基于proe渐开线齿轮的建模和传动仿真.doc

如需全套资料请联系扣扣229258578.基于Pro/E渐开线齿轮的建模和传动仿真摘要：在当今社会中，大多数人都是在有急需的情况下才会去主动学习一款软件，在三维设计软件中PRO/E被称为三维设计软件的领导者，是大多数初学者的首选软件，为了使初学者能在短时间内对Pro/E这款软件能有快速的认知，通过介绍学习参数化建模的方式设计绘制渐开线斜齿圆柱齿轮、渐开线锥齿圆柱齿轮与渐开线直齿圆柱齿轮，详细介绍了用最基本的方式在Pro/E中进行参数化建模的设计步骤，之后再将三维齿轮导入到Adams机械系统动力学进行齿轮的传动仿真设计。关键字：Pro/E；齿轮；建模；Adams;仿真Modeling and Simulation of Involute Gear Based on Pro/E Abstract: Nowadays,mostofthepeoplewillnotlearnthesoftwareuntiltheyareinneedofit.ThePRO/Eisknownastheleaderof3Ddesignsoftwareanditisthefirstchoiceforthemostbeginnerstolearnthesoftware,inordertohelpthebeginnercanhaveacognitionforthePRO/Eofthesoftwareinashortperiodoftime,throughtheintroductionofthewaysofstudyingparametricmodelingdesigndrawinginvolutehelicalcylindricalgear,theinvoluteconetoothcylindricalgearwithinvolutespurgears.ByintroducingthePRO/Eonthemostbasicwayforthedesignofparameterizedmodelingsteps,thenthethreedimensionalgearwillimportedintoAdamsofmechanicalsystemdynamicssimulationdesignofgeartransmission.Keywords: Pro/E ; gear; sculpt; Adams; Simulation 目录摘要：IAbstract:II第一章 引言- 1 -1.1目的和现实意义- 1 -1.2国内外研究现状- 1 -1.3研究方法- 2 -第二章 渐开线直齿圆柱齿轮建模- 4 -2.1渐开线直齿圆柱齿轮主要参数- 4 -2.2渐开线直齿圆柱齿轮建模方法- 4 -2.2.1渐开线直齿圆柱齿轮的建模分析：- 4 -2.2.2渐开线直齿圆柱齿轮的建模过程- 5 -第三章 渐开线斜齿圆柱齿轮建模- 14 -3.1渐开线斜齿圆柱齿轮主要参数- 14 -3.2渐开线斜齿圆柱齿轮建模方法- 14 -3.2.1渐开线斜齿圆柱齿轮的建模分析：- 14 -3.2.2斜齿圆柱齿轮的建模过程- 15 -第四章 渐开线圆锥齿轮建模- 25 -4.1渐开线圆锥齿轮主要参数- 25 -4.2渐开线圆锥齿轮建模方法- 25 -4.2.1渐开线圆锥齿轮的建模分析- 25 -4.2.2渐开线圆锥齿轮的建模过程- 26 -第五章 渐开线齿轮传动仿真与分析- 32 -5.1导入Adams- 32 -5.2装配- 33 -5.3传动仿真- 34 -总结- 36 -致谢- 37 -参考文献- 38 -附录- 39 -第一章 引言1.1目的和现实意义Pro/Engineer这款软件在当今世界上，机械设计参数化范围中起着推动性的作用。Pro/E作为世界机械设计领域CAM/CAE CAD的新标准而得到机械业界很大的认可而且得以推行，是当今机械主流的设计软件之一，特别是在国际产品设计范畴中占据重要地位。其软件开发的公司就是在当今美国参数公司（PTC)旗下的CAM/CAE CAD制作合成机械设计一体化的一款三维设计软件。 