明了各部分计算的共扼啮合原理。对于锥齿轮的另外两种齿制：克林根贝尔格(Cyclo-Palloid)制锥齿轮和奥利康(Oerlikon)制锥齿轮，我国学者也进行了不懈的探索和研究。中国农业大学董学朱导出了奥利康和克林根贝尔格锥齿轮铣齿机差速挂轮比和分齿挂轮比计算通式，并对摆线齿锥齿轮连续分类法铣齿原理进行了系统研究。此外，他还对克林根贝尔格制锥齿轮加工方法和奥利康制锥齿轮在SKM2型铣齿机上的加工方法进行了分析，根据共辘齿面啮合理论，提出了一种展成克林根贝尔格制延伸外摆线锥齿轮精确的切齿调整计算新方法。此外，石凤山、李润芳等人也在锥齿轮理论、设计以及加工方法等方面进行了不懈的研究，取得了可喜的成果，有效地推动了我国锥齿轮技术研究的不断深入。但是由于我国的锥齿轮发展起步晚，与国外先进工业国家的发展水平相比还存在着较大的差距[7]。1.3锥齿轮的发展前景与发展趋势由于齿轮传动在工业生产中应用的重要性与普遍性，齿轮传动研究是当前机械传动研究中的重点。新一代锥齿轮的发展趋势是：绿色制造和低噪声、低消耗以及高耐用性[12]。（1）锥齿轮参数设计①非零传动设计将会大幅度推广；②纯滚动或低滑动的新齿形将会出现；③各种标准化的齿形制将被专家系统所代替；④现代机械和信息技术的成果将会得到广泛应用，例如用创造性思维开发广义优化设计(建模/方案分析/动态分析/遗传算法)，大系统设计(人-机-环境)，绿色经济，新产品虚拟设计，工业艺术造型设计和精益生产，智能制造，虚拟制造等[13]。(2)锥齿轮的加工用数控CNC齿轮加工机床代替复杂内传动链机床，其最大优势是具有精密分度作用。在高效率精加工方面的创新表现在以下几点:推广立方碳化硼(CBN)刀具材料的磨齿技术；运用高新技术改造传统齿轮加工机床、实现锥齿轮的数控加工；采用数控加工齿轮修形，为高质量、高可靠性的锥齿轮传动的设计和制造提供了技术手段。齿轮数控技术最关键的发展方向是，数控机床专家和齿轮专家一起，针对锥齿轮的设计和加工特点，协作开发出自动化程度高的新型数控机床，使我国的锥齿轮将更具有竞争力。(3)锥齿轮材料质量轻、有吸振和自润滑性能的复合材料或工程塑料有着许多钢材所不具备的优点，如果解决现存的热膨胀，高温变性等缺点，则齿轮从设计到加工，将具有更广阔的前景。但这需要材料学科的研究人员和齿轮专家一起，共同进行研究和开发。(4)锥齿轮传动质量的最终要求是绿色制造、低材耗、低能耗，长寿命和低噪声。为满足锥齿轮传动的高精度、高效率的要求，采用优良的设计方法，先进的数控设备，同时采用数控加工锥齿轮修形，是当前齿轮制造行业主要的发展趋势。随着计算技术、信息技术以及基础科学的进步，弧齿锥齿轮与准双曲面齿轮传动技术近年来也有很大的发展，新的设计理念、加工方法、实验测试技术不断涌现，并朝着高速、重载、轻质的方向发展[2]。1.4本课题研究意义与研究内容目前国内外对二维图形参数化和简单三维实体的参数化较为成熟。对复杂的三维实体的参数化造型尚不多见，特别是像锥齿轮这类形状复杂、精确齿形的三维实体参数化造型设计更为少见[15]。其原因是:一方面锥齿轮二维图形参数化设计能够满足传统的齿轮加工要求，另一方面运用低级CAD软件对复杂的三维实体很难实现参数化虚拟造型设计[16]。随着塑料齿轮的广泛应用和快速成型与虚拟制造技术的迅速发展，用大型的三维软件实现锥齿轮的参数化造型将成为设计者的迫切需求[17]。渐开线锥齿轮实体参数化造型有如下意义:(1)保证造型的精确性；(2)造型速度快,避免了手工取点造型的复杂过程；(3)完成的三维锥齿轮实体模型是后续的齿轮有限元分析、机构仿真和数控加工等的必要条件；(4)可以用于刀具齿轮模型和塑料齿轮模具的三维设计和加工。课题研究内容:利用大型软件Pro/E来实现锥齿轮的三维参数化造型。可通过改变齿轮的一些基本参数，生成不同齿数、压力角、齿宽的齿轮。2.Pro/ENGINEER软件的参数化设计2.1Pro/ENGINEER软件的主要功能Pro/ENGINEER系统是美国参数技术(ParametricTechnologyCorporation，简称PTC)多项技术的集成产品，被广泛应用于机械、电子、汽车、模具、航天、家电、工业设计等行业。它是一款参数化建模软件，具有丰富的零件实体建模功能，能进行变量化的草图轮廓绘制，并能自动进行动态约束检查，通过拉伸、旋转、薄壁特征、抽壳、特征阵列以及打孔等操作，更简便地实现机械产品的开发设计，通过扫描混合、填充以及拖动可控的相关操作，能生成形状复杂的构造曲面，可以直观地对曲面进行修剪、延伸、倒角和缝合等操作[18]。