锥齿轮参数化建模

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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

题目：直齿锥齿轮传动参数化设计系统

专业：机械设计制造及其自动化

学生： （签名）

指导教师： （签名）

摘 要

齿轮传动是机械传动中应用最广泛的一种传动，具有承载能力大，效率高，传动比准确，结构紧凑，工作可靠等优点。该系统主要用在直齿锥齿轮传动参数化设计。在实际设计过程中，知道几个已知参数，如传动功率、传动比、齿轮每天工作时间等，通过这些已知条件计算出齿轮的主要参数：大端模数m、锥距R、齿宽b、分度圆直径d等。设计过程中有一些设计参数需要从图表中查取，在选择完毕后，经过设计程序计算，最终显示出制造者所需要的参数值。本次设计简化了设计计算工作，提高了工作效率，比较方便、实用。

关键词：VB；齿轮；设计

Abstract The gear transmission is the most widely used in mechanical transmission, a transmission, with a large carrying capacity, high efficiency, transmission than accurate, compact, reliable,

3.3锥齿轮的创建

锥齿轮在机械工业中有着广泛的应用，它用来实现两相交轴之间的传动，两轴的相交角

一般采用90度。锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小，本节将介绍参数化设计锥齿轮的过程。

3.3.1锥齿轮的建模分析

与本章先前介绍的齿轮的建模过程相比较，锥齿轮的建模更为复杂。参数化设计锥齿轮

的过程中应用了大量的参数与关系式。

锥齿轮建模分析（如图3-122所示）：

（1）输入关系式、绘制创建锥齿轮所需的基本曲线 （2）创建渐开线 （3）创建齿根圆锥 （4）创建第一个轮齿 （5）阵列轮齿

图3-122锥齿轮建模分析

3.3.2锥齿轮的建模过程

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conic_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3-123所

示；

图3-123 “参数”对话框

（3）在“参数”对话框内单击

按钮，可以看到“参数”对话框增加了一行，依次

输入新参数的名称、值、和说明等。需要输入的参数如表3-3所示；

名称 M Z Z_D ALPHA B HAX CX HA HF H D DB DA

值 2.5 24 45 20 20

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

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”。

直齿轮的参数化造型设计

设计题目

已知标准圆柱齿轮的默认参数为齿数z=20，压力角α=20°，模数m=8mm。 设计要求

利用Pro/E提供的程序功能精确绘制直齿轮的实际渐开线齿廓曲线，并利用Pro/E的参数化造型技术完成直齿轮的三维实体造型设计。要求经过Pro/E的程序设计，当用户只要输入直齿轮新的设计参数后，系统即能够自动快速地创建出该齿轮的三维实体模型。 直齿轮几何尺寸的计算

1.节圆半径r?m?z/2?8?20/2?80mm

2.基圆半径rb?r?cos??80?cos(?/9)?75.1754mm 3.周节p???m???8?25.1327mm 4.分度圆齿厚s?p/2?12.5664mm 5.齿顶圆半径ra?r?m?88mm 6.齿根圆半径rf?r?1.25m?70mm 7.齿轮的基圆齿厚sb?2rb(s??tan???)?14.0494mm 2r1808.齿轮的基圆齿厚角度??sb180??10.7079? rb?9.齿轮的基圆齿间角度?w?360/z???7.2921? 10.渐开线的展开角可由下式求得??arctan??? 11.以极坐标形式表示的渐开线方程??rb1??2

输入齿轮基本参数

1.启动Pro/E程序后，选择【

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-------------------

UG是一个集CAD／CAM／CAE于一体的系统。以某公司的泵用渐开线变位斜齿轮为倒,详细介绍了在UG的CAD模块中刊用表达式功能实现渐开线变位斜齿轮参数化设计和精确造型的过程,为在UG平台中进一步实现变位斜齿轮的CAM／CAE奠定了基础。

第 2期 (第 1 9期 )总 521 0 0年 4月

机械工程与自动化ME CHANl CAL FNGI NEERI NG& AUTOM AT1 0N

No. 2

Apr .

文章编号： 6 2 6 1 ( 0 0 0— 0 70 l 7— 4 2 1 ) 2 0 7— 3 3

基于 UG平台的变位斜齿轮参数化设计与建模成小军(东省技师学院，广东博罗 5 6 0 )广 1 10

摘要： UG是一个集 C AD/ AM/ AE于一体的系统。以某公司的泵用渐开线变位斜齿轮为倒，细介绍了在 C C详

UG的 C AD模块中刊用表达式功能实现渐开线变位斜齿轮参数化设计和精确造型的过程，在 UG平台中进为一

步实现变位斜齿轮的 C AM/ AE奠定了基础。 C

关键词：UG;渐开线变位斜齿轮；参数化设计；表达式中图分类号：TH1 2 4 3.1文献标识码：A

0引言

度圆直径；d为基圆直径；d_ ,为齿根圆直径。 变

第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计

第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计

14.1 弧齿锥齿轮的基本概念

14.1.1 锥齿轮的节锥

对于相交轴之间的齿轮传动，一般采用锥齿轮。锥齿轮有直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮。弧齿锥齿轮副的形式如图14-1所示，与直齿锥齿轮相比，轮齿倾斜呈弧线形。但弧齿锥齿轮的节锥同直齿锥齿轮的节锥一样，相当于一对相切圆锥面作纯滚动，它是齿轮副相对运动的瞬时轴线绕齿轮轴线旋转形成的（图14-2）。两个相切圆锥的公切面成为齿轮副的节平面。齿轮轴线与节平面的夹角，即节锥的半锥角称为锥齿轮的节锥角?1或?2。两齿轮轴线之间的夹角称为锥齿轮副的轴交角?。节锥任意一点到节锥顶点O的距离称为该点的锥距Ri，节点P的锥距为R。因锥齿轮副两个节锥的顶点重合，则 ???1??2

大小轮的齿数之比称为锥齿轮的传动比

图14-1 弧齿锥齿轮副

i12?z2 (14-1) z1图14-2 锥齿轮的节锥与节面

小轮和大轮的节点半径r1、r2分别为

r1?Rsin?1 r2?Rsin?2 (14-2)

它们与锥齿轮的齿数成正比，即

r2sin?2

第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计

第14章 弧齿锥齿轮的轮坯设计

14.1 弧齿锥齿轮的基本概念

14.1.1 锥齿轮的节锥

对于相交轴之间的齿轮传动，一般采用锥齿轮。锥齿轮有直齿锥齿轮和弧齿锥齿轮。弧齿锥齿轮副的形式如图14-1所示，与直齿锥齿轮相比，轮齿倾斜呈弧线形。但弧齿锥齿轮的节锥同直齿锥齿轮的节锥一样，相当于一对相切圆锥面作纯滚动，它是齿轮副相对运动的瞬时轴线绕齿轮轴线旋转形成的（图14-2）。两个相切圆锥的公切面成为齿轮副的节平面。齿轮轴线与节平面的夹角，即节锥的半锥角称为锥齿轮的节锥角?1或?2。两齿轮轴线之间的夹角称为锥齿轮副的轴交角?。节锥任意一点到节锥顶点O的距离称为该点的锥距Ri，节点P的锥距为R。因锥齿轮副两个节锥的顶点重合，则 ???1??2

大小轮的齿数之比称为锥齿轮的传动比

图14-1 弧齿锥齿轮副

i12?z2 (14-1) z1图14-2 锥齿轮的节锥与节面

小轮和大轮的节点半径r1、r2分别为

r1?Rsin?1 r2?Rsin?2 (14-2)

它们与锥齿轮的齿数成正比，即

r2sin?2