渐开线方程推导

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渐开线球齿轮齿廓曲面方程的推导

渐开线球齿轮齿廓曲面方程的推导

摘 要: 介绍了一种新发明的球齿轮机构, 建立了新型球 齿轮齿廓 曲面的参数 方程。推导了 渐开线齿 廓 曲线的通用表达式, 对其进行旋转变换得到了球 齿轮机构中齿 轮的环形齿 面方程。利用 双自由度 啮合理论, 进一步推导出新型球齿轮的啮合方程, 最后推导 出渐开线球齿轮共轭齿廓曲面方程。理论结果证明了渐开线 环面齿廓的共轭齿廓曲面仍然是渐开线环形曲面。
p y = - [ sin2 ( 1- cos ) + cos ] [ ( 1+ i ) x cos + Ai sin sin ]
( 25)
+ cos sin ( 1- cos ) [ ( 1+ i ) x sin - A cos sin ]
p z= cos sin [ ( 1+ i ) x sin - A cos sin ] + [ sin2 ( 1- cos ) + cos ] [ ( 1+ i ) y - Ai cos ]
第 26 卷第 4 期
国防科技大学学报 JOURNAL OF NATIONAL UNIVERSITY OF DEFENSE TECHNOLOGY
文章编号: 1001- 2486( 2004) 04- 0093- 06
Vol. 26 No. 4 2004
渐开线球齿轮齿廓曲面方程的推导
潘存云, 温熙森
( 国防科 技大学机电工程与自动化学院, 湖南 长沙 410073)
3 啮合方程
齿轮 1 转动的角速度 1 为:
1= 1+ 1= 1 i1+ 1k1
( 14)
角速度 1 也可以在坐标系 C1 中表示为:
1 = x1 i 1 + y1 j 1 + zkk1

各种渐开线类型

各种渐开线类型

各种渐开线类型渐开线方程为:x=r×cos(θ+α)+(θ+α)×r×sin(θ+α)y=r×sin(θ+α)-(θ+α)×r×cos(θ+α)z=0式中,r为基圆半径;θ为展角,其单位为弧度展角θ和压力角α之间的关系称为渐开线函数θ=inv(α)=tan(α)-α式中,inv为渐开线involute的缩写外啮合标准直径圆柱齿轮的几何尺寸的计算公式举例:模数m:4 齿数z:10 压力角:20D=mz=40 Da=48Df=30通用输入方法 r=? afa=60*tx=r*cos(afa)+pi*r*afa/180*sin(afa) y=r*sin(afa)-pi*r*afa/180*cos(afa) t 为0-1 r 为基圆半径 pi 为圆周率 正多邊形的漸開線『漸開線』的意思就是:假如你將一條線繞著一個多邊形,一頭固定,一頭向外拉開,則拉開的這個線頭所走的軌跡,就是漸開線。

亦可為繞於一多邊形或圓形之緊索上之一點,該點向外伸開時所形成之軌跡。

現以正五邊形為例,如圖1,固定A 點,Q 是向外拉開 AP 的一點,以B 為圓心,AB 為半徑作一圓,交QB於P 得 AP ;圖2,逆時針旋轉Q 點,至下一點正五邊形的頂點,用相同的方法,拉長 AP ; 圖3、4、5分別是拉開三、四、五次的正五邊形漸開線 AP 。

QP圖 1圖 2圖 3圖 4圖 5在正n 邊形中,邊長為1,作m 次漸開線 AP ,則1111222......1223A m n n P n n ππππ=⋅⋅+⋅⋅+⋅⋅++⋅⋅12(12 3....)m n π=⋅⋅+++2(1)2(1)m m n m m n ππ+=⋅=+关于正多边形的渐开线旋转,一个富有艺术性的词汇,往往能创造出神奇的图案。

