proe圆锥齿轮参数化画法

3. 3锥齿轮的创建
锥齿轮在机械工业中有着广送的应用，它用来实现两相交轴之间的传动，两轴的相交角一般釆用90度。

锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小, 本节将介绍参数化设计锥齿轮的过程。

3. 3.1锥齿轮的建模分析
与本章先前介绍的齿轮的建模过程相比较，锥齿轮的建模更为复杂。

参数化设计锥齿轮的过程中应用了大量的参数与关系式。

锥齿轮建模分析（如图3-122所示）：
（1）输入关系式、绘制创建锥齿轮所需的基本曲线
（2）创建渐开线
（3）创建齿根圆锥
（4）创建第一个轮齿
⑶ ⑷ ⑸
图3-122锥齿轮建模分析
3. 3. 2锥齿轮的建模过程
1.输入基本参数和关系式
(1)单击°,在新建对话框中输入文件名conic gear, 然后单
(2)在主菜单上单击“工具”一"参数”，系统弹出''参数”对话框，如图3-123所示；
图3-123 "参数”对话框
(3)在"参数”对话框单击国按钮，可以看到“参数”对话框增加了一行，依次输
入新参数的名
值.和说明等o需要输入的参数如表3-3所示；
称、
名称值说明11名称值说明
M 2.5模数DELTA分锥角
Z24齿数DELTA_A顶锥角
Z_D45大齿轮齿数DELTA_B基锥角ALPHA20压力角DELTA F根锥角B20齿宽HB齿基高
HAX1齿顶高系数RX锥距
CX0. 25顶隙系数THETA A一齿顶角
HA齿顶高THETA_B齿基角
HF齿根高THETA F齿根角
H全齿高BA齿顶宽
D分度圆直径BB齿基宽
DB基圆直径BF齿根宽
DA齿顶圆直径x0变位系数
表3-3创建齿轮参数
注意：表3-3中未填的参数值，表示是由系统通过关系式将自动生成的尺寸，用户无需指定。

(4)在主菜单上依次单击'‘工具”一"关系”，系统弹出“关系”对话框；
(5)在“关系”对话框输入齿轮的基本关系式。

由这些关系式，系统便会自动生成表
3-4所示的未指定参数的值，完成后的“关系”对话框如图3-124所示；
图3-124 “关系”对话框
2.创建基本曲线
(1)创建基准平面。

在工具栏单击□按钮，或者依次在主菜单上单击'‘插入”一'‘模
型基准” 一“平面”。

系统弹出"基准平面”对话框，按如图3-125的设置创建基准平面“DTM1” ；
图3-125 “基准平面”对话框
(2)在"基准平面”对话框的偏移项输入偏移距离为"d/(2*tan(delta))”,单击【确定】完成。

(3)将偏移距离添加到“关系”对话框，在主菜单上依次单击"工具”一“关系", 在弹出的“关系”对话框添加关系式，如图3-126所示；
「确定」I重査」
图3-126 “关系”对话框
(4)创建基准轴。

在工具栏单击/按钮，创建通过“FRONT”面与“RIGHT”面的基
准轴“A.L，如图3-127所示;
图3-127 “基准轴”对话框
(5)草绘曲线。

在工具栏单击按钮，选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT" 面作为参考平面，参考方向为向“顶S如图3-128所示。

单击【草绘】进入草绘环境；
图3-128 “草绘”对话框
(6)绘制如图3-129所示的二维草图，标注如图示的尺寸，尺寸大小任意，保证图形的基本外形；
图3-129绘制二维草图
（7）将尺寸代号添加到“关系”对话框中，在主菜单上依次单击“工具”一“关系”, 系统弹出“关系”对话框，添加如图3-130所示的关系式；
查找范围
| 零件|g| |□COHIC_GE皿《
▼关系
►局部参数
| 匚确定fT重査|「取消］|
图3-130 “关系”对话框
3.创建大端齿轮基本圆
（1）创建基准平面。

在工具栏单击口按钮，或者依次在主菜单上单击“插入”一“模型基准”一“平面”。

系统弹出“基准平面”对话框，按如图3-131的设置创建基准平面“DTM2” o平面与“FRONT”面为法向关系，并且穿过图3-132所示的“参照曲线l n；
图3-131 “基准平面”对话框
x
（2）创建基准点。

