直齿渐开线齿轮画法.docx

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。

3.1直齿轮的创建 3.1.1渐开线的几何分析

Xbyl

通逍心刃果确定

χ≠y

图3-1 渐开线的几何分析

渐开线是由一条线段绕齿轮基圆旋转形成的曲线。渐开线的几何分析如图3-1所示。线段S绕圆弧旋转，其一端点A划过的一条轨迹即为渐开线。图中点(x1,y1 )的坐标为：X仁r*cos(a ng),y仁r*s in (a ng) 。(其中r 为圆半径，ang 为图示角度)

对于Pro/E关系式，系统存在一个变量t, t的变化范围是0〜1。从而可以通过( X1,y1 )建立( X,y )的坐标，即为渐开线的方程。

ang=t*90

s=(PI*r*t)/2

X1=r*cos(ang)

y1=r*sin(ang)

X=X1+(s*sin(ang))

y=y1-(s*cos(ang))

z=0

以上为定义在Xy 平面上的渐开线方程，可通过修改X，y，z 的坐标关系来定义在其它面上的方程，在此不再重复。

3.1.2 直齿轮的建模分析

本小节将介绍参数化创建直齿圆柱齿轮的方法，参数化创建齿轮的过程相对复杂，其中要用到许多与齿轮有关的参数以及关系式。

直齿轮的建模分析(如图3-2 所示)：

（1）创建齿轮的基本圆

这一步用草绘曲线的方法，创建齿轮的基本圆，包括齿顶圆、基圆、分度圆、齿根圆。并且用事先设置好的参数来控制圆的大小。

（2）创建渐开线

用从方程来生成渐开线的方法，创建渐开线，本章的第一小节分析了渐开线方程的相关知识。

（3）镜像渐开线

首先创建一个用于镜像的平面，然后通过该平面，镜像第 2 步创建的渐开线，并且用关系式来控制镜像平面的角度。

（4）拉伸形成实体

拉伸创建实体，包括齿轮的齿根圆实体和齿轮的一个齿形实体。这一步是创建齿轮的关键步骤。

（5）阵列轮齿

将上一步创建的轮齿进行阵列，完成齿轮的基本外形。这一步同样需要加入关系式来控制齿轮的生成。

（6）创建其它特征

创建齿轮的中间孔、键槽、小孔等特征，并且用参数和关系

式来控制相关的尺寸

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图3-2齿轮的建模分析3.1.3直齿轮的建模过程

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“ 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3-3所示;

图3-3 “参数”对话框

(3)在“参数”对话框内单击.二按钮，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3-1所示；

名称值说明名称值说明

M3模数DB基圆直径Z25齿数DF齿根圆直径ALPHA20压力角D分度圆直径HAX1齿顶咼系数DDo凹槽直径

表3-1创建齿轮参数

注意：表3-1中未填的参数值，表示是由系统通过关系式将自动生成的尺寸，用户无需指定。

完成后的参数对话框如图3-4所示：

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图3-4 “参数”对话框

（4） 在主菜单上依次单击“工具” → “关系”，系统弹出“关 系”

对话框，如图3-5所示；

（5） 在“关系”对话框内输入齿轮的分度圆直径关系、基圆直 径关

系、齿根圆直径关系和齿顶圆直径关系。由这些关系式，系统便 会自动生成表3-1所示的未指定参数的值。输入的关系式如下：