淮 妮，張小粉

（咸陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電工程系，陜西 咸陽(yáng) 712000）

0 引言

Pro/Engineer操作軟件是美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司（Parametric Technology Corporation）的重要產(chǎn)品，簡(jiǎn)稱Pro/E。Pro/E問(wèn)世至今，一直是參數(shù)化建模領(lǐng)域的領(lǐng)先者，也是最早進(jìn)入中國(guó)的三維設(shè)計(jì)軟件，兼有參數(shù)化建模和直接建模功能［1］。

所謂參數(shù)化設(shè)計(jì)是通過(guò)改動(dòng)零件模型的一部分或幾部分尺寸，或者修改已經(jīng)定義好的參數(shù)，使模型可自動(dòng)完成相關(guān)部分的改動(dòng)，達(dá)到通過(guò)更改參數(shù)的方法來(lái)簡(jiǎn)單、快捷地修改設(shè)計(jì)的目的［2］。Pro/E軟件常用“Program”參數(shù)化設(shè)計(jì)方法建立基本參數(shù)，配合相關(guān)公式的使用來(lái)創(chuàng)建參數(shù)化模型，通過(guò)變更參數(shù)的數(shù)值來(lái)變更模型的形狀和大小。

1 設(shè)計(jì)思路

蝸桿三維造型的關(guān)鍵是蝸桿齒廓的造型，本文的設(shè)計(jì)方法是：創(chuàng)建蝸桿參數(shù)關(guān)系，利用方程創(chuàng)建蝸桿漸開(kāi)線，應(yīng)用掃描混合特征創(chuàng)建蝸桿齒廓，采用旋轉(zhuǎn)特征創(chuàng)建切口，最后生成蝸桿三維模型［3］。

2 參數(shù)化設(shè)計(jì)過(guò)程

2.1 創(chuàng)建參數(shù)關(guān)系

（1）添加蝸桿尺寸參數(shù)。利用“工具”→“參數(shù)”命令，依次添加蝸桿設(shè)計(jì)的18個(gè)參數(shù)，如圖1所示。

（2）添加蝸桿尺寸關(guān)系。應(yīng)用“工具”→“關(guān)系”命令，添加關(guān)系式：

2.2 創(chuàng)建蝸桿基本特征

2.2.1 創(chuàng)建蝸桿設(shè)計(jì)基準(zhǔn)

（1）創(chuàng)建基準(zhǔn)平面DTM1。添加關(guān)系：

（2）創(chuàng)建基準(zhǔn)軸A＿1，A＿2。利用基準(zhǔn)軸工具，創(chuàng)建TOP和TRONT基準(zhǔn)平面及RIGHT和DTM1基準(zhǔn)平面的交線作為基準(zhǔn)軸線A＿1，A＿2。

圖1 蝸桿基本參數(shù)

（3）創(chuàng)建坐標(biāo)系CS0，CS1，CS2。利用坐標(biāo)系工具，選取TOP，TRONT，RIGHT作為參照，生成CS0坐標(biāo)系。同樣利用坐標(biāo)系工具，選取DTM1，TRONT，RIGHT作為參照，生成CS1坐標(biāo)系。選取上一步創(chuàng)建的CS1坐標(biāo)系作為參照，在“偏移類型”中選擇“笛卡爾”，設(shè)置參數(shù)X0，Y0，Z－4.35，生成CS2坐標(biāo)系。建立CS0和CS1夾角關(guān)系式：

2.2.2 創(chuàng)建蝸桿掃描軌跡

應(yīng)用基準(zhǔn)曲線工具，選取CS0坐標(biāo)系，輸入如下方程生成螺旋線：

2.2.3 創(chuàng)建蝸桿基本圓

創(chuàng)建4個(gè)同心圓作為蝸桿設(shè)計(jì)基本圓，建立關(guān)系式：

2.3 創(chuàng)建蝸桿漸開(kāi)線

（1）應(yīng)用基準(zhǔn)曲線工具，選取CS2坐標(biāo)系，創(chuàng)建漸開(kāi)線，其方程如下：

（2）鏡像并創(chuàng)建另一側(cè)基本圓和漸開(kāi)線如圖2所示，添加關(guān)系：

圖2 蝸桿漸開(kāi)線

2.4 創(chuàng)建蝸桿主體

（1）利用拉伸工具創(chuàng)建蝸桿設(shè)計(jì)主體，并添加關(guān)系式：

（2）創(chuàng)建蝸桿掃描混合特征：利用“掃描混合”命令，選取前面創(chuàng)建的螺旋曲線作為原始掃描軌跡，草繪齒廓曲線。創(chuàng)建蝸桿掃描混合特征如圖3所示。

2.5 創(chuàng)建蝸桿切口特征

應(yīng)用旋轉(zhuǎn)工具，切出材料，并添加關(guān)系式：

最后對(duì)蝸桿進(jìn)行其他的修飾，生成最終的蝸桿三維模型，如圖4所示。

圖3 蝸桿掃描混合

圖4 蝸桿最終三維模型

3 參數(shù)化程序的運(yùn)行

單擊主菜單中的“工具”→“參數(shù)”命令，修改設(shè)計(jì)參數(shù)：m（模數(shù)）值、z2（齒數(shù)）值、z1（頭數(shù)）值。最后應(yīng)用再生模型工具，可生成新的蝸桿三維模型。

4 結(jié)論

蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)是典型的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，利用Pro/E軟件參數(shù)化功能對(duì)蝸桿設(shè)計(jì)后，只需修改現(xiàn)有模型的設(shè)計(jì)參數(shù)就可以自動(dòng)生成新的蝸桿三維模型，避免了重復(fù)設(shè)計(jì)，使設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單、快捷，是一種很有效的提高設(shè)計(jì)效率的方法［4］。

［1］林清安.Pro/Engineer零件設(shè)計(jì)［M］.北京：北京大學(xué)出版社，2001.

［2］曹巖.Pro/ENGINEER Wildfire產(chǎn)品設(shè)計(jì)實(shí)例精解［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

［3］黃愷.Pro/E參數(shù)化設(shè)計(jì)高級(jí)應(yīng)用教程［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

［4］趙建榮，姚濤.基于Pro/Engineer的蝸桿三維建模及參數(shù)化設(shè)計(jì)［J］.機(jī)械管理開(kāi)發(fā)，2010，25（3）：174-175.