齿轮的造型设计过程

PROE4.0齿轮3D快速建模探讨

PROE4.0齿轮3D快速建模探讨摘要：以机械设计中常见的齿轮为例，探讨了如何在集cad/cae/cam功能于一体的综合性三维工业设计proe软件中快速进行3d齿轮建模，以简化操作步骤，提高建模效率。

在对现有建模方法分析的基础上，提出了用拉伸等基础特征命令完成3d齿轮建模的思路和方法，以便达到快速建模要求。

关键词：齿轮 3d建模 proe4.0软件proe4.0软件集产品设计、功能仿真、加工制造和数据管理等功能于一体，广泛用于机械、模具、工业设计、汽车、航空航天、电子、家电、玩具等行业，国内越来越多的企业使用proe软件来进行产品设计和加工，深受企业技术人员和在校学生青睐。

但proe4.0 软件功能强大，模块众多，学习起来颇不容易。

如何提高讲课效果，如何以最简洁的语言讲述模型绘制方法，如何以最简化的步骤演示零件造型过程，显得十分必要。

本文以机械设计中常见零件之一齿轮为例进行探讨。

齿轮是机械传动中重要的零件，广泛用于减速器、机床、汽车等产品中。

齿轮的3d建模设计一直是企业技术人员和在校学生不得不面对的一项任务。

但很多专业书籍中介绍齿轮的建模，步骤多且繁琐，有的甚至用曲面特征来做，读者不易掌握。

本文齿轮造型设计教学过程中，直接用曲线和拉伸等基础特征来做，步骤简单，概念清楚，学生很容易掌握。

一、齿轮主要参数及几何尺寸计算以本齿轮为例：渐开线标准直齿圆柱齿轮，模数m=3（毫米），齿数z=20（个），压力角α=20°齿轮几何尺寸：分度圆直径 d = mz = 3*20 = 60（毫米）齿顶圆直径 da = m（z+2）=3*（20+2）= 66（毫米）齿根圆直径 df = m（z-2.5）=3*（20-2.5）= 52.5（毫米）基圆直径 db = mz*cos20 = 3*20*cos20 = 60*cos20 =56.38（毫米）齿轮厚度 b =20（毫米）齿轮孔径 d1=25（毫米）二、渐开线标准直齿圆柱齿轮三维造型设计思路先草绘4条曲线：分度圆线、齿顶圆线、齿根圆线、基圆线；接着绘制一条渐开线曲线，并镜像得到一个齿形轮廓线；再用拉伸命令切出齿槽，然后阵列全部轮齿；最后完成其他特征建立。

使用GearTrax快速进行齿轮设计

使⽤GearTrax快速进⾏齿轮设计
使⽤GearTrax快速进⾏齿轮设计
来源：智诚科技 | 作者：智诚科技 | 返回主页
GearTrax是⼀个可以⽅便地设计实体齿轮的SolidWorks插件，主要⽤于精确齿轮的⾃动设计和齿轮副的设计，通过指定齿轮类型、齿轮的模数和齿数、压⼒⾓以及其它相关参数，GearTrax可以⾃动⽣成具有精确齿形的齿轮。

为⼯程师提供了⼀种简单易⽤的、在SolidWorks内部就可完成的驱动零件实体造型⼯具。

可以设计的齿轮类型包括直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、链轮、渐开线齿形、带齿轮、蜗轮蜗杆、花键、V带轮等。

我们⾸先介绍⼀下直齿轮的设计，下⾯就以下表所给参数来设计这⼀组齿轮
⾸先我们先启动GearTrax，对于GearTrax的启动，我们可以从开始菜单启动，也可以将其作为SolidWorks的⼀个插件载⼊SolidWorks，载⼊⽅法：启动SolidWorks后，选择"打开"，在⽂件类型中选择Add-Ins类型，再选择GearTrax2008.dll即可，如下图所⽰，这样我们就可以在插件栏中找到GearTrax。

启动GearTrax后,界⾯如下图所⽰，
从此界⾯我们可以看出，我们只需将齿轮参数输⼊，GearTrax会⾃动⽣成相应的齿轮。

⾸先我们输⼊⼤齿轮的参数，按照下图所⽰步骤顺序，输⼊各项参数，当参数输⼊或修改时，界⾯下⽅的预览也会发⽣相应的变化。

点击完成后，得到下图所⽰的⼤齿轮
我们再按照下图所⽰步骤顺序，输⼊⼩齿轮的参数,
点击完成后，得到下图所⽰的⼩齿轮
最后我们将⼤⼩齿轮做成装配体，根据传动⽐做出下⾯齿轮啮合动画。

