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1、Pro/E中斜齿轮的创建与运动仿真一、斜齿轮的建模分析建模分析（如图1-1所示）：（1）输入参数、关系式，创建齿轮基本圆（2）创建渐开线（3）创建扫引轨迹（4）创建扫描混合截面（5）创建第一个轮齿（6）阵列轮齿图1-1渐开线斜齿圆柱齿轮建模分析二、斜齿轮的建模过程1输入基本参数和关系式（1）单击，选择“零件”，在新建对话框中输入文件名“hecial_gear”,然后单击；（2)在主菜单上单击 “工具” “参数”，系统弹出“参数”对话框，如图2-1所示；图2-1参数”对话框（3）在“参数”对话框内单击按钮，可以看到“参数”对话框增加了一行，依次输入新参数的名称、值、和说明等。需要输入的参数如表3
2、-2所示；名称值说明名称值说明Mn6法面模数HA_齿顶高Z34齿数HF_齿根高ALPHA20压力角X0变位系数BETA16螺旋角D_分度圆直径B50齿轮宽度DB_基圆直径HAX1.0齿顶高系数DA_齿顶圆直径CX0.25顶系系数DF_齿根圆直径表2-1创建齿轮参数注意：表2-1中未填的参数值，表示是由系统通过关系式将自动生成的尺寸，用户无需指定。完成后的参数对话框如图2-2所示：图2-2“参数”对话框（4）在主菜单上依次单击 “工具” “关系”，系统弹出“关系”对话框，如图2-3所示；（5）在“关系”对话框内输入齿轮的分度圆直径关系、基圆直径关系、齿根圆直径关系和齿顶圆直径关系。由这些关系式，
3、系统便会自动生成表3-2所示的未指定参数的值。输入的关系式如下：/*齿轮基本关系式（可不用输入，只做解释用）ha=(hax+x)*mnhf=(hax+cx-x)*mnd=mn*z/cos(beta)da=d+2*hadb=d*cos(alpha)df=d-2*hf完成后的“关系”对话框如图2-3所示；图2-3 “关系”对话框2创建齿轮基本圆（1）在工具栏内单击按钮，系统弹出“草绘”对话框；（2）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”，如图2-4所示。单击【草绘】进入草绘环境；图2-4 “草绘”对话框（3）在绘图区以系统提供的原点为圆心，绘制四个任
4、意大小的圆，并且标注圆的直径尺寸，如图2-5所示。在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制；图2-5绘制二维草图（4）用关系式驱动圆的大小。在模型中右键单击刚刚创建的草图，在弹出的快捷菜单中单击选取“编辑”；（5）在主菜单上依次单击 “工具” “关系”，系统弹出关系对话框，如图2-6所示；（6）在“关系”对话框中输入尺寸关系如下：/*齿轮基本圆关系式sD0=dasD1=dbsD2=dfsD3=d其中D0、D1、D2、D3为圆的直径尺寸代号，注意尺寸代号视具体情况会有所不同。da、db、df、d为用户自定义的参数，即为齿顶圆直径、基圆直径、齿根圆直径、分度圆直径。通过该关系式创建的圆即为分度圆； 图2
5、-6 “关系”对话框3创建渐开线（1）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2-7所示；图2-7“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，如图2-8所示；图2-8“得到坐标系”菜单管理器（3）在绘图区单击选取系统坐标系为曲线的坐标系，弹出“设置坐标类型”菜单管理器，如图2-9所示；图2-9 “设置坐标系类型”菜单管理器（4）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；（5）在弹出的记事本窗口中输入曲线的方程，如下：an
6、g=90*tr=db/2s=pi*r*t/2xc=r*cos(ang)yc=r*sin(ang)x=xc+s*sin(ang)y=yc-s*cos(ang)z=0（6）保存数据，退出记事本，完成后的曲线如图2-10所示；图2-10 完成后的渐开线4镜像渐开线（1）在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单上单击 “插入” “模型基准” “点” “点”，系统弹出“基准点”对话框，如图2-11所示；图2-11“基准点”对话框（2）单击分度圆曲线作为参照，按住Ctrl键，单击渐开线作为参照，如图2-12所示。在“基准点”对话框内单击【确定】，完成基准点“PNT0”的创建；图2-12选取参照曲线（3）在工具
