PROE中齿轮副运动仿真的制作

在PROE中进行单级圆柱齿轮副的运动仿真 在新的PROE（3以上版本）中可以使用齿轮副连接方式控制两个连接轴之间的速度关系，齿轮副中的每个齿轮都需要有两个主体和一个接头连接。

第一主体（指定为托架）通常保持固定不动。

第二主体能够运动，根据所创建的齿轮副的类型，可称为齿轮 、小齿轮或齿条。

齿轮副连接可约束两个连接轴的速度，但是不能约束接头连接的主体相对空间方位。

在齿轮副中，两个运动主体的表面不必相互接触就可以工作，因为齿轮副被视为速度约束。

并非基于模型几何，因此可直接指定齿轮比。

下面结合实例介绍使用齿轮副连接方式控制输入轴与输出轴之间速度比的基本操作方法，请注意体会其中的技巧知识。

创建单级圆柱齿轮减速器机构，然后进行运动仿真。

设计步骤
一.新建一个名为“asm17-2”的文件（装配文件），采用毫米、牛、秒单位制，进入PROE的装配模块
二.首先向装配文件中调入第一个零件“BASE.prt”，（这是一个装配的支架性的零件）操作过程如图所示：
1选择“插入”，“元件”，“装配”命令或单击调入按钮，然后在系统弹出的“打开”对话框中选取零件“BASE”后，单击“打开”按钮，
系统立即在绘图区中调入该零件。

2同时系统还弹出装配操控板，要求用户将打开的零件按照一定的装配约束关系进行空间定位，单击常规装配约束类型中的按钮表示系统将在默认位置装配该元件，即将该零件定义为机构的基础主体。

三.调入零件“gear1.prt”，然后创建第一个销钉连接，操作过程如下
1选择“插入”，“元件”，“装配”命令或单击调入按钮然后在系统弹出的“打开”对话框中选取零件“gear1.prt”后，单击“打开”按钮，系统立即在绘图区中调入该零件。

2同时系统还弹出装配操控板，要求用户将打开的零件按照一定的装配约束关系进行空间定位，单击预定的连接集中的“销钉”连接方式。

在该零件（gear1）上选择轴线,在第一个零件（BASE）上选择轴线以定义轴对齐约束，然后分别选择两零件的对应圆柱端面以定义平移约束。

3最后单击装配操控板中的打勾按钮，即可完成第一个销钉连接的定义。

四.调入零件“gear2.prt”，（相啮合的另一个齿轮件），然后添加两齿轮的相切约束，操作过程如下：
1选择“插入”，“元件”，“装配”命令或单击调入按钮然后在系统弹出的“打开”对话框中选取零件“gear2.prt”后，单击“打开”按钮，系统立即在绘图区中调入该零件。

2在该零件（gear2）上选择轴线,在第一个零件（BASE）上选择轴线
以定义轴对齐约束，然后分别选择两零件的对应圆柱端面以定义平面对齐约束。

（请注意这时的一开始并不指定“销钉”约束，而是用类似销钉的方式固定第二零件，再用相切齿面的方式让齿轮副啮合，最后再用销钉方式定义全部约束）
3此时系统立即显示轴线对齐约束和平面对齐约束后的装配结果，读者会发现此时两齿轮相啮合的轮齿之间有干涉现象。

4取消“放置”菜单上滑面板中的“允许假设”复选框的选中状态，然后选择“放置”菜单上滑面板中的“新建约束”选项，表示将添加一个相切放置约束。

注意1：（对于PROE5的版本，在“放置”键的菜单滑面板中点击“新建集”，在“约束类型”下的框中选择相切）
注意2：（对于锥齿轮副，在放置第二个运动件的设置中，可直接设置成销钉，不对齿面相切作出约束）
5然后分别选择两齿轮的两个相啮合面以定义相切约束。

6系统立即将两相啮合齿面之间添加了相切约束。

（齿面不再干涉，有一个指定的齿面有相对很少接触）
五.接下来开始将齿轮“gear2.prt”修改为销钉连接方式以创建第二个销钉连接
请注意（在PROE5版本中，在定义好齿面相切后，要取消先行的菜单滑面板中的各项已定条件后才能再次进行“销钉”约束）
在操控板中单击预定义的连接集中的“销钉”连接方式。

在绘图区中选择零件“gear2”上的轴线
在绘图区窗口中选择零件“BASE”中的轴线
在绘图区中选择零件“gear2”中的前表面
在绘图区中选择零件“BASE”中的前圆柱端面
最后单击装配操控板中的打勾按钮，系统便成功完成零件“gear2”的销钉连接。

六.选择“应用程序”/“机构”命令，PROE系统立即进入机构模块的操作界面，同时在绘图区中显示出所创建的两个销钉连接。

七.接下来为单级圆柱齿轮减速器机构添加齿轮副连接方式，操作过程如下：
1选择“插入”，“齿轮”命令或单击机构工具中的齿轮按钮，系统提示“选取一个运动轴”，在绘图区中选择运动轴1（第一个齿轮的轴线）。