Pro/Engineer这款设计软件是世界上第一款提出关于参数化设计理念的软件。其特点是利用单一数据库来处理相关问题。把数据模块化，从而简单化。使用者可以根据自己的设计需求选择。从而简单化，不必安装过多没用的软件数据模块部分Pro/E采用模块这方式，能够在各个领域中取到不一样的特效，比方说整机制造、拆卸设计、草图绘制、钣金设计、加工方法等。在制作领域中的拆卸、加工以及其它学科中使用中具有共同的特点。设计的方法都是给定的特殊的参数设计指标（不但包括非几何属性，还包含几何尺寸），之后经过修正参数的内容从而愈加简便的完成多次设计的修改与更新。从而实现产品的快速开发更新设计。在Pro/Engineer的仿真领域中，仿真办事的中心的控制系统中包含仿仿真言语、真程序包、仿真的程序并以数据库为核心。仿真软件的种类很多，比如仿真软件Adams是一款专门用于机械产品虚拟开发方面的软件，经过虚构的试验和检测，在产品的开发阶段能够协助设计者发现设计的毛病，而且提出改良办法。Adams可以研究相对复杂系统的运动关系和动力学关系，利用系统动力学的计算为基础，联合当今高速计算机来对产品进行仿真试验的的计算。从而得到实验的各种数据，有利于制造方面的推动。1.2国内外研究现状1985年，美国参数技术公司（PTC)成立于美国波士顿，摈弃对参数化建模软件的翻新钻研。1988年，第一款Pro/ENGINEER诞生了。通过10年之余的改造翻新开展，Pro/ENGINEER从众多机械设计软件中脱颖而出成为当今社会上三维参数建模软件的领导者。Pro/ENGINEER中的一切模块都是相干的。在参数化特征制造中：Pro/ENGINEER使用了让大部分用户都熟习的特色的操作形式作来作为产品几何模型的结构办法。在我国国内，由于工业起步晚，发展经济等诸多问题。目前在东南沿海的比较发达地区应用比较广。随着国内工业的飞速发展，三维设计比重越来越大。1.3研究方法Pro/Engineer这款软件是以软件包的形式存在，最主要突出的功能有以下几点：实体的整机及组装外形、参数化功用的定义内容、三维的着色实体或线框造型棚的全部工程图的生成及差异的视图（如：三维造型还可挪动，缩放与旋转）。Pro/E这款软件是一款自定义功能的系统，造型的过程是在具有多种不同的设计方案特有的功能一起组装出来的成果，其工作内容包括：槽 （Slots）、筋 （Ribs）、抽空 （Shells）和倒角 （Chamfers），这些设计操作都是采用这种方法来实现模型的建立。这一操作系统使用参数化功能来实现符号行式的赋予与设计实体的尺寸要求，不像其他机械设计操作系统是直接调用多种固定数值来完成形体化，这些操作方法使使用者可课在任意完成形体的工件上改变个别尺寸和功能之间的关系，运用修正任何一个参数关系改动，使其相干的特色信息也会跟着修改。这种参数化设计软件的功能能使更加高速的修改设计内容，从而达到优化设计的结果。Pro/Engineer功能如下： (1)参数化（参数=尺寸、图样中的特征、载荷、边界条件等），Pro/E为一参数化系统，即突出的特色之间存在相互关系，使得某一特色的修正会同时牵动其余特色的变动，从而实现设计者的多种不一样的要求。就比如当中某个特殊的参数被修正时，改到其余特色之时，特征之间将产生关连反响。 (2)特不一样的驱动关系。 (3)可以设计比较复杂又大型系列的设计组件，比方说设计一些现对规矩阵列的系列组件还有交替性质排列的，在ProE中的各类能够用到的整机的设计程序化等。(4)设计理念贯通一切运用相关性。比方说在任何一个程序段的变动都将引起与其相干的多个程序段的变动。其它辅佐的模块将进一步加强扩冲 ProENGINEER的基本功能。(5)利用工件中的特殊性质来设计工件，比方说载荷的关系和边界相关条件与不同参数之间（如大小、表面积等）的关系来统计数据设计。(6)全相关性：在Pro/ENGINEER中全部的模块都是有关连的。