7、栏内单击按钮，或者依次在主菜单上单击 “插入” “模型基准” “轴”，系统弹出“基准轴”对话框，如图2-13所示；（4）在绘图区单击选取“TOP”面作为参考平面，按住Ctrl键，单击选取“RIGHT”面作为参考，在“基准轴”对话框内单击【确定】，完成轴“A_1”的创建；图2-13“基准轴”对话框（5）在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单上单击 “插入” “模型基准” “平面”，系统弹出“基准平面”对话框；（6）在绘图区单击选取“A_1”轴作为参照，按住Ctrl键，继续单击基准点“PNT0”作为参照，如图2-14所示；图2-14“基准平面”对话框（7）继续在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单上单
8、击 “插入” “模型基准” “平面”，系统弹出“基准平面”对话框，如图2-15所示；图2-15“基准平面”对话框（8）在绘图区单击选取刚刚创建的“DTM1”面作为参考平面，按住Ctrl键选取“A-1”轴作为参考。在偏距文本框内输入旋转角度为“360/（4*z）”，系统提示是否要添加特征关系，如图2-16所示，单击【是】；图2-16 添加关系式（9）在“基准平面”对话框内单击【确定】，完成基准平面的创建；（10）将关系式添加到“关系”对话框。在绘图区右键单击刚刚创建的基准平面“DTM2”，在弹出的快捷菜单上单击 “编辑”。（11）在主菜单上单击 “工具” “关系”，系统弹出“关系”对话框。此时系
9、统显示“DTM1”面和“DTM2”面间的夹角尺寸代号。单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：/*镜像平面旋转角度D6=360/(4*z)完成后的“关系”对话框如图2-17所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；图2-17“关系”对话框（12）在绘图区单击渐开线特征，然后在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单上单击 “编辑” “镜像”。系统弹出“镜像”特征定义操控面板，如图2-18所示；图2-18“镜像”特征定义面板（13）在绘图区单击选取刚刚创建的“DTM2”平面作为镜像平面，在“镜像”特征定义操控面板内单击按钮，完成渐开线的镜像。完成后的曲线如图2-
10、19所示。图2-19完成后的镜像渐开线5创建齿根圆（1）在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单内单击 “插入” “拉伸”，弹出“拉伸”定义操控面板，在面板内单击 “放置” “定义”，弹出“草绘”定义对话框；（2）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”，如图2-20所示。单击【草绘】进入草绘环境；图2-20“草绘”对话框（3）在工具栏内单击按钮，在绘图区单击选取齿根圆曲线，如图2-21所示。在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制；图2-21 选取齿根圆曲线（4）在“拉伸”特征定义操控面板内单击选取“实体”按钮、“拉伸到指定深度”按钮，在拉伸深度文本框内输
11、入深度值为B,如图2-22所示。回车后系统提示是否添加特征关系，单击 “是”；图2-22“拉伸”定义面板（5）拉伸深度自动调整到用户设置的参数B的值，在 “拉伸”特征定义操控面板内单击按钮，完成齿根圆的创建，完成后的齿根圆如图2-23所示。图2-23 完成后的齿根圆（6）将关系式添加到“关系”对话框，在模型树中右键单击齿根圆特征，在弹出的快捷菜单中单击 “编辑”；（7）在主菜单上单击 “工具” “关系”，系统弹出“关系”对话框。此时系统显示齿根圆厚度尺寸代号。单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：/*齿根圆宽度关系式D7=b完成后的“关系”对话框如图2-24所示
12、，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；图2-24“关系”对话框6创建分度圆曲面（1）在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单内单击 “插入” “拉伸”，弹出“拉伸”定义操控面板，在面板内单击 “放置” “定义”，弹出“草绘”定义对话框；（2）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”，如图2-25所示。单击【草绘】进入草绘环境；图2-25“草绘”对话框（3）在工具栏内单击按钮，在绘图区单击选取分度圆曲线，如图2-26所示。在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制；图2-26 选取分度圆曲线（4）在“拉伸”特征定义操控面板内单击选取“曲面”按钮、“拉伸