其中多边形的渐开线就是她的杰作之一。

让我们先认识一下这位新朋友。

下面分别是正三角形、正方形、正五边形的渐开线。

ug渐开线方程

ug渐开线方程

UG渐开线方程1. 什么是渐开线?渐开线(Epicycloid)是一种特殊的曲线,由一个固定圆上一点沿着另一个圆的周长滚动而生成。

渐开线的特点是它的一部分曲线段与另一部分重合,形成了一个自相交的形状。

2. 渐开线的方程渐开线的方程可以通过参数方程或者直角坐标方程来表示。

下面我们将介绍如何通过直角坐标方程来表示渐开线。

设固定圆的半径为R,滚动圆的半径为r,两圆的初始位置为重合。

固定圆的圆心位于坐标原点O,滚动圆的圆心位于坐标点P(x, y)。

滚动圆上的一点沿着固定圆的周长滚动,经过一段时间后,滚动圆的圆心到达坐标点P’(x’, y’)。

根据圆的性质,我们可以得到以下关系: - 滚动圆上的一点到固定圆圆心的距离为r,即√(x^2 + y^2) = r - 滚动圆上的一点到固定圆圆心的距离等于滚动圆圆心到滚动圆初始位置的距离,即√((x’-R)^2 + y’^2) = R联立以上两个方程,我们可以解得滚动圆的圆心坐标P’(x’, y’),将其代入第一个方程中,即可得到渐开线的方程。

3. 渐开线方程的具体形式对于渐开线的方程,根据滚动圆的半径与固定圆的半径之间的关系,可以分为三种情况。

3.1 外摆线当滚动圆的半径r大于固定圆的半径R时,所得到的渐开线称为外摆线。

外摆线的方程可以表示为: x = (R+r) * cos(t) - r * cos((R+r)/r * t) y = (R+r) * sin(t) - r * sin((R+r)/r * t)其中,t为参数,表示滚动圆上的点的位置。

3.2 内摆线当滚动圆的半径r小于固定圆的半径R时,所得到的渐开线称为内摆线。

内摆线的方程可以表示为: x = (R-r) * cos(t) + r * cos((R-r)/r * t) y = (R-r) * sin(t) - r * sin((R-r)/r * t)其中,t为参数,表示滚动圆上的点的位置。