在工具栏单击X"按钮，或者依次在主菜单上单击“插入”一“模型基准”一“点”一'‘点”。

系统弹出“基准点"对话框，创建经过如图3-132所示两条曲线的基准点“PNT1” o
完成后的“基准点"对话框如图3-133所示;
图3-133 “基准点”对话框
(3)草绘曲线。

在工具栏单击按钮，选择“DTM2"面作为草绘平面，选取“FRONT"
面作为参考平面，参考方向为向“顶S如图3-134所示。

单击【草绘】进入草绘环境;
图3-134草绘”对话框
(4)绘制如图3-135所示的二维草图，标注如图示的尺寸，尺寸大小任意，保证图形的基本外形。

图3-135绘制二维草图
注意绘制一条直线，目的是为了在下面的步骤中创建坐标系的方便；
(5)添加关系式。

将大端齿轮基本圆的关系式添加到“关系”对话框中，在主菜单上依次单击“工具”一“关系”，在弹出的“关系"对话框添加关系式，如图3-136所示；
■关系 匚口冈
图3-136 “关系”对话框
4. 创建小端齿轮基本圆
（1）创建基准平面。

在工具栏单击口按钮，或者依次在主菜单上单击“插入”一“模 型基准” 一 “平面”。

系统弹出“基准平面”对话框，按如图3-137的设置创建基准平面 “DTM3” o 平面与“FRONT”面为法向关系，并且穿过图3-138所示的“参照曲线1S
型基准” f “点” 一 “点”。

系统弹出“基准点”对话框，创建经过如图3-138所示两条
曲线的基准点“PNT2”。

（2）创建基准点。

在工具栏单击
按钮，或者依次在主菜单上单击“插入”一“模 「确定」I
重査」
图3-137 “基准平面”对话框
x
x«
图3-138创建基准点完成后的“基准点”对话框如图3-139所示；
图3-139 “基准点”对话框
(3)草绘曲线。

在工具栏单击『：＞：按钮，选择“DTM3"面作为草绘平面，选取“FRONT” 面作为参考平面，参考方向为向“左S如图3-140所示。

单击【草绘】进入草绘环境；
图3-140 “草绘”对话框
(4)绘制如图3-141所示的二维草图，标注如图示的尺寸，尺寸大小任意，保证图形的基本外形。

注意绘制一条直线，目的是为了在下面的步骤中创建坐标系的方便；
（5）添加关系式。

将小端齿轮基本圆的关系式添加到“关系”对话框中，在主菜单上依次单击“工具”一“关系X在弹出的“关系"对话框添加关系式，如图3-142所示；
图3-142“关系”对话框
5.创建渐开线
（1）创建坐标系CSO。

在工具栏单击兴’按钮，系统弹出"坐标系”对话框，在"原始” 选项卡里，单击选取"PNT1”点作为参照。

在'‘坐标系”对话框打开"定向”选项卡，选取图3-143所示的“曲线L为y轴的负向参照曲线2”为x轴正向参照。

完成后的“坐标系”对话框如图3-144所示，单击【确定】完成坐标系CSO的创建;
图3-144 “坐标系”对话框
（2）创建坐标系CS1。

在工具栏单击兴1'按钮，系统弹出“坐标系”对话框，在“原始” 选项卡里，单击选取坐标系CSO作为参照。

在''坐标系”对话框打开“定向”选项卡，进行如图3-145所示的设置，单击【确定】完成坐标系CS1的创建。

图3-145 “坐标系”对话框
（3）将坐标系CS1与CSO的关系式添加到“关系”对话框。

在模型树右键单击坐标系CS1,在弹出的快捷菜单单击“编辑”。

在主菜单上依次单击“工具”一"关系”，系统弹出“关系”对话框，单击如图3-146所示的尺寸。

添加关系式为“D38=360*cos(de 1 ta)/(4*z) +180*tan(a 1 pha)/pi-alpha”，完成后的“关
文件编辑插入参数实用工具显示
查找范围
零件1丫| □CONIC.GEAK v
| ］确定］|重査］「取消］|
图3-147 “关系”对话框
(4)创建渐开线。