这就意味着在商品的开发与设计阶段过程中的某个部分可以修正，其修正后可能扩展到整个设计步骤中的各个差异局部可以得以修正，于此同时设计将自动更新到所有的工程文档的每个相关部分，包括机械设计的图纸，实体的装配以及设计制造中相关的参数。其相关特性在开发阶段的的任一一点进行修改，都不会发生任何损失，并使其设计内容有完成的可能性加强，从而可以持续开发之后的一些相干功用能提早体现它的功用。在最为普通的设计参数化设计渐开线齿轮有以下几个：模数m、齿数z、顶隙系数c、压力角、齿宽b、齿顶高系数ha等。这些参数固定了齿轮的齿廓外形和图形的几何尺寸大小。改动设计参数，能够改变齿轮的外形和尺寸，完成齿轮的参数化设计。所以在渐开线齿轮的建模过程中，将齿轮的几何参数和设计参数相互联系，每些特征的尺寸大小都由相关的关系式束缚，实现渐开线齿轮的参数化建模。建模成型后，经过给定不一样的模数、齿数、压力角等多个参数可以得到相关的齿轮模型，完成渐开线齿轮的参数化设计。第二章 渐开线直齿圆柱齿轮建模齿轮在机械领域中是最为普遍又至关重要的零件，比如：生活中的风扇、洗衣机机、汽车械制造领域的机床等，都离不开齿轮，齿轮的种类繁多，最为简单的是圆柱直尺齿轮，以下将详细介绍在Pro/E中渐开线直尺圆柱齿轮的建模过程。2.1渐开线直齿圆柱齿轮主要参数模数m齿数z压力角齿顶高系数ha顶隙系数c齿宽b分度圆直径d基圆直径db齿顶圆直径da齿根圆直径df2.2渐开线直齿圆柱齿轮建模方法渐开线齿轮参数化的建模进程中是相对比较复杂的步骤，其中运用到许多与齿轮的齿廓、齿根、齿顶等相关的参数设计以及计算关系式。2.2.1渐开线直齿圆柱齿轮的建模分析： (1)首先需要在草绘工作平面中构建草绘和更改基准平面、基准轴、基准坐标。(2)创建齿轮的基本四个圆。在草绘曲线中，创立齿轮四个基本圆，其中包含齿根圆、齿顶圆、分度圆还有基圆，大小随意。之后再使用事先设置好的参数来完成四个基本圆的尺寸。(3)创建渐开线采用从方程的方式选取坐标原点来做为笛卡尔坐标的类型从而生成渐开线的办法，自行输入渐开线方程来完成创建渐开线。(4)镜像渐开线首先过渐开线和第二个圆建立一个基准点（PNT0点），过TOP面和Right建立一个基轴（A-1轴），通过基准轴A-1和PNT0点建立一个基准平面DTM1，过基准轴A-1和DTM1面创建一个新的基准平面（DTM2），与DTM1成90/Z的角度，Z为齿数，完成创建镜像的平面DTM2，而后在经过该平面，镜像第2步绘制的渐开线。(5)拉伸形成实体通过拉伸的方式完成构建实体的方法，包括切除的第一个齿形和齿轮的齿根圆实体。这个步骤是完成创建渐开线齿轮取这关键性的步骤。(6)阵列轮齿在上步创建的轮齿中进行齿廓阵列，完成齿轮的基本形状。本次步骤同样需要加入参数关系式来完成齿轮的生成。(7)创建其它特征在完成基本齿轮齿形之后，可以根据需求来添加齿轮的其他关系（比方说挖去中间孔、键槽、拐角等特征，并且运用参数关系式来完成控制相关的尺寸大小）。2.2.2渐开线直齿圆柱齿轮的建模过程(1)利用草绘界面来选取基准平面、基准轴与基准坐标系。(2)创建齿轮的基本圆在绘制草绘曲线中，选取平面DTM3作为基准平面，同时随意绘制齿轮的四个同心的基本圆，包含齿根圆、齿顶圆、基圆、分度圆（完成后在使用参数来控制四个基本圆的大小）。完成草绘后，击曲线属性，更改4个圆的尺寸属性分别为：d、db、da、df。如图2-1所示图2-1 尺寸属性(3)输入基本参数和关系式DB=D*cos(a)图2-4 参数关系图(6)创建渐开线在主菜单中找到并依此单击 “插入” “模型基准” “曲线”来完成，或在工具栏中点击曲线按钮，工作界面就会弹出“曲线选项”的菜单管理器，在“曲线选项”的菜单管理器中点击 “从方程”选择 “完成”，之后会弹出“得到坐标系”，在点击“选取”按钮，选择原点坐标系。