SolidWorks渐开线圆柱斜齿轮画法

SolidWorks渐开线斜齿圆柱齿轮画法

斜齿圆柱齿轮是现代机械传动机构上一种常见的零件。与直齿圆柱齿轮相比，普通的直齿轮沿齿宽同时进入啮合，因而产生冲击振动噪音，传动不平稳。斜齿圆柱齿轮传动则优于直齿，且可凑紧中心距用于高速重载。

在SolidWorks的三维建模中，斜齿轮较之直齿齿轮更为复杂。操作上的重点在于齿轮另一端面基准面上复制齿形轮廓，并旋转给定角度，然后两错开给定角度的齿廓放样成形。下面以一实例来介绍SolidWorks渐开线斜齿圆柱齿轮的画法。

斜齿圆柱齿轮有关参数：(本文长度单位：mm)

法向模数m=6，齿数z=20，压力角α=20°，螺旋角γ=22°，节圆d'=129.56，齿顶圆d=141.56，齿根圆d''=114.56，齿厚p=8.323。

建模步骤：

1、画出渐开线齿形轮廓

本例采用渐开线齿形的近似画法。将齿根圆、节圆和齿顶圆画出后。基于渐开线齿形的成形原理，先用等距功能画出二分之一齿厚的辅助线B，作圆心O至C点的辅助线OC，作与直线OC成直角的辅助线CD，作与直线CD成压力角20的辅助线CE，作与直线CE垂直且与圆心O连接的辅助线OF，直线OF即为形成渐开线的基圆的半径。以CF距离为半径作一圆，如图1所示。

图1

将在F为圆心的圆进行裁剪，保留齿顶圆与齿根圆之间的圆弧线段MN，MN即为近似的渐开线齿形，如图2所示。

图2

沿圆中心垂直线镜像弧线MN，生成与之反向的弧线M…N‟，如图3所示。

图3

用“绘制圆角”倒俩齿根圆角R1，裁剪去掉多余线段，生成近似渐开线齿形，如图4所示。

图4

2、复制齿形轮廓到斜齿轮的另一端面

通过重新绘制齿根圆，裁剪多余线段，生成渐开线齿形一个轮廓封闭区域，如图5所示。

图5

退出草图，在工具栏上点击“参考几何体”在下拉菜单中选择“基准面”，或点击菜单“插入---参与几何体---基准面”，弹出基准面属性管理器，再点击绘图区左上角的设计树，将设计树打开。在属性管理器的“第一参考”中，选择“前视基准面”，修改“偏移距离”项的数据为90，然后回车或者点击属性管理器上的“勾”进行确定，生成斜齿轮的另一个端面，即基准面1。如图6所示。

图6

在基准面1中，点击“草图绘制”按钮，进入草图绘制状态。再点击“转换实体引用”按钮，弹出其属性管理器。点击已经绘制完成的齿形轮廓封闭区域线，然后点击属性管理器上的“勾”确定，齿形轮廓就复制到了基准面1上。如图7所示。

图7

3、将复制的齿廓旋转至给定的角度22°

在草图绘制状态下，点击“工具---草图工具---旋转”，在弹出的属性管理器中，选择斜齿轮齿廓各线段，即要旋转的实体，默认状态下是保留几何关系的，此时要修改成不保留。选择圆心作为旋转中心，输入要旋转的角度，然后确定即可，如图8所示。

图8

4、建立渐开线齿形的三维模型

退出草图状态，将斜齿轮实体置于等测轴状态下，以便于观察。打开工具栏上的“放样”按钮，或者点击菜单“插入---凸台/基体---放样”，弹出其属性管理器。选择并点击两齿廓同侧相对顶点，生成齿形的三维模型，如图9和图10所示。

图9

图10

5、建立斜齿轮三维模型

点击齿轮端面进入草图绘制状态，绘制齿根圆。点击工具栏上的“拉伸凸台/基体”按钮，弹出其属性管理器，如图11所示，给定深度90并确定，生成如图12所示的实体。

图11

图12

退出草图绘制状态，单击“参考几何体”，在弹出的下拉菜单中选择“基准轴”，弹出如图13所示属性管理器。打开设计树，分别选择“上视基准面”和“右视基准面” ，生成基准轴。

图13

点击工具栏上的“圆周列阵”按钮，选择基准轴为列阵轴，列阵一周，实例数（即齿数）为20，再选择刚才放样成型的齿形实体，然后确定，如图14所示。生成如图15所示的斜齿轮实体模型。

图14

图15

在设计树中单击“右视图”，进入蓝图绘制状态。单击工具栏上的“正视于”按钮，将视力置于正视状态。然后绘制一个2×2倒角的封闭区域，如图16所示。

图16

再点击工具栏上的“旋转切除”按钮，以基准轴为旋转轴旋转切除进行倒角，进行放置切除进行实体倒角，如图17所示。

图17

6、斜齿轮中心孔及其键槽的生成

选择斜齿轮一个端面，进行草图绘制状态，绘制出如图18所示的直径为Φ60的中心孔和宽度为18的键槽。

图18

将实体置于轴测图状态，以便于观察。点击工具栏上的“拉伸切除”按钮，在弹出的属性管理器上选择“完全贯穿”的切除方式，然后确定，如图19所示。

图19

完成对孔与键槽的拉伸切除后，再对孔的两端进行2×2倒角。至此，已经完成对渐开线斜齿圆柱齿轮的三维实体建模，如图20所示。

图20