proE Wildfire2.0中标准渐开线直齿圆柱齿轮参数化设计
基于Pro／EWildfire的渐开线齿轮参数化设计与实现
在 此 关 系 式 经 过 系 统 校 验 后 加 以保 存 ． 击 “ 生 单 再 模 型” 具按 钮 ． 统将 根 据添 加 的关 系式 及各 基本 参 工 系 数 的 初 始 值 自动 计 算 各 圆 的 半 径 并 再 生 图 形 。
２ ３ 创 建 齿 槽 一 侧 渐 开 线 ．
收 稿 日期 ：０ １年 ６月 ２１
．
ｒ０５ ｄ ｑｔ ＋ ＾１ ＝ ． ｂ ｓｒ １ｘ２ （ ｔｅ ＝ － ｔ （ ｈ ｔ ｘｙ ａａ ｘ ａ ｎ）
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编辑完 成后 ， 择记 事本 菜单栏 上 的“ 件ｌ 存 ” 选 文 保 命 令 保 存 方 程 ， 后 关 闭 记 事 本 ， 后 创 建 的 曲 线 特 征 然 最
ｙ ８ ／ｉ ＝１ ０ ｐ
新 建 １个 零 件 文 件 。 开 零 件 用 户 界 面 选 择 “ 打 工 具 Ｉ 数 ” 单 命 令 ， 出“ 数 ” 口 ． 择 “ 数 ” 口 参 菜 弹 参 窗 选 参 窗 菜 单 栏 上 的 “ 数 Ｉ 加 参 数 ” 令 ． 参 数 列 表 中逐 个 参 添 命 在 添 加 参 数 ， 加 的 参 数 及 最 初 的 附 值 如 表 １所 示 添 ２２ ． 添 加 参 数 关 系 式 以 确 定 基 准 曲 线 使 用 草 绘 曲线 的 方 法 创 建 一 组 圆 ，并 通 过 关 系 式 定 义 圆 的尺 寸 ， 时选 择 “ 具 ｌ 系 ” 单 命 令 此 工 关 菜
压 力 角 齿 项 高 系 数 项 隙系 数 分 度 圆直 径 基 圆直 径 齿 顶 圆直 径
２ ．Ｏ ００ １０ ． ０ Ｏ２ ．５ ００ ．０ ＯＯ ．Ｏ ０Ｏ ．０
（ ） 特 征 必 须 是 一 个 实 体 或 零 件 中 的 具 体 构 成形 状 ； ３） 特 征 应 具 有 工 程 上 （ 的 意 义 ； ４）特 征 的 性 质 是 可 以 预 料 的 。改 变 与 特 征 相 （
渐开线直齿圆柱齿轮参数化设计
渐开线直齿圆柱齿轮参数化设计渐开线直齿圆柱齿轮是一种常见的传动装置，它广泛应用于各种机械设备中。
参数化设计是一种通过设置可变参数，快速、灵活地生成各种规格的齿轮模型的方法。
本文将介绍渐开线直齿圆柱齿轮的参数化设计方法，并详细描述其参数设计过程。
1.渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数包括模数（m）、压力角（α）、齿数（z）、齿轮宽度（b）等。
其中，模数是齿轮的主要几何参数，表示每个齿所占据的齿轮圆周长度，是设计齿轮的基本参考值。
压力角是齿轮的设计角度，齿数决定了齿轮的大小，齿轮宽度表示齿轮的宽度尺寸。
2.渐开线直齿圆柱齿轮的几何计算3.渐开线直齿圆柱齿轮的绘制方法4.渐开线直齿圆柱齿轮的参数化设计过程1）确定齿轮的基本参数，如模数、压力角、齿数、齿轮宽度等。
2）进行齿轮的几何计算，计算齿轮圆直径、齿距、齿宽等参数。
3）绘制齿轮的模型，可以通过数学方法计算齿轮的轮廓图，也可以通过绘图软件生成齿轮的模型。
4）设置可变参数，将齿轮的各个参数进行参数化设置，使得齿轮可以根据具体需求自由调整。
5）进行参数化设计，根据具体需求设置合适的参数值，生成所需规格的齿轮模型。
5.渐开线直齿圆柱齿轮的参数化设计应用渐开线直齿圆柱齿轮的参数化设计应用广泛，可以配合其他机械设备的参数化设计，在产品设计和生产过程中，快速生成各种规格的齿轮模型。
通过参数化设计，可以灵活调整齿轮的大小、齿轮的几何形状等，提高设计效率，减少生产成本。
总结：渐开线直齿圆柱齿轮是一种常见的传动装置，参数化设计是一种通过设置可变参数，快速生成各种规格的齿轮模型的方法。
