【正文】 陜西理工學院畢業(yè)設計 基于 Pro/e少齒數(shù) （ Z=2） 齒輪傳動的建模與研究 王軍 （陜理工機械工程學院機械設計制造及其自動化專業(yè)機自 041班，陜西 漢中 723003） 指導教師：王保民 [摘要 ]:闡述了少齒數(shù)漸開線圓柱齒輪機構(gòu)的傳動特點 , 論述了漸開線和過渡曲線的方程推倒及其參數(shù)的確定 ,闡明了變位系數(shù)、螺旋角和幾何尺寸的確定及計算 , 從而奠定了少齒數(shù)漸開線圓柱齒輪機構(gòu)機構(gòu)學的理論基礎。齒輪的參數(shù)化設計是提高齒輪建模效率的有效途徑 ,基于 Pro /E Wildfire 平臺的參數(shù)化精確建模功能 , 通過編Pro/E的模型程序 , 實現(xiàn)了少齒數(shù)齒輪自動化建模設計 , 并且實現(xiàn)齒輪基本參數(shù)的改變自動生成新齒輪。該齒輪設計方法可使設計人員方便快捷地實現(xiàn)齒輪的三維特征造型設計 ,從而提高設計效率。 [關(guān)鍵詞 ]:坐標轉(zhuǎn)換 少齒數(shù) 變位系數(shù) PROE 軟件 傳動 仿真 陜西理工學院畢業(yè)設計 Based on PROE(Z = 2) less teeth of Gear drive39。s Modeling and Research Wang jun （ Grade04， Class1， Major Machine design manufacture and automation， Mechanical engineering institute Dept， Shanxi University of Technology, Hanzhong 723003, Shanxi） Tutor: Wang Baomin Abstract: In this paper, we first introduce the determ ination of engaging point, and the characteristics of involute、conjugate profile. In section 2, we present methods for determ ining the modification coefficient, helical angle, and geometric size of low number teeth involute spur gear mechanism. Some conclnsions are drawn in section 3. The gear is to improve the design parameters of gear modeling efficient and effective way, based on the Pro/E Wildfire platform for accurate modeling parameters of the function of an editorial Pro / E of the model program, has less teeth gear design automation modeling, and To achieve the basic parameters change gears automatically generate a new gear. The gear design allows designers to quickly and easily achieve the threedimensional characteristics of gear design, thereby improving the efficiency of the design. Key words: Coordinate Conversion。 Lownumber Teeth。 Modification coefficient。 PRO/E software。 Transmission。 Simulatio I 目 錄 1 前 言 ..................................................1 研究意義 ................................................ 1 少齒數(shù)齒輪現(xiàn)狀分 析 ...................................... 1 齒輪成形技術(shù)的現(xiàn)狀 ...................................... 2 PRO/ENGINEER .............................................. 2 2 理論分析與研究階段 .......................................4 理論基礎 ................................................ 4 坐標轉(zhuǎn)換法推導齒輪齒廓線方程 ............................ 5 齒廓曲線普遍方程式的推導 ............................. 5 齒輪的漸開線的方程式求解 ............................. 7 齒輪的過渡曲線的方程式求解 .......................... 11 少齒數(shù)計算過程 ......................................... 13 數(shù)據(jù)初定 ........................................... 13 設計結(jié)果校核計算 ................................... 14 修正設計結(jié)果 ....................................... 20 3 三維建模 ...............................................22 軟件簡介 ............................................... 22 Pro/Engineer 軟件包 ................................. 22 Pro／ ASSEMBLY 安裝模塊 ............................. 23 參數(shù)化技術(shù)簡析 ......................................... 23 齒輪的參數(shù)化建模設計 ................................... 24 零件分析 ........................................... 24 繪制齒輪 ........................................... 