之后选择笛卡尔坐标类型，工作界面中会弹出记事本窗口；将下面曲线参数方程输入记事本窗口，如图2-5所示：r=db/2theta=t*90x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180z=0图2-5 参数关系图保存数据，退出记事本，单击“曲线：从方程”对话框中的【确定】(7)镜像渐开线选取分度圆曲线与渐开线作为参照物，在“基准点”的对话框中点击 【确定】，这样就绘制了一个基准点“PNT0”；过TOP面和Right建立一个基轴A-1轴，创建平面DTM1方法，点击 “插入”选取 “模型基准”在选择 “平面”，工作平面会弹出“基准平面”的对话框或者在工具栏中找到（平面）按钮，；之后在绘图区点击选取“A-1”轴作为参照轴，按住Ctrl键，之后再选取基准点“PNT0”作为参照点，选取后如图2-6所示；图2-6 创建平面DTM1继续创建平面DTM2在主菜单中找到 “插入”点击 “模型基准”选择 “平面”， 或者在工具栏中找到平面按钮，在绘图工作区选取刚刚创建的“DTM1”面作为参考平面，按住Ctrl键继续选取“A_1”轴作为参考轴。在偏距文本框中输入参数旋转角度为 “360/（4*z）”，系统界面会提示是否要添加特征关系，选择 “是”，完成如下图2-7所示：图2-7 创建平面DTM2在完成两个基准平面的创建之后；将之前的关系式添加到“关系”对话框中去。之后在绘图区右键点击刚刚绘制的基准面“DTM2”，在弹出的快捷菜单上点击 “编辑”查看。在绘图区中点击渐开线特征，之后在工具栏中找到（镜像按钮）点击按钮，或者点击主菜单栏上 “编辑”选择 “镜像”。系统界面会弹出“镜像”的特征定义操控面板，点击选取绘图区刚刚创建的“DTM2”基准平面作为镜像平面，点击“镜像”特征定义操控面板中（确定的）按钮，确定完成一条渐开线的镜像。完成镜像渐开线如下图2-8所示:图2-8 渐开线镜像(8)拉伸形成实体沿df圆曲线，拉伸实体，深度为20，如图2-9所示图2-9 拉伸齿顶圆(9) 切除一个齿廓在齿顶圆两侧导45x0.5的C角，选取工具栏中的边倒角按钮，选择45x0.5，选择前后两个齿顶圆，确定就导出45x0.5的C角了，再选取 “拉伸” “切除”选取定义内部草绘，选取刚刚拉伸的齿顶圆平面做草绘平面，使用边线，把线都选上，在使用“拐角”把渐开线延长。使用“修剪”把多余的线条修剪掉。在渐开线与基圆接触地方添加0.3的倒圆角，确定拉伸切除，选择贯穿。确定就切除第一个齿廓。在两边顶角处各导一个0.3的圆角，在工具栏中找到导圆角坐标，输入导圆角的值为0.3，点击齿顶圆拐角处，如2-10所示图2-10 切除齿廓(9)阵列轮齿首先选取刚刚创建好的拉伸题的那个齿廓，然后在主菜单中的“编辑” 找到“几何阵列G”或者在工具栏中找到“几何整列”的按钮，点击进入。工作界面会弹出“几何阵列”定义的操控面板，定义选取基准轴、坐标系轴来定义阵列中心。选取创建阵列的轴为中心轴“A-1轴”，阵列齿数为30个齿。单机设置整列的角度范围，输入整列角度范围为360，在整列定义控制面板中点击确定按钮这样就完成了创建齿轮的阵列如下图2-11所示；图2-11阵列轮齿(10)拉伸键槽和孔；要求：拉伸一个孔直径为15，键槽拉伸宽度为4，高度到中心距离为8.7选取工具栏中的的拉伸工具。选择定义内部草绘，选取FRONT:F3（基准平面）作为草绘平面，并且在中心绘制出一个直径为15的孔与宽度为4.到中心的距离为8.7的键槽，点击拉伸贯穿平面，完成得出所需求的的渐开线直齿齿轮如图2-12所示；图2-12渐开线直尺圆柱齿轮第三章 渐开线斜齿圆柱齿轮建模斜齿轮在现在社会中使用的越来越广泛，与直齿轮的对比中，斜齿轮突出的优势在震动噪音跟稳定性方面。作为机械方面的标准件。渐开线斜齿圆柱齿轮在机械机台中使用越来越显著，以下详细介绍如何在Pro/E中创建渐开线齿轮的方法。3.1渐开线斜齿圆柱齿轮主要参数模数m齿数z压力角齿顶高系数ha顶隙系数c齿宽b分度圆直径d基圆直径db齿顶圆直径da齿根圆直径df3.2渐开线斜齿圆柱齿轮建模方法渐开线斜齿圆柱齿轮的建模方式与渐开线直尺圆柱齿轮建模方法大同小异。就多了几步螺旋角的步骤。3.2.1渐开线斜齿圆柱齿轮的建模分析： (1) 首先需要在草绘工作平面中构建草绘和更改基准平面、基准轴、基准坐标。