CREO20参数化设计齿轮LuPeng.docx

资源描述

CREO20参数化设计齿轮LuPeng.docx

《CREO20参数化设计齿轮LuPeng.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《CREO20参数化设计齿轮LuPeng.docx（214页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

CREO20参数化设计齿轮LuPeng.docx

CREO20参数化设计齿轮LuPeng

传动比稳定、结构紧凑根据齿廓的发生线齿轮又可以分为斜齿轮、圆锥齿轮、

图3-1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

3-1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（ang）,y1=r*sin（ang）

。

（其中r为圆半径，ang为图示角度）

CREO2.0参数化设计齿轮零件

齿轮传动是最重要的机械传动之一。

齿轮零件具有传动效率高、等优点。

因而齿轮零件应用广泛，同时齿轮零件的结构形式也多种多样。

不同，齿轮可以分为渐开线齿轮和圆弧齿轮。

根据齿轮的结构形式的不同，

直齿轮、斜齿轮和锥齿轮等。

本章将详细介绍用Pro/E创建标准直齿轮、圆弧齿轮以及蜗轮蜗杆的设计过程。

3.1直齿轮的创建

3.1.1渐开线的几何分析

对于Pro/E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。

ang=t*90s=（PI*r*t）/2x1=r*cos（ang）y1=r*sin（ang）x=x1+（s*sin（ang））y=y1-（s*cos（ang））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，在此不再重复。

3.1.2直齿轮的建模分析

本小节将介绍参数化创建直齿圆柱齿轮的方法，

参数化创建齿轮的过程相对复杂，其中

要用到许多与齿轮有关的参数以及关系式。

直齿轮的建模分析（如图3-2所示）：

1）创建齿轮的基本圆

这一步用草绘曲线的方法，创建齿轮的基本圆，包括齿顶圆、基圆、分度圆、齿根圆。

并且用事先设置好的参数来控制圆的大小。

2）创建渐开线

用从方程来生成渐开线的方法，创建渐开线，本章的第一小节分析了渐开线方程的相关知识。

3）镜像渐开线

2步创建的渐开线，并且用

这一步是创建齿轮的关

首先创建一个用于镜像的平面，然后通过该平面，镜像第关系式来控制镜像平面的角度。

4）拉伸形成实体

拉伸创建实体，包括齿轮的齿根圆实体和齿轮的一个齿形实体。

键步骤。

5）阵列轮齿

将上一步创建的轮齿进行阵列，完成齿轮的基本外形。

这一步同样需要加入关系式来控制齿轮的生成。

6）创建其它特征

创建齿轮的中间孔、键槽、小孔等特征，并且用参数和关系式来控制相关的尺寸。

⑷

（5）

图3-2齿轮的建模分析

3.1.3直齿轮的建模过程

1.输入基本参数和关系式

（1）单击□，在新建对话框中输入文件名“gear”,然后单击遜豆;

图3-3“参数”对话框

（3）在“参数”对话框内单击B按钮，可以看到“参数”对话框增加了一行，依次

名称

值

说明

名称

值

说明

模数

基圆直径

齿数

齿根圆直径

ALPHA

压力角

分度圆直径

HAX

齿顶咼系数

DD0

凹槽直径

0.25

顶系系数

BB0

凹槽深度

齿轮宽度

DD1

轴孔直径

齿顶高

LL1

键槽高

齿根高

LL2

键槽宽

变位系数

LL3

小孔到原点

齿顶圆直径

DD2

小孔直径

输入新参数的名称、值、和说明等。

需要输入的参数如表

3-1所示;

表3-1创建齿轮参数

用户无需

注意：

表3-1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,指定。

完成后的参数对话框如图3-4所示:

tax

■参数

DECEH...

1耙毛

回

aomii

□

.毘P罡二的

s.Dtnoao

□

心血

Fir

2n.300000

淫=二：

圧

Has

1cacaa

□

[

025MJMJ

□

■■.■ft

ao.Doamo

□

齿砸..

iffloaoa

1SH青

ill

1Rcnm

□

壬零

品

OOJOJMJ

□

备話

SiJQJOOO

□

a世定

齿次西径

□

0班立

忖-mmn

□

•说兀

百叩直a轻

7-lUINllIlII

匚

分序更es

DJD

jTiUJU

□

凹》直a

E30

1.fflfflca

口

IKWFJS

DUI

工皓

LBflmmD

回

魯壬

.丐.i=J.爪

璃itas

IJ]

