1齒輪（Gear）系統(tǒng)參數(shù)化模型的建立

　　1.1標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪參數(shù)，相應(yīng)關(guān)系的分析
　　1）參數(shù)(parameter)。齒數(shù)z，模數(shù)m，壓力角pressureangle（20b），齒距p，齒頂圓直徑da，齒根圓直徑df，分度圓直徑d，基圓直徑db. 
　　2）參數(shù)(parameter)間關(guān)系。d=m*z；p=3.1415926*m；db =d*cos（pressureangle）=m*z*cos（pressureangle）；da=m*（z+2）；df=m*（z-2.5）。
　　1.2利用關(guān)系式制作齒輪的具體步驟
　　1）草繪四個圓，然后利用<工具>y<參數(shù)(parameter)>填寫齒輪參數(shù)。行星齒輪減速機(jī)一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設(shè)備，把電動機(jī)普通的減速機(jī)也會有幾對相同原理齒輪達(dá)到理想的減速效果，大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動比。隨著減速機(jī)行業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的企業(yè)運(yùn)用到了減速機(jī)。
　　2）選擇<工具>y<關(guān)系>；添加下列關(guān)系：d=m *z；db=m*z*cos（angle）da=m*（z+2*ha）；df= m*z-2*m*（ha+c）；d0=df；d1=db；d2=d；d3= da.接著利用<插入基準(zhǔn)曲線>命令，從<方程>y<選取>y<柱坐標(biāo)>；打開記事本填寫下列關(guān)系：x=t* sqrt（（da/db）^ 2 -1）；y=180/p；ir=0.5*db*sqrt（1 +x^ 2）；theta=x*y-atan（x）；z=0.然后保存，退出，這樣就建立了漸開線。
　　3）利用漸開線建立齒輪的輪廓。利用<插入>y <特征>y<復(fù)制>y<鏡像>（旋轉(zhuǎn)）命令來復(fù)制漸開線，然后利用<拉伸>命令制作第一個輪齒。
　　4）利用陣列命令得到齒輪坯。到此齒輪建?；就瓿桑劣诒疚挠玫降男饼X輪的建模方法與上述步驟基本一樣，比較特殊的一點(diǎn)是在建立齒輪輪廓時要用到這個高級命令。
　　2機(jī)構(gòu)的運(yùn)動學(xué)分析和仿真
　　Pro/ENGINEER的運(yùn)動學(xué)分析(Analyse)模塊Mechanism可以進(jìn)行裝配體的運(yùn)動學(xué)分析和仿真。這樣可以使在二維圖紙上難以表達(dá)和設(shè)計的運(yùn)動變得非常直觀和易于修改，并且可以大大簡化機(jī)構(gòu)的設(shè)計開發(fā)過程，縮短開發(fā)周期，減少開發(fā)費(fèi)用，同時提高產(chǎn)品質(zhì)量。
　　在Pro/ENGINEER中，運(yùn)動仿真的結(jié)果不但可以以動畫的形式表現(xiàn)出來，還可以以參數(shù)的形式輸出，從而可以獲知零件之間是否干涉，干涉體積（volume)有多大等。然后根據(jù)仿真結(jié)果對所設(shè)計的零件進(jìn)行修改，直到不產(chǎn)生干涉為止。
　　2.1創(chuàng)建機(jī)構(gòu)
　　既然組件要運(yùn)動，那么組件在組合安裝時就不能完全約束，而是要部分約束。但是，部分約束不是組裝不完全，而是根據(jù)各組件的運(yùn)動形態(tài)及彼此間的相對運(yùn)動情況通過各種連接的設(shè)定，來限制（limit）各組件的自由度。在Pro/ENGINEER中提供了8種連接形式：剛性（Rigid），銷釘（Pin），滑動桿（Slider），圓柱（Cylinder），平面（Planar），球（Ball）和軸承（Bearing）等。
　　1）啟動Pro/ENGINEER后，單擊/文件y新建y組件（子類型是設(shè)計），再在<名稱>對話框里輸入名稱y去掉0使用缺省模板y<確定>.然后出現(xiàn)元件放置對話框，單擊<連接>y<自動>y<缺省>；放置好機(jī)架。
　　2）單擊特征操作按鈕的<增加組件>按鈕，此時系統(tǒng)彈出<打開>對話框，選擇元件進(jìn)行連接裝配（用的是銷釘連接）。
　　3）剩下的元件的組合安裝步驟和步驟（2）基本一樣，至于最后的螺栓和螺母，墊圈就用/放置0來裝配(assemble)，最終組裝好的裝配圖。
　　圖在裝配時應(yīng)該注意一個問題：齒輪首先和軸建立子裝配，約束可以選擇齒輪輪轂（形狀：圓桶形）和軸截面配合，同時還要建立一個與鍵的約束才可以使齒輪在運(yùn)動過程中與軸一起轉(zhuǎn)動，此時的齒輪應(yīng)該是完全約束，然后再調(diào)入總的運(yùn)動組合安裝圖，這時運(yùn)動方式不會出現(xiàn)問題。
　　可是，如果在總裝圖中依次調(diào)入零件進(jìn)行裝配齒輪，仍按上述約束的話，在進(jìn)行機(jī)械運(yùn)動仿真時，就會出現(xiàn)過約束，導(dǎo)致機(jī)構(gòu)無法運(yùn)動，所以必須去掉一個約束。齒輪減速電機(jī)利用各級齒輪傳動來達(dá)到降速的目的.減速器就是由各級齒輪副組成的.比如用小齒輪帶動大齒輪就能達(dá)到一定的減速的目的,再采用多級這樣的結(jié)構(gòu),就可以大大降低轉(zhuǎn)速了。
