斜齿轮测绘

实验二 齿轮参数测绘

一、目的要求

1．掌握应用游标卡尺测定渐开线圆柱齿轮主要参数的方法； 2．巩固并熟悉齿轮部分尺寸与参数关系和渐开线的性质。 二、测试对象和测量工具

1．圆柱齿轮；齿轮为奇数和偶数的标准直齿圆柱齿轮及变位直齿圆柱齿轮各1件。 2．游标卡尺（游标读数不大于0.05毫米）。 3．渐开线函数表（自备）。 三、原理和方法

1．渐开线直齿圆柱齿轮的主要参数：齿数z，模数m，齿顶高系数ha，顶隙系数c*，分度圆压力角?，变位系数x的测定。

A．用游标卡尺测定公法线长度，确定m，?的值。

*

图1

测量的方法如图6-1所示：用游标尺跨过k个齿，测得齿廓间的公法线距离为Wk毫米，然后再跨过K+1个齿，测得其距离为WK+1毫米。为了保证卡尺的两个量足与齿廓在齿高中部附近相切，K值应根据被测齿轮的齿数Z参考表6-1决定。并注意卡尺在测量时不要倾斜，造成卡脚与齿廓的局部接触。

表1

Z K 12-18 2 19-27 28-36 37-45 46-54 55-63 64-72 3 4 5 6 7 8 73-81 9 由渐开线的性质可知，齿廓间的公法线ab(图6-1)与所对应的基圆上的圆弧a0b0长度相等，因此

Wk?(K?1)Pk?Sb

2007级专科毕业设计论文 第 1 页 共 24 页

第1章 绪论

1.1 减速器的类型

减速器是位于原动机和工作机的封闭式机械传动装置。一般是由封闭在箱体内的齿轮或蜗杆传动或齿轮-蜗杆传动所组成，主要用来降低转速、增大转矩或改变运动方向。

由于其传动运动准确可靠、结构紧凑，效率高，寿命长，维修方便，得到广泛的应用。减速器的类型很多，可以满足不同机器的不同要求。

按传动类型的不同可分为圆柱齿轮、圆锥齿轮、齿轮蜗杆减速器等；按传动级数的不同分为单级、二级、多级减速器；按传动布置方式不同可分为展开式、同轴式和分流式减速器；按传动功率大小不同可分为小型、中型和大型减速器。

1.2 减速器的特点

齿轮传动是现代机械中应用最广的一种传动形式。它的主要优点是：

① 瞬时传动比恒定、工作平稳、传动准确可靠，可传递空间任意两轴之间的运动和动力。

② 适用的功率和速度范围广。 ③ 传动效率高，η=0.92-0.98。 ④ 工作可靠、使用寿命长。 ⑤ 外轮廓尺寸小、结构紧凑。

1.3 减速器的基本原理

由电机的输出转速从主动轴输入后，带动小齿轮转动，而小齿轮带动大齿轮运动，而大齿轮的齿数比小齿轮多且转速慢，再由大齿轮的轴（输出轴）输出。

从而起到输出减速

一、斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成

渐开线直齿齿廓曲面的生成原理如图5-33a 所示，发生面S在基圆柱上作纯滚动时，其上与基圆柱母线平行的直线KK所展成的渐开面即为直齿轮的齿面。

(a) (b) (c)

图 5-33

斜齿轮的齿面形成原理如图5-34a所示，发生面S沿基圆柱纯滚动时，其上一条与基圆柱母线呈βb角的直线KK所展成的渐开螺旋面就是斜齿轮的齿廓曲面。

(a) (b) (c)

图 5-34

一对直齿轮啮合时，齿面的接触线与齿轮的轴线平行（图5-33b），而一对斜齿轮啮合时，齿面接触线是斜直线（图5-34b），接触线先由短变长，而后又由长变短，直至脱离啮合。渐开螺旋面与齿轮端面的交线仍是渐开线，它与同轴线的任一圆柱面的交线为螺旋线，见下图。

不同圆柱面上的螺旋角不同，基圆柱上的螺旋角βb为：

式中：L为螺旋

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科技论坛

参数化斜齿轮的建模

王金喜

(鸡西煤矿机械有限公司采煤机研究院,黑龙江鸡西158100)

