余志永，郑清春，郭津津，李纪峰

(天津理工大学，复杂系统控制理论及应用重点实验室，天津市 300384)

0 前言

Pro/ENGINEER(Pro/E)是由美国PTC公司开发的三维CAD/CAM/CAE系列参数化软件，主要用于产品外观设计、结构设计、仿真、模具设计、分析优化、NC加工等产品研发领域。

齿轮在机械行业中有广泛的应用，但在Pro/E软件中却不能直接生成，需进行复杂的建模过程。同时，齿轮建模过程中，模数、齿数不同，其齿根圆与基圆的大小关系将发生变化，则相关的建模过程也略有不同。本文基于齿轮渐开线的生成原理，应用Pro/E中的Program程序，研制出同步变位直齿圆柱齿轮实体造型的自动化设计程序。程序可根据中心距、模数、齿数等参数计算出变位系数，并可进行建模过程的判断选择，建立齿轮的三维模型。同时，论文应用Pro/M对齿轮进行了有限元分析及优化设计。

1 基于Pro/Program的变位齿轮的建模技术

Pro/Program是一个记录文件，记录着模型的成型步骤等信息，其大部分内容是由Pro/E程序自动产生的，即每建立一个特征，Pro/E就会产生该特征的程序代码，用户则可以根据设计意图对其进行编辑。Pro/E中Program的内容都有相同的格式，大致可分为五个部分。

(1)标题;

(2) 输入．．．结束输入 (INPUT．．．END INPUT);

(3)关系式．．．结束关系式 (RELATION．．．END RELATION);

(4) 添加特征．．．结束添加 (ADD FEATURE．．．END ADD);

(5)质量程序．．．结束质量程序 (MASSPROP．．．END MASSPROP) 。

其中 (1)和 (4)部分是由Pro/E自动产生，其余部分由用户自行输入。通过对Program的编辑，可以实现Pro/E自动控制特征的创建，生成不同的模型。

1.1 齿轮的参数化建模背景

变位齿轮的齿廓形状与齿轮齿数、模数、变位系数和压力角有关。……