堆VMlmil

匚

芫€

LLJ

貫K

□

«迫定

羡S

破

123

目扯

LE旳：

r50

口

0遊

小迪总j3

-...,

n475100

□

•删E

寸址旺

*rw

k断]〔£E]I甲帝1

所示;

（4）在主菜单上依次单击“工具”7“关系”

，系统弹出“关系”对话框，如图3-5

图3-4“参数”对话框

（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，系统便会自动生成表3-1所示的未指定参数的值。

输入的关系式如下:

ha=（hax+x）*mhf=（hax+cx-x）*md=m*z

db=d*cos（aIpha）df=d-2*hf

完成后的“关系”对话框如图3-5所示;

Il确定j〔删d

图3-5“关系”对话框

2.创建齿轮基本圆

（1）在工具栏内单击恋按钮，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“左”，如图3-6所示。

单击【草绘】进入草绘环境；

■草绘

草绘平面

平面FaowT：

的g推7:

;Okj

草绘方向

草绘观图方向参照IEIGHT:

町邃框平面y方向左

I草绘H取消］

（3）在绘图区以系统提供的原点为圆心，绘制一个任意大小的圆，并且标注圆的直径

尺寸。

在工具栏内单击

按钮，完成草图的绘制;

（4）

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”；

在主菜单上依次单击“工具”7“关系”，系统弹出关系对话框,

如图3-7所示;

在“关系”对话框中输入尺寸关系如下:

D11=d

其中

D11为圆的直径尺寸代号，注意尺寸代号视具体情况会有所有同。

d为用户自定义

的参数，即为分度圆直径。

通过该关系式创建的圆即为分度圆;

■关系

文件编辑插入参数实用工具显示查找范围

h£=Chax+cK-xHmd=m*i

db=d*cos（alpha）df=d-2*hh

X彳$M?

已鈕户门內©0

卜局部参数

图3-7“关系”对话框

（7）

（9）

继续在工具栏内单击※按钮，系统弹出“草绘”对话框;

在“草绘”对话框内单击I使用先前的J按钮，进入草绘环境;

在绘图区以系统提供的原点为圆心，绘制一个任意大小的圆，并且标注圆的直径

尺寸。

在工具栏内单击V按钮，完成草图的绘制;

（10）

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”；

（11）

在主菜单上依次单击“工具”

“关系”，系统弹出关系对话框;

（12）

在“关系”对话框中输入尺寸关系如下:

其中D12为圆的直径尺寸代号，da为用户自定义的参数，即为齿顶圆直径。

通过该关系式创建的圆即为齿顶圆;

（13）重复7—12步骤，创建另外两个齿轮的基本圆，分别为齿根圆和基圆，基中齿根圆的尺寸关系式为:

D13=df

基圆的尺寸代号为:

D14=db

完成后的基本圆曲线如图3-8所示，完成后的“关系”对话框如图3-9所示。

■关系

文件编辑插入参数实用工具显示

查找范围

割半

□gear

CC為嗡瞻絆=?

已囹户（］^g0

-h£=Chax+cx-x〕*m

Xd=m*l

¥d^=d+2*h4

4db=d*cosCalpLa）

fB12=da\rE13=dfJ\ElJ=db[/

初始

卜局部参数

1确定］I重旨］［取消

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

~按钮，系统弹出“曲线选项”菜单管理器，如图3-10所示;

图3-10“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”7“完成”，弹出“得到坐

标系”菜单管理器，如图3-11所示；

（3）器，如图

图3-11“得到坐标系”菜单管理器

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

3-12所示；

菜单管理器

▼设置坐标类型

笛卡尔圆柱球

图3-12“设置坐标系类型”菜单管理器

在“设置坐标类型”菜单管理器中单击“笛卡尔”，系统弹出一个记事本窗口;

在弹出的记事本窗口中输入曲线的方程，如下：

ang=90*t

r=db/2

s=Pl*r*t/2

xc=r*cos（ang）yc=r*sin（ang）x=xc+s*sin（ang）y=yc-s*cos（ang）

z=0

渐开线的创建是齿轮创建过程中的一个难点，渐开线方程的推导已经在本章第一节中做

了详细的介绍；

，如图3-13

（6）保存数据，退出记事本，单击“曲线：

从方程”对话框中的【确定】所示；

'■曲线：

从方程

元素坐标系坐标来类型方程

信息

已定义

［定义丨

1参蹩1

1信息1

［确創

昨］

图3-13“曲线：

从方程”对话框

（7）完成后的曲线如图3-14所示;

