1、目錄一、參數(shù)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介 11.1 參數(shù)化概述 11.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)在 CAD的應(yīng)用 11.3 參數(shù)化設(shè)計(jì)原理及方法 21.4 常用的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件 2二、 proe 直齒輪參數(shù)化建模過(guò)程 32.1 新建零件 32.2 繪制漸開線 42.3 草繪分度圓、齒頂圓、和齒根圓并建立關(guān)系 52.4 鏡像漸開線 62.5 繪制齒槽圍線 82.6 標(biāo)準(zhǔn)齒輪造型 82.7 改變參數(shù)再生成齒輪 9參考文獻(xiàn) 10、參數(shù)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介1.1 參數(shù)化概述圖1 proe參數(shù)化建模參數(shù)化設(shè)計(jì)是Revit Building的一個(gè)重要思想，它分為兩個(gè)部分：參數(shù)化圖元和參數(shù)化修改引擎。Revit Building中的圖元都是以構(gòu)件

2、的形式出現(xiàn)，這些構(gòu)件之間的不同，是 通過(guò)參數(shù)的調(diào)整反映出來(lái)的，參數(shù)保存了圖元作為數(shù)字化建 筑構(gòu)件的所有信息。參數(shù)化修改引擎提供的參數(shù)更改技術(shù)使 用戶對(duì)建筑設(shè)計(jì)或文檔部分作的任何改動(dòng)都可以自動(dòng)的在其 它相關(guān)聯(lián)的部分反映出來(lái)，采用智能建筑構(gòu)件、視圖和注釋 符號(hào)，使每一個(gè)構(gòu)件都通過(guò)一個(gè)變更傳播引擎互相關(guān)聯(lián)。構(gòu) 件的移動(dòng)、刪除和尺寸的改動(dòng)所引起的參數(shù)變化會(huì)引起相關(guān)構(gòu)件的參數(shù)產(chǎn)生關(guān)聯(lián)的變化，任一視圖下所發(fā)生的變更都能參數(shù)化的、雙向的傳播到所 有視圖，以保證所有圖紙的一致性，毋須逐一對(duì)所有視圖進(jìn)行修改。從而提高了工作效 率和工作質(zhì)量。1.2 參數(shù)化設(shè)計(jì)在CA計(jì)的應(yīng)用用CAD方法開發(fā)產(chǎn)品時(shí)，零件設(shè)計(jì)模型的建

3、立速度是決定整個(gè)產(chǎn)品開發(fā)效率 的關(guān)鍵。產(chǎn)品開發(fā)初期，零件形狀和尺寸有一定模糊性，要在裝配驗(yàn)證、性能分析和數(shù)控編程之后才能確定。這就希望零件模型具有易于修改的柔性。參數(shù)化設(shè)計(jì)方法就是將模 型中的定量信息變量化， 使之成為任意調(diào)整的參 數(shù)。對(duì)于變量化參數(shù)賦予不同數(shù)值，就可得到不 同大小和形狀的零件模型。在CAD中要實(shí)現(xiàn)參數(shù)化設(shè)計(jì)，參數(shù)化模型的 建立是關(guān)鍵。參數(shù)化模型表示了零件圖形的幾何約束和工程約束。幾何約束包括結(jié)構(gòu)約束和尺寸圖2參數(shù)化建模約束。結(jié)構(gòu)約束是指幾何元素之間的拓?fù)浼s束關(guān)系，如平行、垂直、相切、對(duì)稱等；尺寸約束則是通過(guò)尺寸標(biāo)注表示的約束，如距離尺寸、角度尺寸、半徑尺寸等。工程約束是指尺寸

