基于Pro/ENGINEER的齿轮参数化设计方法

熊义君 王国荣

（武汉大学东湖分校工学院，湖北 武汉 430212）

Pro/ENGINEER(简称Pro/E)作为一个大型的三维造型软件[1]，由它率先采用的革命性的设计思想——基于特征的参数化设计，领导了现代CAD发展的潮流。近年来齿轮的三维建模成为工程设计中经常要进行的工作，但齿轮的三维建模较为复杂,因此提高齿轮的设计效率具有重要的实际工程意义;另一方面,Pro/E功能十分强大,还能通过VC++6.0开发基于Pro/E的参数化齿轮设计系统。

1 齿轮参数化整体设计方案

设计总体框架包含三大部分的内容：参数化模型的创建，对应参数对话框的设计，参数化模型与对话框之间的参数传递程序设计。程序运行框架如图1。

图1 程序运行框架

2 参数化模型的创建

以某斜齿轮的创建过程为例说明参数化模型的创建过程。

2.1 新建空文件。在Pro/E中新建一个零件文档。

2.2 设置创建齿轮的有关参数。

2.3 创建齿轮齿顶圆，节圆，齿根圆，基圆及其参数关系[2-3]。如图2所示。

2.4 画渐开线。拉伸一个圆柱实体首先执行【插入/拉伸】命令,然后单击【图标】按钮,进入草绘环境,通过【使用边】命令选取渐开线,修剪渐开线多余部分,完成渐开线截面绘制.最后将其拉伸成曲面,再在【关系】窗口中定义控制拉伸厚度的关系式,完成渐开线齿廓曲面的创建。然后切第一个齿槽，参数化阵列齿槽。最后进行齿轮结构[4-5]及键槽设计。完成齿轮参数化模型创建的结果如图3。

3 对话框设计工具比较分析

对话框主要用下拉式菜单，选择给定的参数表中的参数，用以传递对话框的参数到Pro/E模型中。在设计的对话框[6]中，用户可自定义参数，这样便于用户设计齿轮时参数的灵活输入。举例如图4。

4 齿轮参数化程序设计

齿轮参数化程序设计是指模型参数与对话框之间的参数传递程序设计。该部分的设计可为两个部分。

4.1 程序对对话框的参数的检索。

4.2 把检索的参数赋值给已参数化的模型，再生模型。模型的再生过程是通过鼠标点击“模型创建”按钮来触发，所以参数化程序设计过程实质上是对“模型创建”按钮的动作函数的设计。

通过以上的过程介绍，在前面介绍的参数对话框中直接更改齿轮的设计参数如齿数、齿宽、顶隙系数等的数值,然后选择再生模型,这样就轻松完成新齿轮的参数化设计过程。

5 结束语

通过以上研究，利用Pro/ENGINEER、Pro/TOOLKIT和Visual C++6.0等进行Pro/E的二次开发，将齿轮零件进行参数化、模块化，将齿轮的几何参数用设计参数加以约束,这样就不用再进行繁琐的手工建模过程。用户只需输入齿轮的相关设计参数，便能快捷准确地得到自己想要的模型，大大方便了用户，提高了设计效率。

[1]李世国.Pro/TOOLKIT程序设计[M].北京：机械工业出版社，2003.6:1～299.

[2]孙恒，陈作模主编，机械原理第六版[M].北京：高等教育出版社，2000.8:292～351.

[3]齿轮手册编委会.齿轮手册:第5篇[K].北京:机械工业出版社,2004.

[4]郑增铭,郭攀成.机械力学与机械设计(下册)[M].兰州:兰州大学出版社,2002.

[5]韩玉龙.Pro/Engineer Wildfire3.0零件设计专业教程[M].北京:清华大学出版社,2006.

[6]刘莹，张福润.Pro/Engineer二次开发中用户界面的制作[J].现代机械，2004,(2):52～55.