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ProE螺纹教程(三种方法)


基于 Pro/E 3.0 创建螺纹的三种方法
笔者是 Pro/E 的初学者,在这里仅就个人在 Pro/E 学习中的点滴心得与大家 分享,希望大家提出宝贵意见、多多批评,以求共同进步。 螺纹机构是机械行业普遍应用的一种机构,为创建螺纹的方便 Pro/E 中设立 有强大的螺旋扫描功能,可以实现螺纹、弹簧等基于螺旋线多种特征,其中的变 节距螺旋扫描功能更是为螺旋类特征的灵活创建提供的广阔的空间, 本文最后将 介绍变节距弹簧的建模过程。 在掌握直接应用内建功能实现螺旋特征创建的同时, 笔者认为从理论原理出 发,通过基础建模功能实现设想功能也是十分必要的。不但对其他三维软件学习 起到借鉴作用, 同时也可以在内建功能不能满足要求的时候通过基础功能的灵活 运用达到目的,并可以对 Pro/E3.0 的基本功能和机械基础知识增进了解。 方法一: 首先, 应用“插入 (Insert)> 扫描 (Sweep)> 伸出项 (Protrusion)功能进行 插入”( )>“扫描 )>“伸出项 插入 )> 扫描”( )> 伸出项”( ) 普通梯形螺纹的建模。 想必大家对此功能都已熟悉, 唯一值得讨论的地方也是重要的地方可能就是 螺旋线的生成问题了。简单易行的方法就是用方程建立曲线,而且可以容易的与 参数建立关系,使得生成特征具有通用性。 常用参数方程如下: (应用时注意坐标系的选择与类型的设定) 笛卡儿坐标下的螺旋线 柱坐标下的螺旋线 x = radia * cos ( t *(n*360)) r=radia y = radia * sin ( t * (n*360)) theta=theta0+t*(n*360) z = l*t z=t*l 其中:radia 为半径;n 为指定长度上螺旋线的圈数;l 为设定长度。 n=l/螺距;多头螺纹生成需要多条螺旋线,注意生成其他螺旋线时须 设定参数方程中角度的初始值; 对于左旋螺纹参数方程中角度值取负 值。 生成螺旋曲线方法为:单击“插入”(Insert)>“模型基准”(Model Datum)> “插入” > 模型基准” “曲线”(Curve),或单击“基准”(Datum) 工具栏上的 曲线” “基准” 按钮。然后选择“从 “

方程” 方程”(From Equation),接下来选择坐标系并指定坐标系类型后,既可在编辑 窗口中输入相关参数方程,得到目的曲线。 此种方法虽然简单、快结,但需要熟悉参数方程,并熟练坐标系的设定。对 于象笔者这样数学不佳,又相对懒惰的朋友,是否有更直观的方法可行呢?答案 是肯定的。 下面笔者就以变截面扫描功能根据螺纹形成原理实现此目的, 虽然步骤繁琐 但容易理解,同时也可以为大家开拓思路,深刻的理解 Pro/E 基本功能。 下面以公称直径为 20 的标准梯形螺纹为例生成模型,但由于篇幅所限,关 系设定、族表生成、UDF 定义等相关参数化设定未涉及,如有需要可通过笔者

信箱与笔者联系, 定知无不言、 言无不尽以求共同进步。 proe_amateur@tom.com) ( 首先建立圆柱体作为基础特征,此处圆柱体直径为预生成螺纹之小径 17.5mm,圆柱高度为 50mm。 然后生成螺旋线,以备下一步利用扫描功能建立螺纹特征。 插入” (Insert)> 可变截面扫描” (Variable Section 此处生成螺旋线的方法为“插入” > 可变截面扫描” “ Sweep)。在此之前,先通过草绘工具建立两条辅助线,分别过圆柱中心与圆柱母 线,作为可变截面扫描的原点轨迹与截面控制轨迹,草绘结果如图 1-1。 然后点选“插入”(Insert)>“可变截面扫描”(Variable Section Sweep) 或在 “插入” > 可变截面扫描” “特征”工具栏中单击 ,再选择上步草绘直线(先选中心处直线,再选母线

处直线) ,选择后效果如图 1-2。

图 1-1 然后在对话栏中点选

图 1-2 编辑截面。此处以原点轨迹为圆心,画一构造圆过

“链 1” ,再从圆心引直线到构造圆上,角度任意如图 1-3。然后利用关系编辑角 度尺寸 sd4 ,点击“工具”(Tools)>“关系”(Relations),然后输入如下关系: “工具” > 关系” sd4=trajpar*25*360 输入关系后截面变为图 1-4,此处尺寸参数符号可能为任意数,以用户画面 上的参数符号为准。

图 1-3 图 1-4 其中 25 为螺纹圈数,既参数方程中的“n” ,因为选择螺距为 2mm,所以 n=50/2=25

然后连续点击中键以结束可变截面扫描,结果如图 1-5。

图 1-5 图 1-6 下一步用螺旋面的边界与圆柱表面的交线生成螺旋线。既点选螺旋曲面及 Ctrl+圆柱外表面, 然后选择 “特征” 工具栏中的 或选取相交曲面后, “编 单击