依次在主菜单上单击“插入”一“模型基准”一'‘曲线”，或者在工具栏上单击Z按钮，系统弹出“曲线选项”菜单管理器，如图3-148所示；
完成
退出
图3-148 “曲线选项”菜单管理器
(5)在“曲线选项”菜单管理器上依次单击“从方程”一'‘完成”，弹出''得到坐标系”菜单管理器，如图3-149所示；
图3-149 “得到坐标系”菜单管理器
(6)在绘图区单击选取坐标系CS1作为参照，弹出“设置坐标类型”菜单管理器，如图3-150所示；
图3-150 “设置坐标系类型”菜单管理器
(7)在“设置坐标类型”菜单管理器中单击"笛卡尔”，系统弹出一个记事本窗口；
(8)在弹出的记事本窗口中输入曲线的方程，如下：
r=db/cos(delta)/2
theta=t*60
x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180
y=r*si n(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180 z=0
(9)保存数据，退出记事本，单击如图
3-151
所示“曲线：从方程”对话框中的【确
定】，完成后的曲线如图3-152所示；图3-151 “曲线：从方程”对话框
图3-152完成后的渐开线柱
-國球
（10）创建齿轮小端上的渐开线。

为了视觉上的清晰，可以先将齿轮大端的基本圆曲线隐藏。

用相同的方法，创建坐标系CS2,选取如图3-153所示的点"PNT2”作为坐标系CS2 的敖置参照。

在“坐标系”对话框打开'‘定向”选项卡，选取图3-153所示的“曲线1”作为y轴的负向参照，“曲线2”为x轴正向参照。

完成后的“坐标系”对话框如图3-154所示，单击【确定】完成坐标系CS2的创建;
图3-154 “坐标系”对话框
（11）创建坐标系CS3。

在工具栏单击兴*按钮，系统弹出“坐标系”对话框，在'‘原始”选项卡里，单击选取坐标系CS2作为参照。

在"坐标系”对话框打开“定向”选项卡, 进行如图3-155所示的设置，单击【确定】完成坐标系CS3的创建。

图3-155 “坐标系”对话框
（12）将坐标系CS3与CS2的关系式添加到"关系''对话框。

在模型树右键单击坐标系CS3,在弹出的快捷菜单单击“编辑”。

在主菜单上依次单击“工具”一"关系”，系统弹出“关系”对话框，单击如图3-156所示的尺寸。

添加关系式为a D44=360*cos (delta)/(4*z)+180* tan (a 1 pha) /p i -a 1 pha ,完成后的"关系”对话框如图3-157所示；
文件编辑插入参数实用工具显示
查找范围
零件1丫| □CONIC.GEAK v
▼关系
＞局部参数
L确定」|重査」匚珮—
图3-157 :关系”对话框
（13）用相同的方法创建齿轮小端的渐开线。

选取坐标系CS3作为参照，坐标系类型为“笛卡尔”，渐开线方程为：
r=(db~2*bb*sin(delta b))/cos (de1ta)/2
theta=t*60
x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180 y=r*si n (theta)-
r*cos(theta)*theta*pi/180 z=0
完成后的渐开线如图3-158所示；
图3-158完成后的渐开线
6.镜像渐开线
X
（1）创建基准点“PNT3”。

在工具栏单击”"按钮，或者依次在主菜单上单击“插入”一“模型基准”一“点”一“点系统弹出“基准点”对话框，如图3-159所示。

在绘图区选取齿轮大端的渐开线和分度圆曲线作为参照，如图3-160。

完成后的“基准点”对话框如图3-161所示，单击【确定】，完成基准点“PNT3"的创
建;
图3-161 '‘基准点”对话框
(2)创建基准平面“DTM4”。

在工具栏单击龙7按钮，或者依次在主菜单上单击“插入”一“模型基准”一“平面”，系统弹出“基准平面”对话框；
(3)创建经过“A_l”轴与基准点“PNT3”的基准平面，完成后的''基准平面”对话框如图3-162所示;
图3-162 “基准平面”对话框
(4)创建基准平面“DTM5”。