跟渐开线直尺圆柱齿轮一样(2)创建齿轮的四个基本圆。在草绘曲线中，创立齿轮四个基本圆，其中包含齿根圆、齿顶圆、分度圆还有基圆，大小随意。之后再使用事先设置好的参数来完成四个基本圆的尺寸。(3)创建渐开线采用从方程的方式选取坐标原点来做为笛卡尔坐标的类型从而生成渐开线的办法，自行输入渐开线方程来完成创建渐开线。(4)镜像渐开线首先过渐开线和第二个圆建立一个基准点（PNT0点），过TOP面和Right建立一个基轴（A-1轴），通过基准轴A-1和PNT0点建立一个基准平面DTM1，过基准轴A-1和DTM1面创建一个新的基准平面（DTM2），与DTM1成90/Z的角度，Z为齿数，完成创建镜像的平面DTM2，而后在经过该平面，镜像第2步绘制的渐开线。 (5)拉伸形成实体拉伸创建实体，包括齿轮的齿根圆实体（6）绘制斜齿齿形在齿根圆的基础上绘出一条斜齿的条文和切除第一个齿形。本步骤是绘制渐开线斜齿轮的关键步骤。(7)阵列轮齿将上面完成的齿廓进行阵列，完成斜齿齿轮的基本外形。这步骤需要加关系式来控制齿轮的生成。(8)创建其它特征根据需求来创建齿轮各种特征。比如中间的孔与键槽等，并且用参数和关系式来控制其相关的尺寸。3.2.2斜齿圆柱齿轮的建模过程(1)创建和更改基准平面、基准轴、基准坐标。(2)创建齿轮的基本圆创建方法：绘制草绘曲线的方法，选取工作平面“DTM3”作为为基准平面，之后随意创建绘制四个同心圆作为齿轮的四个基本圆，包含齿根圆、齿顶圆、分度圆、基圆。（之后运用参数关系进行约束基本圆的大小）完成草绘后，击曲线属性，更改4个圆的尺寸属性分别为：d、db、da、df。如图3-1所示图3-1 尺寸属性(3)输入基本参数和关系式在主菜单中点击 “工具”选择 “参数”，工作界面中会弹出“参数”的对话框， 如图3-2所示：图3-2 “参数”对话框(4)在“参数”对话框中输入新参数的名称与数值等。输入如下的参数如表3-1所示：表3-1 创建齿轮参数名称值说明M2模数Z30齿数HA1齿顶高系数CA02520顶系系数压力角输入参数后的对话框如下图3-3所示：图3-3 填充后的参数对话框(5)在主菜单上依次单击“工具”“关系”，键入如下公式，如图3-4所示D=m*zDA=D+2*ha*mDF=D-2*(ha+c)*mDB=D*cos(a)图3-4 参数关系图(6)创建渐开线在主菜单中找到并依此单击 “插入” “模型基准” “曲线”来完成，或在工具栏中点击曲线按钮，工作界面就会弹出“曲线选项”的菜单管理器，在“曲线选项”的菜单管理器中点击 “从方程”选择 “完成”，之后会弹出“得到坐标系”，在点击“选取”按钮，选择原点坐标系。之后选择笛卡尔坐标类型，工作界面中会弹出记事本窗口；将下面渐开线曲线参数方程输入到记事本窗口，如图3-5所示：r=db/2theta=t*90x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180z=0 图3-5 参数关系图保存数据，退出记事本，单击“曲线：从方程”对话框中的【确定】(7)镜像渐开线选取分度圆曲线与渐开线作为参照物，在“基准点”的对话框中点击 【确定】，这样就绘制了一个基准点“PNT0”；过TOP面和Right建立一个基轴A-1轴，创建平面DTM1方法，点击 “插入”选取 “模型基准”在选择 “平面”，工作平面会弹出“基准平面”的对话框或者在工具栏中找到（平面）按钮，；之后在绘图区点击选取“A-1”轴作为参照轴，按住Ctrl键，之后再选取基准点“PNT0”作为参照点，如图3-6所示；图3-6 创建平面DTM1继续创建平面DTM2在主菜单中找到 “插入”点击 “模型基准”选择 “平面”， 或者在工具栏中找到平面按钮，在绘图工作区选取刚刚创建的“DTM1”面作为参考平面，按住Ctrl键继续选取“A_1”轴作为参考轴。在偏距文本框中输入参数旋转角度为 “360/（4*z）”，系统界面会提示是否要添加特征关系，选择 “是”，完成如下图3-7所示：图3-7 创建平面DTM2在完成两个基准平面的创建之后；将之前的关系式添加到“关系”对话框中去。