1.1标准直齿圆柱齿轮参数，相应关系的分析

　　1）参数。齿数z，模数m，压力角pressureangle（20b），齿距p，齿顶圆直径da，齿根圆直径df，分度圆直径d，基圆直径db.

　　2）参数间关系。d=m*z；p=3.1415926*m；db =d*cos（pressureangle）=m*z*cos（pressureangle）；da=m*（z+2）；df=m*（z-2.5）。

　　1.2利用关系式制作齿轮的具体步骤

　　1）草绘四个圆，然后利用<工具>y<参数>填写齿轮参数。

　　2）选择<工具>y<关系>，添加下列关系：d=m *z；db=m*z*cos（angle）da=m*（z+2*ha）；df= m*z-2*m*（ha+c）；d0=df；d1=db；d2=d；d3= da.接着利用<插入基准曲线>命令，从<方程>y<选取>y<柱坐标>，打开记事本填写下列关系：x=t* sqrt（（da/db）^ 2 -1）；y=180/p；ir=0.5*db*sqrt（1 +x^ 2）；theta=x*y-atan（x）；z=0.然后保存，退出，这样就建立了渐开线。

　　3）利用渐开线建立齿轮的轮廓。利用<插入>y <特征>y<复制>y<镜像>（旋转）命令来复制渐开线，然后利用<拉伸>命令制作第一个轮齿。

　　4）利用阵列命令得到齿轮坯。到此齿轮建模基本完成，至于本文用到的斜齿轮的建模方法与上述步骤基本一样，比较特殊的一点是在建立齿轮轮廓时要用到这个高级命令。

　　2机构的运动学分析和仿真

　　Pro/ENGINEER的运动学分析模块Mechanism可以进行装配体的运动学分析和仿真。这样可以使在二维图纸上难以表达和设计的运动变得非常直观和易于修改，并且能够大大简化机构的设计开发过程，缩短开发周期，减少开发费用，同时提高产品质量。

　　在Pro/ENGINEER中，运动仿真的结果不但可以以动画的形式表现出来，还可以以参数的形式输出，从而可以获知零件之间是否干涉，干涉体积有多大等。然后根据仿真结果对所设计的零件进行修改，直到不产生干涉为止。

　　2.1创建机构

　　既然组件要运动，那么组件在组装时就不能完全约束，而是要部分约束。但是，部分约束不是组装不完全，而是根据各组件的运动形态及彼此间的相对运动情况通过各种连接的设定，来限制各组件的自由度。在Pro/ENGINEER中提供了8种连接形式：刚性（Rigid），销钉（Pin），滑动杆（Slider），圆柱（Cylinder），平面（Planar），球（Ball）和轴承（Bearing）等。

　　1）启动Pro/ENGINEER后，单击/文件y新建y组件（子类型是设计），再在<名称>对话框里输入名称y去掉0使用缺省模板y<确定>.然后出现元件放置对话框，单击<连接>y<自动>y<缺省>，放置好机架。

　　2）单击特征操作按钮的<增加组件>按钮，此时系统弹出<打开>对话框，选择元件进行连接装配（用的是销钉连接）。

　　3）剩下的元件的组装步骤和步骤（2）基本一样，至于最后的螺栓和螺母，垫圈就用/放置0来装配，最终组装好的减速器装配图。

　　图在装配时应该注意一个问题：齿轮首先和轴建立子装配，约束可以选择齿轮轮毂和轴截面配合，同时还要建立一个与键的约束才可以使齿轮在运动过程中与轴一起转动，此时的齿轮应该是完全约束，然后再调入总的运动组装图，这时运动方式不会出现问题。

　　可是，如果在总装图中依次调入零件进行装配齿轮，仍按上述约束的话，在进行机械运动仿真时，就会出现过约束，导致机构无法运动，所以必须去掉一个约束。

　　2.2机构仿真

　　1）从菜单栏中依次选择<应用程序>yy<连接>选项，此时系统将弹出连接组件对话框。单击对话框中的<运行>按钮，检查装配的连接情况。若连接成功，系统将弹出连接成功对话框，确认检查结果。

　　2）单击特征操作按钮区的<齿轮副>y<新建>按钮，打开齿轮副定义对话框。接受系统默认的名称和传动类型，选择高速齿轮的连接作为连接轴；系统自动选取齿轮的主体和拖架，在<节圆直径>栏的输入框中输入数值。单击齿轮副定义对话框中的<齿轮2>选项卡，显示有关齿轮2的对话框，选取中速齿轮的连接线为连接轴，系统自动选择主体和拖架，在<节圆直径>栏的输入框中输入直径。

　　3）按以上步骤建立另外一个齿轮副。

　　4）单击特征操作按钮区的<伺服电动机>y<新建>按钮，接受系统默认的名称，在模型窗口中选取连接轴作为伺服电动机驱动对象。选取完之后，模型中显示一紫色箭头，表示运动的方向，参考对象呈绿色显示，被驱动对象（高速轴）呈蓝色显示。单击伺服电动机定义对话框中的<轮廓>按钮，在<规范>栏中选择<速度>y<当前>，默认当前轴的位置为零位置。

　　在<模>栏中选择<常数>，表示驱动器以常数形式运行。在栏中输入200，单击伺服电动机定义对话框中的<测量>按钮，可查看电动机的工作曲线。

　　5）单击特征操作按钮区的<分析>y<新建>按钮，接受系统默认的分析名称和运动分析类型以及显示时间格式。单击<运行>按钮，可以观察齿轮机构运动情况。

　　单击分析定义对话框中的<确定>按钮，同时把运行结果存入数据集，单击<关闭>按钮，退出分析对话框。

　　6）单击特征操作按钮区的<测量>y<图形类型>，接受系统默认的<测量与时间>.再单击对话框中的<创建新测量>y<速度>，再在驱动齿轮轴上选择一点，接受系统默认的评估方法<每一时间步距>.单击测量定义对话框中的<确定>按钮，完成测量定义。

　　3对齿轮结构进行静力分析Pro/MECHANICASTRUCTURE模块是Pro/ME2 CHANICA软件强大的结构分析软件包，它可以使设计者对设计模型在真实环境下的结构性能进行评估，研究和优化工作。

　　1）打开已经建立好的齿轮模型。

　　2）进入Pro/MECHANICA.在菜单上选择<应用程序>yy，系统进入Pro/ MECHANICA环境，选择Structure，系统进入结构分析主界面。

　　3）定义材料属性。依次单击<属性>y<材料> yy，选取模型，单击按钮，完成材料的定义。

　　4）添加约束。

　　5）添加基本应力。

　　6）建立分析任务，进行有限元计算。单击/分析0菜单<分析与设计>，在AnalysesandDesignStudies对话框中选择y.

　　7）显示计算结果。选择<结果>y<插入>y ，在StudySelection中的DesignStudy下方单击<浏览>按钮，选择上面完成的分析。单击y按钮。

　　8）根据结果来判断设计的好坏，然后进行修改，为进一步进行优化分析提供了依据。

　　4结束语

　　本文利用Pro/E中的三维参数化特征造型，全相关性实体建模，单一数据库等强大功能对机械行业中应用广泛的齿轮减速器进行了参数化建模。在电脑上进行模拟装配，干涉检查，机构仿真，结构分析和动力学分析，以便能及早发现设计上的错误，从而减少新产品在试制过程中出现的各种问题，降低了研发成本，缩短了新产品开发周期。