齿轮零件的分类及特点分析

照，然后在“旋转”文本框中输入“ 90/z”，最后单击
按
钮。
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8.2 齿轮零件创建过程
（9）镜像渐开线。在工作区中选择已创建的渐开线齿廓曲线，
然后单击右工具箱中的
按钮，选择DTM2作为镜像平面。单击
按钮后完成另一侧轮廓线的创建。最后的结果如图8.21所示。
6. 创建齿坯实体特征
对话框。选择图8.14中的曲线1、曲线2作为基准点的放置参照（选
择时按住Ctrl键），最后单击
按钮。
（6）创建基准轴A 1。在右工具箱中单击
按钮打开“基
准轴”对话框，选取TOP和RIGHT基准平面作为放置参照（选择时按
住Ctrl键），创建过两平面交线的基准轴A_1，最后单击
按钮。
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（1）在右工具箱中单击
按钮打开设计图标板，在图标板
中单击
按钮，系统自动弹出“草绘”对话框，选择FRONT作
为草绘平面，其他设置接受系统默认参数，最后单击
按钮
进入二维草绘模式。
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8.2 齿轮零件创建过程
（2）在右工具箱中单击
按钮打开“类型”对话框，选择
其中的“环”单选按钮，然后在工作区中选择图8.22所示的曲线1，
（4）在右工具箱中单击按钮
，在拉伸特征工具栏中选择
“双侧拉伸”按钮和“去除材料”按钮
。然后在图标
板中单击
按钮，打开“草绘”对话框，选择基准平面DTM4作
为草绘平面，在草绘平面内绘制图8.42所示的图形，拉伸长度为20，
创建键槽结构。
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8.2 齿轮零件创建过程
（5）在右工具箱中单击

