实验报告锥齿轮轴的Pro/E参数化造型设计
一、实验目的：
1、熟悉Pro/E软件菜单、窗口等环境，以及基本的建模方法；
2、了解Pro/E软件参数化设计的一般方法和步骤；
3、能利用Pro/E软件进行一般零件的参数化设计。
二、实验设备：
微机，Pro/E软件。
三、实验内容及要求：
使用参数化建模方法，创建如图所示的齿轮轴
四、实验步骤：
锥齿轮轴参数化设计的具体步骤如下：
1、创建新的零件文件
（1）启动Pro/e界面，单击文件/新建，
（2）输入零件名称：zhuichilunzhou，取消“缺省”的选中记号，然后单击“确定”按钮，
（3）选择公制单位mmms_part_solid后单击“确定”按钮，操作步骤见图1
图1 新建零件文件
2、参数输入
（1）在Pro/e菜单栏中依次单击工具/参数，将弹出参数对话框，添加以下参数：圆锥角c=30度，模数m=2，齿数z=20，齿宽w=20，压力角a=20，齿顶高系数为hax=1，齿底隙系数为cx=0.2，变位系数x=0，最后点击确定将其关闭；如图2所示
图2 参数输入
（2）在Pro/e菜单栏中依次单击工具/关系，将弹出关系对话框，添加以下关系式（如图3所示）：
d=m*z
db=d*cos(a)
da=d+2*m*cos(c/2)
df=d-2*1.2*m*cos(c/2)
dx=d-2*w*tan(c/2)
dxb=dx*cos(a)
dxa=dx+2*m*cos(c/2)
dxf=dx-2*1.2*m*cos(c/2)
其中，D为大端分度圆直径。
（圆锥直齿轮的基本几何尺寸按大端计算）
其中，A为压力角，DX系列为另一套节圆，基圆，齿顶圆，齿根圆的代号，DX<D DXB<DB DXA<DA DXF<DF。
（关系式输入后会生成如图4所示的参数）
图3 关系式输入
图4 参数生成
3、生成锥齿轮
（1）生成锥齿轮毛胚
点击菜单插入/混合/伸出项，
以FRONT为草绘平面，建成以大端DA作第一个圆，小端DXA作第二个圆，深度为W的混合实体。
如图5所示：
图5 锥齿轮毛坯模型
（2）锥齿轮大端草绘
在大端DA的圆面上绘制直径DF，D的圆。
如图6所示
图6 图7
（3）锥齿轮小端草绘
在小端DXA圆面上绘制DXF，DX圆。
如图7所示：
（4）创建第一个渐开线曲线
在大端DF的圆面上，通过输入方程（如图8所示），创建渐开线曲线。
其选择的坐标系为PRT_CSYS_DEF。
其方程如下：
afa=60*t
r=db/2
x=r*cos(afa)+pi*r*afa/180*sin(afa)
y=r*sin(afa)-pi*r*afa/180*cos(afa)
z=0
选择‘ 文件--------保存---------关闭’，确定，即可创建第一个渐开线曲线。
如图：
图8 方程输入图9 生成渐开线曲线
（5）创建基准点
选择渐开线曲线和直径为D的节圆，即可创建基准点PNT0。
如图10所示
图10 创建基准点PNT0 图11 创建基轴A_1
（6）创建基准轴
点击基准轴命令，选择TOP平面和RIGHT平面，即可创建基准轴A_1。
如图11所示
（7）创建平面
选择基准轴A_1和基准点PNT0，即可创建平面DIM1。
如图12所示
图12 创建基准平面DIM1 图13 创建基准平面DIM2 （8）创建平面。
选择平面DIM1和基准轴，以90/Z为旋转角度旋转，即可创建平面DIM2，但DIM2的创建，必定要保证渐开线曲线能镜像成齿轮的轮齿的大体形状；否则，要改变DIM2的旋转方向。
（9）镜像
将渐开线曲线以平面DIM2为镜像平面镜像。
如图14所示：
图14 镜像渐开线曲线
（10）创建新坐标系
以PRT_CSYS_DEF为参照，以W为距离创建坐标系CS0。
如图15所示
图15 创建新坐标系CS0
注意：要认清沿着哪一个方向进行偏移。
（11）创建第二个渐开线曲线
在小端DXF的圆面上，通过输入方程，创建渐开线曲线。
其选择的坐标系为CS0其方程如下：
选择笛卡尔坐标系
afa=60*t
r=dxb/2
x=r*cos(afa)+pi*r*afa/180*sin(afa)
y=r*sin(afa)-pi*r*afa/180*cos(afa)
z=0
选择‘ 文件--------保存---------关闭’，确定，即可创建第一个渐开线曲线。
如图16所示：
图16 创建小端渐开线曲线
（12）创建基准点
选择第二个渐开线曲线和直径为DX的节圆，即可创建基准点PNT1。
如图17所示
图17 创建基准点PNT1
（13）创建平面
选择基准点PIN1和基准轴A_1，即可创建DIM3。
如图18所示
图18 创建基准面DIM3
（14）创建平面
选择平面DIM3和基准轴，以90/Z为旋转角度旋转，创建平面DIM4。
如图19所示，但DIM4的创建，必定要保证渐开线曲线能镜像成齿轮的轮齿的大体形状；否则，要改变DIM4的旋转方向。
图19 创建基准平面DIM4
（15）镜像.
选择渐开线曲线，以平面DIM4为镜像平面镜像。
如图20所示：
图20 镜像渐开线曲线
（16）生成锥齿轮槽
选择菜单插入/混合/切口，草绘截面，混合成具有齿轮齿槽形状的实体。
主要使用“抓取”，“延伸”，“修剪”命令来获取齿槽形状。
如图21所示：
输入深度W后，生成齿槽实体。
如图22所示
图21 草绘混合截面图22 生成齿槽实体
（17）利用阵列生成锥齿轮
以基准轴进行阵列，个数为20，角度为360/z即可阵列出其余齿。
如图23所示：
图23 锥齿轮
4、生成锥齿轮轴
（1）利用拉伸创建出所有轴段
如图24所示，经过一系列拉伸，创建锥齿轮轴
锥 齿 轮 轴 的 Pro/E 参 数 化 设 计
机械工程研091班 马保天 11
图24 创建轴段部分
（2）细化锥齿轮轴
通过拉伸在轴末段添加键槽，并在轴端倒角，生成锥齿轮轴，如图25所示
图25 锥齿轮轴。