Pro/ENGINEER的所有模块都是相关联的，这就意味着在产品开发过程中某一处进行的修改，能够扩展到整个设计中，同时自动更新所有的工程文档，包括装配体、设计图纸以及制造数据，在开发周期的任一点进行修改，却没有任何损失，并使并行工程成为可能，所以能够使开发后期的一些功能提前发挥其作用[18]。Pro/ENGINEER是基于特征的参数化造型，这些特征是一些普通的机械对象，并且可以按预先设置很容易地进行修改装配、加工、制造以及其他学科都使用这些领域独特的特征，通过给这些特征设置参数，然后修改参数，很容易进行多次设计叠代，实现产品的开发。Pro/ENGINEER的数据管理模块可以加速产品投放市场，能够在较短的时间内开发更多的产品[18]。2.2Pro/ENGINEER参数化设计的原理参数化设计是指零件或部件的形状比较定型，用一组参数约束该几何图形的一组结构尺寸序列，参数与设计对象的控制尺寸有显式对应，当赋予不同的参数序列值时，就可驱动达到新的目标几何图形，其设计结果是包含设计信息的模型。参数化为产品模型的可变性、可重用性、并行设计等提供了手段，使用户可以利用以前的模型方便地重建模型，并可以在遵循原设计意图的情况下方便地改动模型，生成系列产品，大大提高了设计效率[18]。用Pro/Engineer进行参数化设计，只需将某系列的零件设计成一个模型，在模型上标注尺寸，尺寸线可以看成一个有向线段，上面的尺寸数字就是参数名，其方向反映了几何数据的变动趋势，长短反映了参数现值，这样就建立了几何实体和参数间的关系，由用户输入的参数名找到对应的实体，进而根据参数值对实体进行编辑修改，以得到新的模型，实现参数化设计。许多机械零件的形状结构具有共同特征，只是在相对大小或局部特征上存在一定的差异，如果能够通过一个模板模型衍生出不同的模型，就会大大提高设计效率[18]。参数化设计是将系列化、通用化和标准化的定型产品中随产品规格不同而变化的参数用相应的变量代替，通过对变量的修改，从而实现同类结构机械零件设计的参数化。参数化造型的基本思想是用数值约束、几何约束和方程约束来说明产品模型的形状特征，从而得到一簇在形状或功能上具有相似性的设计方案。参数化实体造型的关键是几何约束关系的提取、表达、求解以及参数化几何模型的构建，软件提供了非全约束的参数化实体特征建模与曲面建模相结合的技术，具有强大的零件设计功能[18]。3.锥齿轮的创建锥齿轮在机械工业中有着广泛的应用，它用来实现两相交轴之间的传动，两轴的相交角一般采用90度。锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小。3.1锥齿轮的基本关系式图1锥齿轮轴向剖面图由锥齿轮轴向剖面图可推导出齿轮参数间的基本关系式如下：HA=(HAX+X)*MHF=(HAX+CX-X)*MH=(2*HAX+CX)*MDELTA=ATAN(Z/Z_D)D=M*ZDB=D*COS(ALPHA)DA=D+2*HA*COS(DELTA)DF=D-2*HF*COS(DELTA)HB=(D-DB)/(2*COS(DELTA))RX=D/(2*SIN(DELTA))THETA_A=ATAN(HA/RX)THETA_B=ATAN(HB/RX)THETA_F=ATAN(HF/RX)DELTA_A=DELTA+THETA_ADELTA_B=DELTA-THETA_BDELTA_F=DELTA-THETA_FBA=B/COS(THETA_A)BB=B/COS(THETA_B)BF=B/COS(THETA_F)3.2渐开线的几何分析图2渐开线的几何分析渐开线是由一条线段绕齿轮基圆旋转形成的曲线。渐开线的几何分析如图2所示。线段s绕圆弧旋转，其一端点A划过的一条轨迹即为渐开线。图中点（x1,y1）的坐标为：x1=r*cos(alpha),y1=r*sin(alpha)。(其中r为圆半径，alpha为图示角度)，对于Pro/E中的关系式，系统存在一个变量t，t的变化范围是0～1。从而可以通过（x1,y1）建立（x,y）的坐标，即为渐开线的方程。 