4、之間的約束關(guān)系，通過(guò)定義尺寸變量及它們之間在數(shù)值上 和邏輯上的關(guān)系來(lái)表示。1.3 參數(shù)化設(shè)計(jì)原理及方法參數(shù)化設(shè)計(jì)是指設(shè)計(jì)對(duì)象的結(jié)構(gòu)形狀基本不變，而是采用一組參數(shù)來(lái)約定尺寸關(guān)系。參數(shù)與設(shè)計(jì)對(duì)象的控制尺寸有顯式對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)計(jì)結(jié)果的修改受尺寸驅(qū)動(dòng)。參數(shù)化設(shè)計(jì)的主要特點(diǎn)如下：(1) 基于特征：將某些具有代表性的幾何形狀定義為特征，并將其所有尺寸設(shè)定為可修改參數(shù)，形成實(shí)體，以此為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行更為復(fù)雜的幾何形體的創(chuàng)建。(2) 全尺寸約束：將形狀和尺寸聯(lián)合起來(lái)考慮，通過(guò)尺寸約束來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)幾何形狀的控制。造型必須以完整的尺寸參數(shù)為出發(fā)點(diǎn)(全約束)，不能漏注尺寸(欠約束)，不能多注尺寸(過(guò)約束)。(3) 尺寸驅(qū)動(dòng)實(shí)

5、現(xiàn)設(shè)計(jì)修改：通過(guò)編輯尺寸值來(lái)驅(qū)動(dòng)幾何形狀的改變，它也是全數(shù)據(jù)相關(guān)的基礎(chǔ)。(4) 全數(shù)據(jù)相關(guān)：某個(gè)或某些尺寸參數(shù)的修改，導(dǎo)致與其相關(guān)的尺寸得以全部同時(shí)更新。全數(shù)據(jù)相關(guān)的修改功能體現(xiàn)了當(dāng)需要零件形狀改變時(shí)，只需編輯尺寸值重新刷新即可實(shí)現(xiàn)形狀的改變。參數(shù)化應(yīng)用較廣泛的是尺寸驅(qū)動(dòng)的方法。基于約束的尺寸驅(qū)動(dòng)是較為成熟的參數(shù)化方法，它的基本原理是：對(duì)幾何模型中的一些基本圖素施加一定的約束，模型一旦建好后，尺寸的修改立即會(huì)自動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)模型的修改。例如一個(gè)長(zhǎng)方體，對(duì)其長(zhǎng)L、寬W高H賦予一定的尺寸值，它的大小就確定了。剛改變 L,W,H的值時(shí)，長(zhǎng)方體的大小隨之 改變。這里不但包含了尺寸的約束，而且包含了隱含的幾

6、何關(guān)系的約束，如相對(duì)的相面互相平行，矩形的鄰邊互相垂直等。1.4 常用的參數(shù)化設(shè)計(jì)軟件目前常用的參數(shù)化設(shè)計(jì)CAD軟件中，主流的應(yīng)用軟件有 Pro/Engineer、UGNXCATIA和Solidworks四大軟件，四大軟件各有特點(diǎn)并在不同的領(lǐng)域分別占據(jù)一定的市場(chǎng)份額。Pro/Engineer 是參數(shù)化設(shè)計(jì)的鼻祖，參數(shù)化設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)最先就是由 Pro/Engineer 實(shí)現(xiàn)，而Pro/Engineer 也因?yàn)閰?shù)化的特點(diǎn)在橫空出世后迅速搶占 了傳統(tǒng)CAD軟件巨頭UG和CATIA的部分市場(chǎng)份額，目前主要應(yīng)用于消費(fèi)電子、小 家電和日用品、發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)等行業(yè)；UG和CATIA兩個(gè)傳統(tǒng)的軟件巨頭也不甘落后,

7、緊隨Pro/Engineer之后加入了參數(shù)化設(shè)計(jì)的功能，目前在傳統(tǒng)的制造行業(yè)比如汽 車、航空航天等行業(yè)上兩個(gè)軟件占據(jù)絕對(duì)的市場(chǎng)份額。二、proe直齒輪參數(shù)化建模過(guò)程現(xiàn)利用pro/E進(jìn)行齒輪模型的參數(shù)化設(shè)計(jì)。T25Ml圖3 標(biāo)準(zhǔn)直齒輪首先打開proe4.0，點(diǎn)擊新建，選擇零件，命名gear2.1 新建零件力廠二,回39& 亙二 口上=0國(guó)c'c'e'©©o©c草繪 零件 組件 制造 繪圖 格式 報(bào)表 圖表 布局 標(biāo)記a實(shí)體 復(fù)合.鎖金件主體線束gear圖5齒輪參數(shù)設(shè)置名稱公用名稱使用魏省模板圖4 新建零件設(shè)置漸開線直齒輪的基本參數(shù)模數(shù)