该设计方法主要包括确定齿轮的基本参数、进行几何计算、绘制齿轮模型、设置可变参数和进行参数化设计等步骤。
参数化设计可以帮助提高设计效率、减少生产成本，广泛应用于各种机械设备的设计和生产中。
渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数和(可编辑修改word版)
任务一、渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分名称展示多媒体图片，使学生对渐开线标准直齿圆柱齿轮各部分的名称认识更直观。
1、齿顶圆：通过轮齿顶部的圆周。
齿顶圆直径以d a表示。
2、齿根圆：通过轮齿根部的圆周。
齿根圆直径以d f表示。
3、分度圆：齿轮上具有标准模数和标准齿形角的圆。
分度圆直径以d 表示。
4、齿厚：在端平面上，一个齿的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。
齿厚以s 表示。
5、齿槽宽：在端平面上，一个齿槽的两侧端面齿廓之间的分度圆弧长。
齿槽宽以e 表示。
6、齿距：两个相邻且同侧端面齿廓之间的分度圆弧长。
齿距以p 表示。
7、齿宽：齿轮的有齿部位沿分度圆柱面直母线方向量度的宽度。
齿宽以b 表示。
8、齿顶高：齿顶圆与分度圆之间的径向距离。
齿顶高以h a表示。
9、齿根高：齿根圆与分度圆之间的径向距离。
齿根高以h f表示。
10、齿高：齿顶圆与齿根圆之间的径向距离。
齿高以h 表示。
任务二、渐开线标准直齿圆柱齿轮的基本参数直齿圆柱齿轮的基本参数共有：齿数、模数、齿形角、齿顶高系数和顶隙系数五个，是齿轮各部分几何尺寸计算的依据。
1、齿数z一个齿轮的轮齿总数。
2、模数m齿距与齿数的乘积等于分度圆的周长，即pz=πd,式中z是自然数，π是无理数。
为使d为有理数的条件是p/π为有理数，称之为模数。
即：m=p/π模数的大小反映了齿距的大小，也及时反映了齿轮的大小、已标准化。
模数是齿轮几何尺寸计算时的一个基本参数。
齿数相等的齿轮，模数越大，齿轮尺寸就越大，齿轮就越大，承载能力越强：分度圆直径相等的齿轮，模数越大，承载能力越强。
如图所示：出示教具并提问：模数与轮齿有什么关系？3、齿形角α在端平面上，通过端面齿廓上任意一点的径向直线与齿廓在该点的切线所夹的锐角称为齿形角，用α表示。
渐开线齿廓上各点的齿形角不相等，离基圆越远，齿形角越大，基圆上的齿形角α=0°。
对于渐开线齿轮，通常所说的齿形角是指分度圆上的齿形角。
国标规定：渐开线齿轮分度圆上的齿形角α=20°。
ProE渐开线标准直齿圆柱齿轮参数化设计
ProE渐开线标准直齿圆柱齿轮参数化设计摘要：本文阐述了用Pro/E参数关系式设计渐开线齿面的原理及操作过程，推导出了设计渐开线齿面的公式模板，并在此基础上结合标准渐开线齿轮的相关参数用Pro/E完成了整个渐开线标准直齿轮的设计，文中所述标准渐开线直齿轮设计方法简洁，操作过程简单高效，可资同行借鉴。
关键词：渐开线基圆关系式可变截面扫描镜像渐开线齿轮传动由于其定传动比、运动精度高、冲击振动较小等优点被广泛应用于机械传动中。
Pro/E可变截面扫描特征可加入描述渐开线生成规律的关系式，利用此关系式可绘制任一齿数模数的渐开线齿面；在Pro/E中采取恰当的方法很容易满足在分度圆上齿厚与齿槽宽相等这一设计要求，从而精确完整的完成标准渐开线直齿轮的三维模型设计。
1、渐开线的形成原理及其特性当一直线沿半径为的圆作纯滚动时（如图1所示），此直线上任意一点K 的轨迹AK 称为该圆的渐开线，该圆称为基圆，该直线称为发生线，渐开线所对应的中心角称为渐开线AK 段的展角。
渐开线齿面上的截面线到中心线的距离在图1中OK用表示，在图2中用表示，则，设为图1中的弧度值，则在发生线沿基圆作纯滚动形成渐开线齿面的过程中始终存在着如下的数量关系：2、Pro/E渐开线齿面生成原理作渐开线齿轮的关键在于作渐开线齿面，Pro/E用可变截面扫描特征作渐开线齿面。