alpha=t*90 s=(PI*r*t)/2 x1=r*cos(alpha) y1=r*sin(alpha) x=x1+(s*sin(alpha)) y=y1-(s*cos(alpha)) z=0以上为定义在xy平面上的渐开线方程，可通过修改x，y，z的坐标关系来定义在其它面上的方程。3.3锥齿轮的建模分析与其它齿轮的建模过程相比较，锥齿轮的建模更为复杂。参数化设计锥齿轮的过程中应用了大量的参数与关系式。锥齿轮建模分析（如图3所示）：（1）输入关系式、绘制创建锥齿轮所需的基本曲线（2）创建渐开线（3）创建齿根圆锥（4）创建第一个轮齿（5）阵列轮齿 图3锥齿轮建模分析3.4锥齿轮的建模过程3.4.1输入基本参数和关系式（1）在“参数”对话框内输入齿轮的基本关系式参数，如表1所示。名称值说明名称值说明M2.5模数DELTA___分锥角Z24齿数DELTA_A___顶锥角Z_D45大齿轮齿数DELTA_B___基锥角ALPHA20压力角DELTA_F___根锥角B20齿宽HB___齿基高HAX1齿顶高系数RX___锥距CX0.25顶隙系数THETA_A___齿顶角HA___齿顶高THETA_B___齿基角HF___齿根高THETA_F___齿根角H___全齿高BA___齿顶宽D___分度圆直径BB___齿基宽DB___基圆直径BF___齿根宽DA___齿顶圆直径X0变位系数DF___齿根圆直径表1创建齿轮参数（2）在“关系”对话框内输入齿轮的基本关系式，如图4所示。图4“关系”对话框3.4.2创建基本曲线 （1）选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“顶”，绘制如图5所示的二维草图，标注如图示的尺寸，尺寸大小任意，保证图形的基本外形；图5绘制二维草图 （2）将尺寸代号添加到“关系”对话框中，添加如图6所示的关系式；图6“关系”对话框3.4.3创建大、小端齿轮基本圆并添加关系式（1）草绘曲线大端基本圆，如图7所示；直线直线图7绘制二维草图（2）添加关系式。将大端齿轮基本圆的关系式添加到“关系”对话框中，，如图8所示；图8“关系”对话框同理创建小端齿轮基本圆并添加关系式如图9,10所示。直线直线图9绘制二维草图图10“关系”对话框3.4.4创建渐开线（1）创建渐开线。依次在主菜单上单击“插入”→“模型基准”→“曲线”，或者在工具栏上单击按钮，系统弹出“曲线选项”菜单管理器。（2）在“曲线选项”菜单管理器上依次单击“从方程”→“完成”，弹出“得到坐标系”菜单管理器。（3）在绘图区单击选取坐标系CS1作为参照，弹出“设置坐标类型”菜单管理器，在“设置坐标类型”菜单管理器中单击“笛卡尔”。（4）在弹出的记事本窗口中输入曲线的方程如下： r=db/cos(delta)/2 theta=t*60 x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180 y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180 z=0保存数据，退出记事本，单击“曲线：从方程”对话框中的【确定】，完成后的曲线如图11所示：图11“关系”对话框（6）用相同的方法创建齿轮小端的渐开线。输入的渐开线方程为： r=(db-2*bb*sin(delta_b))/cos(delta)/2 theta=t*60 x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180 y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180 z=0完成后的渐开线如图12所示；图12完成后的渐开线3.4.5镜像渐开线完成后的渐开线如图13所示；图13完成后的渐开线3.4.6创建齿根圆特征（1）使用旋转指令，选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“右”，绘制如图14所示的二维草图。中心线中心线图14绘制二维草图完成后的齿根圆如图15示；图15完成后齿根圆特征（5）将图14所示的两个尺寸添加到“关系”对话框，添加关系式如下： /*旋转体 d114=h d113=0.8*h3.4.7创建第一个轮齿（1）草绘用于扫描混合的轨迹。如图16所示的二维草图，草绘的曲线草绘的曲线图16绘制二维草图（2）扫描混合创建第一个轮齿。