2然后在“齿轮副定义”的对话框的“类型”下拉列表中选择“标准”选项，在“齿轮1”的选项卡中输入齿轮1的节圆直径96。

3接下来在“齿轮副定义”对话框中选择“齿轮2”选项卡，系统提示“选择一个运动轴”，在绘图区中选择运动轴2（第二个齿轮的运动轴线）。

4在“齿轮副定义”对话框的“齿轮2”选项卡中输入齿轮2的节圆直径192。

5单击“齿轮副定义”对话框中的“确定”按钮，系统便成功创建齿轮副连接。

八.开始标识基础和拖动刚创建好的单级圆柱齿轮减速器机构模型，
操作过程如下：
1依次选择“视图”/“加亮主体”命令或者单击加亮按钮，系统在绘图区中将主体加亮显示。

2.单击各界面要求的按钮，选择“FRONT”选项。

3.单击“手形按钮”在零件“gear1”即第一个齿轮上选取一点。

4.鼠标拾取点处出现一个黑色拖动控制句柄，此时无须再次单击鼠标，拖动该点即可拖动齿轮副机构模型按预期方式转动。

5.单击“拖动”对话框中的“关闭”按钮，结束拖动操作。

九.接下来创建伺服电动机以使驱动机构运转。

操作过程如下：
十.进行齿轮副的运动学分析，操作过程如下：
1.选择“插入”/“伺服电动机”命令或单击定义伺服电动机的快捷键按钮，系统弹出“伺服电动机定义”对话框，在“类型”选项卡的“从动图元”选项区域中选中“运动轴”单选按钮。

2.系统提示“选取一个运动轴”，在绘图区中选择第一个齿轮的轴线作为运动轴。

（“Comnnection_1.axis_1”）
3.在“轮廓”选项卡的“规范”选项区域中选择“速度”选项，在“模”选项区域中选择“常数”选项，在“A”文本框中输入值“72”在“图形”选项区域中选中“位置”复选框，同时取消“速度”复选框中选中状态，最后单击作速度图指示的按钮。

（72值的含义为720度，故可以改为36，意为360度，如果第一个运动件是大件的话，可以使得转速较低以便看得更加清楚）
4.系统在“图形工具”窗口中绘图显示伺服电动机在10秒内完成二
次旋转。

（输入36后，系统将会显示在10秒钟内完成一次旋转） 5.最后单击“伺服电动机定义”对话框中的“确定”按钮，系统便成功创建了伺服电动机。

进行齿轮副的运动学分析操作过程（续）
1.选择“分析”/“机构”命令或单击机构分析快捷键按钮，系统弹
出“分析定义”对话框。

在“名称”文本框中保持系统默认名称，在“类型”选项区域中选择“运动学”选项，在“优先选项”选项卡中保持系统的默认设置。

2.在“分析定义”对话框的“电动机”选项卡中确保列出了伺服电
动机“ServoMotor1”。

如果未列出，则可单击插入按钮，然后添加伺服电动机“ServoMotor1”。

最后单击“运行”按钮。

3.单级圆柱齿轮减速器机构中的零件“Gear1”在伺服电动机的驱动
下开始回转运动两周，同时带动零件“Gear2”进行运动仿真。

4.最后单击“分析定义”对话框中的“确定”按钮。

（退出）
十一.接下来需要将上面刚完成的运动分析保存为回放文件，并查看单级圆柱齿轮减速器机构的运动结果，操作过程如下：
1选择“分析”/“回放”命令或单击标有前进后退播放按钮，系统弹出“回放”对话框，在“结果集”下拉列表框中系统自动选择了前面的分析结果文件“AnalysisDefinition1”，单击对话框中的标有前进后退播放按钮。

2系统弹出“动画”对话框，单击标有前进的按钮。

3单级圆柱齿轮减速器机构中的零件“Gear1”在伺服电动机的驱动
下开始回转运动，同时带动零件“Gear2”转动。

当零件“Gear1”回转两周后，机构自动重新开始进行运动仿真。

4最后单击“回放”对话框中的“关闭”按钮，系统便停止机构的运动仿真。

5此时系统重新返回到“回放”对话框，单击对话框中的“保存”按钮，可将分析结果保存为“AnalysisDefinition1.pbk”文件。

6最后单击“回放”对话框中的“关闭”按钮。

注意：不存成文件，一但退出，将丢失分析结果，只有重新建立分析文件，才能再次出现分析结果文件。

十二.将装配件存盘。

在主菜单栏中依次选择“文件”/“保存”命令，或者单击工具条中的保存按钮，系统弹出“保存对象”对话框，直接单击“确定”按钮，将装配件以原来的文件 名进行保存。

至此，利用PROE顺利完成了单级圆柱齿轮减速器的运动仿真。

整理：hyfjy
2011-7-10。