各种齿轮的加工原理

各种齿轮的加工原理一个齿轮的加工过程是由若干工序组成的。

为了获得符合精度要求的齿轮，整个加工过程都是围绕着齿形加工工序服务的。

齿形加工方法很多，按加工中有无切削，可分为无切削加工和有切削加工两大类。

无切削加工包括热轧齿轮、冷轧齿轮、精锻、粉末冶金等新工艺。

无切削加工具有生产率高，材料消耗少、成本低等一系列的优点，目前已推广使用。

但因其加工精度较低，工艺不够稳定，特别是生产批量小时难以采用，这些缺点限制了它的使用。

齿形的有切削加工，具有良好的加工精度，目前仍是齿形的主要加工方法。

按其加工原理可分为成形法和展成法两种。

成形法的特点是所用刀具的切削刃形状与被切齿轮轮槽的形状相同，用成形原理加工齿形的方法有：用齿轮铣刀在铣床上铣齿、用成形砂轮磨齿、用齿轮拉刀拉齿等方法。

这些方法由于存在分度误差及刀具的安装误差，所以加工精度较低，一般只能加工出9~10 级精度的齿轮。

此外，加工过程中需作多次不连续分齿，生产率也很低。

因此，主要用于单件小批量生产和修配工作中加工精度不高的齿轮。

展成法是应用齿轮啮合的原理来进行加工的，用这种方法加工出来的齿形轮廓是刀具切削刃运动轨迹的包络线。

齿数不同的齿轮，只要模数和齿形角相同，都可以用同一把刀具来加工。

用展成原理加工齿形的方法有：滚齿、插齿、剃齿、珩齿和磨齿等方法。

其中剃齿、珩齿和磨齿属于齿形的精加工方法。

展成法的加工精度和生产率都较高，刀具通用性好，所以在生产中应用十分广泛。

一、滚齿（一）滚齿的原理及工艺特点滚齿是齿形加工方法中生产率较高、应用最广的一种加工方法。

在滚齿机上用齿轮滚刀加工齿轮的原理，相当于一对螺旋齿轮作无侧隙强制性的啮合，见图9-24 所示。

滚齿加工的通用性较好, 既可加工圆柱齿轮，又能加工蜗轮；既可加工渐开线齿形，又可加工圆弧、摆线等齿形；既可加工大模数齿轮，大直径齿轮。

滚齿可直接加工8~9 级精度齿轮，也可用作7 级以上齿轮的粗加工及半精加工。

滚齿可以获得较高的运动精度，但因滚齿时齿面是由滚刀的刀齿包络而成，参加切削的刀齿数有限，因而齿面的表面粗糙度较粗。

齿轮工艺流程

齿轮工艺流程
齿轮是机械传动中常见的零部件，其工艺流程对于齿轮的质量和性能起着至关
重要的作用。

下面将介绍齿轮的工艺流程，包括材料选择、加工工艺、热处理和精加工等内容。

首先，齿轮的材料选择至关重要。

常见的齿轮材料包括碳素钢、合金钢和不锈
钢等。

在选择材料时，需要考虑到齿轮的使用环境、传动功率和工作温度等因素，以确保齿轮具有足够的强度和耐磨性。

接下来是齿轮的加工工艺。

齿轮的加工工艺通常包括车削、铣削、磨削和齿轮
切削等工艺。

在进行加工时，需要根据齿轮的尺寸、精度要求和齿轮的类型选择合适的加工工艺，以确保齿轮的加工质量。

然后是齿轮的热处理工艺。

热处理是提高齿轮硬度和耐磨性的重要工艺环节。

常见的热处理工艺包括淬火、渗碳和表面强化等。

在进行热处理时，需要控制好加热温度、保温时间和冷却速度，以确保齿轮具有良好的组织结构和性能。

最后是齿轮的精加工工艺。

精加工是保证齿轮精度和表面质量的关键环节。

常
见的精加工工艺包括滚齿、磨齿和齿面修形等。

在进行精加工时，需要控制好加工参数，确保齿轮的精度和表面质量达到要求。

总的来说，齿轮的工艺流程包括材料选择、加工工艺、热处理和精加工等环节，每个环节都对齿轮的质量和性能起着至关重要的作用。

只有严格控制每个环节，才能保证齿轮具有良好的工艺性能，满足不同工况下的使用要求。

正交变传动比面齿轮的设计及三维造型_林超

第４１卷第３期２０１４年３月
湖南大学学报（自然科学版）（）ｏｕｒｎａｌｏｆＨｕｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓＪｙ
Ｖｏｌ．４１，Ｎｏ．３Ｍａｒ．２０１４
ｅｓｉｎａｎｄ３ＤＭｏｄｅｌｉｎｏｆＯｒｔｈｏｏｎａｌＶａｒｉａｂｌｅＤｇｇｇＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＲａｔｉｏＦａｃｅＧｅａｒ
，，ＬＬｓＩＮＣｈａｏＩＳｈａｈａＧＯＮＧＨａｉ－
轮节曲线所在圆柱齿轮的半径， θ θ １，２分别为非圆齿轮、正交变传动比面齿轮转角．
而非圆锥齿轮副的设计与加工相当困难，正交变传动比面齿轮副是在深入研究非圆锥齿轮副的基础上设计的，由一个非圆柱齿轮和特殊非圆锥齿轮（变传动比面齿轮）组成．与非圆锥齿轮副相比，正交变传动比面齿轮副的最大特点是设计与加工更简单，可以利用现有的机床和刀具对其进行加工，易实现批量生产．正交变传动比面齿轮在纺织机械、农用机械、工程机械、汽车等场合有着广阔的应用前景，所以对正交变传动比面齿轮的研究有很重要的理论意义和工程应用价值
５０
自然科学版）湖南大学学报（
０１４年２
面齿轮传动是一种圆锥齿轮与圆柱齿轮相互啮１］，圆锥齿轮（合的齿轮传动［面齿轮）采用直齿渐开线齿轮刀具经范成加工而成．常见的面齿轮按传动位置关系可分为正交、非正交、偏置正交和偏置非正

变位齿轮的精确参数化造型设计

β（ｐ）＝ｍ＊（３．１４１５９２６／２＋２＊ｘ＊Ｔａｎ（２０＊０．０１７４５３２９２））／ｒ－
２＊（Ｔａｎ（ α（ｐ））－ α（ｐ）－Ｔａｎ（２０＊０．０１７４５３２９２）＋２０＊
０．０１７４５３２９２）
ｕ（ｐ）＝ｄｂ＊Ｓｉｎ（ β（ｐ）／２）＊０．５／（Ｃｏｓ（ α（ｐ））＊１０００）
（ｎ））／１０００－（（ａ－ Δ）／Ｓｉｎ（ θ（ｎ））＋ ρ）＊Ｓｉｎ（ θ（ｎ）－ φ（ｎ））／１０００Ｎｅｘｔｎ／／循环语句求过渡曲线上各点坐标，本文取６点Ｒ０＝Ｓｑｒ（ｘ（０）＊ｘ（０）＊１００００００＋ｙ（０）＊ｙ（０）＊１００００００）／／计算
分析等具有重要意义，ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ环境下用样条曲线拟
合齿廓曲线，依靠足够的点数达到精确轮廓。
１变位齿轮过渡曲线方程建立
齿廓两侧曲线由渐开线和过渡曲线组成，齿根过渡
曲线由刀具的圆角部分切出。不同的刀具加工齿轮及加
"
ｂ
工方法，得到种类不同的过渡曲线；同一
!Ｋ２
（６）
ｖＫ＝ｒＫｃｏｓ
!Ｋ２
利用式（２）先求出齿顶圆压力角 "ａ、渐开线与过渡曲线交点处压力角 "ｆ，然后将（ "ａ－ "ｆ）分成ｐ等分，再利用式（５）、（６）计算出 !Ｋ、ｕＫ、ｖＫ。３基于ＳｏｌｉｄＷｏｌｉｄＷｏｒｋｓ应用接口技术对
过渡曲线与渐开线交点处半径