TOP

FRONT

图3-14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”，系统弹出

“基准点”对话框，如图3-15所示;

图3-15“基准点”对话框

3-16所示。

（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

在“基准点”对话框内单击【确定】，完成基准点“PNT0'的创建;

（3）在工具栏内单击卢按钮，或者依次在主菜单上单击

“插入”

“模型基准”

7“轴”，系统弹出“基准轴”对话框，如图3-17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

的创建;

“模型基准”

作为参考，在“基准轴”对话框内单击【确定】，完成轴“A_1”

（5）在工具栏内单击口按钮，或者依次在主菜单上单击

7“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3-17所示;

■基准平面

A_i：

Fe轴）穿过

FKTOFT區惟点）穿过

［确定丨〔取消］

图3-17“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击

“插入”

“模型基

准”7“平面”，系统弹出“基准平面”对话框，如图

3-18所示;

■基准平面

A_i：

Fe（git轴）穿过

區惟偏移

图3-18“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，单击“是”；

（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:

d202=360/（4*z）

在“关系”对话框内单击【确定】完成添加关系式;

（12）在绘图区单击渐开线特征，然后在工具栏内单击』匚按钮，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3-19所示;

蹟像平面I1个平面

图3-19“镜像”特征定义面板

操控面板内单击

（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

N按钮，完成渐开线的镜像。

完成后的曲线如图3-20所示。

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”7“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“左”，如图3-21所示。

单击【草绘】进入草绘环境;

■草绘

草绘平面

平面FaowT：

的題推［使用先前的］

草绘方向

苴绘观图方向

参照I邃准平面）

方向左

图3-21“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3-22所示。

在工

具栏内单击V按钮，完成草图的绘制;

图3-22完成齿根圆曲线

（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入深度值为B,如图3-23所示。

回车后系统提示是否添加特征关系,单击“是”；

ci?

放置选项属性

图3-23“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

3-24所示。

击叼按钮，完成齿根圆的创建，完成后的齿根圆如图

图3-24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”7“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:

D20=b

完成后的“关系”对话框如图3-25所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加

关系式;

卜局部参数

初始

6.创建齿形

i［确定」rT「丨取消I

图3-25“关系”对话框

（1）在工具栏内单击&"*按钮，或者依次在主菜单内单击

“插入”7“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;

■关系

文件编辑插入参数实用工具显示查找范围

［H

▼关索

da=d+2>Khadb=tl*cosCalpLa）df=d-2*hfBll=d

E12=（la

E13=df

E14=db

0/C4*iJ

（2）选择“FRONT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3-26所示。

单击【草绘】进入草绘环境;

屋性

草绘平面

平面FaowT：

珀渥准［便用先前的］

草绘方向

草绘视图方向参照ITDP：

F2侄惟平面）

方向右匕|

［草绘H取消］

图3-26“草绘”对话框

按钮，完成草图的绘制;

（3）绘制如图3-27所示的二维草图，在工具栏内单击

（4）

按钮、“拉伸到指定深度”按钮,

在“拉伸”特征定义操控面板内单击选取“实体”

在拉伸深度文本框内输入深度值为B,如图3-28所示。

回车后系统提示是否添加特征关系,单击“是”;

放置选项層性

inQri

%右匚

3-29所示。

图3-29完成后的轮齿

图3-28“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叼按钮，完成轮齿的创建，完成后的轮齿如图

（6）将关系式添加到“关系”对话框，在模型树中右键单击轮齿特征，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”；

（7）在主菜单上单击“工具”7“关系”，系统弹出“关系”对话框。

此时系统显示

轮齿厚度尺寸代号和齿根圆角尺寸代号。

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:

ifhax>=1

D37=0.38*mendififhax<1

D37=0.46*mendif

D38=b

if”endif为Pro/EngineerWildfire3.0

提供的条件关系式语句，上述关系式的意

义为如果齿顶高系数hax>=1时，D37=0.38*m，如果hax<1时，D37=0.46*m。

完成后的“关系”对话框如图3-30所示，在“关系”对话框内单击【确定】完成添加

关系式;

■关系

文件编辑插入参数实用工具显示查找范围零件

dl23=360/C4*i]

ifhaji>=l

E37=0.33*inendififh4K

E37=0.4e*iiiendif

1）39=1

cc%嗡髦J絆=?

