基于PROE平台行星齿轮系统组件参数化设计

1、基于PROE平台行星齿轮系统参数化设计及功能仿真摘要：基于PROE装配环境下，利用模型组件参数化技术，通过VC+与PRO/TOOLKIT对PROE进行二次开发实现行星轮的装配体参数化并给出了部分代码。本文对行星齿轮系统的组件参数化为后续的工作奠定了基础并给其他部件的组件参数化提供了参考。0、引言目前，行星轮系由于其具有可以获得较大的传动比、实现大功率的传动等优点，得到了广泛的应用1。但是，由于齿轮的建模较为复杂，而且轮系中的各个传动零件之间的运动关系比较复杂，装配条件严格，对于不同参数的行星减速器运用交互式虚拟装配是非常繁琐的事情2。为了缩短产品的设计周期，提高工作效率，方便的观察行星轮系在运

2、行的过程中是否发生干涉的情况，非常有必要对其进行装配的二次开发。1.PROE及组件参数化技术1.1 PRO/E简介美国PTC公司推出PRO/E软件是一款具有参数化设计特点的具有强大三维实体造型功能的软件。该软件的参数化模块是自带的一个具有二次开发功能的程序设计模块,通过运行程序控制系统参数、特征出现与否以及特征的具体尺寸实现模型的人机交互式参数化设计，方便进行模型的重绘3。1.2 组件参数化组件参数化是指在装配体中输入参数，可以驱动子组件及其元件的技术。组件的参数化设计除了要抽象出相同尺寸外形参数外，还必须考虑元件之间的装配关系4。一般情况下遵循下面的步骤：、建立全局的基准特征、在组件中创建参

3、数，用于定位各个元件及驱动已经参数化的元件。、装配参数化的元件并与组件的参数建立链接。2、渐开线齿轮参数化建模、装配及组件参数化建立参数化的太阳轮、行星轮及内齿轮的参数化模型。太阳轮、行星轮及内齿圈的参数化模型见图1，图2及图3所示。参数的初始值见表1所示。选择工具/程序，在弹出的程序编辑菜单中选择程序编辑，在弹出的对话框中输入各个齿轮的参数及提示 5。新建装配体，选取ASM_RIGHT平面，将其偏移中心距AA的距离，AA的计算公式见公式1。新建平面ATM1，选取ASM_RIGHT与ATM1建立轴线AA_1，将轴线AA_1与ATM1建立组，并进行圆周阵列，阵列的个数是3个，角度为120

4、6;。至此，装配的前期准备完成。将太阳轮以缺省的模式进行装配，将三个行星轮以轴线对齐，平面对齐及角度偏移为装配约束进行装配，角度偏移的参数分别为ANGLE_X1，ANGLE_X2，ANGLE_X3。应用同样的方法装配内齿圈，角度偏移的参数为ANGLE_I。调整偏移角度使参数化的模型不再发生干涉。装配好的模型见图4所示。表1 行星轮系各个参数表格及初始值参数名代号参数值参数名代号参数值模数M3压力角Angle20太阳轮齿数ZS30行星轮齿数ZX15内齿圈齿数ZI齿轮厚度B20太阳轮齿顶高系数HX1太阳轮顶隙系数C0.25行星轮齿顶高系数HX1行星轮顶隙系数C0.25内齿轮齿顶高系数HX1内齿轮顶

5、隙系数C0.25太阳轮变位系数XS0行星轮变位系数XX0内齿圈变位系数XI0行星轮1偏移角度ANGLE_X10行星轮2偏移角度ANGLE_X20行星轮3偏移角度ANGLE_X30内齿轮偏移角度ANGLE_I0中心距AA67.5根据无侧隙的啮合方程有：(1)并令中心距AA参数化表达式：AA=（M×ZS+M×ZX）/2+y （2）为了实现行星轮系输入参数的界面化，在装配体中采用PRO/E的参数化模块中的INPUT和END INPUT之间添加用户自定义的参数，按照下面的格式，输入表1所示的参数，并将中心距进行参数化。INPUT M NUMBERENTER THE GEAR OF