3.3 等速外摆线当滚动圆的半径r等于固定圆的半径R时,所得到的渐开线称为等速外摆线。

渐开线方程推导

渐开线方程推导

渐开线方程推导(直角坐标系)鱼板主在前面对渐开线的极坐标方程进行了推导,使大家受益匪浅。

直角坐标方程在本论坛上也出现了很多次,但一些朋友对其中的参数理解上还有一定的偏差。

本贴通过对渐开线直角坐标方程(参数方程)推导,使朋友们对其中的参数更加深入的了解,以便在工作中能很好的使用它。

如果大家觉得没有什么意义的话,本贴就当是灌水。

如图:在渐开线上有一点P(X,Y),X=OB+BC,Y=AB-AN由渐开线特点可知,弧长AD=AP=r.βOB=rcosβBC=AP.sinβ=r.β.sinβ所以X=r.cosβ+r.β.sinβ同理Y=r.sinrβ-r.β.cosβ因此,渐开线的直角坐标参数方程就是:X=r.cosβ+r.β.sinβY=r.sinrβ-r.β.cosβ其中r为基圆半径在这里大家可以和渐开线的极坐标方程推导进行比较,直角坐标方程中的β就是压力角和展角的和,β=α+θ图片附件:渐开线.jpg(2005-7-622:40,26.33K)使用autocadvba绘制渐开线齿轮Dim mAsDouble'齿轮模数Dim zAsInteger'齿数Dim rAsDouble'分度圆半径Dim raAsDouble'齿顶圆半径Dim rbAsDouble'基圆半径Dim rfAsDouble'齿根圆半径Dim PIAsDouble'定义常数πPrivateSubCommand1_Click()PI=4*Atn(1)m=Val(TextBox1.text)z=Val(TextBox2.text)r=m*z/2ra=r+mrb=r*Cos(20*PI/180)rf=r-1.25*mDim cobrAsAcadCircle'分度圆Dim cobraAsAcadCircle'齿顶圆Dim cobrbAsAcadCircle'基圆Dim cobrfAsAcadCircle'齿根圆Dim cp1(0To2)AsDoublecp1(0)=0:cp1(1)=0:cp1(2)=0Setcobr=ThisDrawing.ModelSpace.AddCircle(cp1,r)Setcobra=ThisDrawing.ModelSpace.AddCircle(cp1,ra)Setcodrb=ThisDrawing.ModelSpace.AddCircle(cp1,rb)Setcodrf=ThisDrawing.ModelSpace.AddCircle(cp1,rf)Dim colorAsAcadAcCmColorSetcolor=AcadApplication.GetInterfaceObject("AutoCAD.AcCmColor.17")Callcolor.SetRGB(80,100,244)cobr.TrueColor=color'创建splineDim theta0 As Double'定义渐开线展角与压力角之和Dim InvPoint(0To32) As Double'定义拟合点坐标Dim SPtan(0To2) As Double'定义起点切线方向Dim EPtan(0To2) As Double'定义终点切线方向theta0=Sqr(ra^2-rb^2)/rb'将展角与压力角之和角度转换为弧度theta1=theta0-Atn(theta0)'展角delta_theta=theta0/10'单位角For j=0 To 10theta=j*delta_thetaInvPoint(j*3)=rb*(Sin(theta)-theta*Cos(theta))InvPoint(j*3+1)=rb*(Cos(theta)+theta*Sin(theta))InvPoint(j*3+2)=0Next jEPtan(0)=1:EPtan(1)=1/Tan(theta0):EPtan(2)=0Setinvobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddSpline(InvPoint,SPtan,EPtan)'创建半个齿顶圆弧Dim center1(0To2) As DoubleDim radius1 As DoubleDim startangle As Double,endangle As DoubleDim arc1 As AcadArccenter1(0)=0:center1(1)=0:center1(2)=0radius1=rastartangle=PI/2-(Tan(PI/9)-PI/9+PI/2/z)endangle=PI/2-(Atn((Sin(theta)-theta*Cos(theta))/(Cos(theta)+theta*Sin(theta)))) Setarc1=ThisDrawing.ModelSpace.AddArc(center1,radius1,startangle,endangle)'齿根圆Dim myplineAsAcadLWPolylineDim vpoint(0To5)AsDoublevpoint(0)=0:vpoint(1)=rbvpoint(2)=-(rb-rf)*Tan(PI/2/z+Tan(PI/9)-PI/9)/2:vpoint(3)=(rb+rf)/2vpoint(4)=-rf*Sin(PI/2/z-Tan(PI/9)+PI/9):vpoint(5)=rf*Cos(PI/2/z-Tan(PI/9)+PI/9) Setmypline=ThisDrawing.ModelSpace.AddLightWeightPolyline(vpoint)mypline.SetBulge1,-1/3mypline.Update'镜像spline、齿根曲线和齿顶圆弧,形成一个齿廓Dim mirror_point1(0 To 2) As DoubleDim mirror_point2(0 To 2) As Doublemirror_point1(0)=0:mirror_point1(1)=0:mirror_point1(2)=0mirror_point2(0)=1:mirror_point2(1)=1/Tan(Tan(PI/9)-PI/9+PI/2/z):mirror_point2(2 )=0Dim mirrorinvobj As AcadSplineDim mirrorarc1 As AcadArcDim mirror_mypline As AcadLWPolylineSetmirrorarc1=arc1.Mirror(mirror_point1,mirror_point2)086Setmirrorinvobj=invobj.Mirror(mirror_point1,mirror_point2)087Setmirror_mypline=mypline.Mirror(mirror_point1,mirror_point2)088'环形阵列齿轮轮齿各部分线段089Dim noOfObjectsAsInteger090Dim angleToFillAsDouble091Dim basePnt(0To2)AsDouble092noOfObjects=z093angleToFill=2*PI*(z-1)/z094basePnt(0)=0#:basePnt(1)=0#:basePnt(2)=0#095096Dim retobjAsVariant097Dim retobj1AsVariant098Dim retobjarc1AsVariant099Dim retobjarcAsVariant100Dim retobj_myplineAsVariant101Dim retobj_mirror_myplineAsVariant102retobj=invobj.ArrayPolar(noOfObjects,angleToFill,basePnt)103retobj1=mirrorinvobj.ArrayPolar(noOfObjects,angleToFill,basePnt)104retobjarc1=mirrorarc1.ArrayPolar(noOfObjects,angleToFill,basePnt)105retobjarc=arc1.ArrayPolar(noOfObjects,angleToFill,basePnt)106retob_mypline=mypline.ArrayPolar(noOfObjects,angleToFill,basePnt)107retobj_mirror_mypline=mirror_mypline.ArrayPolar(noOfObjects,angleToFill,basePnt) 108ZoomAll109110111Command1.Enabled=False112113114EndSub。