圆柱齿轮减速器的三维造型设计

品的规格；而本文采用３Ｄ参数化设计软件ＰｏＥ进行一ｒｆ了减速器的实体设计，创建了逼真的模型，完成了ＣＤＣＥＣＡ／Ａ／ＡＭ中的设计阶段，为后续的两个阶段（产
品分析和产品制造）打下了基础。
３－ＤｏｄｌｏｒｓｏｄｅｓｎｏＥ．Ｗｅｍａｅｔｅｖｒｕｓｅｂｙｏｅｕｅ，ａｎｓｅｈｅ３－Ｄｏｅｆｔｅｗｈｏｅｒｄｅ．ｍｅｆｐａｔｆｒｕｃｒｕｉｇＰｒ／ｅｄｈｉｔａａｓｍｌｆｒｄｃｒｎｄｆｉｈｄｔｌｉｍｄｌｏｈｌｅｕｃｒＴｈｓｉｈａｉｏｆＣｏｉｓｔｅｓｓｍｐｕｅｉｅｎｉｅｒｎｎｔｒａｄｄｅｇｎｅｉｇａｄＣｏｍｐｅｉｅｎｕａｔｒｎｕｔｒａｄｄｍａｆｃｕｉｇ．Ｋｅｒｓｅｕｅ；ｓｌｄｍｏｅｎｙｗｏｄ：ｒｄｃｒｏｉｄｆｇ；ｖｒｕｓｅｂｙｉｉｔａａｓｍｌｌ
Ｖｏ１，．．Ｎｏ４２４Ｊｕｙ．０１ｌ，２１
圆柱齿轮减速器的三维造型设计
韩燕，王宏莲
（．州市花都区理工职业技术学校，广东广州５００；２广州市轻工高级技工学校，广东广州５０２）１广１８０．１２０
ＨＡＮｎ．ＷＡＮＧｎ－ＬｉｎＹｏＨｏｇａ

使用GearTrax快速进行齿轮设计

使用GearTrax快速进行齿轮设计
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GearTrax是一个可以方便地设计实体齿轮的SolidWorks插件，主要用于精确齿轮的自动设计和齿轮副的设计，通过指定齿轮类型、齿轮的模数和齿数、压力角以及其它相关参数，GearTrax可以自动生成具有精确齿形的齿轮。

为工程师提供了一种简单易用的、在SolidWorks内部就可完成的驱动零件实体造型工具。

可以设计的齿轮类型包括直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、链轮、渐开线齿形、带齿轮、蜗轮蜗杆、花键、V带轮等。

我们首先介绍一下直齿轮的设计，下面就以下表所给参数来设计这一组齿轮
首先我们先启动GearTrax，对于GearTrax的启动，我们可以从开始菜单启动，也可以将其作为SolidWorks的一个插件载入SolidWorks，载入方法：启动SolidWorks后，选择"打开"，在文件类型中选择Add-Ins类型，再选择GearTrax2008.dll即可，如下图所示，这样我们就可以在插件栏中找到GearTrax。

启动GearTrax后,界面如下图所示，
从此界面我们可以看出，我们只需将齿轮参数输入，GearTrax会自动生成相应的齿轮。

首先我们输入大齿轮的参数，按照下图所示步骤顺序，输入各项参数，当参数输入或修改时，界面下方的预览也会发生相应的变化。

点击完成后，得到下图所示的大齿轮
我们再按照下图所示步骤顺序，输入小齿轮的参数,
点击完成后，得到下图所示的小齿轮
最后我们将大小齿轮做成装配体，根据传动比做出下面齿轮啮合动画。

Solid works环境下的齿轮精确三维造型设计

０引言
渐开线齿轮传动是各种机械设备中广泛使用的一种传动形式，此齿轮的设计是机械设计中的一项重因
用命令，没有根据参数方程绘制曲线的能力，此给也因齿轮的三维造型造成了一定的困难。本文使用Ｖｉｕｌｓａ
ＰｒｃｓＤｏｅｉｇｏｓｇｆＧｅｒＵｎｅｈｖｒｎｅｔｏｏｉｒｓｅｉｅ３ＭｄｌｆＤｅｉｎｏａｄｒｔｅＥｎｉｏｍｎｆＳｌｗｏｋｎｄ
ＨＵＣｈｉｂｉ — ｎｇ，ＬＩＺｈｎｅ
Ｔｅｐｏｉｆｔｅｇａｏｔｎｓｒｌｉｎｈｐｗｉｕｅｆｍａｕａｔｒｉｕｓｄｐｒｃｌｌ，ｑａｉｎｈｒｆｅｏｅｒｔｏｈａｄｉｅｔｓｉｔｃｒｒｏｎｆｃｕｅｉｄｃｓｅａｔｕａｙｅｕｔｓｌｈｔａｏｈｓｓｉｒｏ
Ｃ＋＋编制程序，算出齿廓曲线上的一系列点坐标，计存
入文本文件，后让Ｓｌｏｋ然ｏｉｗｒｓ使用此文件，制样条ｄ绘
要工作。目前有限元法的使用越来越广泛，对齿轮但
进行有限元分析时，轮的三维实体造型是一个难点，齿
（州理工大学机电工程学院，兰州７０５）兰３００
摘要：细介绍了在Ｓｌｏｋ详ｏｉｗｒｓ中实现圆柱齿轮精确三维造型的方法和技巧。重点讨论了齿廓曲线的计ｄ算方法及其与齿轮加工刀具的关系，别讨论了齿廓曲线渐开线部分和齿根过渡曲线部分的曲线方程，分并编制出了齿廓曲线的计算程序。最后在Ｓｌｏｋｏｉｗｒｓ中绘制出了直齿圆柱齿轮的精确三维模型。ｄ关键词：轮；精确模型；齿根；渐开线；Ｓｌｏｋ齿ｏｉｗｒｓｄ中图分类号：Ｐ９．９：Ｈ１２ｇａｉｅ．ｔｌｓ，ａｐｅｉｅｍｏｅｉｇｏｙｉｄｒｇａｒｓｎｅｎｅｏｏｋ．ｅｉｇｖｎＡｔｒｃｄｌｆｃｌｅｅｉｐｅｅｔｄｕｄｒＳＭｗｒｓｒｓａｓｎｎｒｓＫｅｒｓｅ；ｒｃｅｍｏｅｎ；ｅｏｔｏｔｉｖｌｔ；ｏｉｒｓｙｗｏｄ：ｇａｐｅｉｄｌｇｇａｔｏｈｒｏ；ｎｏｕｅｓｌｗｏｋｒｓｉｒｄ