6、MODELZS NUMBERENTER THE SUNGEAR OF TEETH.END INPUT 为了使组件输入的参数可以驱动各个元件，采用EXECUTE及END EXECUTE进行参数的传递。EXECUTE PART BIG_SPUR_GEARM = MANGLE=ANGLEB=BZS=ZSHX=HXC=CXS=XSEND EXECUTE将上段的代码放在ADD与END ADD的代码的前面，这样，装配体从MFC界面中读取参数值，然后驱动元件进行更新。同样的道理，将组件得到的参数分配给行星轮及内齿轮。图1、太阳轮参数化模型 图2 行星轮参数化模型图3、内齿轮参数化模型 图4、装配好的行星轮系

7、模型3、界面的建立及组件参数化的实现3.1 PROE菜单的添加采用ProMenubarMenuAdd使父菜单出现在工具菜单之后。利用ProMenubarmenuPushbuttonAdd增加有动作函数的菜单，利用ProCmdActionAdd产生相应的动作操作。部分代码如下所示：status=ProMenubarMenuAdd("PROGEAR","PROGEAR","Utilities",PRO_B_TRUE,MsgFile);status=ProCmdActionAdd("Enterparameter",(ui

8、CmdCmdActFn)Enterparameter,uiCmdPrioDefault,AccessDefault,PRO_B_TRUE,PRO_B_TRUE,&cmd_id1);status=ProMenubarmenuPushbuttonAdd("PROGEAR","Enterparameter","Enterparameter","Enterparameter",NULL,PRO_B_TRUE,cmd_id1,ProStringToWstring(message_file,"cae.txt&

9、quot;);图5 菜单的建立3.2 参数输入如果各个齿轮可以正确的啮合，需要满足模数与压力角相等，因此，行星轮，太阳轮及内齿轮的模数及压力角是相同的。在MFC中建立如图6所示的对话框。图6、参数输入对话框参数输入菜单所对应的函数是Enterparameter，它调用一个模式的对话框如图6所示。在MFC对话框的控件中建立表示参数设计空间的成员变量，通过修改成员变量的值来修改模型尺寸并让模型按照新尺寸进行再生。文本框的数据成员与表1的参数一一对应。在VC+环境下源代码的任务是建立设计参数和成员变量的关系，下面的部分代码实现了按照文本框中输入参数的数值进行更新模型。void enterpara:O

10、nBnClickedOk()ProMdl p_asm;ProParameter param1;ProParameter param2;ProParameter param3;ProName ParamName1,ParamName2, ParamName3;ProParamvalue value1;ProParamvalue value2;ProParamvalue value3;ProModelitem feature;err=ProMdlRetrieve(L"G:PROE_WORKplanet_gear.asm.3",(ProMdlType)PRO_MDL_PART,&

11、amp;p_asm);ProMdlDisplay(p_asm);ProMdlIdGet(p_asm,&i);ProModelitemInit(p_asm,i,PRO_ASSEMBLY,&feature);ProParameterInit(&feature, L"M", &param1);ProParameterInit(&feature, L"ANGLE", &param2);ProParameterInit(&feature, L"B", &param3);value1

12、.type=PRO_PARAM_ DOUBLE;value1.value.i_val=m_m;value2.type=PRO_PARAM_DOUBLE;value2.value.d_val=m_angle;value3.type=PRO_PARAM_DOUBLE;value3.value.d_val=m_b;ProParameterValueSet(&param1, &value1);ProParameterValueSet(&param2, &value2);ProParameterValueSet(&param3, &value3);ProS

13、olidRegenerate(ProSolid)part, PRO_B_TRUE);UpdateData(false);.当设计参数发生改变是，模型得到了更新，干涉检查并调整后见图7所示。图7 参数修改后的对话框及模型4、结论通过对行星轮系的分析，确定了轮系的参数。利用PROE的组件参数化模块及PROTOOLKIT模块实现了轮系的整体参数化设计，提高了齿轮的绘制及轮系的装配效率，为了轮系的优化设计及后续的分析工作提供了基础，同时给其他的轮系的组件参数化提供了一定的参考。参考文献：1 孙恒,陈作模.机械原理(第五版)M.北京：高等教育出版社,19962 韩翔 基于UG二次开发的2K- H行星齿轮传动虚拟装配机械传动 2006 3