渐开线齿轮无侧隙啮合方程推导

渐开线齿轮无侧隙啮合方程推导
渐开线齿轮无侧隙啮合方程推导
需要的公式: 任意圆齿厚: si s 任意圆齿距: pi 分度圆齿厚: s
p
2
ri 2ri(inv i inv ) r
p cos m cos cos i cos i
2xm tan
m
2
2xm tan
则任意圆齿槽宽:
因为 s1, (
, e2
m
2
2x 1m tan )
cos cos mz1 (inv , inv ) , cos i cos
m cos m cos cos ( 2x 2 m tan ) mz 2 (inv , inv ) , , 2 cos i cos cos
化简得无侧隙啮合方程:
inv
2 x 1 x 2 ) tan ( inv , z1 z 2
ei
,故任意圆齿槽宽为:
m cos m cos cos ( 2xm tan ) mz (inv i inv ) cos i 2 cos i cos i
无侧隙啮合的条件是: 齿轮 1 的节圆齿厚等于齿轮 2 的节圆齿槽宽;齿轮 1 的节圆齿槽宽
, , 等于齿轮 2 的节圆齿厚。即: s1, e2 或者 s2 e1,
ei pi si

m cos r s i 2ri(inv i inv ) cos i r
m cos m r ( 2xm tan ) i 2ri(inv i inv ) cos i 2 r
又: ri cos i r cos

(




渐开线方程的推导

渐开线方程的推导

渐开线方程推导性质1:渐开线的形状仅取决于基圆;Propertyof the involute:推论1:齿轮的渐开线形状仅取决于m、z、a,即模数、齿数、压力角;性质2:基圆内无渐开线;性质3:发生线沿基圆滚过的长度,等于基圆上被滚过的长度,即KN AN;性质4:渐开线上任一点的法线恒与基圆相切;Illumination:图1渐开线方程推导青色带箭头的线――构成正交直角坐标系,O点为坐标原点;图中,绿色的圆――基圆、即渐开线发生圆,KN为渐开线发生线,基圆半径为rb;蓝色曲线AKB――渐开线,A为始端,B为终端,K为渐开线上任一动点;蓝色直线OK――连接基圆圆心O与动点K的矢径,OK;蓝色直线KV――动点K的速度矢量KV,垂直于矢径OK;绿色直线 KN――动点 K 的法线,根据渐开线的性质 4,设法线与基圆相切于 N ,连接 NO ;法线方向即为两齿轮啮合传动时、力矢的方向 KF ;紫色直线 NQ――切点 N 向 X 轴作垂线,垂足为 Q ; 紫色直线 KP――动点 K 向直线 NQ 作垂线,垂足为 P ; Definition :KOA 称为展角,记为 κ;NOA 称为滚动角,记为 κ ;速度矢 KV 与力矢 KF 的夹角称为压力角,记为 κ , 即图 1 中 VKN ;BecauseVKN OKN 90AndNOK OKN 90That isNOK VKN k滚动角=展角+压力角;Evolution in polar coordinates :在极坐标系中,渐开线方程可写为:r k OK br / cos(κ) k kkAN r b KN k r b k tan( κ)k即,r k br / cos(κ) κ τan( κ) kEvolution in Cartesian coordinates :在直角坐标系中,渐开线方程可写为(关键是两条紫色的辅助线,注意:KNP 90 ONQ k):x k OQ P Ky k NQ N P ON *cos( κ) N K *sin( κ) ON *cos( κ) A N *sin( κ) br *cos( κ) br * κ * sin( κ)即,x k br *cos(κ) βr * κ* sin( κ)ON *sin( κ) N K *cos( κ) ON *sin( κ) A N *cos( κ) br *sin( κ) br * κ * cos( κ)y k br *sin( κ) βr * κ* cos( κ)Supplement :由以上推导可得出展角、滚动角、压力角三者之间的关系:κ τan( κ)kκ τan( κ)κ κ ktan( κ) κk即, 展角 滚动角滚动角;;= 压力角的正切-压力角; = 压力角的正切;= 压力角+展角;压力角的正切 = 压力角+展角;注 1:本文角度单位为弧度制;注 2:图 1 中的角 a ,b ,c 分别对应正文中的 κ, κ, κ , 即压力角,展角,滚动角。

