少齿数齿轮(Z=2)

基于Proe少齿数Z=2齿轮传动的建模与研究毕业设计

文章来源：不详 作者：佚名

该文章讲述了基于Proe少齿数Z=2齿轮传动的建模与研究毕业设计. the three-dimensional characteristics of gear design, thereby improving the efficiency of the design.

Key words: Coordinate Conversion; Low-number Teeth; Modification coefficient; PRO/E software; Transmission; Simulatio

目

目 录

1前 言 1

1.1 研究意义 1

1.2 少齿数齿轮现状分析 1

1.3 齿轮成形技术的现状 2

1.4 Pro/Engineer2

2 理论分析与研究阶段 4

2.1 理论基础 4

2.2 坐标转换法推导齿轮齿廓线方程 5

2.1.1 齿廓曲线普遍方程式的推导 5

2.2.2 齿轮的渐开线的方程式求解 7

2.2.3 齿轮的过渡曲线的方程式求解 11

2.3 少齿数计算过程 13

2.3.1 数据初定 13

2.3.2 设计结果校核计算 14

2.3.3 修正设计结果 20

3 三维建模 22

3.1 软件简介 22

3.1.1 Pro/Engineer软件包 22

3.1.2 Pro／ASSEMBLY 安装模块 23

3.2 参数化技术简析 23

3.3 齿轮的参数化建模设计 24

3.3.1 零件分析 24

3.3.2 绘制齿轮 25

3.4 参数化问题分析 32

4\下一页\其他零件的设计建模 34

4.1 轴 34

4.2 轴承 34

4.3 端盖 35

4.4 箱体 36

4.5 箱盖 37

5 减速器的装配总成 38

5.1 零件装配的基本流程 38

5.2 装配过程中常用的配合方法 5.3 装配 39

6 减速器的运动仿真 41

6.1 运动仿真 41

6.2.1 运动仿真概述 41

38

6.2.2 减速器仿真 41

总结 42

致谢 43

参考文献 44

外文翻译 45

附录 55

附录 A 基本理论依据 55

附录 B 齿轮绘制在proe软件中的公式程序化过程 56

附录 C C语言验证程序 59

附录 D Autolisp 程序 60

1前 言

1.1 研究意义

可以在传动比不变的情况下减少齿轮传动的体积与尺寸。也可在不改变齿轮传动体积与外形尺寸时，可得到较大的传动比，或使传动链缩短。研究少齿数齿轮传动正是解决齿轮传动小型化的突破口，从而使齿轮传动装置的体积减小，质量减轻，结构简化，成本降低。少齿数齿轮的齿数越少，这项研究便越有意义。

目前对齿数少于8的齿轮参数选择时比较难确定，虽然有变位齿轮的计算公式和齿廓曲线的方程，但是不是很完善，只有变位直齿轮过渡曲线和渐开线的方程推倒，齿形的绘制也只是在范成仪上实现，设计效率比较低，此次设计使我有了对少齿数齿轮设计的理论基础和对PRO/E参数化建模的方法，在确定出方程中的参数后，用Pro/E软件将过渡曲线和渐开线曲线方程生成变位齿轮齿廓, 这两条齿廓是精确的过渡曲线渐开线,而且由于建模过程实现参数化,只要修改齿轮模数、齿数、压力角、螺旋角等齿轮参数,就可以快速构建得到另一齿轮零件,不仅设计效率高,而且齿轮的齿形准确,能更好地为后续齿轮机构的动态仿真、干涉检验，设计程序可以在PRO/E软件中用记事本显示设计，为设计者提供出理论依据，并能够清楚的查看齿廓有无根切现象和齿顶变尖现象，在加工前对模型有一个感性认识。

1.2 少齿数齿轮现状分析

少齿数齿轮传动主要应用在低功率大转速的场合，如磨铰机、电动自行车，手动葫芦,减速器等机械中应用较多

少齿数渐开线圆柱齿轮减速器是齿轮传动技术上的新进展, 因为减少小齿轮的齿数可显著增大齿轮的传动比; 并可减小减速器的外廓尺寸和重量, 具有一定的技术经济效益。当渐开线圆柱齿轮齿数在2～4之间取值时称为少齿数; 由于齿数的小齿轮与大齿轮组成的齿轮副称为少齿数渐开线圆柱齿轮机构。对于这种机构, 由于小齿轮齿数较少, 首先为避免根切, 须采用大变位系数的正变位; 这样又引起齿顶变尖而导致齿顶高缩短。其次由于端面重合度大幅度降低而须采用较大螺旋角和较大齿宽的斜齿轮传动。再次由于齿面相对滑动速度较在也带来新的问题。本次设计

2）草绘截面。首先选择工具菜单栏“草绘/圆”或单击“草绘器”工具栏上的命令，任意草绘4个同心圆，完成单击

确认，如图3.7。

圆

图3.7 草绘圆

3）选择工具菜单“工具/关系”命令，出现如图3.8信息窗口，选择草绘的圆，在“关系”中输入四个圆的关系式如下：

图3.8 关系对话框

选择，在弹出对话框选“当前值”，重生成后如图3.9

图3.9 再生圆

4）单击，在的对照下新建笛卡尔坐标系如图3.10，再如

，并且选取“再生”。

图3.11在关系界面下编辑对应关系为

图3.10 新建坐标系

图3.11 编辑坐标系图

（4）创建齿轮齿廓过渡曲线特征。

1）单击工具栏的基准曲线命令，选择新建的坐标系，出现如图所示

菜单，如图3.14选择“从方程”建立渐开线，然后单击“确定”图3.15确定。

图3.12创建曲线 图3.13 笛卡儿坐标系

图3.14输入方程 图3.15 确定

2）单击“笛卡尔”坐标系，出现如图3.16所示记事本，在记事本点划线下方，输入过渡曲线方程以参数方程形式表示，t为proe的默认变量，取值范围0-1，常量PI为圆周率，渐开线以X-Y直角坐标系建立，Z 轴取值为0。渐开线方程输入完

毕，单击记事本“文件/保存”。最后单击曲线对话框“确定”按钮，生成如图3.17所示过渡曲线。

图3.16 记事本

图3.17 过渡曲线

程序为：

φ=t*xc/r*tan(90-αt)+yc/r

v=φ* 180/ PI

γ=atan((r*φ-yc)/xc)

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