三维建模及运动仿真

三维建模及运动仿真 Pro/Engineer 软件集产品的三维造型设计、加工、分析、仿真及绘图等功能于一体，是一套使用方便、参数化造型精确的软件，其强大的造型功能及仿真分析功能受到众多工程人员的青睐。本节将采用Pro/E 软件，完成少齿数齿轮传动机构中所有零件的参数化建模，并对少齿数齿轮减速器进行虚拟装配，在此基础上，对传动机构进行运动仿真。

3.1 齿轮的参数化建模

3.1.1 零件分析

齿轮建模的操作步骤如下：

(1)添加齿轮设计参数

(2)添加齿轮关系式

(3)创建齿轮的齿廓曲线

(4)创建螺旋线方程

(5)实体生成：

1)创建螺旋线线方程

2)）拉伸

3)）阵列

3.1.2 绘制齿轮

(1)新建文件：

启动PROE Wildfire4.0，单击工具栏新建工具，或单击菜单“文件/新建”。出现如图3.1所示对话框。选择系统默认“零件”，子类型“实体”方式，“名称”栏中输入“canshuhuachilun ”，同时注意关闭“使用缺省模板”。选择公制模板mmns-part-solid ，如图3.2所示，然后单击“确定”。

(2)创建齿轮程序。

选择菜单栏“工具/程序”命令，出现如图3.3所示对话框。单击“编辑设计”，

依次添加齿轮设计参数及初始值，添加完毕单击“确定”。选择工具菜单“工具/程序”命令，出现如图3.4信息窗口，在其中输入程序如下：

Y0=(1/4)*PI*MT+XT*MT*TAN(α

t)

Xc=(HANX+CNX-XN)*MN-ρ

Yc=(1/4)*PI*MT+HANX*MN*TAN(αt)+ρ*COS(αt)

(3)添加齿轮四个圆的关系式。

1)选择“插入/模型基准/

草绘”特征工具，或单击工具栏

草绘命令，出现如图3.5所示对话框。单击“草绘”确认，进入二维草绘模式如图3.6所示。

2)草绘截面。首先选择工具菜单栏“草绘/圆”或单击“草绘器”工具栏上的圆命令，任意草绘4个同心圆，完成单击确认，如图3.7。

3)选择工具菜单“工具/关系”命令，出现如图3.8信息窗口，选择草绘的圆，在“关系”中输入四个圆的关系式如图3.8：

选择

，在弹出对话框选“当前值”，重生成后如图3.9所示。

4)单击

，在的对照下新建笛卡尔坐标系如图3.10，再如图3.11在关系界面下编辑对应关系为，并且选取“再生”。

(4)创建齿轮齿廓过渡曲线特征。

1)单击工具栏的

基准曲线命令，选择新建的坐标系，出现如图所示菜单，如图3.14选择“从方程”建立渐开线，然后单击“确定”图3.15确定。

2)单击“笛卡尔”坐标系，出现如图3.16所示记事本，在记事本点划线下方，输入过渡曲线方程以参数方程形式表示，

t

为pro/e

的默认变量，取值范围0-1，常量PI 为圆周率，渐开线以X-Y 直角坐标系建立，Z 轴取值为0。渐开线方程输入完毕，单击记事本“文件/

保存”。最后单击曲线对话框“确定”按钮，生成

如图

3.17所示过渡曲线。

程序为：

φ=t*xc/r*tan(90-αt)+yc/r

v=φ* 180/ PI

γ=atan((r*φ-yc)/xc)

x=(r-xc-ρ*cos(γ))*cos(v)+(xc*tan(γ)+ρ*sin(γ))*sin(v)-rf*cos(180/zn)

y=(r-xc-ρ*cos(γ))*sin(v)-(xc*tan(γ)+ ρ*sin(γ))*cos(v)

z=0

(5)创建齿轮齿廓渐开线特征。（方法步骤同创建齿轮齿廓过渡曲线特征）φ=t/r*(yc-y0+xc*tan(90-αt)+2*han/sin(2*αt))+1/r*(y0-2*han/sin(2*αt))

v=φ*180/PI