8、mi-有標(biāo)準(zhǔn)取值系列；齒數(shù)Zi 一由齒輪傳動(dòng)確定。標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪壓力角20°、齒頂高系數(shù)為1、頂隙數(shù)為 0.25。2.2 繪制漸開線漸開線用從方程創(chuàng)建曲線的方法繪制漸開線的極坐標(biāo)方程為：rk =rbcos 二 k1k =inv： k =tan k _ 二其中基圓半徑rb = r cos：1m z1 cosa ； 2設(shè)參數(shù)t=0 1時(shí)，叼=0-45,變換為proe的柱坐標(biāo)方程:rel.ptd -記事不文件何美癇回格式(Q)查看淘助M/平時(shí)黃卡兒坐標(biāo)叁，輸入?yún)?shù)方程/*根堤(將從口變到1)對(duì)心thet油工/*例茹:對(duì)在工r平面即一個(gè)圓，中心在原點(diǎn) "半徑二%參數(shù)總呈幅是：/*r

9、 = 4/*theta = t * 360/*7.-0jr=rrf»i21*co5(20)/cos(t*45)/2 theta=tant*45)*130/Pl-t*45 z=0|圖6寫入記事本的齒輪圓柱坐標(biāo)方程圖7生成的漸開線2.3 草繪分度圓、齒頂圓、和齒根圓并建立關(guān)系分度圓直徑d = m .z1;齒頂圓直徑da = m (z1 +2)；齒根圓直徑df =m (z1 -2.5),文怕H 猛后灰殂M氈逐閭分折gj «=(N) 礪程序二國(guó)口 9Q(W)如的制打二El的Hgc茁潞居最的巨口囪式氫回昨0自回(3包同工閻妍 能疑圜與氨?顯示的柒?7：右檢單擊禁用者漏 夜£

10、H鞭mt?右通單擊限號(hào)1題 使用TAB就力提斯工七玄菜.產(chǎn)|哈|國(guó)|國(guó)顯示傭”1設(shè)青圜(i GEARJ.PFTTD£7 TOPD FRONT茶 PRT.CSVS.DEF八心堤標(biāo)齦g4 mtttfARIGHT圖8 參數(shù)化確定分度圓、齒頂圓、齒根圓的直徑2.4鏡像漸開線可以用分度圓上齒槽中心角的角分線創(chuàng)建鏡像平面，來(lái)鏡像漸開線。在標(biāo)準(zhǔn)漸開線齒輪的分度圓上，齒厚 s等于齒槽寬e,即s = e=1nm。2根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)齒輪的這一特點(diǎn)，其角分線的夾角 工=1 £=5="。2 r 2 m z1 z1建立下列關(guān)系：角分線的夾角T=9oz1文袒：蠅彳 插入 更敷 實(shí)用工礪查找砥1I自廟

11、/c c黑電皚*翡°.? T【電戶:* *&ow圖9建立關(guān)系sd0=90/z1繪出角分線a 0008n|H戔w回'七自值時(shí)即n 平而SKJIW) 2Mi fll？D瓶m顯示,I咄 r«品颯行號(hào),修 日格法三4韭加粗,+章加朝L圖10 創(chuàng)建鏡像用的平面圖11鏡像后的漸開線2.5 繪制齒梢圍線02.6 標(biāo)準(zhǔn)齒輪造型首先拉伸創(chuàng)建齒輪外形，將外圓約束在齒頂圓上，按齒槽圍線拉伸切出齒槽，然后 以齒槽為原始特征陣列齒槽，最后拉伸切出材料做出齒輪孔。并建立下列關(guān)系：陣列數(shù)量=z1。圖13 拉伸齒輪坯圖14 切出一個(gè)齒輪槽圖15 陣列數(shù)量=z12.7改變參數(shù)再生成齒輪可以改變開始設(shè)置的參數(shù)支住網(wǎng)CC肯+ P-S-E1卜門門m和z1,如下圖所小圖 17 m=3,z=40圖 18 m=1.5,z=20圖 16 m=3,z=20參考文獻(xiàn)1肖剛，李學(xué)志，李俊源.機(jī)械CAD®理與實(shí)踐.北京：清華大學(xué)出版社，20012 楊海威主編. 數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)基礎(chǔ). 北京：北