Ma户门迪©0+

[确定」厂養貳J[踮「I

图3-30“关系”对话框

7.阵列轮齿

（1）首先使用阵列命令，阵列先前创建的齿数为

2,添加特征关系到角度要求栏，如

X-【如

A■帯

凱坚1E

DVH

□2hiChiljuH_hOMlW：

TaHJQKT

/7TOP

口FHOhT

>Pf：

T_aY5_DEF

0■ft1

iW-2

為J

Q□n■促诂斷T歹

tfffl

1（V>

S'Sf

（2）编辑上一步创建的齿，打开工具

-参数，修改阵列个数:

关系

文件编辑插入细

查找范圉

零件

▼关系

cc茁％（S

[]

ifHAX<1dll=fl.46*J[endifdll=E

p94=z|

DM=fl.E5*DF

E&0=0.1*E

LL2=DDl.-'2

LLKL2/2

LL3=；DI>0-DDlJ/4-DDl订

DD2=；DIX]-DDl）/5

初始确定

（3）点击确定，然后在工具栏上单击重生按钮

酩，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

3-37所示。

图3-37完成后的轮齿

&创建凹槽特征

，系统弹出“关系”对

（1）首先加入关系式，在主菜单上依次单击“工具”7“关系”

话框，输入关系式如下:

dd0=0.85*dfbbO=O.1*bll2=dd1/2111=112/2ll3=（dd0-dd1）/4+dd1/2

dd2=（dd0-dd1）/5

（2）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;

（3）选择齿轮一端面作为草绘平面，如图3-38所示。

选取“RIGHT'面作为参考平面,

参考方向为向“顶”，如图3-39所示。

单击【草绘】进入草绘环境;

单击选取草

绘平面

丿

具”

下:

图3-38选取草绘平面

■草绘

放置

草绘平面

平面［3E亟aI使用先前的］

草绘方向

苴绘视團方商

蚤购IRIGHT:

町逮惟平面）方向页匚

（草绘H取消1

图3-39“草绘”对话框

（4）绘制如图3-40所示的二维草图，草图为一个直径任意的圆。

在工具栏内单击“工

“关系”，系统弹出“关系”对话框，将圆直径的尺寸代号添加到关系式，关系式如

在“关系”对话框内单击【确定】，完成对圆直径的参数化驱动。

在工具栏内单击

按钮,

完成草图的绘制;

（6）

在“拉伸”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入拉伸深度值为bbO,如图3-41所示。

回车后系统提示是否添加关系式，单击“是”。

单击叼按钮完成凹槽特征的创建;

图3-41“拉伸”定义面板

“插入”

（7）镜像凹槽特征。

在工具栏内单击口按钮，或者依次在主菜上单击

型基准”7“平面”，系统弹出“基准平面”对话框;

（8）在绘图区单击选取“FRONT面作为参考平面，在偏移距离文本框内输入偏距为

b/2,回车后系统提示是否添加关系式，单击

“是”。

单击【确定】，完成基准平面“DTM2

的创建;

■基准平面

啟置［替［属性

参照

FRONT:

F3邃准…，偏移

偏距

平移而F

图3-42“基准平面”对话框

（9）单击选取刚刚创建的凹槽特征，在在工具栏内单击

F匸按钮，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3-43所示;

」〔参照选项属性

漬像平面1个平面

图3-43“镜像”特征定义面板

（10）单击选取齿轮的中间面“DTM2面作为镜像平面,内单击叼按钮，完成镜像特征的创建。

在“镜像”特征定义操控面板

9.创建轴孔特征

（1）在工具栏内单击亍按钮,

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

（2）在“草绘”对话框内单击

“放置”7

使用先前的J按钮，进入草绘环境;

“定义”

，弹出“草绘”定义对话框;

（3）绘制如图3-44所示的二维草图，在主菜单上依次单击统弹出“关系”对话框，输入圆的尺寸代号的关系式：

sd0=dd1

“工具”7“关系”，系

在“关系”对话框内单击【确定】，在工具栏内单击¥按钮，完成草图的绘制;

图3-44绘制二维草图

（4）在“拉伸”定义操控面板内单击选取“实体”按钮、“通孔”按钮以及“去除材料”

按钮，如图3-45所示。

单击叼按钮，完成轴孔的创建；

放置选项属性

图3-45“拉伸”定义面板

“插入”7“拉

（5）创建键槽，继续在工具栏内单击cP按钮，或者依次在主菜单内单击

伸”，弹出“拉伸”定义操控面板，在面板内单击

“放置”7“定义”，弹出“草绘”定义

对话框;

（6）在“草绘”对话框内单击唇先前的〕按钮，进入草绘环境;

（7）绘制如图3-

展开阅读全文