在主菜单上依次单击“插入”→“扫描混合”，在“参照”对话框里，接受系统默认的设置，在绘图区单击选取上一步创建的草绘曲线作为扫描混合的扫引线，如图17所示；选取扫引线选取扫引线图17取扫引线（3）在“扫描混合”特征定义操控面板上单击“剖面”菜单，在绘图区单击第一个截面所在点作为扫描混合截面的草绘点，如图18所示；单击第一个截面所在点单击第一个截面所在点图18选取第一个截面点（4）在“剖面”对话框内单击【草绘】，绘制二维草图，如图19所示；图19绘制第一个截面（5）在“剖面”定义对话框内单击“插入”，在“剖面”列表框内显示“剖面2”。在绘图区单击扫引轨迹的另一个端点，如图20所示；单击第二个截面所在点单击第二个截面所在点图20选取第二个截面点（6）在“剖面”对话框内单击【草绘】，绘制第二个截面，如图21所示；图21绘制第二个截面即完成第一个轮齿的创建，完成后的特征如图22所示；图22完成后的轮齿特征（7）将截面圆角半径添加到“关系”式对话框。 /*截面圆角： ifhax<1 d58=0.31*m d63=0.31*m endif ifhax>=1 d58=0.2*m d63=0.2*m endif3.4.8阵列轮齿为了阵列轮齿特征，首先对创建完成的第一个轮齿特征进行“复制”、“旋转”操作，从而创建第二个轮齿特征，对第二个轮齿进行阵列。（1）在主菜单上依次单击“编辑”→“复制”，然后再次依次单击“编辑”→“选择性粘贴”，在“选择性粘贴”定义面板内选取按钮，在文本框输入旋转角度为“360/z”，系统提示是否添加关系，单击“是”；在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为旋转轴，在“选择性粘贴”定义操控面板内单击按钮，完成第二个轮齿的创建；选取旋转中心轴选取旋转中心轴图23选取旋转中心轴（2）将旋转角度关系式添加到“关系”对话框。 /*复制轮齿： d70=360/z（3）在模型树中单击刚刚创建的第二个轮齿特征，单击按钮。（4）将阵列参数添加到“关系”对话框。在模型树中右键单击阵列特征，输入的关系式为： /*阵列关系式： d94=360/z p97=z-1（5）在工具栏上单击重生按钮，或者依次在主菜单上单击“编辑”→“再生”，完成所有轮齿的创建，完成后的齿轮如图24所示。图24完成后的锥齿轮3.4.9参数的输入控制应用编程的方法进行参数的输入控制，以达到快速设计新产品的目的；（1）使用命令：选择“工具”→“程序”命令；（2）在菜单中选择“编辑程序”命令，系统弹出程序编辑器界面；（3）如图25所示，在编辑器的INPUT和ENDINPUT语句之间加入以下内容：MNUMBERZNUMBERBNUMBER图25（4）完成后存盘退出。当系统提示“要将所做的修改体现到模型中?”时，回答“是”。3.4.10验证程序设计结果（1）在完成上一步操作后，“得到输入”菜单，选择其中的“输入”命令；（2）在出现的输入菜单界面选中M、Z、B这四个复选框，然后选择“完成选取”命令；（3）在绘图在系统提示“请输入标准直齿圆锥齿轮的模数：”时，请输入2.5； （4）在绘图在系统提示“请输入标准直齿圆锥齿轮的齿数：”时，请输入25；（5）在绘图在系统提示“请输入标准直齿圆锥齿轮的齿宽：”时，请输入22。此时系统开始生成新的模型，如图26所示。图264.工程应用由建立好的实体模型经转换可生成二维图纸，方便快捷，只需更改某些参数的值，即可实现设计要求，节省时间，避免了复杂的计算。图27对于建立好的实体模型，用Pro/E可进行机构仿真、NC仿真加工，便于设计与制造。（3）用于传递相交轴传动。如变速箱，汽车前桥后桥等。图28上图设计的一套压合定位治具，使用了四套锥齿轮机构，实现了夹紧、定位和压合均匀的目的，并且节约了成本，具有使用价值。在对锥齿轮进行参数化建模后，可根据要求，改变相关参数，很快的设计出所需求的齿轮机构。5.结论基于Pro/EWildfire4.0建立了描述渐开线直齿圆锥齿轮外形特征的数学模型，该模型包括几何尺寸计算公式、渐开线参数方程，准确地表达了直齿圆锥齿轮的三维几何特征，并且编写了计算模型中几何参数的控制程序。执行该程序，只需输入直齿圆锥齿轮的基本参数，即可自动生成所需的三维实体，设计效率高，结果准确无误。用户亦可根据需要，添加新的设计变量，进一步开发出新的直齿圆锥齿轮三维参数化造型系统，从而缩短研发周期，提高工作效率，可见该系统具有较高的实际应用价值。