课程设计-基于ProE的平行轴齿轮传动

基于Pro/E的平行轴齿轮传动指导老师：刘彤学生：秦阳阳目录项目背景

实施过程

项目总结

致谢

4123项目背景

随着市场对钢产品需求量的增大及对产品质量要求的提高，轧机主传动系统的负荷也随之加大，而由此引起的主传动系统事故停产已成为亟待解决的问题。因此，深入开展对轧机主传动系统关键传动部件的强度及承载能力的研究。对于提高轧机生产能力，保证安全生产，降低故障率，提高产品质量都有着十分重要的意义。本文实现了对直齿轮齿廓的参数化精确建模。运用参数化建模技术在三维实体造型软件Pro／E中实现对轧机齿轮分配箱直齿轮齿廓面的精确建模，并实现机构的运动仿真，借助软件的数据交换接口可将模型引入到有限元软件中，以满足齿轮数值模拟前处理阶段需要输入精确实体造型的要求，为齿轮三维有限元计算研究做铺垫。项目背景

Pro/E提供的程序实质上是一个模型建立文件，系统通过该程序记录了模型自始至终的建立步骤及生成文件，包括所有的建立过程、变量设置、尺寸以及关系式等内容，系统允许用户对程序进行编辑。在三维实体的建模过程中，当需要不同参数的齿轮模型时，利用参数化设计通过输入相应的参数改变模型的形状与大小，从而得到一系列结构相同尺寸不同的相似零件，使得零件的设计、修改方便易行，同时利用数学运算方式建立尺寸间的关系，这样不但减少逐次修改尺寸的繁琐，而且可避免不必要的错误，以缩短产品的设计时间、提高设计效率。实体建模装配设计齿轮啮合机构仿真设计实施过程齿轮的参数化设计齿轮参数化再生齿轮参数的设置渐开线齿廓的建立四圆直径的设置与约束基本框架的建立齿廓曲面的创建实施过程齿轮参数的设置

选择标题栏“工具”菜单下的“参数”，分别设定模数m=4、齿数z=32、压力角pa=20、齿宽width=30，并且在数值类型中选择“实数”，设定齿轮的相关参数实施过程基本框架的建立草绘齿轮轮廓，并在“关系”窗口中为其添加尺寸约束实施过程在关系的编辑窗口建立如下的约束条件：sd0=M*Z+2*M

/齿宽

sd3=0.375*WIDTH/0.25倍的齿宽

sd1=WIDTH

/齿顶圆直径的一半

基本框架的建立实施过程四圆直径的设置与约束

在草绘环境中由外到内依次绘制4个同心圆，分别为齿顶圆，分度圆，基圆，齿根圆。打开“关系”窗口，选择特征项，选中刚刚绘制的草绘，将其尺寸标注切换为符号显示形式（sd0，sd1，sd2，sd3）

在标题栏“工具”下的“关系”中输入如下关系式：sd3=M*Z-2.5*M/齿根圆直径sd2=M*Z*cos(PA)/基圆直径sd1=M*Z/分度圆直径sd0=M*(Z+2)/齿顶圆直径db=sd2/db等于基圆直径

完成关系式的输入后，系统自动执行按关系创建新参数。保存关系后，系统将根据添加的关系式，自动计算各圆的直径实施过程渐开线齿廓的建立点击基准曲线按钮，在“曲线选项”中，选择“从方程”，在“菜单管理器”的选项中选择圆心处的PRT_CSYS_DEF作为坐标系，并将坐标系的类型定义为“笛卡尔”，在弹出的记事本内，按如下要求输入相应的数学参数方程式：r=DB/2theta=t*60x=0z=r*sin(theta)-r*cos(theta)*(theta*pi/180)y=r*cos(theta)+r*sin(theta)*(theta*pi/180)输入完成以后，保存并退出记事本，“确定”以后即生成渐开线曲线，即齿轮的齿廓线实施过程渐开线齿廓的建立实施过程齿轮1的模型生成

选择已生成的齿廓曲面特征模型，点击阵列按钮，选择齿轮中心轴A_2作为圆形阵列的中心，输入阵列个数z=32，将旋转的角度定义为360/z，钩号即可生成全部的齿轮模型，然后将草绘曲线隐藏，最后生成的齿轮三维实体模型，如图所示。实施过程齿轮2的参数化再生选取菜单命令[工具]/[程序]打开菜单管理器,选择[编辑设计]选项,在程序编辑中的INPUT和ENDINPUT两个关键词中插入下面内容：INPUT

MNUMBER“输入M的新值”ZNUMBER“输入Z的新值”BNUMBER“输入B的新值”ENDINPUT实施过程

在记事本[文件]菜单中依次选取[保存]和[退出]命令.编辑完成后选取“是”按钮,依次选取菜单命令[输入]/勾选齿数Z和齿宽WIDTH/[完成选取].齿轮2的参数化再生实施过程齿轮2的参数化再生在弹出的对话框中输入新的齿数z=30,齿宽width=25,完成后零件自动更新,结果如图所示.实施过程装配设计轴与键装配成组件1

组件1与齿轮1装配成组件2

装配设计组件1与参数生成的齿轮2装配成组件3组件2与组件3装配成组件4建立齿轮运动副机构仿真进入"应用程序"—"机构"—"定义齿轮副连接"机构仿真添加伺服电动机"分析"—"机构分析",打开分析定义对话框机构仿真运行分析机构仿真点击"运行"即可查看运动效果，捕获并保存动画为ASM0001.mpg文件项目总结

在齿轮参数化设计时,首先设置了齿轮的相关参数,然后在建模的过程中使用了大量的关系式,目的就是达到参数化的效果,这样可以带来更方便的改变,也有利于在今后的工作中使用类似的齿轮.为了避免繁琐的渐开线方程的建立。并且能精确地得到齿轮齿根部分的非渐开线齿廓曲线即齿根过渡曲线而不只是作近似处理，同时能有效地模拟齿轮轮廓的加工过程。使齿轮参数化建模更方便、精度更高，根据范成法加工齿轮原理，通过齿条刀具模拟加工齿轮过程．并对齿条齿轮啮合系统进行参数化定义和设置，结合Pro／E中的运动仿真模块。使其齿条刀具上的各结点在运动仿真中生成运动轨迹，并作轨迹曲线的修改，从而获得精确的齿轮渐开线，进而完成齿轮