　　2.2機(jī)構(gòu)仿真
　　1）從菜單欄中依次選擇<應(yīng)用程序>yy<連接>選項(xiàng)，此時系統(tǒng)將彈出連接組件對話框。單擊對話框中的<運(yùn)行>按鈕，巡查裝配的連接情況。若連接成功，系統(tǒng)將彈出連接成功對話框，確認(rèn)檢查結(jié)果。
　　2）單擊特征操作按鈕區(qū)的<齒輪副>y<新建>按鈕，打開齒輪副定義對話框。接受系統(tǒng)默認(rèn)的名稱和類型，選擇高速齒輪的連接作為連接軸；系統(tǒng)自動選取齒輪的主體和拖架，在<節(jié)圓直徑>欄的輸入框中輸入數(shù)值。單擊齒輪副定義對話框中的<齒輪2>選項(xiàng)卡，顯示有關(guān)齒輪2的對話框，選取中速齒輪的連接線為連接軸，系統(tǒng)自動選擇主體和拖架，在<節(jié)圓直徑>欄的輸入框中輸入直徑。
　　3）按以上步驟建立另外一個齒輪副。
　　4）單擊特征操作按鈕區(qū)的<伺服電動機(jī)>y<新建>按鈕，接受系統(tǒng)默認(rèn)的名稱，在模型窗口中選取連接軸作為伺服電動機(jī)驅(qū)動對象。選取完之后，模型中顯示一紫色箭頭，表示運(yùn)動的方向，參考對象呈綠色顯示，被驅(qū)動對象（高速軸）呈藍(lán)色顯示。單擊伺服電動機(jī)定義對話框中的<輪廓>按鈕，在<規(guī)范>欄中選擇<速度>y<當(dāng)前>；默認(rèn)當(dāng)前軸的位置為零位置。
　　在<模>欄中選擇<常數(shù)>；表示驅(qū)動器以常數(shù)形式運(yùn)行。在欄中輸入200，單擊伺服電動機(jī)定義對話框中的<測量>按鈕，可查看電動機(jī)的工作曲線。
　　5）單擊特征操作按鈕區(qū)的<分析>y<新建>按鈕，接受系統(tǒng)(system)默認(rèn)的分析名稱和運(yùn)動分析類型以及顯示時間格式。單擊<運(yùn)行>按鈕，可以觀察齒輪機(jī)構(gòu)（organization)運(yùn)動情況。
　　單擊分析定義對話框中的<確定>按鈕，同時把運(yùn)行結(jié)果存入數(shù)據(jù)（data)集，單擊<關(guān)閉>按鈕，退出分析對話框。
　　6）單擊特征操作按鈕區(qū)的<測量>y<圖形類型>；接受系統(tǒng)(system)默認(rèn)的<測量與時間>.再單擊對話框中的<創(chuàng)建新測量>y<速度>；再在驅(qū)動齒輪軸上選擇一點(diǎn)，接受系統(tǒng)默認(rèn)的評估方法<每一時間步距>.單擊測量定義對話框中的<確定>按鈕，完成測量定義。
　　3對齒輪結(jié)構(gòu)進(jìn)行靜力分析(Analyse)Pro/MECHANICASTRUCTURE模塊是Pro/ME2 CHANICA軟件強(qiáng)大的結(jié)構(gòu)分析軟件包，它可以使設(shè)計者對設(shè)計模型在真實(shí)環(huán)境下的結(jié)構(gòu)性能進(jìn)行評估，研究和優(yōu)化工作。
　　1）打開已經(jīng)建立好的齒輪（Gear）模型。
　　2）進(jìn)入GOOGLE PRo/MECHANICA.在菜單上選擇<應(yīng)用程序(procedure)>yy，系統(tǒng)(system)進(jìn)入Pro/ MECHANICA環(huán)境，選擇Structure，系統(tǒng)進(jìn)入結(jié)構(gòu)分析主界面。
　　3）定義材料屬性。依次單擊<屬性>y<材料> yy
選取模型，單擊按鈕，完成材料的定義。
　　4）添加約束。齒輪減速機(jī)一般用于低轉(zhuǎn)速大扭矩的傳動設(shè)備，把電動機(jī)普通的減速機(jī)也會有幾對相同原理齒輪達(dá)到理想的減速效果，大小齒輪的齒數(shù)之比，就是傳動比。隨著減速機(jī)行業(yè)的不斷發(fā)展，越來越多的企業(yè)運(yùn)用到了減速機(jī)。
　　5）添加基本應(yīng)力。
　　6）建立分析任務(wù)，進(jìn)行有限元計算。單擊/分析0菜單<分析與設(shè)計>；在AnalysesandDesignStudies對話框中選擇y.
　　7）顯示計算結(jié)果。選擇(xuanze)<結(jié)果>y<插入>y ，在StudySelection中的DesignStudy下方單擊<瀏覽>按鈕，選擇上面完成的分析。單擊y按鈕。
　　8）根據(jù)結(jié)果來判斷設(shè)計的好壞，然后進(jìn)行修改，為進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化分析提供了依據(jù)(yī jù)。
　　4結(jié)束語
　　本文利用Pro/E中的三維參數(shù)化特征造型，全相關(guān)性實(shí)體建模，單一數(shù)據(jù)（data)庫等強(qiáng)大功能對機(jī)械行業(yè)中應(yīng)用廣泛的齒輪進(jìn)行了參數(shù)化建模。在電腦上進(jìn)行模擬裝配(assemble)，干涉檢查，機(jī)構(gòu)仿真（simulation)，結(jié)構(gòu)分析和動力學(xué)分(credit)析，以便能及早發(fā)現(xiàn)設(shè)計上的錯誤，從而減少新產(chǎn)品在試制過程中出現(xiàn)的各種問題，降低了研發(fā)成本，縮短了新產(chǎn)品開發(fā)周期。