首先绘制一个圆心角约15°的基圆，（见图5所示基圆，用于限制齿面的扫描的范围），然后选取此基圆弧作为产生渐开线齿面的原始轨迹线，在草绘界面绘制扫描截面线，截面线是平行于齿轮中心线的直线，（也就是图2中剖面初始位置与终止位置的夹角，剖面绕齿轮中心线旋转），在扫描过程度中，随着值逐渐加大，截面线离开中心的距离为（见图1、图2）将按关系式2不断加大，并且此截面线始终位于垂直于基圆的剖面内，部面的旋转角度由所作基圆的圆心角决定，一般15°即可，这样扫描的结果就得到了渐开线齿面。
基于Creo 2.0的渐开线圆柱齿轮参数化设计研究
基于Creo 2.0的渐开线圆柱齿轮参数化设计研究作者：田志华来源：《山东工业技术》2017年第17期摘要：利用Creo /Program的功能对渐开线圆柱齿轮进行参数化设计，提供了详细的设计过程，获得了关键参数的关系表达式。
使用者只需要通过再生模型，重新设置齿轮参数，就可以获得任意尺寸的直齿轮和右旋斜齿轮，这样就可以实现渐开线圆柱齿轮的自动设计，也可以让渐开线圆柱齿轮变得弹性化和多样化。
关键词：Creo /Program；渐开线；再生模型近年来，参数化设计广泛应用于机械、电子、航空，军工等领域，极大的提高了产品的机械设计效率、缩短了产品的设计周期，并且通过参数的微调，可以非常迅速的获得同种规格的不同尺寸的系列产品。
本文利用Creo /Program功能，能实现渐开线圆柱齿轮的自动化设计，并且Creo /Program会将Model Tree中的每个特征的详细信息记录下来，使用者只需要通过指令就可以让渐开线圆柱齿轮变得弹性化和多样化。
1 Creo /Program的组成由图1可以看出，Creo /Program由标题、建立参数、建立关系式、特征的创建过程及模型重量的计算，共五部分组成。
2 渐开线圆柱齿轮的参数化设计渐开线圆柱齿轮的参数化设计的建模过程如图2所示。
2.1 利用Program输入参数并建立关系根据机械零部件设计手册上齿轮机构的相关知识，在设计渐开线圆柱齿轮时，需建立如下参数，见表1。
通过Program输入参数：INPUTZ numberm_n numberalpha_n numbergeartype numberhax numbercx numberb numberif geartype ==2beta numberendifEND INPUT通过Program建立关系：RELATIONSIf geartype ==1Beta=0Endifd=m_n*z/cos（beta）alpha_t=atan（tan（alpha_n）/cos（beta）） d_b=d*cos（alpha_t）m_t=m_n/cos（beta）d_a=d+2*m_n*haxd_f=d-2*m_n*（hax+cx）p_fp=0.38*m_nEND RELATIONS2.2 草绘四个基本圆通过草绘工具，以基准平面FRONT为草绘平面，依次绘制四个同心圆，分别为齿顶圆、分度圆、基圆以及齿根圆，并建立如下关系：d0=d_fd1=d_bd2=dd3=d_a2.3 创建渐开线，并镜像渐开线通过曲线→从方程功能以笛卡尔坐标来创建齿轮渐开线。
Proe设计常用齿轮的参数及关系、渐开线方程
Proe设计常用齿轮的参数及关系、渐开线方程这里稍微总结了四种常用的齿轮的参数及关系：1.柱形直齿轮所需参数：（11个）齿数（z）、模数（m)、压力角（angle）、齿厚（b)齿顶圆（da）、分度圆（d）、齿基圆（db）、齿根圆（df）齿顶高系数（hax）、顶隙系数（cx）、变位系数（x）齿顶高（ha）、齿根高（hf）基本关系：ha=mhf=1.25*mda=m*(z+2)d=m*zdb=d*cos(angle)df=m*(z-2.5)渐开线方程：theta=45*tr=db/2x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*pi*theta/180 y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*pi*theta/180 z=02.