proe齿轮参数化设计

基于Pro /E的齿轮参数化设计摘要摘要Pro /E乃是当今世界上比较流行的三维模型设计软件，使用软件中的渐开线方程启动生成渐开线。

Pro /E有更好的图形界面，和设计环境更加生动，快速的渲染功能，反映了更大的灵活性。

而且可以利用计算机预先举行动态剖析及装配干预检查工作，从而最大幅度地提升工作效率。

本设计即利用该软件进行齿轮的参数化设计。

关键词：Pro /E；齿轮；参数化设计目录摘要 (Ⅰ)1绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2国内外研究现状与趋势 (1)2.PRO/E软件简介 (2)3.渐开线直齿轮的参数化造型 (2)3.1参数化技术 (2)3.2参数化模型 (2)4渐开线齿轮数学模型 (3)4.1齿轮的参数赋值 (3)4.2渐开线成型原理 (3)5P r o/E齿轮的参数化设计 (4)结论 (20)参考文献 (20)1.绪论1.1研究背景20 世纪80年代以来，以计算机辅助设计技巧为代表的新技术席卷全世界，该技术不仅促进了计算机本身性能的提高和推陈出新，而且深刻影响到全部的工业技术领域。

CAD技术经历了曲面造型，实体建模技术和参数化技术的跨越式发展，给工业技术领域带来极大的进步与发展。

渐开线齿轮作为各类机械传动配置中的紧要装配，具有传动比大、效率高、寿命长等优点，普遍应用于机器、船舶、航空、电力范畴。

随着三维CAD 软件纷繁涌现，一般机器零件的三维计划对平凡工程师来讲不再是艰苦的事情。

但对于渐开线齿形而言，由于确定其准确的模型非常困难，在传统圆柱齿轮设计中,对于齿轮的强度校核过程和设计过程主要是通过人工设计完成,计算繁琐,容易出现设计误差和错误,设计周期长且难以实现优化设计，进而粗糙的模型会影响到下面的齿轮加工操作。

对这个问题的解决过程中出现了CAD参数化设计的概念，。

参数化设计的出现大大提高了模型的生成和修改的速度，在产品的系列设计、相似设计及专用CAD 系统开发反面都具有较大的应用价值。

UG中的齿轮画法

表达式Name Formula Value 说明a 20 20 压力角d =m*z 0da =m*(z+2) 0db =d*cos(a) 0dc =m*(z-2.5) 0m 12 12 模数s =90*t 0t 0 0xt =(db/2)*cos(s)+(db/2)*rad(s)*sin(s) 0yt =(db/2)*sin(s)-(db/2)*rad(s)*cos(s) 0z 21 21 齿数zt 0 01.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.19.一、渐开线直齿轮创建首先通过已知条件确定齿轮的z，m，a，b的大小，例如有一齿轮的基本参数为：齿数z=22，模数m=2.5，压力角alpha=20°，齿宽b=36。

UG环境下齿轮的参数化三维建模1、UG环境下渐开线直齿圆柱齿轮的三维造型原理表1 行星轮参数列表在UG环境下的齿轮建模方法有很多种，这里根据齿轮的有关参数生成齿轮的毛胚和齿槽轮廓，再将齿槽轮廓自由拉生成三维实体相当于生成了一把加工齿轮的刀具，再用齿坯减去该实体从而生成齿形。

UG环境下渐开线斜齿轮建模的具体步骤如下：(1) 根据齿轮参数和渐开线方程构造齿轮的端面渐开线齿槽轮廓。

(2) 按照齿顶圆直径和齿轮厚度建立齿坯实体。

(3) 将端面齿廓轴向拉伸出齿槽实体，即相当于生成了一把加工齿轮的刀具。

(4) 使用布尔差操作从齿坯实体中切去齿槽，即可得到该渐开线直齿轮的齿槽轮廓。

(5) 将生成的齿轮实体以齿坯轴线为中心按齿数进行圆周阵列，即得到该渐开线直齿轮的三维模型。

2、渐开线直齿圆柱齿轮轮齿三维成型方法渐开线直齿轮轮齿成型的基本的思路是：(1)构造端面渐开线曲线，并通过镜像等操作构造端面齿槽轮廓； (2)使用UG[拉伸]命令并运用布尔差操作得到齿轮实体。