渐开线方程

渐开线方程渐开线方程:xt=cos(360*t)*r+sin(360*t)*r*2*3.1415926*tyt=sin(360*t)*r-cos(360*t)*r*2*3.1415926*tr=t=1m=p/3.14d=m*zd j=m*z*cos(20)d h=m*z+2ha*md f=m*z-2m(ha*+c*)UG 齿轮方程:直齿轮:m 模数z 齿数α压力角ha*齿顶系数Cn 齿根间隙系数渐开线方程a=0b=60t=1r=(m*z*cos(α))/2s=(1-t)*a+t*b=b*txt=r*cos(s)+r*rad(s)*sin(s)yt=r*sin(s)-r*rad(s)*cos(s)zt=0其中:a:基点b:渐开线长度r:基圆半径t:(0,1)之间的变量.分度圆直径:d=m*z齿根圆直径:df=d-2m(ha* +Cn)齿顶圆直径:da=d+2ha*m基圆直径:dg= m z cos (α)斜齿轮:m 模数z 齿数α压力角β螺旋角(8~20) ha*齿顶系数Cn 齿根间隙系数a=0b=60t=1r=(m*z*cos(α))/(2 cos(βg)) 其中:2cos(βg)=1.8938913472319366s=(1-t)*a+t*b=b*txt=r*cos(s)+r*rad(s)*sin(s)yt=r*sin(s)-r*rad(s)*cos(s)zt=0其中:a:基点b:渐开线长度r:基圆半径t:(0,1)之间的变量.分度圆直径:d=m*z/ cosβ齿根圆直径:df=d-2m(ha +Cn)齿顶圆直径:da=d+2m基圆直径:dg= mzcos(α) / cos(βg)sin (βg) =sin(β)*cos(α)cos(βg)=(1- (sin(β)*cos(α)) 2 ) ^1/2螺旋线建立:pitch=3.14*z*m/sin(β) 成立条件radius =d /2 = m*z (分度圆半径) 齿根圆半径7.36分度圆半径8.63齿顶圆半径9.65基圆半径8.11 m'=1.0154266。

渐开线参数方程范文

渐开线参数方程范文渐开线是一种具有非常特殊形状的曲线,它是一条不断向外螺旋延伸的曲线。

渐开线的参数方程可以用来描述曲线上每个点的坐标,其参数方程可以表示为:x = a(θ - sinθ)y = a(1 - cosθ)其中,x和y分别是曲线上一点的坐标,a是一个常数,θ表示曲线上的一个参数。