参考文献[1]王丽娟,黄清世,邹雯.齿轮发展研究综述[J].机械研究与应用,2008,(01):17-18.[2]王延忠,张以都,汪苏.国内锥齿轮技术发展综述[DB/OL].[2010-10-22]./view/9dc25780d4d8d15abe234ec5.html[3]吴臣德,张晓东,张园.Pro/Engineer环境下渐开线直齿锥齿轮的参数化设计[J].装备制造技术,2008,(10):45-46.[4]李宏.基于Pro/Engineer的直齿圆锥齿轮三维实体造型[J].长沙航空职业技术学院学报,2005,(04):57-60.[5]唐定国.齿轮传动现代设计技术的进展[J].机械传动,1994,(0l):1-4.[6]林爱琴.基于PRO/E的螺旋锥齿轮的三维参数化造型[DB/OL].[2010-10-22]./viewthread.php?tid=38191&page=1[7]唐定国.齿轮传动现代设计技术的进展[J].机械传动,1994,(l):1-4.[8]专题报道:欧美国家锥齿轮加工动向.世界制造技术与设备市场,1995(2).[9]卢晓勇.螺旋锥齿轮数控机床加工理论的研究[D].郑州大学,2002.[10]曾韬.螺旋锥齿轮设计与加工[M].哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1989.[11]唐定国.迈向21世纪的我国齿轮工业和齿轮传动技术[J].机械传动,1996,(1):84-87.[12]梁桂明.齿轮工程的创新历程和展望[A].第三届中日机械技术史国际会议论文集[C],2002,(4):1-6.[13]中国齿轮专业协会编委会.中国齿轮年鉴[M].北京:中国机械出版社,1999,(3):24-27.[14]AGMANewsDigest.January/February,1996,(5):1.[15]冯新安.CAD/CAM技术概述[M].北京机械工业出版社,1995,40-43.[16]宁汝新,徐弘山.机械制造中的CAD/CAM技术[M].北京:北京理工大学,1997.[17]WEEder.Designmodelingadesignscienceapproach[J].JournalofEngineeringDesign,1998,(4),353-371.[18]吴政,张海军.\o"基于ProE的9R—40型揉碎机参数化建模相似度55%"基于ProE的9R-40型揉碎机参数化建模[J].农业技术与装备,2009,(08)：20-21.[19]郑文纬,吴克坚主编.机械原理[M].北京：高等教育出版社出版,1997.[20]詹友刚.Pro/ENGINEER中文野火版教程-零件设计范例[M].北京：清华大学出版社出版,2004.BasedonPro/E'sBevelGearDesignandParametricSolidModelingAbstract:Thispaperoutlinestheresearchhistorybevelgearmechanism,domesticandinternationalresearchstatus,anddiscussesprospectsforthedevelopmentbevelgearandtrends,aswellasthesignificanceofthisresearch.ElaboratingonPro/EngineerParametricDesignBasedontheprincipledescribedindetailinvolutebevelgearparametricthree-dimensionalmodelofthebuildingprocess.Alsosimplyintroducedbevelgearinstitutionsandsomeofparameterizedmodelingengineeringapplication.Keywords:Pro/E;bevelgear;parametricdesign;SolidModeling致谢在本设计的开题论证、课题研究、论文撰写和论文审校整个过程中，得到了孙老师的亲切关怀与精心指导，使得本设计得以顺利完成，在此谨向孙老师表示衷心的感谢与崇高的敬意。同时感谢我的父母为我的成长倾注了心血和期望，他们的鼓励和关心使我战胜了一个又一个困难。