3、端面渐开线的绘制根据渐开线的形成原理可知渐开线的极坐标方程为：⎪⎪⎪⎩⎪⎪⎪⎨⎧-===kkk k kinv αααθαtan cos r r b k（3-1）式中：k α——渐开线上任一点K 压力角； inv k α——以k α为自变量的渐开线函数；k r ——渐开线上任一点的向径，mmb r ——基圆半径，mmk θ——展角或极角，rad 。

基于范成法的斜齿轮三维造型参数化设计

齿廓就是斜齿轮端面齿廓的投影。设想建模从法面的
角度出发，仿齿轮切削加工过程，模对直径等于齿顶圆
直径，高度为齿轮宽度的齿轮毛胚进行切齿槽，这符合
齿轮特征。利用ＡｔＬＳｕＩＰ提供的参数功能，合工程ｏ结
设计，定斜齿轮的主要参数，斜齿轮的法向模数、确如齿数、旋角（值为左旋，值为右旋）法向压力螺负正、
角、齿轮宽度、面齿顶高系数、顶隙系数等分别设法齿置为可以改变的参数，过公式计算分度圆、顶圆、通齿齿根圆等一系列尺寸Ｊ端面模数ｍ＝ｍ／ｏ卢，端：ｃｓ
面压力角＝ｒｔ（ｇＬｃｓ）分度圆直径ｄ＝ｍａｃｇｔｏ／ｏ；
输入对话框，现参数化的操作界面。用ｒｗ使各实ｏＤＬ对象依顺序水平列于画面中，ｂｘｄｃｌＣ用ｏｅ—ｏｍｎ来ｕ设置两组框行即齿轮参数及尺寸参数，以此使对话框
界面简洁明了，图２所示。如
危险性。
参考文献：
［］成大先．１机械设计手册［．Ｍ］北京：化学工业出版社，Ｏ２２Ｏ．
［］张红军．２电液比例技术在Ｄ９０Ｆ０Ｄ型架桥机上的应用［］工程机械，０，１）Ｊ．２８（１。０
［］许益民．３电液比例控制系统分析与设计［，Ｍ］北京：械机

塑料齿轮设计

但是，许多时候需要近似地作出圆柱齿轮的轮齿，以便在演示机构动作时、或者其它示意条件下使用。

下面讨论的“圆柱齿轮设计模板”，就是基于这样的需求和Inventor 目前的能力。

参见076-齿圈.IPT这个圆柱直齿轮设计建模的模版。

1. 齿廓的近似画法参见图01，这是一般推荐的齿廓近似画法。

其中：Df：分度圆Dj：基圆，按20°压力角，0.94DfDg：齿根圆Dd：齿顶圆Az：半齿角度圆弧齿轮设计说明1. 圆弧齿轮传动类型：1) 圆弧圆柱齿轮分单圆弧齿轮和双圆弧齿轮。

2) 单圆弧齿轮的接触线强度比同等条件下渐开线齿轮高，但弯曲强度比渐开线低。

3) 圆弧齿轮主要采用软齿面或中硬齿面，采用硬齿面时一般用矮形齿。

2. 圆弧齿轮传动设计步骤：1) 简化设计：根据齿轮传动的传动功率、输入转速、传动比等条件，确定中心距、模数等主要参数。

如果中心距、模数已知，可跳过这一步。

2) 几何设计计算：设计和计算齿轮的基本参数，并进行几何尺寸计算。

3) 强度校核：在基本参数确定后，进行精确的齿面接触强度和齿根弯曲强度校核。

4) 如果校核不满足强度要求，可以返回2)，修改参数，重新计算。

3. 圆弧齿轮传动的特点：1) 圆弧齿轮传动试点啮合这些参数都可以借助齿轮参数计算式，根据模数、齿数参数得到。

ProE内齿轮三维参数化造型设计

学士学位毕业论文Pro/e内齿轮三维参数化造型设计学生姓名：指导教师：所在学院：学号：专业：中国·大庆2009年 6 月摘要以Pro/E Wildfire2.0为开发平台,以直齿圆柱内齿轮为研究对象,利用关系式约束的空间曲线,以拉伸、镜像及阵列等方法创建直齿圆柱内齿轮实体。

并以Pro/program模块为开发工具,进行圆柱内齿轮三维参数化程序设计,用户可根据人机交互界面的提示,输入相关参数,即可自动生成圆柱齿轮的三维实体,从而缩短产品开发周期,提高设计效率。