摘要:利用曲线方程,通过PRO/E软件,建立了一个精确的参数化圆柱斜齿轮模型,此参数化模型能根据输入的一些关键参数而

改变尺寸和形状。

关键词:曲线方程;PRO/E;参数化;齿轮1概述

用PRO/E建立了一个精确的参数化斜齿轮模型,首先把齿轮的基本参数如齿数、模数、压力角等设置成可输入的参数;然后根据齿廓的方程式生成了精确的齿廓渐开线和过渡曲线;再利用PRO/E的可变截面扫描(VariableSectionSweep)命令使齿廓端面沿着螺旋线精确地扫描出一个斜齿,接着用阵列(Pattern)的方法生成其它的齿;最后生成齿轮的其它结构特征。这样,一个完整的斜齿轮模型就建立出来,其设计过程如图1。

2设置参数与数学关系式设计参数化齿轮模型,只须输入一些关键参数(如齿数、模数、压力角、螺旋角、变位系数等齿轮基本参数),根据这些参数可以自图1动生成齿轮,并设置数学关系式计算出其它相关数据(如分度圆直

成齿廓的过渡曲线和渐开线了,

径、齿顶圆直径等)。

最后把这两条线镜像复制,加上

3构造齿廓

齿顶圆部分就生成了一个完整的

齿轮的齿廓(特别是齿根的过渡曲

一、斜齿圆柱齿轮齿廓曲面的形成

渐开线直齿齿廓曲面的生成原理如图5-33a 所示，发生面S在基圆柱上作纯滚动时，其上与基圆柱母线平行的直线KK所展成的渐开面即为直齿轮的齿面。

(a) (b) (c)

图 5-33

斜齿轮的齿面形成原理如图5-34a所示，发生面S沿基圆柱纯滚动时，其上一条与基圆柱母线呈βb角的直线KK所展成的渐开螺旋面就是斜齿轮的齿廓曲面。

(a) (b) (c)

图 5-34

一对直齿轮啮合时，齿面的接触线与齿轮的轴线平行（图5-33b），而一对斜齿轮啮合时，齿面接触线是斜直线（图5-34b），接触线先由短变长，而后又由长变短，直至脱离啮合。渐开螺旋面与齿轮端面的交线仍是渐开线，它与同轴线的任一圆柱面的交线为螺旋线，见下图。

不同圆柱面上的螺旋角不同，基圆柱上的螺旋角βb为：

式中：L为螺旋

斜齿轮（直齿轮）的制作方法

第一步：

设置catia，通过工具（tools）——基础结构（options）——显示（relation），

勾选“参数”和“关系”选项。如图1-1和1-2所示：

（英文版） （图1-2）

（中文版） （图1-2）

然后，单击“确定”。

第二步：

单击“开始”——形状——创成式外形设计，将会出现“新建零件”窗口，如图2-1，对自己的零件进行命名（注：零件名称只能是英文、下划线和数字，如：xiechilun），单击“确定”，即进入工作界面。

（图2-2）

（图2-1）

第三步：

对齿轮的各项参数进行输入。

参考：

斜齿圆柱齿轮中有如下参数及参数关系，不涉及法向参数 齿数 Z 20 整数 模数 m 4 实数 压力角 a 20deg 角度 齿顶圆半径 rk = r+m 长度 分度圆半径 r = m*z/2 长度 基圆半径

齿轮零件建模

齿轮传动是最重要的机械传动之一。齿轮零件具有传动效率高、传动比稳定、结构紧凑等优点。因而齿轮零件应用广泛，同时齿轮零件的结构形式也多种多样。根据齿廓的发生线不同，齿轮可以分为渐开线齿轮和圆弧齿轮。根据齿轮的结构形式的不同，齿轮又可以分为直齿轮、斜齿轮和锥齿轮等。本章将详细介绍用Pro/E创建标准直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、圆弧齿轮以及蜗轮蜗杆的设计过程。