之后在绘图区右键点击刚刚绘制的基准面“DTM2”，在弹出的快捷菜单上点击 “编辑”查看。在绘图区中点击渐开线特征，之后在工具栏中找到（镜像按钮）点击按钮，或者点击主菜单栏上 “编辑”选择 “镜像”。系统界面会弹出“镜像”的特征定义操控面板，点击选取绘图区刚刚创建的“DTM2”基准平面作为镜像平面，点击“镜像”特征定义操控面板中（确定的）按钮，确定完成一条渐开线的镜像。完成镜像渐开线如下图3-8所示:图3-8 渐开线镜像(8)拉伸形成实体沿df圆曲线，拉伸实体，深度为20，如图3-9所示图3-9 拉伸齿顶圆(9) 绘制斜齿轨迹沿df圆曲线，再次拉伸一次实体（为拉伸3），深度大于20，然后先隐藏起来。绘制一条斜度为8到20之间的斜线。斜线两端超过齿轮2mm如图3-10所示图3-10 绘制斜线把刚刚拉伸3取消隐藏，把刚刚绘制的曲线投影到曲面上，方法：选择斜线，点击主菜单上的“编辑”选择“投影”在选择一个曲面，再确定，就投影上来了。隐藏拉伸体3，这样斜齿轨迹线就确定了。(10) 切除一个齿廓在主菜单工作界面中点击“插入”选择“扫描”选取“切口”，选取斜齿轨迹线，完成，然后绘制截面，点击工作栏中的使用边线按钮，选取两条渐开线与齿根圆，在工具栏中找到“拐角”的按钮把渐开线延长，在渐开线与基圆接触地方添加0.3的倒圆角，然后添加直线把两条渐开线封闭起来如图3-11所示；图3-11 封闭渐开线确定就切除第一个齿廓。在两边顶角处各导一个0.3的圆角，在工具栏中找到导圆角坐标，输入导圆角的值为0.3，点击齿顶圆拐角处，如3-12所示图3-12 切除齿廓(11)阵列轮齿点击刚刚绘制的的拉伸体的齿廓，然后在主菜单中的“编辑” 找到“几何阵列G”或者在工具栏中找到“几何整列”的按钮，点击进入。工作界面会弹出一个“几何阵列”定义的操控面板，定义选取基准轴、坐标系轴来定义阵列中心。选取创建阵列的轴为中心轴“A-1轴”，阵列齿数为30个齿。单机设置整列的角度范围，输入整列角度范围为360，在整列定义控制面板中点击确定按钮这样就完成了创建齿轮的阵列如下图3-13所示；图3-13阵列轮齿(12)拉伸键槽和孔与着色；要求：拉伸一个孔直径为15，键槽拉伸宽度为4，高度到中心距离为8.7选取工具栏中的的拉伸工具。选择定义内部草绘，草绘平面为FRONT:F3（基准平面），并且在中心绘制出一个直径为15的孔与宽度为4.到中心的距离为8.7的键槽，点击拉伸贯穿平面，就得到所需的直尺渐开线齿轮，在工具栏中找到着色工具，选取自己喜欢颜色就完成斜齿圆柱此轮的建模如图3-14所示； 图3-14斜尺圆柱齿轮第四章 渐开线圆锥齿轮建模圆锥齿轮在当今交通设备运用中起着不可缺少的地位。例如在汽车中的差速器，船只，电厂，钢厂，铁路轨道检测等领域运用十分显著。其特点：寿命长，成本低重量轻。以下详细介绍运用Pro/E软件对渐开线圆锥齿轮的建模方法。4.1渐开线圆锥齿轮主要参数齿数z模数m压力角分锥角顶隙系数c齿宽b分度圆直径d基圆直径db齿顶圆直径da齿根圆直径df4.2渐开线圆锥齿轮建模方法4.2.1渐开线圆锥齿轮的建模分析（1）绘制圆锥齿轮的基本曲线（2）输入关系式，创建渐开线（3）创建圆锥（4）创建一个齿形（5）整列第一个齿，完成圆锥齿轮4.2.2渐开线圆锥齿轮的建模过程根据渐开线圆柱齿轮前面几步建模过程绘制渐开线圆锥齿轮，不一样的地方如下：基本参数关系在“参数”关系中添加如下表4-1几组关系表4-1 创建齿轮参数名称值说明M3模数Z25齿数ALPHA20压力角HAX1齿顶高系数B20齿轮宽度HF_齿根高HA_齿顶高Z_ASM45大齿轮齿数X0变位系数添加关系：点击主菜单中的“工具”选择“关系”，之后在”关系”对话框中添加以下齿轮的基本参数关系：HA=(HAX+X)*MHF=(HAX+CX-X)*MH=(2*HAX+CX)*MDELTA=ATAN(Z/Z_ASM)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)(2)创建曲线首先创建基准平面，方法在工具栏中的平面按钮，或者在主菜单工作平中点击“插入”选择“模型基准”选取“平面”，在绘图界面中弹出对话框后，绘制基本平面“DTM4”，设置基准平面偏移距离为“d/（2*tan(delta)）”完成。