以內(nèi)齒輪傳動設計為例，介紹了在Pro/E環(huán)境下內(nèi)齒輪的參數(shù)化設計及內(nèi)齒輪傳動的運動仿真。采用參數(shù)化建模使設計者通過修改齒輪的設計參數(shù)便能快速修改齒輪模型，大大提高了設計效率。通過運動仿真，可以在虛擬的環(huán)境下對內(nèi)齒輪傳動進行運動模擬和干涉檢查，驗證了內(nèi)齒輪設計的準確性，具有實用價值。

　　引言

　　內(nèi)齒輪傳動機構廣泛應用于儀表、機械等領域，如內(nèi)平動齒輪減速器、內(nèi)齒輪絞車、內(nèi)齒輪油泵等。傳統(tǒng)的齒輪設計方法是先計算齒輪的基本參數(shù)，再建立幾何模型，齒輪的基本參數(shù)的改變往往導致設計者要重新計算，重建模型，效率低下，容易出現(xiàn)差錯。而Pro/E參數(shù)化建模能使產(chǎn)品的基本設計參數(shù)與產(chǎn)品的尺寸、形狀、位置之間以各種關系關聯(lián)，由這些關系式驅(qū)動尺寸，使設計者能根據(jù)不同的設計需求，修改設計參數(shù)就能快速建模和修改模型，大大提高了設計效率。

　　產(chǎn)品裝配與機構仿真是Pro/E軟件中的一項重要功能，使得原來難以表達和設計的機械運動，可以在虛擬的工作環(huán)境中進行運動模擬和干涉檢查，幫助設計者及時發(fā)現(xiàn)問題，降低設計差錯性，節(jié)約設計成本，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。

　　本文主要介紹了利用Pro/E軟件完成內(nèi)齒輪傳動機構的漸開線直圓柱內(nèi)齒輪參數(shù)化設計的過程以及內(nèi)齒輪傳動機構的運動仿真與分析過程。

1、內(nèi)齒輪參數(shù)化設計

　　1.1、創(chuàng)建設計參數(shù)

　　在利用Pro/E進行參數(shù)化建模時，首先要設置設計參數(shù)。影響漸開線直圓柱內(nèi)齒輪形狀和尺寸的基本參數(shù)主要有：模數(shù)m、齒數(shù)z、壓力角alpha、齒頂高ha、齒根高hf、齒寬b等，為了達到齒輪的各項技術要求，要讓齒輪基本設計參數(shù)與齒輪的尺寸、形狀、位置之間以各種關系關聯(lián)，以達到修改齒輪設計參數(shù)來改變齒廓形狀的目的。在PRO/E軟件零件建模環(huán)境下，選擇“工具”|“參數(shù)”命令，打開“參數(shù)”對話框，在該對話框中輸入表1中齒輪參數(shù)，添加基本設計參數(shù)。

表1 內(nèi)外齒輪基本設計參數(shù)

　　1.2、創(chuàng)建內(nèi)齒廓漸開線

　　1)添加齒輪參照圓關系。利用關系式繪出基圓、齒頂圓、齒根圓、分度圓。單擊工具欄“草繪”按鈕，選擇FRONT基準平面為草繪平面，在草繪環(huán)境中繪制4個同心圓，并使這4個圓的尺寸受參數(shù)和關系式驅(qū)動。選擇“工具”|“關系”命令打開“關系”對話框，添加如表2所示的關系。

　　2)創(chuàng)建直圓柱內(nèi)齒輪齒廓漸開線。單擊特征工具欄“插入基準曲線”按鈕，彈出“曲線選項”菜單，依次選擇“從方程”、“笛卡爾”坐標系等，在彈出的記事本對話框中輸入如下漸開線的參數(shù)方程：

表2 內(nèi)外齒輪表達式

4、結論

　　借助Pro/E軟件對內(nèi)齒輪傳動機構的內(nèi)齒輪進行參數(shù)化精確建模，設計者只要按照設計要求輸入?yún)��?shù)就可得到不同規(guī)格的齒輪，大大提高了設計的靈活性，縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期。通過對建立的內(nèi)齒輪傳動機構進行運動仿真檢查和分析測量，可以在虛擬環(huán)境下快速地驗證齒輪之間是否存在干涉，是否滿足機械傳動性能的要求，能快速得到了數(shù)據(jù)圖像和運動仿真視頻，幫助設計者快速修改模型和進行運動學分析，提高設計效率，有很強的實用價值。