还要向培养我的母校，关心和支持我学习的老师、同学表示真挚的谢意!由于学生水平有限，设计中不妥之处在所难免，希望各位评阅老师指正我设计的不足之处，这将对于我将来的工作都有极大的帮助。在此向各位评阅老师致以最崇高的敬意和最衷心的感谢！最后由衷的向所有关心和帮助过我的人表示感谢！基于C8051F单片机直流电动机反馈控制系统的设计与研究基于单片机的嵌入式Web服务器的研究MOTOROLA单片机MC68HC（8）05PV8/A内嵌EEPROM的工艺和制程方法及对良率的影响研究基于模糊控制的电阻钎焊单片机温度控制系统的研制基于MCS-51系列单片机的通用控制模块的研究基于单片机实现的供暖系统最佳启停自校正（STR）调节器单片机控制的二级倒立摆系统的研究基于增强型51系列单片机的TCP/IP协议栈的实现基于单片机的蓄电池自动监测系统基于32位嵌入式单片机系统的图像采集与处理技术的研究基于单片机的作物营养诊断专家系统的研究基于单片机的交流伺服电机运动控制系统研究与开发基于单片机的泵管内壁硬度测试仪的研制基于单片机的自动找平控制系统研究基于C8051F040单片机的嵌入式系统开发基于单片机的液压动力系统状态监测仪开发模糊Smith智能控制方法的研究及其单片机实现一种基于单片机的轴快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于双单片机冲床数控系统的研究基于CYGNAL单片机的在线间歇式浊度仪的研制基于单片机的喷油泵试验台控制器的研制基于单片机的软起动器的研究和设计基于单片机控制的高速快走丝电火花线切割机床短循环走丝方式研究基于单片机的机电产品控制系统开发基于PIC单片机的智能手机充电器基于单片机的实时内核设计及其应用研究基于单片机的远程抄表系统的设计与研究基于单片机的烟气二氧化硫浓度检测仪的研制基于微型光谱仪的单片机系统单片机系统软件构件开发的技术研究基于单片机的液体点滴速度自动检测仪的研制基于单片机系统的多功能温度测量仪的研制基于PIC单片机的电能采集终端的设计和应用基于单片机的光纤光栅解调仪的研制气压式线性摩擦焊机单片机控制系统的研制基于单片机的数字磁通门传感器基于单片机的旋转变压器-数字转换器的研究基于单片机的光纤Bragg光栅解调系统的研究单片机控制的便携式多功能乳腺治疗仪的研制基于C8051F020单片机的多生理信号检测仪基于单片机的电机运动控制系统设计Pico专用单片机核的可测性设计研究基于MCS-51单片机的热量计基于双单片机的智能遥测微型气象站MCS-51单片机构建机器人的实践研究基于单片机的轮轨力检测基于单片机的GPS定位仪的研究与实现基于单片机的电液伺服控制系统用于单片机系统的MMC卡文件系统研制基于单片机的时控和计数系统性能优化的研究基于单片机和CPLD的粗光栅位移测量系统研究单片机控制的后备式方波UPS提升高职学生单片机应用能力的探究基于单片机控制的自动低频减载装置研究基于单片机控制的水下焊接电源的研究基于单片机的多通道数据采集系统基于uPSD3234单片机的氚表面污染测量仪的研制基于单片机的红外测油仪的研究96系列单片机仿真器研究与设计基于单片机的单晶金刚石刀具刃磨设备的数控改造基于单片机的温度智能控制系统的设计与实现基于MSP430单片机的电梯门机控制器的研制基于单片机的气体测漏仪的研究基于三菱M16C/6N系列单片机的CAN/USB协议转换器基于单片机和DSP的变压器油色谱在线监测技术研究基于单片机的膛壁温度报警系统设计基于AVR单片机的低压无功补偿控制器的设计基于单片机船舶电力推进电机监测系统基于单片机网络的振动信号的采集系统基于单片机的大容量数据存储技术的应用研究基于单片机的叠图机研究与教学方法实践基于单片机嵌入式Web服务器技术的研究及实现基于AT89S52单片机的通用数据采集系统基于单片机的多道脉冲幅度分析仪研究机器人旋转电弧传感角焊缝跟踪单片机控制系统基于单片机的控制系统在PLC虚拟教学实验中的应用研究基于单片机系统的网络通信研究与应用基于PIC16F877单片机的莫尔斯码自动译码系统设计与研究基于单片机的模糊控制器在工业电阻炉上的应用研究基于双单片机冲床数控系统的研究与开发基于Cygnal单片机的μC/OS-Ⅱ的研究基于单片机的一体化智能差示扫描量热仪系统研究基于TCP/IP协议的单片机与Internet互联的研究与实现\t"