斜齿轮所需参数（14个）齿数（z）、模数（mn)、压力角（alpha）、螺旋角（beta）、齿厚（b)齿顶圆（da）、分度圆（d）、齿基圆（db）、齿根圆（df）齿顶高系数（hax）、顶隙系数（cx）、变位系数（x）齿顶高（ha）、齿根高（hf）基本关系：ha=(hax+x)*mnhf=(hax+cx-x)*mnd=mn*z/cos(beta)da=d+2*hadb=d*cos(alpha)df=d-2*hf渐开线方程：theta=45*tr=db/2x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*pi*theta/180 y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*pi*theta/180 z=03.锥形齿轮（伞形齿轮）所需参数（24个）齿数（z）、模数（m)、压力角（alpha）齿顶圆（da）、分度圆（d）、齿基圆（db）、齿根圆（df）齿顶高系数（hax）、顶隙系数（cx）、变位系数（x）齿顶高（ha）、齿高（h）、齿基高（hb）、齿根高（hf）顶锥角（delta_a）、分锥角（delta）、基锥角（delta_b）、根锥角（delta_f）锥顶宽（ba）、锥宽（b）、锥基宽（bb）、锥根宽（bf）锥距（rx）、与之相啮合的大齿轮齿数（z_asm）基本关系：ha=(hax+x)*mhf=(hax+cx-x)*mh=ha+hfdelta=atan(z/z_asm)d=m*zdb=d*cos(alpha)da=d+2*ha*cos(delta)df=d-2*hf*cos(delta)hb=(d-db)/(2*cos(delta))rx=d/(2*sin(delta))theta_a=atan(ha/rx)theta_b=atan(hb/rx)theta_f=atan(hf/rx)delta_a=delta+theta_adelta_b=delta-theta_bdelta_f=delta-theta_fba=b/cos(theta_a)bb=b/cos(theta_a)bf=b/cos(theta_a)渐开线方程：r=d11/2 (d11是分度圆直径，需具体确定）theta=60*tx=r*cos(theta)+r*sin(theta)*pi*theta/180 y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*pi*theta/180z=04.人字形齿轮从上图不难看出：人字形齿轮其实是两个斜齿轮复合而成，其参数与斜齿轮一致渐开线方程：theta=60*tr=db/2x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*pi*theta/180y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*pi*theta/180z=0需要注意的是：以上渐开线均是以Proe的FRONT面为草绘面画圆时正确的渐开线。
利用Pro／E的参数化功能设计渐开线直齿圆柱齿轮的方法
ｙ ｒ ｓ （ｉ－ ｃ ｃ ｓｆ） 渐 ＝ ｉ ｆ）Ａｒ ｏ （ ／ ｎ ｉ
点 “ 生模型” “ 再 一 当前
开线方程 ｚＯ 渐开线方程 ＝
值”阵列全部齿槽 。 ， 再将齿
根 的两 条边 都倒 圆角 Ｒ ， ２ 并 在 层 选 项 中将 所 有 曲线 隐藏 ， 终 生 成 的齿 轮 三维 最 结构 如 冈 ４ 所示 。 ３ 三 维参 数 化造 型 的使 用 齿 轮设 计 完 成 后 ， 以上 一 步生 成 的零 件 为模 板 ， 在 在 “ 具 ” “ 数 ” 中 ， 为 ＭＯ Ｕ Ｕ 、ＩＯ、 Ｎ Ｌ 和 丁 一参 Ｄ Ｌ ＳＺ Ｌ Ａ Ｇ Ｅ ＷＩ Ｔ Ｄ Ｈ设 定 不 同的 值 ， 生 模 型后 ， 再 能得 到 不 同 结 构 的