在设计的过程中举例介绍了在开发一种新型钻杆动力钳过程中利Pro/E 的三维参数化造型功能进行内齿套的参数化设计过程。

采用这种方法可以通过改变齿轮的驱动参数直接得到不同型号零件,简化了设计过程,节约了时间。

关键词：Pro/E；内齿轮参数化设计；Pro/programAbstractTaking Pro/E Wildfire2.0 as a development environment, taking spur internal gear as research object, the author made use of stretch and mirror method, the entity of gear is attained. Then taking Pro/program as development tool, the 3D-solid parameterized design for the spur in-ternal gear is attained. Inputting some basic parameters of the gear, the strict 3D-solid of the spur gear is automatically generated. So it can shorten the period of development and improve the efficiency.So ,for example,Based on the software Pro/E,a process of parametric design of the internal gear used in drill pipe tone is introduced. By this method, different types of the parts can be gained by inputting different power pa-rameters easily. It has simplified the design procedure and save the timeKey words：Pro/E；internal gear；parametric design；Pro/ program目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论 (1)1.1 PRO/E参数化造型设计的意义 (1)1.2 PRO/E 软件的介绍 (1)1.2.1参数化设计和特征功能 (2)1.3 PRO/E 的二次开发 (2)1.3.1自动特征建模实例 (4)1.3.2 PRO/E与MFC的接口开发 (4)1.3.3 关于PRO/E二次开发小结 (4)1.4 PRO/E软件研究动态 (5)2 内齿轮的设计方法 (7)2.1内齿轮设计的分析 (7)2.2．基于Pro/Program二次开发齿轮参数化设计的步骤 (7)2.2.1 齿轮齿槽形状的精确确定 (7)2.3 设计举例 (8)2.4现代工程设计理论方法 (9)3、参数化实际的研究动态 (10)3.1参数化设计方法 (10)3.2国内外发展趋势 (10)3.3参数化设计意义 (10)3.4参数化设计的方法和实现原理 (11)3.5参数化模型的建立 (13)3.5.1程序参数化 (13)3.5.2交互参数化法 (14)3.5.3构造过程法 (14)3.5.4离线参数化方法 (14)3.5.5图形的局部参数化 (15)3.5.6工程图样的参数化 (15)4、设计步骤 (16)4.1研究思路 (16)4.2渐开线的设计要点 (16)4.3设计内容 (16)4.3.1 参数分析及设置 (16)4.3.2 零件模型的建立 (17)4.3.3 建立参数间关系 (17)4.3.5 结语 (23)4.4 传统设计的缺陷 (24)4.4.1.不能支持设计过程的完整阶段 (24)4.4.2.不符合工程设计人员的习惯 (24)4.4.3.无法支持并行设计过程 (25)结论 (26)参考文献 (27)致谢 (29)1绪论1.1 PRO/E参数化造型设计的意义当今的工业领域，越来越多地把产品的设计、分析、制造、数据管理与信息技术融为一体，以此提高工业生产的自动化水平。

正交变传动比面齿轮的设计及三维造型

ｔｈｅｆａｃｅｇｅａｒｗａｓｏｂｔａｉｎｅｄｂｙｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅｐａｒａｍｅｔｒｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｃｕｔｔｅｒＳｔｏｏｔｈｓｕｒｆａｃｅａｎｄｃｏｎｊｕｇａｔｅ
摘要：正交变传动比面齿轮传动是一种新型的齿轮传动形式．根据空间坐标变换关系
及齿轮啮合原理，推导正交变传动比面齿轮副的节曲线、齿项曲线、齿根曲线方程；结合加工
刀具齿面方程与齿轮共轭基本原理，得到正交变传动比面齿轮的齿面参数方程；根据根切和
ＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎＲａｔｉｏＦａｃｅＧｅａｒ
ＬＩＮＣｈａｏ，ＬＩＳｈａ — ｓｈａ，ＧＯＮＧＨａｌ
（ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００４４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌｖａｒｉａｂｌｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｒａｔｉｏｆａｃｅｇｅａｒｄｒｉｖｅｉｓａｎｅｗｋｉｎｄｏｆｇｅａｒｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ．Ｔｈｅｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｉｔｃｈｃｕｒｖｅ，ａｄｄｅｎｄｕｍｃｕｒｖｅａｎｄｄｅｄｅｎｄｕｍｅｕｒｖｅｏｆｆａｃｅｇｅａｒｗｅｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｓｐａｔｉａｌｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎｒｅｌａｔｉｏｎｓａｎｄｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓｏｆｇｅａｒ．Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｒｉｃｅｑｕａｔｉｏｎｏｆｔｏｏｔｈｓｕｒｆａｃｅｏｆ

齿轮建模详细图文教程

第三章 Pro E3.1简介Pro/Engineer操作是美国参数技术公司（PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一体化的三维软件。

Pro/Engineer软件以参数化着称，是参数化技术的最早应用者，在目前的三维造型软件领域中占有着重要地位，Pro/Engineer作为当今世界机械CAD/CAE/CAM领域的新标准而得到业界的认可和推广。

