锥齿轮PROE建模.doc

4.1锥齿轮的建模分析与直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮相比，直齿圆锥齿轮相对更复杂，设计时使用的参数和关系式更丰富，但是其基本设计思路和过程同直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮具有很大的相似性。锥齿轮建模分析（如图4-1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4-1锥齿轮建模分析4.2直齿锥齿轮的建模过程4.2.1 新建零件文件（1）在上工具箱中单击按钮，打开【新建】对话框，在【类型】列表中选择【零件】选项，在【子类型】列表框中选择【实体】选项，在【名称】文本框中输入”conic_gear”。（2）取消选中【使用缺省模块】复选项，单击按钮，打开【新文件选项】对话框选中其中的【mmns_paet_solid】选项，如图4-2所示，最后单击按钮。4.2.2设置齿轮参数和关系式（1）在主菜单中依次选择【工具】、【参数】选项，系统将自动弹出【参数】对话框，如图4-3所示。图4-3【参数】对话框（2）在对话框中单击按钮，然后将齿轮的各参数依次添加列表框中，具体内容如图4-4所示。完成齿轮参数添加后，单击按钮后关闭对话框。提示；在设计标准齿轮时，只需确定齿轮的模数M和齿数Z这两个参数，而分度圆上的压力角ALPHA为标准值20，齿顶高系数HAX和顶隙系数在CX国家标准中明确规定，分别为1和0.25而齿根圆直径DF、基圆直径DB 、分度圆直径D以及齿顶圆直径DA可以根据确定的关系式自动计算。 名称值说明名称值说明M2.5模数D0.000000分度圆直径Z24本齿轮齿数DB0.000000基圆直径Z_ASM45与之啮合的大齿轮齿数DA0.000000齿顶圆直径ALPHA20压力角DF0.000000齿根圆直径B20齿宽HB0.000000齿基高HAX1齿顶高系数RX0.000000锥距CX0.25顶隙系数THETA_A0.000000齿顶角HA0.000000齿顶高THETA_B0.000000齿基角HF0.000000齿根高THETA_F0.000000齿根角H0.000000全齿高BA0.000000齿顶宽DELTA0.000000分锥角BB0.000000齿基宽DELTA_A0.000000顶锥角BF0.000000齿根宽DELTA_B0.000000基锥角X0.000000变位系数DELTA_F0.000000根锥角如图4-4 “参数”对话框（a）和（b） 注意：（a）和 (b) 为同一【参数】对话框，在添加参数时要一次性添加完毕。（3）打开【关系】对话框。按照如图4-5所示添加直齿圆锥齿轮的关系式，通过这些关系，根据已知参数确定未知参数的数值。图4-5【关系】对话框（6）选择主菜单中的【编辑】/【再生】选项，计算【参数】对话框中各未知参数值。4.2.3创建锥齿几何曲线（1）创建基准平面 DTM1。将基准平面TOP向平移67.5后创建基准平面DTM1，如图4-6所示。（2）在工作区中单击并选中基准平面DTM1与TOP面的平移距离，将其添加到【关系】对话框中，并输入关系式：“=D/(2*TAN(DELTA)”，如图4-7所示。图4-7【关系】对话框（3）创建基准轴A_1。在工具栏内单击按钮，创建通过“FRONT”面与“RIGHT”面的基准轴“A_1”,如图4-8所示；图4-8“基准轴”对话框（4）创建基准点PNT0。创建过基准轴A_1和基准面DTM1交点的基准点PNT0，如图4-9所示：（5）在工具栏中单击按钮，打开【草绘的基准曲线】对话框。按如图4-10所示放置草绘平面，进入二维草绘界面后绘制如图4-11所示二维草图。图4-10“草绘”对话框图4-11绘制二维草图（6）将尺寸代号添加到“关系”对话框中，在主菜单上依次单击 “工具” “关系”，系统弹出“关系”对话框，添加如图4-12所示的关系式；图4-25“关系”对话框 4.2.4创建大端齿轮基本圆(1)创建基准平面DTM2。选择FRONT基准平面和图4-14中的曲线1作为参照，参数设置如图4-13所示。图4-13“基准平面”对话框（2）创建基准点PNT1。在工具栏内单击按钮，创建经过图4-14所示中的曲线和曲线2交点的基准点PNT1。参照曲线2参照曲线1图4-14创建基准点完成后的“基准点”对话框如图4-15所示；图4-15“基准点”对话框（3）草绘曲线。在工具栏内单击按钮，选择“DTM2”面作为草绘平面，选取“FRONT”面作为参考平面，参考方向为向“顶”，如图4-16所示。单击【草绘】进入草绘环境；图4-16草绘”对话框（4）在草绘平面内绘制任意尺寸的4个同心圆，并绘制一条过圆心的竖直线，结果如图4-17所示。直线图4-17绘制二维草图注意绘制一条直线，目的是为了在下面的步骤中创建坐标系的方便；（5）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，在主菜单上依次单击 “工具” “关系”，在弹出的“关系”对话框内添加关系式，如图4-18所示；图4-18“关系”对话框（6）选择主菜单中的【编辑】/【再生】选项，再生齿轮基本圆尺寸，最后生成如图4-19所示的标准齿轮基本圆。