将偏移的 距离添加到关系中去。如下图4-1参数关系图所示图4-1参数关系（3）在草绘界面中绘制出圆锥齿轮截面图如下图4-2所示：图4-2截面图（4）将3的尺寸代码D1=D/2D2=DA/2D3=DB/2D4=DF/2添加到关系中如下图4-3所示：图4-3添加尺寸关系（5）在草绘工作界面中绘画出大端齿轮的基本圆，大端齿轮圆的基本关系如下：D5=BD6=90D9=D/COS(DELTA)D10=DA/COS(DELTA)D11=DB/COS(DELTA)D12=DF/COS(DELTA)添加到“关系”界面的对话框中去；（6）草绘小端齿轮的基本圆，并将基本圆的关系：D14=(D-2*B*SIN(DELTA)/COS(DELTA)D15=(DA-2*BA*SIN(DELTA_A)/COS(DELTA)D16=(DB-2*BB*SIN(DELTA_B)/COS(DELTA)D17=(DF-2*BF*SIN(DELTA_F)/COS(DELTA)添加到“关系”界面的对话框中去，如下图4-4所示图4-4 大、小端齿轮各圆的基本关系（7）在“关系”中添加圆锥齿轮不可缺少的关系：D19=360*COS(DELTA)/(4*Z)+180*TAN(ALPHA)/PI-ALPHAD20=360*COS(DELTA)/(4*Z)+180*TAN(ALPHA)/PI-ALPHAD21=360*COS(DELTA)/(4*Z)D25=0.8*HD26=HIF HAX=1D37=0.2*MD49=0.2*MENDIFD51=360/ZD75=360/ZP76=Z-1D150=360/(2*Z)(8)创建齿轮大、小端渐开线在主菜工作栏中找到并点击 “插入”选择 “模型基准”选取“曲线”的方法，或者是在工具栏上单击曲线按钮，工作界面中会弹出“曲线选项”的菜单管理器，之后在“曲线选项”的菜单管理器上点击 “从方程”选择 “完成”，界面中会弹出“得到坐标系”，点击“选取”选择工作原点坐标系。选取笛卡尔坐标类型，工作界面会弹出一个记事本窗口；将以下渐开线方程的参数关系输入到记事本：r=db/2theta=t*90x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180z=0（9）镜像渐开线和创建齿廓在整列齿轮就跟直齿圆柱齿轮一样，完成的图像如图4-5所示；图4-5圆锥齿轮成型第五章 渐开线齿轮传动仿真与分析在机械设计过程中最需要考虑的部分是传动部分。然而在传动理念中最为重要的是齿轮的传动，齿轮的传动方式种类有很多，因为其应用相当简便而且广泛，在机械设计齿轮中起着至关性的关键，在机械设计制造领域中占据着至关重要的地位，但它的设计涉及的步骤方法比较繁多、同时涉及的参数也众多，在设计过程中需查阅的标准设计图表也相当繁多，给众多设计工作者带来诸多的不便和困难，在很大的程度上降低了设计工作者的工作效率。随着计算机辅佐设计与制造先进技术的发展，在商品研发的过程中，整机组装设计、有限元分析、传动仿真、数控加工等都必须以三维模型作为设计的根底来进行设计。然而在具体设计齿轮机构的过程中，通常都需要使用CAD软件设计的技术来完成渐开线齿轮的三维实体模型，从而使用CAD/CAM等软件进行实体装配、检测与剖析。5.1导入AdamsPro/E导入Adams的方法很多。例如（1）在Pro/E中,选择文件下保存副本为.X_T 格式储存，然后在 ADAMS 中选择file下的 import 选项 ,在第一个filetype栏选择parasolid(*.xmt_txt,*.x_t,*.xmt.bin,*.x_b)类型，确定找到.X_T 格式的目录就可以导入了。