是现今主流的CAD/CAM/CAE软件之一，特别是在国内产品设计领域占据重要位置。

Pro/Engineer和WildFire是PTC官方使用的名称，但在用户所使用的名称中，并存着多个说法，比如ProE、Pro/E、破衣、野火、WildFire、proe3.0、proe4.0等等都是指Pro/Engineer软件。

Pro/E第一个提出了的概念，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性问题。

另外，它采用模块化方式，用户可以根据自身的需要进行选择，而不必安装所有模块。

Pro/E的基于特征方式，能够将设计至生产全过程集成到一起，实现并行工程设计。

它不但可以应用于工作站，而且也可以应用到单机上。

Pro/E采用了模块方式，可以分别进行草图绘制、零件制作、装配设计、钣金设计、加工处理等，保证用户可以按照自己的需要进行选择使用。

1．参数化设计，相对于产品而言，我们可以把它看成几何模型，而无论多么复杂的几何模型，都可以分解成有限数量的构成特征，而每一种构成特征，都可以用有限的参数完全约束，这就是参数化的基本概念。

2．基于Pro/E是基于特征的实体模型化系统，工程设计人员采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、壳、倒角及圆角，您可以随意勾画草图，轻易改变模型。

这一功能特性给工程设计者提供了在设计上从未有过的简易和灵活。

3．单一数据库（全相关）Pro/Engineer是建立在统一基层上的数据库上，不象一些传统的CAD/CAM系统建立在多个数据库上。

所谓单一数据库，就是工程中的资料全部来自一个库，使得每一个独立用户在为一件产品造型而工作，不管他是哪一个部门的。

锥齿轮设计

摘要锥齿换向器广泛应用于现代机械产品之中，如航空、航天和工程机械传动系统，具有传动平稳，承载能力强等优点，有着非常可观的发展前景。

利用锥齿换向器传动机构的特点实现在电渣炉执行机构的换向，通过对电渣炉执行机构的结构设计和对其分析，是本课题主要学习和研究的内容。

该机构的原理主要是由一对轴交角为90°的锥齿轮通过相互啮合，实现传动角度的改变以及进给换向的目的。

为了满足该机构所体现出来的直观性，深入学习UG软件CAD/CAE，实现对锥齿换向器传动部件的三维参数化建模。

本课题的主要研究工作与成果：首先，从建立平面渐开线入手，建模锥齿轮，实现参数化造型。

再将轴、轴承以及箱体等部件依次建模，同时进行结构和强度设计计算；其次，在CAD装配模块中，将换向器各零部件自下而上完成装配；最后，利用CAE模块进行对该机构的分析。

关键词：换向器；锥齿轮；CAD参数化建模；CAE分析目录摘要 (I)目录 (II)第一章绪论 (1)1.1 UG/CAD (1)1.2锥齿轮传动及应用 (2)第二章标准直齿锥齿轮及轴的相关计算 (3)2.1 标准直齿锥齿轮的几何参数相关计算 (3)2.1.1选定齿轮精度等级，材料及齿数 (3)2.1.2 锥齿轮的初步设计 (3)2.2 锥齿轮传动的强度校核 (6)2.2.1 齿面接触疲劳强度校核[6] (6)2.2.2 齿根抗弯疲劳强度校核 (9)第三章直齿锥齿轮数学模型的建立与参数化建模 (11)3.1 齿轮常用的齿形曲线—渐开线 (11)3.1.1 渐开线的形成及其特性 (11)3.2 建模思路 (13)3.3 建模过程 (13)3.3.1 建立渐开线齿廓曲线 (13)3.3.2 直齿锥齿轮的建立 (15)第四章总结 (19)参考文献 (20)第一章绪论UG是一个优秀的机械CAD/CAE/CAM一体化高端软件，它基于完全的三维实体复合造型、特征建模、装配建模技术，能设计出任意复杂的产品模型，再加上技术上处于领先地位的CAM模块、内嵌的CAE模块，使CAD、CAE和CAM有机集成，可以使产品的设计、分析和制造一次性完成。

变位齿轮的精确参数化造型设计

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Ｆｌ，” Ｌ ” ｒｅ／列ａｓＮＵＬ，Ｔｕ）／ｅ阵齿形，ｚ为阵列个数
制一个齿形截面，采用拉伸（斜齿采用扫描法）形成齿部为样条曲线第ｎ个点．ｐ、ｐｓｘｓｙ为该点坐标形状，最后用圆周阵列命令得出全部齿形。齿形三维造型ＰａｔＦｅａｕｒＭａｎａｇｒＦｅａｕｒＥｘｒｓｏｎ２ｒｅ．Ｆａｌｅ．Ｆａｌｅ．０，０．ｂ．ｒ．ｔｅｅ．ｔｅｔｕｉＴｕｓｓ
ｄａ＝Ｉ｝（ｎｚ＋２＋２ｘ）
００１４５２５１９．７３９２９４．ＦｌｅＦｌｅ．Ｆｌｅ，Ｆａｓａｓ，ａｓａｓｌｅ．ＩＩＩ０，０．，．．