渐开线的形状和特点可以从上述参数方程中进行一些分析和解释。

首先,观察x的参数方程:x = a(θ - sinθ)从中可以看出,当θ为0时,x也为0,表示渐开线的起点位于坐标原点。

随着θ的增大,x的值也会增大,曲线逐渐向右移动。

当θ增加到2π时,x的值又回到了0,说明渐开线具有封闭性。

接下来,观察y的参数方程:y = a(1 - cosθ)可以看出,当θ为0时,y的值为0,表示渐开线起点也位于y轴上。

随着θ的增大,y的值逐渐增大,但增长速度逐渐减慢。

当θ增加到2π时,y的值达到最大值2a,而且曲线在y轴方向上具有对称性。

此后,随着θ继续增加,y的值会逐渐减小,并且当θ增加到4π时,y的值又回到0,表明渐开线在y轴上也具有封闭性。

由于渐开线的参数方程是周期性的,而且θ的范围是无穷的,所以渐开线是一种无穷多个周期的曲线。

每一个周期内,曲线的形状都是相似的,只是位置和大小不同。

渐开线在物理学和工程学中有广泛的应用,例如在齿轮的设计中,渐开线可以用来设计齿轮的齿形曲线。

另外,在光学设备中,渐开线的特性可以用来设计一些特殊的透镜曲面,以实现所需的光学效果。

在数学中,研究渐开线的性质也是一个有趣的课题。

例如,渐开线是一种等速曲线,也就是说,在曲线上的每一点,速度的大小都是相等的。

这个性质可以从渐开线的参数方程中推导出来。

此外,渐开线还具有一些其他的数学性质,比如渐开线上任意两点之间的弧长是相等的,以及渐开线的曲率是恒定的等。

总之,渐开线是一种非常特殊的曲线,具有许多独特的性质,可以通过参数方程来描述和分析。

它在物理学、工程学和数学中都有着广泛的应用和研究。

齿轮渐开线方程图解

齿轮渐开线方程渐开线的形成原理:渐开线就像一个有破断点的圆形展开成一条直线的过程中,圆上的破断点运动的轨迹,如图所示,从破断点A展平到K点,运动轨迹AK就是渐开线的一段,继续展平可至B点或更远。

随着ω不断增大,渐开线曲率会越来越小,渐开线会越来越平直,如图所示。

渐开线方程的推理过程:如图所示,圆O为渐开线AB的基圆,半径为Rb,K为渐开线AB上的任一点;展平段KN为渐开线AB的发生线。

根据渐开线形成的原理可知,NO⊥NK,NK= N⌒A, ONK构成一个直角三角形。

以下过程将滚动角α(rad)作为已知变量进行推导:根据渐开线的形成原理可得N⌒A = NK,圆心角ω所对应的弧长:N⌒A =Rb*ω* PI /180, R=Rb/COS(α)。

先计算出OK与OX的夹角θ,根据渐开线函数公式θ=TAN(α)-α。

因为TAN(α)是N⌒A与Rb之比,相当于弧度值,所以此时α应换算为弧度值。

用PRO/E绘制方程曲线时,应将其转换为十进制角度。

即:θ=TAN(α)*180/PI-α,在PRO/E极坐标表示的方程中,θ用THETA表示。

A. 设α为压力角参数,将α用个人习惯的字母符号代替,如FAI。

设定一个参数值,如45°,即可写成:1. 压力角为参数“极坐标”表示的渐开线方程:FAI=T*45Rb=DB/2R=Rb/COS(FAI)THETA=TAN(FAI)*180/PI-FAIZ=0以上方程式是以压力角∠α作为变量参数。

若想使渐开线的长度控制在齿轮外径DW以内,就必须使渐开线K点与齿轮外径DW的边缘共线约束,可用∠α来控制。

因为齿轮的外径等于2*R=DW,基圆直径等于2*Rd=DB,渐开线K点与R的端点重合。

所以∠α应等于DB/DW的反余弦函数,即:∠α=ACOS(DB/DW),此角就可使渐开线K点落在齿顶圆边缘的位置。

将其作为变量代入方程,即可写成:2. 齿顶圆压力角为参数控制的“极坐标”表示的渐开线方程A:以ACOS(DB/DW)作为已知变量进行推导,方程如下:FAI=T*ACOS(DB/DW)Rb=DB/2R=Rb/COS(FAI)THETA=TAN(FAI)*180/PI-FAIZ=0如果方程式是以滚角∠ω作为变量参数。

