proe斜齿轮

3.4 蜗轮的创建

3.4.1 蜗轮的建模分析

建模分析（如图3-188所示）： （1）创建齿轮基本圆 （2）创建齿廓曲线 （3）创建扫引轨迹 （4）创建圆柱

（5）变截面扫描生成第一个轮齿 （6）阵列创建轮齿 （7）蜗轮的修整

图3-188 建模分析

3.4.2 蜗轮的建模过程

1．创建齿轮基本圆

（1）在工具栏中单击

按钮，在对话框内输入worm_wheel.prt,单击

；

（2）绘制蜗轮基本圆曲线。在工具栏内单击按钮，弹出“草绘”对话框，选择“FRONT” 面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“右”，如图3-189所示；单击【草绘】进入草绘环境；

图3-189 定义草绘平面

（3）绘制如图3-190所示草图，在工具栏内单击

按钮，完成草图的绘制。

图3-190 绘制二维草图

2．创建齿廓曲线

（1）创建渐开线。在工具栏内单击所示。

按钮，弹出“曲线选项”对话框，如图3-191

图3-191“曲线选项”菜单管理器

（2）在“曲线选项”对话框内依次单击 “从方程”→ “完成”。弹出“得到坐标系”对话框，单击选取基准坐标系PRT_CSYS_DEF作为参照。系统弹出“设置坐类型”菜单管理器，单击 “笛卡尔”。在系统弹出的

1.新建文件夹 chilui2.设置参数 工具/参数 单击

3.草绘基准曲线 单击 先FRONT平面为草绘平面 绘制四条圆曲线,尺寸任意

4.设置关系 工具/关系 单击3中产生草绘曲线,出现符号尺寸 关系中输入关系式 确定后按再生按钮

5.创建渐开线 单击 选取[从方程]/[完成]选项 取默认坐标系,选取[笛卡尔]选项

选坐标系

打 开 点 保 存

所 得 曲 线

6.创建拉伸曲面 拉伸/选曲面/TRONT为草绘平面/

曲 面 高 度 任 意 给 定

创建参数化

7.延伸曲面 (1)选曲面的边,[编辑]/[延伸] (2)单击选项/切线

选此边

(3)建立d5=d0/2 (4)单击再生按钮

8.创建基准轴 单击 打开基准对话框,选TOP/RIGHT平面,创建A-1

按CTRAL

9.创建基准点 单击 选分度圆曲线和拉伸曲面，创建PNT0

按CTRAL

10.创建基准平面 单击平面 选A1和PNT0,创建DTM1平面

1.新建文件夹 chilui2.设置参数 工具/参数 单击

3.草绘基准曲线 单击 先FRONT平面为草绘平面 绘制四条圆曲线,尺寸任意

4.设置关系 工具/关系 单击3中产生草绘曲线,出现符号尺寸 关系中输入关系式 确定后按再生按钮

5.创建渐开线 单击 选取[从方程]/[完成]选项 取默认坐标系,选取[笛卡尔]选项

选坐标系

打 开 点 保 存

所 得 曲 线

6.创建拉伸曲面 拉伸/选曲面/TRONT为草绘平面/

曲 面 高 度 任 意 给 定

创建参数化

7.延伸曲面 (1)选曲面的边,[编辑]/[延伸] (2)单击选项/切线

选此边

(3)建立d5=d0/2 (4)单击再生按钮

8.创建基准轴 单击 打开基准对话框,选TOP/RIGHT平面,创建A-1

按CTRAL

9.创建基准点 单击 选分度圆曲线和拉伸曲面，创建PNT0

按CTRAL

10.创建基准平面 单击平面 选A1和PNT0,创建DTM1平面

proe齿轮建模

Proe齿轮建模参数及关系（渐开线方程）

1、 直齿圆柱齿轮建模

参数：M------------------------齿轮模数

Z------------------------齿轮齿数

B------------------------齿轮宽度

ALPHA-----------------------齿轮压力角

HAX-----------------------齿轮的齿顶高系数

CX------------------------齿轮的齿根高系数

D11----------------------齿根过度圆弧半径

参数关系：d=M*Z 分度圆直径

db=d*cos(ALPHA) 基圆直径

Ha=Hax*M齿顶高

Hf=(Hax+Cx)*M 齿根高

DA=D+2*Ha 齿顶圆直径

DF=D-2*Hf齿根圆直径

D11=0.38*m

笛卡尔坐标渐开线方程：

r=DB/2

Theta=t*45

X=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180

proe齿轮建模

Z=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180

2、 直齿圆柱变位齿轮建模

参数： M-------------------

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

3.3 人字形齿轮的参数化建模

3.3.1 零件分析

人字形齿轮是斜齿轮的一种变形，其创建步骤有相通之处。本例将以上面设计斜齿轮的设计参数为例，分析人字形齿轮的建模过程。人字形齿轮外形如图3-96所示，由轮齿、键槽、轴孔、腹板等基本结构特征组成。

轮齿

键槽

腹板

图3-96 人字形齿轮参数化模型

人字形齿轮建模的具体操作步骤如下： （1）添加齿轮设计参数。 （2）添加齿轮关系式。 （3）创建渐开线方程。 （4）创建齿廓型面特征。 （5）创建轮齿镜像特征。 （6）创建阵列特征。

3.3.2 创建人字形齿轮

（1）新建文件。单击工具栏

（新建）工具，或单击菜单“文件”→“新建”。 “名

称”栏中输入renzixingchilun，选择公制模板mms-part-solid。

（2）添加尺寸参数。添加过程同斜齿轮，选择菜单栏“工具”→“参数”命令，单击（添加）按钮，依次添加齿轮设计参数及初值，MN(模数)值 3，HF（齿根高系数），HA（齿顶高系数），ALPHA（压力角）值20度，BETA（螺旋角），HAX（齿顶高系数），CX（顶隙系数），X（变位修正系数），B（齿宽）值60mm，Z（齿数）值20个。添加完毕单击“确定”。