13、到指定深度”按钮，在拉伸深度文本框内输入深度值为B,如图2-27所示。回车后系统提示是否添加特征关系，单击 “是”；图2-27“拉伸”定义面板（5）拉伸深度自动调整到用户设置的参数B的值，在 “拉伸”特征定义操控面板内单击按钮，完成分度圆曲面的创建，完成后的分度圆曲面如图2-29所示。图2-29分度圆拉伸特征（6）将关系式添加到“关系”对话框，在模型树中右键单击分度圆曲面特征，在弹出的快捷菜单中单击 “编辑”；（7）在主菜单上单击 “工具” “关系”，系统弹出“关系”对话框。此时系统显示分度圆厚度尺寸代号。单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：/*分度圆曲面宽度
14、关系式D8=b完成后的“关系”对话框如图2-30所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；图2-30“关系”对话框7创建投影曲线这一步首先在“RIGHT”面创建一个斜直线，然后将这个曲线投影到分度圆曲面上。（1）在工具栏内单击按钮，系统弹出“草绘”对话框；（2）选择“RIGHT”面作为草绘平面，选取“TOP”面作为参考平面，参考方向为向“右”，如图2-31所示。单击【草绘】进入草绘环境；图2-31“草绘”对话框（3）绘制如图2-32所示的二维草图，在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制；图2-32绘制二维草图（4）将关系式添加到“关系”对话框，在模型树中右键单击刚刚的草绘特征，在弹出的快
15、捷菜单中单击 “编辑”；（5）在主菜单上单击 “工具” “关系”，系统弹出“关系”对话框。此时系统显示直线相关的尺寸代号。单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：D11=betaD63=b完成后的“关系”对话框如图2-33所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；图2-33“关系”对话框（6）单击选取刚刚草绘的曲线，在主菜单上依次单击 “编辑” “投影”，系统弹出 “投影”曲线操控面板，如图2-34所示；图2-34“投影曲线”定义面板（7）在绘图区单击选取分度圆的曲面作为投影参照，如图2-35所示。在“投影曲线”定义面板上单击按钮，完成投影曲线的创建。图
16、2-35选取曲面参照8创建扫描混合截面（1）在工具栏内单击按钮，系统弹出“草绘”定义对话框；（2）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”，如图2-36所示。单击【草绘】进入草绘环境；图2-36“草绘”对话框（3）以已经创建的渐开线为基础，在工具栏内单击按钮，系统弹出“类型”单选框，如图2-37所示，单击选取“环”，绘制如图2-38所示的二维草图，在工具栏内单击按钮，完成草图的绘制；图2-37“类型”单选框图2-38绘制二维草图（4）将圆角尺寸添加到“关系”对话框，在模型树中右键单击刚刚草绘的截面，在弹出的快捷菜单中单击 “编辑”；（5）在主菜单上
17、单击 “工具” “关系”，系统弹出“关系”对话框。此时系统显示截面圆角的尺寸代号。单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：/*截面圆角半径关系式if hax=1D14=0.38*mnendifif hax1D14=0.46*mnendif完成后的“关系”对话框如图2-39所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；图2-39“关系”对话框（6）下面在齿根圆的另一个端面上创建相应的截面，然后将截面旋转到相应位置。在主菜单上依次单击 “编辑” “特征操作”，系统弹出“特征”菜单管理器，如图2-40所示；图2-40“特征”菜单管理器（7）在“特征”菜单管理器上依
18、次单击 “复制” “完成”，系统弹出“复制特征”菜单管理器。在“复制特征菜单管理器”上依次单击 “移动” “完成”，系统弹出“选取特征”菜单管理器，如图2-41所示；图2-41“选取特征”菜单管理器（8）在绘图区单击选取上一步创建的截面特征，在“选取特征”菜单管理器上单击 “完成”，系统弹出“移动特征”菜单管理器，如图2-42所示；图2-42移动特征”菜单管理器（9）在“移动特征”菜单管理器上单击 “平移”，系统弹出“选取方向”菜单管理器，如图2-43所示；图2-43“选取方向”菜单管理器（10）在“选取方向”菜单管理器中单击选取 “曲线/边/轴”，然后在绘图区单击选取齿根圆的端面作为参照，如