的 维模 型 。
点“ 确定” 系统 自动计算 出 ４ 圆的直径。 ， 个 其中分度
圆直径 为 ＋ ５ 基 网直径 为 ７ ．７ 齿 根 圆直 径 为 ＋７ ．， ８， ９８ ， ２５ 齿 顶 圆直 径 为 ６ ５ ９。 ２４ 生成 渐 开线 齿廓 ．
（ ） ４个 圆 的 圆心 建 立 基 准轴 Ａ １过 渐 开线 与 分 １过 一，
ｓ ３ ｍｏ ｕ ｕｓ ｚ ｌ ＋ ＊ ｄ ｌ ｓ ｄ ＝ ｄ ｌ ＊ ｉｏ ２ ｍｏ ｕ ｕ
（） １本文对于直齿 网柱齿轮要求采用不同参数进行设
具 有重要 的参 考意 义 ， 能减 少重 复劳 动 ， 高设 计效 率 。 提 （ ） 文所 采 用 的参 数 化 设 计 思 想 对 于渐 开 线 非 直 ２本 齿 网柱齿 轮 的设 计 有重 要 的参 考 价值 。 在设 计 中 ， 过设 通 定不 同类 型 的参 数 ， 参 数 驱动 相 关 尺寸 ， 而生 成 准确 用 从
proe直齿渐开线圆柱齿轮制作
基础知识：圆柱坐标下的渐开线参数方程在ProE 中，设基圆半径为rb ，设压力角k θ与展开角k α的和为beta ，并从0到60度，则有： beta = 60*tr = (rb^2 + (rb*beta*pi/180)^2)^0.5 theta = beta-atan((rb*beta*pi/180)/rb) z = 0/cos tan k b kK K K K r r inv αθααα=⎫⎬==-⎭1、设计参数打开参数窗口，向模型中添加的参数主要有齿数(z)，模数(m)，压力角(alpha)，齿顶高系数(ha)，顶隙系数(c)，分度圆直径(d)，基圆直径(db)，齿顶圆直径(da)，齿根圆直径(df)，齿宽(b)。
确定具体参数时分度圆直径、基圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿宽值设置为零、并通过关系式进行计算。
示例见表1。
说明：1.本表适用于渐开线圆柱齿轮。
对斜齿轮是指法面模数。
2.选用模数时，应优先选用第一系列，其次是第二系列，括号内的模数尽可能不用。
压力角标准值：我国规定标准值一般为20°。
某些行业也采用14.5°，15°。
齿顶高系数ha*齿顶高ha用齿顶高系数ha*与模数的乘积表示：顶隙系数c*齿根高hf用齿顶高系数ha*与顶隙系数c*之和乘以模数表示：齿顶高系数与顶隙系数的标准值正常齿制当m≥1mm时,ha*＝1, c*＝0.25当m<1mm时,ha*＝1, c*＝0.35短齿制ha*＝0.8, c*＝0.32、创建基本曲线通过关系式生成基本曲线，首先草绘四个圆形，分别为齿顶圆、基圆、分度圆、齿根圆曲线，随意设置圆的直径数值，其具体数值将通过关系式确定。
打开关系窗口，选择特征项，选中刚刚绘制的曲线将其尺寸标注切换为符号显示形式( d0, d1, d2)。
在关系的编辑窗口中建立如下约束条件。
d=m*zdb=m*z*cos(alpha)ha=1IF m<1c=0.35elsec=0.25ENDIFda=m*(z+2*ha )df=m*z-2*m*(ha+c)d0=dfd1=dbd2=dd3=da完成关系式的输入后，执行/校验关系并按关系创建新参数。
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CAD/CAE/CAPP/CAM现代制造工程2006年第4期Pro/E W ildf i re210中标准渐开线直齿
圆柱齿轮参数化设计
徐平,高奇,蒲志新
(辽宁工程技术大学,阜新123000)
摘要 介绍Pr o/E W ildfire2.0中标准渐开线直齿圆柱齿轮的参数化设计,通过改变相关参数及关系式,即可得到精确的标准渐开线直齿圆柱齿轮的三维实体,进而提高设计效率,减小重复劳动。
