基于Pro_E的圆柱蜗杆参数化设计与实现

1、机械 2011年第02期 总第38卷 计算机应用技术 ·51·基于Pro/E的圆柱蜗杆参数化设计与实现张祖军（西南科技大学 工程技术中心，四川 绵阳 621010）摘要：介绍了在Pro/E环境下实现圆柱蜗杆参数化设计的方法，对设计要点进行了研讨，首先需要创建蜗杆基本参数以及原理关系式，然后利用关系式约束生成的可变截面扫描面得到蜗杆的螺旋基准曲线，最后利用扫描切削特征创建蜗杆造型。通过编程的方法，将参数转化为输入关系，通过输入相关参数，如外径、模数、压力角等已知条件，就能准确快速地生成新的蜗杆实体模型，为其它零件在Pro/E环境下的三维参数化设计提供了有益经验。关键词：Pro

2、/E；圆柱蜗杆；参数化设计中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：10060316 (2011) 02005103Pro/E-based parameterization design of column worm and realizationZHANG Zu-jun（Center of Engineering Technology，Southwest University of Science and Technology，Mianyang 621010，China）Abstract：The method of realizing parameterization design

3、of column worm under the environment in Pro/E was introduced, designing essential was discussed. First the basic parameters and principles of worm relationship was created, than Spiral benchmark curve of worm was obtained by the variable cross-section scanning plane that relationship constraints, fi

4、nally, Worm Modeling was crated by using Scan cutting characteristics. The parameters was inputed into the relationship by the programming method, the new worm entity model was generated accuratly and quikly by importing of Pertinent parameter such as outside diameter, modulus, pressure angle, etc,

5、beneficial experience was provided by three-dimensional design under Pro/E environment.Key words：Pro/E；column worm；parameterization design圆柱蜗杆是应用极广泛的通用机械传动零件，根据参数不同分为多种型号规格。设计人员可使用Pro/E的参数化设计功能，在基 于特征的三维实体造型时，参数化造型特征在保证几何、拓扑关系不变的情况下，以单一全关联的数据库实现蜗杆模型快速生成。收稿日期：20100902作者简介：张祖军（1975），男，四川绵阳人，硕士，讲师，主要研究

6、方向为机械设计与制造、表面工程。·52· 计算机应用技术 机械 2011年第02期 总第38卷1 圆柱蜗杆参数化设计思路利用Pro/E对圆柱蜗杆进行参数化设计，首先需要创建蜗杆基本参数以及原理关系式，然后利用关系式约束生成的可变截面扫描面得到蜗杆的螺旋基准曲线，最后利用扫描切削特征创建蜗杆造型。通过编程的方法，将参数转化为输入关系，设计人员输入外径、模数、压力角、直径系数等参数，Pro/E马上就能生成上述参数的圆柱蜗杆实体模型。d0=2*L /d0为圆柱体长度 d1=DA /d1为圆柱体直径2.3 建立螺旋线（1）使用草绘功能，以之前创建的圆柱体为参照，用“使用边”创建两条

7、基准曲线，如图2所示。2 圆柱蜗杆参数化设计过程2.1 设置基本参数及表达式标准圆柱蜗杆的形状和几何尺寸决定于基本参数，按照参数化建模要求，首先在“工具”“参数”中创建圆柱蜗杆的用户参数，并赋予初始值，如表1所示。表1 圆柱蜗杆基本参数参数符号 DA M ANGLE L Q D DF N参数说明 初始值蜗杆外径 8 蜗杆模数 0.8 压力角 20 蜗杆长度 15 蜗杆直径系数 0 分度圆直径 0 齿根圆直径 0 实数 0图1 建立圆柱体 图2 建立基准曲线 （2）使用“可变剖面扫描”功能创建螺旋扫描曲面，以上步骤创建的基准曲线1、2分别为原点轨迹和轨迹1，创建可变剖面扫描特征的截面草图如图3所

8、示，并添加关系式sd7trajpar*360*N，sd7为图3中所示角度。完成扫描曲面如图4所示。图3 截面草绘 图4 螺旋扫描曲面 （3）选中扫描曲面的边线，使用“编辑”“复制”，“编辑”“粘贴”，在操纵板中选取曲线为“精确”，生成曲线如图5所示。在“工具”“关系”对话框的编辑区中添加表达式如下：Q=DA/M-2 D=Q*MDF=（Q-2.4）*M N=ceil（2*L（PI*M）2.4 创建螺旋切口使用“插入”“扫描”“切口”功能，选取螺旋扫描曲线为轨迹，在草绘中作扫描截面如图6所示，并添加关系式如下：d11=D /d11为分度圆直径 d16=DF /d16为齿根圆直径2.2 建立圆柱体使

9、用“插入”“拉伸”功能创建圆柱体（图1），并在“关系”对话框中创建关系式：d12=PI*M/2 /d12为分度圆上截面尺寸 d14=angle /d14为压力角机械 2011年第02期 总第38卷 计算机应用技术 ·53·完成关系定义后，生成模型如图7所示。DA10，M0.8，L10，ANGLE20。Pro/E生成新的圆柱蜗杆模型，如图8所示。图5 创建螺旋扫描曲线 图6 扫描切口截面图7 圆柱蜗杆实体模型 图8 再生模型2.5 参数化快速设计圆柱蜗杆（1）参数化程序设计使用“工具”“程序”，在程序编辑界面中，INPUT和END INPUT之间加入内容：DA NUMBER&

10、quot;请输入蜗杆的外径尺寸" M NUMBER "请输入蜗杆的模数" L NUMBER "请输入蜗杆的长度" ANGLE NUMBER "请输入蜗杆的压力角"3 结论利用Pro/E为开发工具，在相关参数化模型的基础上，借助参数表和约束关系式，可以快速准确地创建圆柱蜗杆的系列化三维模型；参数化设计零件缩短了系列化产品的设计周期，减少了重复工作，提高了效率，在机械产品设计领域具有较大的应用价值。参考文献：1田绪东. Pro/ENGINEER2.0三维机械设计M. 北京：机械工业出版社，2005.2徐锦康，周国民，刘极峰. 机

11、械设计M. 北京：机械工业出版社，1997.3孙桓，陈作模. 机械原理M. 北京：高等教育出版社，2000.京大学出版社，2003.3缪燕平，何柏林. Pro/TOOLKIT对Pro/E二次开发参数化设计系统研究J. 机械设计与制造，2008，（9）：185-187.完成后将所做修改保存在模型中。 （2）再生模型在“程序”中，按照系统提示输入蜗杆的外径尺寸、模数、长度、压力角，例如：（上接第35页）2 结论采用在VC环境开发Pro/TOOLKIT应用程序，运用MFC的可视化对话框设计技术，设计了更实用于设计人员的人机交互界面，能方便地建立便携式汽车模拟器支架标准件为小型化低价化培训式和常用零件数据库8，驾驶模拟器支架快速研发探索出有效途径。4刘超，陈海峰，范晓斌. 基于Pro /E二次开发的机械零件参数化研究与实践J. 包装工程，2009，（08）：67-69. 5吴卓，丁志磊，赵国霞. 在VC环境下利用Pro/TOOLKIT对Pro/E进行二次开发J. 组合机床与自动加工技术，2006，（6）：41-43.6陈东祥，胡冬梅. 基于Pro/E的自行车参数化快速设计系统J. 现代制造工程，2006，（3）：50-52.参考文献：1李世国. Pro/TOOLKIT程序设计M. 北京：机械工