直齿渐开线齿轮画法

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

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：x1= r*cos（ang）,y 1=r*sin（ang）

（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。

an g=t *90

s=(PI *r*t)/2

x1=r* cos(a ng)

y1=r* sin(ang)

x=x1+(s*s in (ang))

y=y1-(s*cos(a ng))

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。

⑸ (Q

图3-2齿轮的建模分析

直齿轮的建模过程

1 .输入基本参数和关系式

3.1. (3> (4)

(1)单击E3,在新建对话框中输入文件名“ gear” ,然后单

(2)在主菜单上单击“工具”宀“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；

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：