导入的是没有质量的模型需要自己添加。（2）可以再Adams中直接导入pore的模型，在Adams导入对话框中找到Proe的导入格式如图5-1所示图5-1 Pro/E导入Adams5.2装配在Pro/E中新建模型MODEL_1，将Adams的模型文件导入到Proe中。利用合理的转配如下图5-2图5-3图5-4所示图5-2渐开线直尺圆柱齿轮配合图5-3渐开线斜齿圆柱齿轮配合图5-4渐开线直齿圆锥齿轮配合5.3传动仿真齿轮传动简单的方法就是，在关闭重力的情况下，在齿轮之间添加旋转副，并且在齿轮与齿轮之间添加接触。可以设置为实体跟实体的接触，并在其中一个齿轮的旋转副上添加一个电机驱动。之后设置旋转参数，仿真时候设置仿真的步长与持续时间。想要仿真效果更加好的条件下。可以再旋转副的地方换成齿轮副，其中使用齿轮副是需要先计算速度共同标记点，共同速度标记点就是两个齿轮啮合的那个交点P，I=O1P/O2P,这样已知了两个齿轮中心marker点01和02的坐标和传动比后就可以反求P点的坐标了。之后设置接触，驱动就可以仿真了。仿真成功后在工具栏中找到绘图按钮，进入加载动画。设置相关视频参数就可以可以开始录制，如图5-5所示录制仿真界面；图5-5 录制仿真调用Adams中的动力学仿真测试运动数据如下图5-6、5-7、5-8所示图5-6直尺圆柱齿轮速度与位移的曲线分析T=15s V=7.010015mm/sec图5-7斜尺圆柱齿轮速度与位移的曲线分析T=17s V=24.846184mm/sec图5-8圆锥齿轮速度与位移的曲线分析T=14s V=32.4341565mm/sec总结在这短短数个月的时间内，经过在毕业设计老师的指导辅导下完成了本次设计的构想与制作。在很大才程度上还是靠自己动手查阅相关资料与学习视频等方法来完成本次毕业设计的相关知识。 在学习Por/E绘图软件的过程中。需要在Pore软件有所了解的基础上才能进行Pore的操作 。在一开始摸索软件的过程中。安装都有问题。后来查阅教程才顺利安装。在这安装的过程使我锻炼了自学能力和遇事不懂就自己动手找出答案的能力。安装之后对着软件抱着比较放松的心态去了解本软件。导致前段时间一直在Pore软件这方面一直碰壁。后来端正了学习Pore软件的态度去学习这款软件，为之后绘制渐开线齿轮提供了软件基础。在学习软件的过程中使我懂得在学习的过程中必须要有端正的态度去学习。这样以后遇事才能自己认真去对待意见事情。把事情处理好。在此期间遇到了好多问题。比如设计参数、设计准则、基准什么的都是需要很严格的查阅相关标准书籍。凡是其中的一个环节没有处理好都会导致之后的设计遇到问题。等遇到问题时，实在决绝不来时。又得查阅以前的设计参数。更加仔细的观看相关文件，直至找出问题所在。在此过程中。让我懂得做事情要脚踏实地。不能像一步登天，认识到要做好一件事情每个步骤都是必不可少的。如果当中的一步出错，又得从头开始。经过本次毕业设计，让我在短短几个月的时间内把大学的专业知识迅速的过了一遍又一遍，把大学四年内所学的专业知识得到进一步的认知并升华，使理论与实践更加接近，加深了对理论知识的理解，与动手能力。特别是学习了不同的软件，从一个对3D制作软件懵懵懂懂到深入了解的阶段，运用了课内课外的知识相结合，大到绘制图纸，小到查询擦边的设计参数。很多方面培养了自己动手和动脑的自学能力，深刻认识到遇到问题会自己反复思考、与查阅资料、或者找同学探讨，在思想上也得到了创新，不会在像以前想的那么古板。在计算机方面的有显著的提升。现在完成了本次毕业设计之后。深知自己在很多方面还有不足之处。我认为在今后的学习生活中还需要多多锻炼自己的能力，俗话说活到老学到老，所以在生活中学习，也是一件快乐的事情。致谢 由衷的感谢学校给的这次毕业设计的锻炼学习机会，进过本次设计的学习，是我收获很多，在知识面上得到进一步的扩充，在综合运用上得到了加强，首先要感谢我的指导老师，从前期的论文指导到后期的论文修改及点评，导师都认真为我讲解，在这过程中导师给了我许多宝贵的建议，让我得以顺利的完成毕业设计开发