19、图2-44所示。系统弹出“方向”菜单管理器，单击 “正向”；选取参照平面图2-44选取参照平面（11）系统提示输入偏移距离，输入偏移距离为b,系统提示是否添加关系式，单击 “是”，在“移动特征”菜单管理器中单击 “完成移动”，在“组可变尺寸”菜单管理器中单击 “完成”，在随后弹出的“组元素”对话框中单击【确定】，在“特征”菜单管理器中单击“确定”，完成特征的复制，完成后的截面如图2-45所示；图2-45完成后的截面（12）将关系式添加到“关系”对话框，在模型树中右键单击刚刚的复制特征，在弹出的快捷菜单中单击 “编辑”；（13）在主菜单上单击 “工具” “关系”，系统弹出“关系”对话框。此时系统
20、显示两个截面的尺寸代号。单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：D15=b完成后的“关系”对话框如图2-46所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；图2-46“关系”对话框（14）旋转复制上一步复制的截面，在主菜单上依次单击 “编辑” “特征操作”，系统弹出“特征”菜单管理器，如图2-47所示；图2-47“特征”菜单管理器（15）在“特征”菜单管理器上依次单击 “复制” “完成”，系统弹出“复制特征”菜单管理器。在“复制特征菜单管理器”上依次单击 “移动” “完成”，系统弹出“选取特征”菜单管理器，如图2-48所示；图2-48“选取特征”菜单管理器（1
21、6）在绘图区单击选取上一步创建的复制截面特征，在“选取特征”菜单管理器上单击 “完成”，系统弹出“移动特征”菜单管理器，如图2-49所示；图2-49“移动特征”菜单管理器（17）在“移动特征”菜单管理器上单击 “旋转”，系统弹出“选取方向”菜单管理器，如图2-50所示；图2-50“选取方向”菜单管理器（18）在“选取方向”菜单管理器中单击选取 “曲线/边/轴”，然后在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为参照，如图2-51所示。系统弹出“方向”菜单管理器，单击 “反向” “正向”；选取参照轴 图2-51选取参照轴（19）系统提示输入旋转角度，输入旋转角度为“asin(2*b*tan(beta/d)”
22、,系统提示是否添加关系式，单击 “是”，在“移动特征”菜单管理器中单击 “完成移动”，在“组可变尺寸”菜单管理器中单击 “完成”，在随后弹出的“组元素”对话框中单击【确定】，在“特征”菜单管理器中单击“确定”，完成特征的复制，完成后的截面如图2-52所示；旋转复制的截面图2-52旋转复制截面（20）旋转角度尺寸添加到“关系”对话框，在模型树中右键单击刚刚旋转复制的截面，在弹出的快捷菜单中单击 “编辑”；（21）在主菜单上单击 “工具” “关系”，系统弹出“关系”对话框。此时系统显示旋转角度的尺寸代号。单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：D22=asin(2*b
23、*tan(beta/d)完成后的“关系”对话框如图2-53所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式； 图2-53“关系”对话框9创建第一个轮齿特征（1）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2-54所示；图2-54“扫描混合”特征定义面板（2）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2-55所示；图2-55“参照”对话框（3）在“参照”对话框的“剖面控制”文本框内单击选取“垂直于轨迹”，在“水平/垂直控制”文本框内输入“垂直于曲面”，如图2-55所示；（4）在绘图区单击选取分度圆上的投影曲线作为扫
24、描混合的扫引线，如图2-56所示；选取扫引线图2-56选取扫引线（5）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，在第一项下拉菜单中选取“所选截面”，如图2-57所示；图2-57“剖面”定义对话框（6）在绘图区单击选取如图2-58所示的截面作为第一个扫描混合截面；单击选取第一个截面图2-58选取第一个截面（7）在如图2-57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”。在绘图区单击选取另一个截面，如图2-59所示。单击选取第二个截面图2-59 选取第二个截面注意两个截面上扫描混合起始点的一致性，修改起始点的方法为，在如图2-6
25、0所示的“剖面”对话框内单击 “细节”，系统弹出如图2-61所示的“链”对话框；图2-60“剖面”对话框图2-61 “链”对话框图2-62“选项”选项卡（8）在“选项”选项卡内单击选取“终点”文本框，如图2-62所示，然后在绘图区单击选取起始点；（9）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2-63所示；图2-63完成后的轮齿特征10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