渐开线方程

名 称Βιβλιοθήκη 代号计算公式齿形角
α
标准齿轮为20°
模数
m
m=p/π
齿厚
s
s=p/2
齿槽宽
e
e=p/2
齿距
p
p=mπ
基圆齿距
pb
pb=pcosα
齿顶高
ha
ha=ha*m=m
齿根高
hf
hf=(ha*+c*)m=1.25m
齿高
h
h=ha+hf=2.25m
分度圆直径
d
d=mz
齿顶圆直径
da
da=m(z+2)
齿根圆直径
渐开线方程为:
x=r×cos(θ+α)+(θ+α)×r×sin(θ+α)
y=r×sin(θ+α)-(θ+α)×r×cos(θ+α)
z=0
式中,r为基圆半径;θ为展角,其单位为弧度
展角θ和压力角α之间的关系称为渐开线函数
θ=inv(α)=tan(α)-α
式中,inv为渐开线involute的缩写
外啮合标准直径圆柱齿轮的几何尺寸的计算公式
df
df=d-2hf=m(z-2.5)
基圆直径
db
db=dcosα
标准中心距
a
a=m(z1+z2)/2
齿数
Z
举例:
模数m:4
齿数z:10
压力角:20
D=mz=40
Da=48
Df=30
为展角其单位为弧度invtan式中inv为渐开线involute的缩写外啮合标准直径圆柱齿轮的几何尺寸的计算公式代号计算公式齿形角标准齿轮为20模数pbpbhaha齿根高hfhfhahahf225m分度圆直径mz齿顶圆直径dadamz2齿根圆直径dfdfd2hfmz25基圆直径dbdbcos标准中心距举例
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渐开线方程推导(直角坐标系)
鱼板主在前面对渐开线的极坐标方程进行了推导,使大家受益匪浅。