4-19标准齿轮基本圆4.2.5创建小端齿轮基本圆(1)创建基准平面DTM3。选择FRONT基准平面和图4-14中的曲线3作为参照，参数设置如图4-20所示。图4-20“基准平面”对话框（2）创建基准点PNT2。在工具栏内单击按钮，创建经过图4-21所示中的曲线和曲线2交点的基准点PNT1。参照曲线2参照曲线1图4-21创建基准点完成后的“基准点”对话框如图4-22所示；图4-22“基准点”对话框（3）草绘曲线。在工具栏内单击按钮，选择“DTM2”面作为草绘平面，选取“FRONT”面作为参考平面，参考方向为向“顶”，如图4-23所示。单击【草绘】进入草绘环境； 图4-23草绘”对话框（4）在草绘平面内绘制任意尺寸的4个同心圆，并绘制一条过圆心的竖直线，结果如图4-24所示。直线图4-24绘制二维草图注意绘制一条直线，目的是为了在下面的步骤中创建坐标系的方便；（5）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，在主菜单上依次单击 “工具” “关系”，在弹出的“关系”对话框内添加关系式，如图4-25所示；图4-25“关系”对话框（6）选择主菜单中的【编辑】/【再生】选项，再生齿轮基本圆尺寸，最后生成如图4-26所示的标准齿轮基本圆。4-26标准齿轮基本圆4.2.6创建大端齿轮渐开线（1）创建坐标系CS0。在工具栏内单击按钮，系统弹出【坐标系】对话框，在“原始”选项卡里，单击选取“PNT1”点作为参照。在【坐标系】对话框内打开【定向】选项卡，选取图4-26所示的“曲线5”为X轴的负向参照，“曲线2”为Y轴正向参照，如图4-27所示，生成如图4-28所示的坐标系CS0。 如图4-27【坐标系】对话框图4-28创建坐标系CS0（2）创建坐标系CS1。在工具栏内单击按钮，系统弹出“坐标系”对话框，在“原始”选项卡里，单击选取坐标系CS0作为参照，在【偏移类型】选项框中选择【笛卡儿坐标系】，在 【定向】选项卡，进行如图4-29所示的设置，单击【确定】生成如图4-30所示的坐标系CS1。图4-29【坐标系】对话框（3）将如图4-30指示的坐标系CS1与CS0的偏移角度添加到【关系】对话框中，然后输入关系式： “=360*COS(DELTA)/(4*Z)+180*TAN(ALPHA)/PI-ALPHA”，完成后的“关系”对话框如图4-31所示。单击尺寸d46X图4-30添加尺寸关系图4-31“关系”对话框(4)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，如图4-32“曲线选项”菜单管理器 图4-32“曲线选项” 菜单管理器 （5）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，如图4-33所示；图4-33“得到坐标系”菜单管理器（6）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，如图4-34所示；图4-34“设置坐标系类型”菜单管理器 （7）在“设置坐标类型”菜单管理器中单击 “笛卡尔”，系统弹出一个记事本窗口如图4-35所示。如图4-35“设置坐标类型”菜单管理器 （8）在弹出的记事本窗口中添图4-36所示。加渐开线方程式如下所示，完成后依次选取【文件】/【保存】选项保存设置。最后创建如图4-37所示的齿轮渐开线。提示：如果选择其他类型的坐标系生成的渐开线，则此方程不再适用。如图4-36弹出的记事本窗口如图4-37所示的齿轮渐开线 4.2.7创建小端齿轮渐开线（1）创建坐标系CS2。在工具栏内单击按钮，系统弹出【坐标系】对话框，在“原始”选项卡里，单击选取“PNT2”点作为参照。在【坐标系】对话框内打开【定向】选项卡，选取图4-26所示的“曲线6”为X轴的负向参照，“曲线7”为Y轴正向参照，如图4-38所示，生成如图4-39所示的坐标系CS2。 如图4-38【坐标系】对话框图4-39创建坐标系CS2（2）创建坐标系CS3。在工具栏内单击按钮，系统弹出“坐标系”对话框，在“原始”选项卡里，单击选取坐标系CS2作为参照，在【偏移类型】选项框中选择【笛卡儿坐标系】，在 【定向】选项卡，进行如图4-40所示的设置，单击【确定】生成如图4-41所示的坐标系CS3。图4-40【坐标系】对话框（3）将如图4-41指示的坐标系CS2与CS3的偏移角度添加到【关系】对话框中，然后输入关系式： “=360*COS(DELTA)/(4*Z)+180*TAN(ALPHA)/PI-ALPHA”，完成后的“关系”对话框如图4-42所示。单击尺寸d46X图4-41添加尺寸关系图4-42“关系”对话框(4)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，如图4-43“曲线选项”菜单管理器 图4-43“曲线选项” 菜单管理器 （5）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，如图4-44所示；图4-44“得到坐标系”菜单管理器（6）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，如图4-45所示；图4-45“设置坐标系类型”菜单管理器 （7）在“设置坐标类型”菜单管理器中单击 “笛卡尔”，系统弹出一个记事本窗口如图4-46所示。