26、击 “编辑” “选择性粘贴”，系统弹出“选择性粘贴”复选框，如图2-64所示；图2-64“选择性粘贴”复选框（2）勾选复选框的前两项，如图2-64所示，单击【确定】，系统弹出“选择性粘贴”定义操控面板；（3）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”，如图2-65所示。系统提示是否添加关系，单击 “是”；图2-65“选择性粘贴”定义面板（4）在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为旋转轴，如图2-66所示。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；选取旋转中心轴图2-66选取旋转中心轴（5）将旋转角度关系式添加到“关系”对话框。在模型树中右键单击第二
27、个轮齿特征，在弹出的快捷菜单中单击 “编辑”；（6）在主菜单上单击 “工具” “关系”，系统弹出“关系”对话框。此时系统显示两个轮齿夹角的尺寸代号。单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：/*第二个轮齿的旋转角度D41=360/z完成后的“关系”对话框如图2-67所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；图2-67“关系”对话框（7）在模型树中单击刚刚创建的第二个轮齿特征，在工具栏内单击按钮，或者依次在主菜单上单击 “编辑” “阵列”，系统弹出“阵列”定义操控面板，如图2-68所示；图2-68“阵列”特征定义面板（8）在“阵列”特征定义面板内单击“轴”阵
28、列，在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为阵列参照，输入阵列个数为“24”，偏移角度为“14.4”度，在“阵列”定义操控面板单击按钮，完成阵列特征的创建；（9）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，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”；（10）在主菜单上单击 “工具” “关系”，系统弹出“关系”对话框。此时系统显示阵列参数尺寸代号。单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中，输入的关系式为：/*阵列关系式D58=360/zP61=z-1完成后的“关系”对话框如图2-69所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式；图2-69“关系”对话框（11）在工具栏上单击重生按
29、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2-70所示。图2-70完成后的齿轮三、斜齿轮的运动仿真1.准备两个齿轮零件齿轮A的参数为：Z1=34M=6齿轮B的参数为：Z2=20M=6注：两个齿轮齿合模数必须相等。中心距计算公式：L=（Z1+Z2）*M /(2cos16)经过计算L=168.532.进行齿轮装配（1）单击，选择“组件”，在新建对话框中输入文件名“hecial_gear”,然后单击；（2）利用“基准轴工具”建立Z轴方向的一根轴线，单击选择A_SIDE:F1，平移169，然后单击，再利用“基准轴工具”，选择刚新建的ADTM1：F6和A_TOP
30、:F2得到一条基准轴（3）单击，选择齿轮A，然后单击，选择“销钉”装配（定位好轴和平面）如图3-1所示图3-1（4）单击，选择齿轮B，然后单击，也是“销钉”装配（定位好轴和平面）如图3-2所示图3-2（5）单击“应用程序”“机构”（6）单击“凸轮从动机构连接定义”，弹出窗口，左键选择齿轮A轮齿的一条边，再单击中键，如图所示3-3，再单击“凸轮2”，选择齿轮B轮齿的一条边，再单击中键，如图所示3-4，然后单击，完成后如图3-5所示；图3-3图3-4图3-5（7）右击图3-6中“Cam Followerl”，选择删除；图3-6（8）单击，选择齿轮A，节圆直径设为“50”，如图3-7所示，再单击“齿轮2”，选择齿轮B，节圆直径设为“50”，如图3-8所示，然后单击；图3-7图3-8（9）单击，选择齿轮A，如图3-9所示，在单击“轮廓”，选择“速度”，“模”输入“10”，如图3-10所示，然后单击；图3-9图3-10（10）单击，“终止时间”设为36，单击“运行”，然后单击（11）单击，选择“冲突检测设置”，选择“全局冲突检测”，然后单击，然后单击，干涉检测完毕后跳出如图3-11窗口，单击，观察有无干涉现象。图3-11（12）完成