直角坐标方程在本论坛上也出现了很多次,但一些朋友对其中的参数理解上还有一定的偏差。

本贴通过对渐开线直角坐标方程(参数方程)推导,使朋友们对其中的参数更加深入的了解,以便在工作中能很好的使用它。

如果大家觉得没有什么意义的话,本贴就当是灌水。

如图:在渐开线上有一点P(X,Y),X=OB+BC,Y=AB-AN
由渐开线特点可知,弧长AD=AP=r.β
OB=rcosβBC=AP.sinβ=r.β.sinβ
所以X=r.cosβ+r.β.sinβ
同理Y=r.sinrβ-r.β.cosβ
因此,渐开线的直角坐标参数方程就是:
X=r.cosβ+r.β.sinβ
Y=r.sinrβ-r.β.cosβ其中r为基圆半径
在这里大家可以和渐开线的极坐标方程推导进行比较,直角坐标方程中的β就是压力角和展角的和,β=α+θ
图片附件:渐开线.jpg(2005-7-622:40,26.33K)
使用autocadvba绘制渐开线齿轮
Dim mAsDouble'齿轮模数
Dim zAsInteger'齿数
Dim rAsDouble'分度圆半径
Dim raAsDouble'齿顶圆半径
Dim rbAsDouble'基圆半径
Dim rfAsDouble'齿根圆半径
Dim PIAsDouble'定义常数π
PrivateSubCommand1_Click()
PI=4*Atn(1)
m=Val(TextBox1.text)
z=Val(TextBox2.text)
r=m*z/2
ra=r+m
rb=r*Cos(20*PI/180)
rf=r-1.25*m
Dim cobrAsAcadCircle'分度圆
Dim cobraAsAcadCircle'齿顶圆
Dim cobrbAsAcadCircle'基圆
Dim cobrfAsAcadCircle'齿根圆
Dim cp1(0To2)AsDouble
cp1(0)=0:cp1(1)=0:cp1(2)=0
Setcobr=ThisDrawing.ModelSpace.AddCircle(cp1,r)
Setcobra=ThisDrawing.ModelSpace.AddCircle(cp1,ra)
Setcodrb=ThisDrawing.ModelSpace.AddCircle(cp1,rb)
Setcodrf=ThisDrawing.ModelSpace.AddCircle(cp1,rf)
Dim colorAsAcadAcCmColor
Setcolor=AcadApplication.GetInterfaceObject("AutoCAD.AcCmColor.17")
Callcolor.SetRGB(80,100,244)
cobr.TrueColor=color'创建spline
Dim theta0 As Double'定义渐开线展角与压力角之和
Dim InvPoint(0To32) As Double'定义拟合点坐标
Dim SPtan(0To2) As Double'定义起点切线方向
Dim EPtan(0To2) As Double'定义终点切线方向
theta0=Sqr(ra^2-rb^2)/rb'将展角与压力角之和角度转换为弧度
theta1=theta0-Atn(theta0)'展角
delta_theta=theta0/10'单位角
For j=0 To 10
theta=j*delta_theta
InvPoint(j*3)=rb*(Sin(theta)-theta*Cos(theta))
InvPoint(j*3+1)=rb*(Cos(theta)+theta*Sin(theta))
InvPoint(j*3+2)=0
Next j
EPtan(0)=1:EPtan(1)=1/Tan(theta0):EPtan(2)=0
Setinvobj=ThisDrawing.ModelSpace.AddSpline(InvPoint,SPtan,EPtan)'创建半个齿顶圆弧
Dim center1(0To2) As Double
Dim radius1 As Double
Dim startangle As Double,endangle As Double
Dim arc1 As AcadArc
center1(0)=0:center1(1)=0:center1(2)=0
radius1=ra
startangle=PI/2-(Tan(PI/9)-PI/9+PI/2/z)
endangle=PI/2-(Atn((Sin(theta)-theta*Cos(theta))/(Cos(theta)+theta*Sin(theta)))) Setarc1=ThisDrawing.ModelSpace.AddArc(center1,radius1,startangle,endangle)'齿根圆
Dim myplineAsAcadLWPolyline
Dim vpoint(0To5)AsDouble
vpoint(0)=0:vpoint(1)=rb
vpoint(2)=-(rb-rf)*Tan(PI/2/z+Tan(PI/9)-PI/9)/2:vpoint(3)=(rb+rf)/2
vpoint(4)=-rf*Sin(PI/2/z-Tan(PI/9)+PI/9):vpoint(5)=rf*Cos(PI/2/z-Tan(PI/9)+PI/9) Setmypline=ThisDrawing.ModelSpace.AddLightWeightPolyline(vpoint)
mypline.SetBulge1,-1/3
mypline.Update'镜像spline、齿根曲线和齿顶圆弧,形成一个齿廓
Dim mirror_point1(0 To 2) As Double
Dim mirror_point2(0 To 2) As Double
mirror_point1(0)=0:mirror_point1(1)=0:mirror_point1(2)=0
mirror_point2(0)=1:mirror_point2(1)=1/Tan(Tan(PI/9)-PI/9+PI/2/z):mirror_point2(2 )=0
Dim mirrorinvobj As AcadSpline
Dim mirrorarc1 As AcadArc
Dim mirror_mypline As AcadLWPolyline
Setmirrorarc1=arc1.Mirror(mirror_point1,mirror_point2)
086
Setmirrorinvobj=invobj.Mirror(mirror_point1,mirror_point2)
087
Setmirror_mypline=mypline.Mirror(mirror_point1,mirror_point2)
088
'环形阵列齿轮轮齿各部分线段
089
Dim noOfObjectsAsInteger
090
Dim angleToFillAsDouble
091
Dim basePnt(0To2)AsDouble
092
noOfObjects=z
093
angleToFill=2*PI*(z-1)/z
094
basePnt(0)=0#:basePnt(1)=0#:basePnt(2)=0#
095
096
Dim retobjAsVariant
097
Dim retobj1AsVariant
098
Dim retobjarc1AsVariant
099
Dim retobjarcAsVariant
100
Dim retobj_myplineAsVariant
101
Dim retobj_mirror_myplineAsVariant
102
retobj=invobj.ArrayPolar(noOfObjects,angleToFill,basePnt)
103
retobj1=mirrorinvobj.ArrayPolar(noOfObjects,angleToFill,basePnt)
104
retobjarc1=mirrorarc1.ArrayPolar(noOfObjects,angleToFill,basePnt)
105
retobjarc=arc1.ArrayPolar(noOfObjects,angleToFill,basePnt)
106
retob_mypline=mypline.ArrayPolar(noOfObjects,angleToFill,basePnt)
107
retobj_mirror_mypline=mirror_mypline.ArrayPolar(noOfObjects,angleToFill,basePnt) 108
ZoomAll
109
110
111
Command1.Enabled=False
112
113
114
EndSub。

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