如图4-46“设置坐标类型”菜单管理器 （8）在弹出的记事本窗口中添图4-47所示加渐开线方程式如下所示，完成后依次选取【文件】/【保存】选项保存设置。最后创建如图4-48所示的齿轮渐开线。提示：如果选择其他类型的坐标系生成的渐开线，则此方程不再适用。如图4-47弹出的记事本窗口如图4-48所示的齿轮渐开线4.28镜像渐开线（1）创建过图4-49中曲线8、曲线9交点的基准点PNT3。图4-49“基准点”对话框（2）按照如图4-50所示的参数设置创建基准轴A-2。图4-50“基准点”对话框（3）按照如图4-51所示的参数设置创建基准面DTM4。图4-51“基准点”对话框（4）按照如图4-52所示的参数设置创建基准面DTM5。图4-52“基准点”对话框（5）将基准平面DTM4与DTM5的夹角参数添加到【关系】对话框中，然后输入关系式：“=360*(DELTA)/(4*Z)”。添加新关系后的【关系】对话框如图4-53所示。图4-53“关系”对话框（6）镜像大端渐开线。选择DTM5作为镜像平面镜像齿轮大端渐开线，结果如图4-54所示。如图4-54所示的齿轮渐开线（7）镜像大端渐开线。选择DTM5作为镜像平面镜像齿轮大端渐开线，结果如图4-55所示。图4-55完成后的渐开线4.2.9创建齿根圆特征（1）在工具栏内单击按钮,在面板内单击 “放置” “定义”，弹出“草绘”定义对话框， 按照图4-56所示设置，然后单击【草绘】进入草绘环境。图4-56“草绘”对话框（3）绘制如图4-58所示的二维草图，注意绘制用于旋转的中心线，在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制；中心线图4-58绘制二维草图（4）在“旋转”特征定义操控面板内进行如图4-59的设置，单击按钮按钮，完成齿根圆特征的创建。图4-59“旋转”特征定义面板完成后的齿根圆如图4-60所示；图4-60完成后齿根圆特征（5）将图4-60所示的两个尺寸添加到“关系”对话框，单击 “工具” “关系”，系统弹出“关系”对话框，按照图4-61所示添加关系式。图4-61“关系”对话框4.2.10创建第一个轮齿（1）草绘用于扫描混合的轨迹。在工具栏内单击按钮，系统弹出“草绘”对话框，选取如图4-62所示的草绘平面，单击“草绘”进入草绘环境；图4-62“草绘”对话框（2）绘制如图4-63所示的二维草图，草图实际上是原有曲线的一部分，在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制；草绘的曲线图4-63绘制二维草图（3）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”，系统弹出“扫描混合”特征定义操控面板，如图4-64所示；图4-64“扫描混合”特征定义面板（4）在“扫描混合”特征定义操控面板内单击 “参照”菜单，系统弹出“参照”对话框，如图4-65所示；图4-65“参照”对话框（5）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4-66所示；选取扫引线图4-66选取扫引线（6）在“扫描混合”特征定义操控面板上单击 “剖面”菜单，系统弹出 “剖面”定义对话框，如图4-67所示；图4-67“剖面”定义对话框（7）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4-68所示；单击第一个截面所在点图4-68选取第一个截面点（8）在“剖面”对话框内单击【草绘】，进入草绘环境，绘制二维草图，截面的两个圆角半径相等，如图4-69所示；图4-69绘制第一个截面（9）在如图3-176所示的“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4-70所示；单击第二个截面所在点图4-70选取第二个截面点（10）在“剖面”对话框内单击【草绘】，进入草绘环境，绘制第二个截面，截面的两个圆角同样为等半径的，如图4-71所示；图4-71绘制第二个截面（11）在“扫描混合”特征定义操控面板内单击按钮，完成第一个轮齿的创建，完成后的特征如图4-72所示；图4-72完成后的轮齿特征（12）将截面圆角半径添加到“关系”式对话框。在模型树中右键单击轮齿特征，在弹出的快捷菜单上单击 “编辑”。在主菜单上依次单击 “工具” “关系”， 按照图4-73所示添加关系式。图4-73“关系”对话框4.2.11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）首先单击选取已经创建好的轮齿，然后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”，系统弹出“选择性粘贴”复选框。勾选复选框的前两项，如图4-74所示，单击【确定】，系统弹出“选择性