提出一种设计思路,对其他零件的参数化设计具有借鉴意义。
关键词:Pr o/E 实体模型 直齿齿轮 参数化设计
中图分类号:TP391.7 文献标识码:A 文章编号:1671—3133(2006)04—0055—02
Param etr i c desi gn of st andard i n volute spur
gears ba sed on Pro/E W ildf i re2.0
Xu Ping,Gao Q i,Pu Zhixin
(L iaoning Technical University,Fuxin123000,L iaoning,CHN)
Abstract D iscussed the para metric design of standard involute s pur gears based on Pr o/E W ildfire2.0,only changing relevant parameters and relati onal exp ressi on,can get the three2di m ensi onal entity of the accurate standard involute s pur gears.Then i m2 p r ove design efficiency,and reduce dup licati on of labor.It p resents a design thought,and has model significance t o the para metric design of other components.
Key words:Pr o/E Entity model Spur gear Para metric design
0 引言
参数化设计模型是以约束来表达产品模型的形状特征,以一组参数来控制设计结果,从而能通过变换一组参数值方便地创建一系列形状相似的零件。
参数化设计方法与传统方法相比,其最大的不同在于它存储了设计的整个过程,能设计出一系列而不是单一的产品模型。
参数化设计以其能够使得工程人员不需考虑细节而能尽快草拟零件图,并可以通过变动某些约束参数而不必运行产品设计的全过程来更新设计。
它成为进行初始设计、产品模型的编辑修改、多种方案的设计和比较的有效手段。
实现参数化的CAD系统的步骤主要有:1)建立产品的参数化模型,确定主要参数;2)建立模型上特征点的坐标与上述主要参数的关系式;3)编写实现产品模型的计算机程序[1]
Pr o/E系统是由美国PT C(Para metric Technol ogy Cor porati on)公司开发的[2],系统的特点是参数化。
参数化除使用尺寸参数控制模型外,还在尺寸之间建立关系式,保持始终相对的大小、位置或约束条件。
在零件模式下,系统允许建立特征之间的关系式,使得零件中的不同特征产生关联,此时创建的参数关系式成为零件关系式。
同时在零件与装配模式中,系统还允许在阵列特征或阵列元件间建立参数关系式。
1 渐开线直齿圆柱齿轮参数化设计过程[3]使用参数和关系式进行设计,用公式、曲线创建渐开线曲线,通过关系生成齿轮齿廓曲面,用曲面切出齿轮齿廓,最后阵列轮齿特征获得最后设计结果。
111 设计参数
打开参数窗口,向模型中添加的参数主要有齿数(z),模数(m),压力角(angle),齿顶高系数(h
a
),顶隙
系数(c),分度圆直径(d),基圆直径(d
b
),齿顶圆直径
(d
a
),齿根圆直径(d f),齿宽(b)。
确定具体参数时分度圆直径、基圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、齿宽值设置为零、并通过关系式进行计算。
示例见表1。
55
现代制造工程2006年第4期CAD/CAE/CAPP/CAM