3.2斜齿轮的创建

本节将介绍渐开线斜齿圆柱齿轮的创建，渐开线斜齿圆柱齿轮的创建方法与渐开线直齿圆柱齿轮的创建方法相似。本节同样使用参数化的设计方法，创建渐开线斜齿圆柱齿轮。

3.2.1斜齿轮的建模分析

建模分析（如图3-52所示）：

（1）输入参数、关系式，创建齿轮基本圆 （2）创建渐开线 （3）创建扫引轨迹 （4）创建扫描混合截面 （5）创建第一个轮齿 （6）阵列轮齿

图3-52渐开线斜齿圆柱齿轮建模分析

3.2.2斜齿轮的建模过程

野火论坛 www.proewildfire.cn

1．输入基本参数和关系式 （1）单击

，在新建对话框中输入文件名“hecial_gear”,然后单击

；

（2)在主菜单上单击 “工具”→ “参数”，系统弹出“参数”对话框，如图3-53所示

在Pro／E wildfire2.0软件环境下斜齿轮精确建模的参数化方法,不仅可以快速构建不同参数的斜齿轮,也为其它零件的参数化设计提供了依据。由该精确模型进行齿轮机构的动态仿真及有限元分析,可以得到更为精确的结果。

维普资讯 http://www.77cn.com.cn

第 2卷第 1期 720 0 6年 3月

长春工业大学学报(自然科学版)J unl f h n c u ies yo ehn l y N trl c n eE io ) o ra o ag h nUn ri f co oo ( aua S i c dt n C v t T g e i

Vo. 7No I 12, .Ma. 0 6 r20

文章编号：10—9 9 2 0 )10 4—3 0 62 3 (0 6 0—0 90

斜齿轮精确建模的参数化方法

桑楠(州工学院应用技术学院，江苏常州 2 30 )常 10 2

摘

要： P o E wlfe .在 r/ i i 2 0软件环境下斜齿轮精确建模的参数化方法， dr不仅可以快速构建不同参数的斜齿

轮，也为其它零件的参数化设计提供了依据。由该精确模型进行齿轮机构的动态仿真及有限元分析，以得可到更为精确的结果。 关键词：斜齿轮；建模{参数化中图

一、 设计题目：二级斜齿轮减速器

1． 要求：拟定传动关系：由电动机、V带、减速器、联轴器、工作机构成。

2． 工作条件：双班工作，有轻微振动，小批量生产，单向传动，使用6年，运输带允许误差5%。

3． 知条件：运输带卷筒转速 ，

减速箱输出轴功率 马力，

二、 传动装置总体设计：

1. 组成：传动装置由电机、减速器、工作机组成。

2. 特点：齿轮相对于轴承不对称分布，故沿轴向载荷分布不均匀，要求轴有较大的刚度。

3. 确定传动方案：考虑到电机转速高，传动功率大，将V带设置在高速级。 其传动方案如下：

三、 选择电机

1. 计算电机所需功率 ： 查手册第3页表1-7：

－带传动效率：0.96

－每对轴承传动效率：0.99

－圆柱齿轮的传动效率：0.96

－联轴器的传动效率：0.993

—卷筒的传动效率：0.96

说明：

－电机至工作机之间的传动装置的总效率：

2确定电机转速：查指导书第7页表1：取V带传动比i=2 .5

二级圆柱齿轮减速器传动比i=8 40所以电动机转速的可选范围是：

符合这一范围的转速有：750、1000、1500、3000

根据电动机所需功率和转速查手册第155页表12-1有4种适用的电动机型号，因此有4种传动比方案如下：

方案 电动机型号 额定功率 同步转速

r/m

JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY

机械设计课程设计说明书

题目： 二级斜齿轮减速器设计（题号I-24）

学 院： 工学院 姓 名： 学 号： 专 业： 年 级： 指导教师： 职 称：

二0 一三 年 十二 月

目录

1 课程设计题目 ................................... 1 2 传动方案的拟定和分析 ........................... 4 3 电动机的选择与传动装置运动和动力参数计算 ....... 5 3.1 电动机选择 ................................ 5 3.2传动装置和动力计算 ......................... 6 4 传动