发布时间 : 星期日 文章基于ProE的链轮参数化设计更新完毕开始阅读a4ff9a89be23482fb4da4cff
基于Pro/Engineer的链轮参数化设计
本文在链轮设计原理及主要尺寸计算公式的基础上，介绍了在Pro/Engineer中进行链轮三维建模时，如何通过建立模型参数和尺寸驱动关系构建链轮参数化模型，并通过参数控制创建不同参数的链轮三维模型的方法。
【关键词】链轮 参数化设计 Pro/Engineer 三维模型
Pro/Engineer软件以使用方便、参数化特征明显的三维造型而著称，但由于其是通用设计软件，没有对特定的产品设计提供专用的开发模块，因而不能有效利用以前的设计资源。若企业想要发挥Pro/Engineer软件的作用、提高工作效率，必须根据企业产品的特征和形状对Pro/Engineer软件进行二次开发，加入产品设计专用模块。
在各种传动机构中，链传动以其平均传动比准确、传动效率高、适合在油污和潮湿等恶劣环境条件下工作等优点而著称。其中，链轮是其主要的传动部件，为了提高链传动的研究和设计水平，利用Pro/Engineer软件建立链轮的参数化造型，在设计新链轮时，直接输入齿轮的各项参数即可自动生成新齿轮。
一、链轮齿廓曲线分析及主要参数介绍
滚子链轮的齿形虽然已经标准化，但仅规定了滚子链轮齿槽的齿面圆弧半径、齿沟圆弧半径和齿沟角的最大值和最小值，各种链轮的实际端面齿形均应在最大和最小齿槽形状之间，这样处理使链轮齿廓曲线设计有很大的灵活性。齿形应保证链节能平稳自如地进入和退出啮合，并便于加工。符合上述要求的端面齿形曲线有多种，最常用的是“三圆弧一直线”齿形。本文所研究的链轮齿形造型就是根据“三圆弧一直线”原则建立的。如图1所示的端面齿形由3段圆弧（aa、ab、cd）和一段直线（bc）组成。这种“三圆弧一直线”的齿形基本上符合上述齿槽形状的范围，且具有较好的啮合性能，便于加工。链轮轴面齿形两侧呈圆弧状（见图2），以便于链节进入和退出啮合。
图1
图2
链轮上被链条节距等分的圆称为分度圆，其直径用d表示（见图1）。若已知节距p和齿数z时，链轮主要尺寸的计算公式为：
分度圆直径（pitch diameter） d=p/sin(pi/z)
齿顶圆直径（outside diameter） da，max=d+1.25p-d1
da，min=d+（1- 1.6/z）p-d1 齿根圆直径
df=d-d1（d1为滚子直径） 分度圆弦齿高ha
ha max=（0.625+ 0.8/z）p-d1/2
ha max=0.5（p-d1）
如选用三圆弧一直线齿形，则da=p（0.54+cot(pi/z) ） ha =0.27p 二、三维造型
1.新建零件文件
具体步骤为：
（1）新建零件文件“Chain_Gear”。
（2）取消选中“使用缺省模版”复选项，使用 mmns_part_solid选项。
2.添加链轮参数和关系式
具体步骤为：
（1）打开“参数”对话框，添加齿轮参数。
（2）打开“关系”对话框，添加链轮关系式，并通过这些关系和已知参数确定未知参数的数值。
（3）编辑“程序（Program）”建模程序。编辑“程序”，使链轮模型更新时自动提示输入链轮的主要参数，并输入链轮的关系式，建立链轮和参数之间的关系。 3.建立坐标系
选取FRONT、RIGHT、TOP面作为参照，在定向中选取TOP面作为Z轴、FRONT面作为Y轴。
4.分别建立链轮的齿根圆、分度圆和齿顶圆
（1）单击“草绘工具”，在TOP面上绘制3个圆，如图3所示。
图3
（2）点击“信息”下拉菜单选择“切换尺寸”，以符号显示尺寸。 （3）单击“工具”下拉菜单选择“关系”，打开关系式窗口，加入如下关系：
D1=dedentum_dia（齿根圆直径） D2=pitch_dia（分度圆直径） D3=addendum_dia（齿顶圆直径）
（4）单击“确定”结束输入。
（5）单击“更新”选“当前值”，系统将按照关系式计算这三条曲线。
5.创建参数化渐开线曲线
（1）单击“草绘工具”，选择“草绘平面”为TOP面，草绘参照为FRONT面。
（2）进入草绘界面后，选择pitch_dia（分度圆直径）曲线及addendum_dia（齿顶圆直径）作为参照。
（3）作一条辅助线过分度圆与FRONT面的交点，以此为中心作半径为5.16（尺寸代号SD9）的圆；辅助线与FRONT面之间所形成夹角的度数标注为51.84（尺寸代号SD10）；作一圆，标其与FRONT面的纵向距离为13.03（尺寸代号SD11），与半径为5.16的圆的圆心的横向距离（靠左）为2.17（尺寸代号SD12），标此圆半径为7.40（尺寸代号SD13）；作圆与之前两圆相切，半径为13.28（尺寸代号SD14）。（4）单击“工具”下拉菜单选择“关系”，打开关系式窗口，加入如下关系:
SD9=R1（齿沟圆弧半径）
SD10=ALFHA（二分之一齿沟角） SD11=W（齿宽）
SD12=V（两段圆弧圆心之间的横向距离） SD13=R3（第三段圆弧的半径） SD14=R2（第二段圆弧的半径）
（5）对草绘曲线进行剪切处理，修剪保留“三圆弧一直线”。 （6）完成后渐开线如图4所示：