表1 模型中添加的参数
参数名称参数类型参数含义参数初值z整数齿数25
m实数模数3.00
angle实数压力角20.00
h a实数齿顶高系数1.00
c实数顶隙系数0.25
d实数分度圆直径0.00
d b实数基圆直径0.00
d a实数齿顶圆直径0.00
d f实数齿根圆直径0.00
b实数齿宽0.00
112 创建基本曲线
通过关系式生成基本曲线时,首先草绘三个圆形,分别为齿根圆、基圆、分度圆曲线,随意设置圆的直径数值,其具体数值将通过关系式确定。
打开关系窗口选择特征项,选中刚刚绘制的曲线将其尺寸标注切换为符号显示形式(d0,d1,d2)。
在关系的编辑窗口中建立如下约束条件。
d=m3z
d b=m3z3cos(angle)
d a=m3(z+23h a)
d f=m3z-23m3(h a+c)
d0=d f
d1=d b
d2=d
完成关系式的输入后,执行/校验关系并按关系创建新参数。
保存关系后,系统将根据添加的关系式,自动计算各圆直径。
113 创建渐开线
在Pr o/E W ildfire2.0中可以通过极坐标、柱坐标等生成渐开线,本文以柱坐标为例建立如下关系式。
x=t3sqrt((d a/d b)^2-1)
y=180/p i
r=0.53d b3Sqrt(1+x^2)
theta=x3y-atan(x)
z=O
式中:t为系统参数,其值为0～1。
x=t3sqrt ((d
a
/d b)^2-1)是从基圆到齿顶圆的一段渐开线上的压力角的正切值变化。
保存关系式后,系统将根据此关系式创建渐开线,并生成图形。
114 创建过渡圆弧曲线
由机械原理的基本知识可知:基圆内没有渐开线,但是当齿轮的基圆半径大于分度圆半径时,还应该在基圆以内切除齿槽,不过由于这段曲线不影响齿轮的啮合,可以不再使用渐开线,为了简化操作,设计中将使用圆弧曲线。
绘制完圆弧曲线后,设置圆弧尺寸为d/8,圆弧中心到水平中心线的距离为d b/2,圆弧曲线下端点到水平中心线的距离为0.45d
f。
115 创建齿廓曲线与曲面
通过基准、镜像、修剪等步骤完成齿廓特征。
注意
在输入角度值时应保证复制的曲线和原曲线围成齿廓而不是围成齿轮,输入角度为360/4/z,是因为在分度圆周上,齿厚和齿槽宽相等。
裁去渐开线和圆弧曲线相交处多余的曲线段后,拉伸生成曲面特征,并完成柱体的生成。
116 创建齿轮的齿特征
通过齿廓曲面对齿轮的毛坯进行裁减,得到齿形。
在阵列其他齿特征时,根据阵列齿数z,阵列输入角度为360/z。
最后完成齿轮的中心孔特征。
117 修改参数,改变齿轮设计
在修改参数时,参数的修改范围并不是任意的,在本例中,齿廓曲线是由渐开线和圆弧曲线组成,这样的齿轮基圆半径大于齿根圆半径。
而当齿轮的基圆半径小于齿根圆半径时,整个齿廓曲线就全部为渐开线。
临
界齿数的计算可以使用公式z
=2(h a+c)/(1-cos (angle)),即当齿轮的齿数大于41时,将z的初始值给定在一个大于41的范围内,在创建渐开线时,不用近似圆弧。
参数化设计的齿轮三维实体如图1所示。
z=15 m=3 b=20
h a=018 c=013
a)
z=25 m=5 b=30
h a=110 c=0125
b)
图1 齿轮三维实体图
2 结语
Pr o/E是一种功能强大的三维设计系统,应用其对标准渐开线直齿圆柱齿轮的参数化设计,涉及较多的参数和关系式,只要改变输入参数的值便能生成新的圆柱齿轮模型,可避免重复设计,实现设计自动化。
参考文献:
[1] 廖忠民.基于Pr o/E NGI N EER的P DC钻头CAD系统
的研究与开发[D].云南:西南石油学院,2004.
[2] 林龙震.Pr o/E NGI N EER W ildfire基础设计[M].北
京:电子工业出版社,2004.
[3] 唐俊.Pr o/E NGI N EER中文野火版应用教程[M].北
京:清华大学出版社,2003.
收稿日期:2005211215
65。