25 參數(shù)化問題分析 ......................................... 32 4 其他零件的設計建模 ......................................34 軸 ..................................................... 34 II 軸承 ................................................... 34 端蓋 ................................................... 35 箱體 ................................................... 36 箱蓋 ................................................... 37 5 減速器的裝配總成 .......................................38 零件裝 配的基本流程 ..................................... 38 裝配過程中常用的配合方法 ............................... 38 裝配 ................................................... 39 6 減速器的運動仿真 .......................................41 運動仿真 ............................................... 41 運動仿真概述 ....................................... 41 減速器仿真 ......................................... 41 總結(jié) ....................................................42 致謝 ....................................................43 參考文獻 ................................................44 外文翻譯 ................................................45 附錄 ....................................................55 附錄 A 基本理論依據(jù) ....................................... 55 附錄 B 齒輪繪制在 PROE軟件中的公式程序化過程 ................ 56 附錄 C C 語言驗證程序 ...................................... 59 附錄 D AUTOLISP 程序 ........................................ 60 陜西理工學院畢業(yè)設計 第 1 頁 共 62 頁 1 前 言 研究意義 可以在傳動比不變的情況下減少齒輪傳動的體積 與尺寸。也可 在不改變齒輪傳動 體積與 外形尺寸時 ，可得到較大的傳動比，或 使傳動鏈縮短 。研究少齒數(shù)齒輪傳動正是解決齒輪傳動小型化的突破口 ，從而使齒輪傳動裝置的體積減小，質(zhì)量減輕，結(jié)構(gòu)簡化，成本降低。 少齒數(shù)齒輪的齒數(shù)越少，這項研究便越有意義。 目前 對齒數(shù)少于 8的齒輪參數(shù)選擇時比較難確定，雖然 有變位齒輪的計算公式和齒廓曲線的方程，但是不是很完善， 只有變位直齒輪過渡曲線和漸開線的方程推倒， 齒形的繪制也只是在范成儀上實現(xiàn)，設計效率比較低，此次設計使我有了對少齒數(shù)齒輪設計的理論基礎和對 PRO/E 參數(shù)化建模的方法，在確定出方程中的參數(shù)后，用 Pro/E 軟件 將過渡曲線和漸開線曲線方程 生成 變位齒輪 齒廓 , 這兩條 齒廓是精確的過渡曲線漸開線 ,而且由于建模過程實現(xiàn)參數(shù)化 ,只要修改齒輪模數(shù)、齒數(shù)、壓力角、螺旋角等齒輪參數(shù) ,就可以快速構(gòu)建得到另一齒輪零件 ,不僅設計效率高 ,而且齒輪的齒形準確 ,能更好地為后續(xù)齒輪機構(gòu)的動態(tài)仿真、干涉檢驗， 設計程序可以在 PRO/E 軟件中用記事本顯示設計，為設計者提供出理論依據(jù)， 并能夠清楚的查看齒廓有無根切現(xiàn)象和齒頂變尖現(xiàn)象，在加工前對 模型有一個感性認識。 少齒數(shù)齒輪現(xiàn)狀分析 少齒數(shù)齒輪傳動主要 應用 在低功率大轉(zhuǎn)速的場合 ，如磨鉸機、電動自行車，手動葫蘆 ,減速器等機械中應用較多 少齒數(shù)漸開線圓柱齒輪減速器是齒輪傳動技術(shù)上的新進展 , 因為減少小齒輪的齒數(shù)可顯著增大齒輪的傳動比 。 并可減小減速器的外廓尺寸和重量 , 具有一定的技術(shù)經(jīng)濟效益。當漸開線圓柱齒輪齒數(shù)在 2～ 4之間取值時稱為少齒數(shù) 。 由于齒數(shù)的小齒輪與大齒輪組成的齒輪副稱為少齒數(shù)漸開線圓柱齒輪機構(gòu)。對于這種機構(gòu) , 由于小齒輪齒數(shù)較少 , 首先為避免根切 , 須采用大變位系數(shù)的正變位 。 這樣又引起齒頂變尖而導致齒頂高縮短。其次由于端面重合度大幅度降低而須采用較大螺旋角和較大齒寬的斜齒輪傳動。再次由于齒面相對滑動速度較在也帶來新的問題。 本 次設計 就是針對這些問題進行理論和技術(shù)研究 , 設法予以解決 。目前對少齒數(shù)齒輪齒廓繪制只是用范成儀實現(xiàn)，不能陜西理工學院畢業(yè)設計 第 2 頁 共 62 頁 在設計前看到齒輪的實體模型。 近代工業(yè)愈來愈要求齒輪傳動裝置既能承受高速重載 ,又要小型化 . 動力齒輪傳動的齒輪裝置發(fā)展趨勢為 :小型化 (高承載能力 )、高速化、標準化。 利用 P ro /E 可精確建立齒輪的三維模型 ,從而實現(xiàn)齒輪機構(gòu)的虛擬裝配、模擬運動以及數(shù)控編程等。 因此 PRO/E 對少齒數(shù)齒輪的實體建?？梢蕴岣咴O計效率。 未來 5 0 年齒輪創(chuàng)新的趨勢，是追求小、凈、靜、高可靠性、高強度、高轉(zhuǎn)速、低材耗、低能 耗、低重量等。 目前對少齒數(shù)齒輪傳動的 理論 研究比較少，而且對于齒數(shù)小于 8的齒輪的參數(shù) 取值比較難確定，根據(jù)文獻 ⑺ 推倒出少齒數(shù)齒輪的輪廓的理論計算，但是對齒輪齒廓的繪制只是通過范成儀實現(xiàn)，沒有對少齒數(shù)齒輪實體造型的研究。 齒輪成形技術(shù)的現(xiàn)狀 齒輪齒形的演變 ： 最原始的木制齒輪齒形是直線形。 1 8 世紀后，漸開線齒輪逐漸得到廣泛應用。 2 0世紀初，美國人首先提出圓弧齒形， 5 0 年代完成這項研究， 6 0 年代被命名為 W .