在工具栏单击口按钮，或者依次在主菜单上单击“插入”一“模型基准”一“平面”，系统弹出“基准平面”对话框；
(5)创建经过"A_l”轴与基准平面"DTM4”的基准平面，在“基准平面”对话框"•旋转”文本框输入旅转角度为"3”度，完成后的"基准平面”对话框如图3-163所示；
图3-163 “基准平面”对话框
(6)添加关系式。

将基准平面''DTM4"与基准平面“DTM5”的族转角度输入到"关系” 对话框。

在模型树中右键单击基准平面“DTM5”，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”。

在主菜单中依次单击“工具”一“关系”，系统弹出“关系”对话框，添加关系式为：
/♦DTM4 与DTM5 夹角:
D52=360*cos (delta)/(4*z)
I I
图3-164 “关系”对话框
(7)镜像渐开线。

在绘图区单击选定齿轮大端的渐开线・在工具栏单击按钮，系
统弹出“镜像”特征定义操控面板。

选取平面“DTM5”作为镜像平面，在“镜像"特征定义操控面板单击叼按钮，完成大端渐开线的镜像；
（8）使用相同的方法镜像齿轮小端的渐开线，完成后的渐开线如图3-165所示；
7・创建齿根圆特征
I
（1）在工具栏单击&Q按钮，或者依次在主菜单单击“插入”一'‘旋转”，弹出''旋
转”定义操控面板，在面板单击'‘位置”一“定义”，弹出“草绘”定义对话框；
（2）选择“FRONT"面作为草绘平面，选取“RIGHT"面作为参考平面，参考方向为向“右S如图3-166所示。

单击【草绘】进入草绘环境；
图3-166 “草绘”对话框
（3）绘制如图3-167所示的二维草图，注意绘制用于旋转的中心线，在工具栏单击°
按钮，完成草图的绘制;
中心线
(4)在“族转”特征定义操控面板进行如图3-168的设置，单击叼按钮按钮，完成
齿根圆待征的创建。

图3-168 “旋转”特征定义面板完成后的齿根圆如图3-169所示；
图3-169完成后齿根圆特征
(5)将图3-167所示的两个尺寸添加到“关系”对话框，在模型树中右键单击齿根圆特征，在弹出的快捷菜单中单击'‘编辑”。

在主菜单上依次单击'‘工具”一"关系”，系统弹出"关系”对话框，添加关系式如下：
/*旋转体
dll4=h
dll3=0. 8*h
其中"14为齿轮大端的尺寸，dll3为齿轮小端的尺寸，完成后的“关系”对话框如图
IZ0B
▼关系
图3-170 “关系”对话框
8.创建第一个轮齿
(1)草绘用于扫描混合的轨迹。

在工具栏单击巴丫按钮，系统弹出“草绘”对话框. 选取如图3-171所示的草绘平面，单击“草绘”进入草绘环境；
图3-171 “草绘”对话框
(2)绘制如图3-172所示的二维草图，草图实际上是原有曲线的一部分，在工具栏单
击9按钮，完成草图的绘制;
“扫描混合S系统弹出“扫描混合”特征定义操控面板，如图3-173所示;
参照剖面相切选项属性
图3-173 “扫描混合”特征定义面板
(4)在“扫描混合”特征定义操控面板单击“参照”菜单，系统弹出“参照”对话框,
如图3-174所示;
轨迹X B
原点□ 0
[细节...]
剖面控制
垂直于轨迹v ；
水平/垂直控制
自动“
起直的X方向参照
按省|反向
|垂剖面相切选项属性
图3-174 “参照”对话框
(5)在“参照”对话框里，接受系统默认的设置，在绘图区单击选取上一步创建的草
绘曲线作为扫描混合的扫引线，如图3-175所示;
(6) 在“扫描混合"特征定义操控面板上单击“剖面”菜单，系统弹出“剖面'‘定 义对话框，如图3-176所示； 苴绘截面 v| 裁面位置
选取项目
訓筮相切选项扇性
图3-176 “剖面”定义对话框
(7) 在绘图区单击第一个截面所在点作为扫描混合截面的草绘点，如图3-177所示; 剖面
#
::R !I®I 选取扫
图3-175选取扫引线
图3-177选取第一个截面点
(8)在“剖面”对话框单击【草绘】，进入草绘环境，绘制二维草图，截面的两个圆角半径相等，如图3-178所示;
图3-178绘制第一个截面
(9)在如图3-176所示的“剖面”定义对话框单击“插入”，在“剖面”列表框显示
“剖面2=在绘图区单击扫引轨迹的另一个端点，如图3-179所示；
图3-179选取第二个截面点
(10)在''剖面”对话框单击【草绘】，进入草绘环境，绘制第二个截面，截面的两个
圆角同样为等半径的，如图3-180所示；
(11)在"扫描混合”特征定义操控面板单击叼按钮，完成第一个轮齿的创建，完成
后的特征如图3-181所示；
图3-181完成后的轮齿特征
(12)将截面圆角半径添加到“关系”式对话框。