(图中已将螺旋曲面隐藏) 辑”(Edit)>“相交”(Intersect)。生成螺旋线如图 1-6。 “相交” 接下来为利用恒定截面扫描生成螺纹形状。 恒定截面扫描功能命令可通过两 种方法实现,既“插入” insert)>“扫描”(sweep)>“伸出项” (Protrusion) “插入” ( ) “扫描” “伸出项” ) 或点选“可变截面扫描”(Variable Section Sweep)功能后在上滑面板的“选项” “可变截面扫描” 中选择“恒定剖面”此处以前者做为介绍。 进入“插入” insert)>“扫描”(sweep)>“伸出项” (Protrusion)然后选 “插入” ( ) “扫描” “伸出项” ) 择“选取轨迹” Select Traj) >“曲线链” Curve chain) 选取刚刚已相交功 曲线链” “选取轨迹” ( ) ( ) 能生成的曲线做为扫描轨迹,选取结果如图 1-7,点击中键三次进入截面绘制, 并绘制截面如图 1-8。

图 1-7 图 1-8 生成螺纹如图 1-9 所示, 其中首尾部分须用平面进行修剪后才与真实螺纹相 同。若恒定截面扫描时生成为曲面,则可用非封闭端延伸功能达到相同效果。

平面修剪前 图 1-9

平面修剪后

思考问题:为生成左旋螺纹时应如何设置扫描截面关系。

方法二: 同样是应用“插入 插入”(Insert)>“扫描 扫描”(Sweep)>“伸出项 伸出项”(Protrusion)功能进行 插入 > 扫描 > 伸出项 普通螺纹的建模。此处仅在螺旋曲线的生成方法上有所改变,既用 “编 包络”(Wrap)功能生成螺旋曲线,并讨论“包络”功能与“投影”功 辑”(Edit)>“包络 > 包络 ) “包络” “投影” 能之间的区别。 此处仅就螺旋线生成部分进行讨论,圆柱体生成、牙形截面绘制及扫描生成 螺纹特征与方法一中介绍类似。 在生成圆柱体后进入“编辑 编辑”(Edit)>“包络 包络”(Wrap) 编辑 > 包络 ) , 选择上滑面板中 参 “

照”>“草绘”下的定义按扭,选择 Front 平面并单击中键已缺省视图方向进行 草绘” 草绘。草绘模式下加选圆柱体上表面为参考几何,如图 2-1。并绘制截面如图 2-1 所示。 其中角度值 1.945 为螺旋升角。 (螺旋升角的正切=螺距*头数/中径周长)
加选参照

图 2-1 单击
,则生成螺旋线如图 2-2。

图 2-2

读者是否已经注意到 Pro/E 中,曲线投影至曲面与包络之间的区别。区别就 在于投影曲线与原曲线长度不同,而包络生成的曲线与原曲线长度相同,就象把 曲线贴到曲面上一样。读者可以通过“分析”>“测量”>“长度”对两条曲线 “分析” “测量” “长度” 进行测量,予以验证。 方法三: 此处在生成圆柱体后,直接以“插入”(Insert)>“螺旋扫描”(Helical Sweep) “插入” “螺旋扫描” 功能进行螺纹特征的绘制。 Pro/E 中螺旋扫描功能十分强大,下面就对其中选项作以一一介绍: 进入“插入”(Insert)>“螺旋扫描”(Helical Sweep) 后,各选项及意义如下: “插入” “螺旋扫描” 恒定 (Constant) - 螺距恒定。 可变 (Variable) - 螺距可变,而且由图形定义。 穿过轴 (Thru Axis) - 横截面位于穿过旋转轴的平面内。 垂直于轨迹 (Norm To Traj) - 确定横截面方向,使之垂直于轨迹(或旋转面)。 Handed) 右手定则 (Right Handed) - 使用右手规则定义轨迹。 左手定则 (Left Handed) - 使用左手规则定义轨迹 作如图 3-1 选择后,首先要求绘制螺旋线生成的母线,此时注意必须绘制旋 转中心,母线可以为斜线。绘制母线如图 3-2。

图 3-1 图 3-2 母线绘制结束后要求输入螺距, 再进行牙形截面的绘制既完成螺纹特征的生 成。 三种方法各有裨益,笔者青睐第三种方法,但通过对前两中方法的学习与讨 论,可以使我们熟悉 Pro/E 的基本功能,并能灵活运用。请大家思考多头螺纹、 蜗杆、环行蜗杆、弹簧、锥形变节距弹簧等特征的绘制方法,想必在亲自建立上 述各特征后,也会和我一样对 Pro/E 有更深刻的体会,同时积累更多的 Pro/E 使 用技巧,也丰富了自己的 LIBRARY。如果对上述特征有简洁的绘制方法或值得 商榷之处,欢迎大家指导、批评。


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