在模型树中右键单击轮齿特征，在弹出的快捷菜单上单击"编辑”。

在主菜单上依次单击“工具”一“关系”，系统弹出“关系”对话框，添加截面圆角半径的关系式：
/*截面圆角：
if hax<l
d58=0. 31*m
d63=0. 31*m
end if
if hax>=l
d58=0. 2*m
d63=0. 2*m
end if
9.阵列轮齿
为了阵列轮齿特征，首先对创建完成的第一个轮齿特征进行"复制”、"旋转”操作，从而创建第二个轮齿特征，对第二个轮齿进行阵列。

（1）首先单击选取已经创建好的轮齿，然后在主菜单上依次单击“编辑”一“复制”, 然后再次依次单击"编辑”一'‘选择性粘贴”，系统弹出“选择性粘贴”复选框。

勾选复选框的前两项，如图3-182所示，单击【确定】，系统弹出“选择性粘贴”定义操控面板；
0从属副本
O完全从属于要改娈的选顶
®仅尺寸和注释元索细节
回对副杀应用移动漩转变换⑪
□高级参照配置
I确定© ] |取消C）]
图3-182 “选择性粘贴”复选框
（2）在"选择性粘贴”定义面板选取©按钮，在文本框输入族转角度为“360/z”，如
图3-183所示。

系统提示是否添加关系，单击“是”；
图3-183 “选择性粘贴”定义面板
（3）在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为旋转轴，如图3-184所示。

在“选择性粘
图3-184选取旋转中心轴
（4）将旋转角度关系式添加到"关系"对话框。

在模型树中右键单击第二个轮齿特征, 在弹出的快捷菜单中单击“编辑”；在主菜单上单击"工具”一“关系”，系统弹出"关系”对话框。

此时系统显示两个轮齿夹角的尺寸代号。

单击该尺寸代号，尺寸代号将自动显示在''关系”对话框中，输入的关系式为：
/*复制轮齿：
d70=360/z
（5）在模型树中单击刚刚创建的第二个轮齿特征，在工具栏单击同按钮，或者依次在主菜单上单击'‘编辑”一"阵列”，系统弹出"阵列”定义操控面板，如图3-185所示;
图3-185 “阵列”特征定义面板
（6）在“阵列”特征定义面板单击"轴”阵列，在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为阵列参照，输入阵列个数为"23”，偏移角度为"15”度，在“阵列”定义操控面板单击叼按钮，完成阵列特征的创建；
（7）将阵列参数添加到“关系"对话框。

在模型树中右键单击阵列特征，在弹出的快捷菜单中单击“编辑”；在主菜单上单击“工具”一“关系”，系统弹出“关系”对话框。

此时系统显示阵列参数尺寸代号，输入的关系式为：
/*阵列关系式：
d94=360/z
p97=z-l
完成后的“关系”对话框如图3-186所示，在“关系”对话框单击【确定】完成添加关系式;
▼关系
(8)在工具栏上单击重生按钮叮営，或者依次在主菜单上单击“编辑”一“再生S 完成所有轮齿的创建，完成后的齿轮如图3-187所示。

图3-187完成后的锥齿轮
初始V。