【正文】 參數(shù)化建模設(shè)計 零件分析 斜大變位正常齒數(shù)的齒輪外形由輪齒、鍵槽、軸孔等基本結(jié)構(gòu)特征組成。 Pro／ ASSEMBLY 安裝模塊 Pro/ASSEMBLY 是一個參數(shù)化組裝管理系統(tǒng)，能提供用戶自定義手段去生成一 組組裝系列及可自動地更換零件。39。12 c osc os2 1. 5 c os 23 .5 40 5 0. 91 5 0. 02 153. 27 23 3c os 23 .5 40 53. 27 23 3 5. 32 38 38. 59 6n a n t tam h x yddmm??? ? ???? ? ? ?????? ? ?1 1 1 139。c os2 ta nc os2 ta n 2 si n 74 ta n ) ta n 180 1802 ta n os 2 si n 0.nttttttttnt n tJz inv inv x xmxz inv inv Jm???????? ????????? ? ? ??????? ? ? ? ? ?????????（ （ ）04224 ? 設(shè)計結(jié)果： ??tX 中心距變動系數(shù) ty o s o s274c o sc o s2 39。 齒根圓直徑 : 2 mm? 。39。M 點是倒圓圓弧上的任意一點， N 點是 39。如圖 ，在刀具的直線刀刃上取一點 39。與原始位置相比，刀具節(jié)線（ 1Y 軸）在分度圓上滾過的角度記為 0? 過 39。 圖 非修緣的基準(zhǔn)齒條刀具在法面內(nèi)的齒形參數(shù) （按照 GB13567 JB11060） 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 6 頁 共 62 頁 當(dāng)圖 中所有各參數(shù)都確定時，就認(rèn)為齒條刀具的齒廓已經(jīng)確定，因而齒條刀具上 的任意一點在坐標(biāo)系 11PYX 中的坐標(biāo)也就確定，然后就可以用坐標(biāo)轉(zhuǎn)換法就可以求出齒輪齒廓方程式。 選擇的齒廓曲線： 齒輪的齒廓曲線有漸開線、擺線、變態(tài)擺線、園弧齒廓以及拋物線齒廓等，從傳動設(shè)計制造安裝使用等方面考慮，應(yīng)用作為廣泛的是漸開線齒廓。近代漸開線齒輪 ( 包括修形齒 ) 、擺線齒形、圓弧齒形同時共存，其中漸開線齒形占主導(dǎo)地位，但他們各自有其獨到的優(yōu)越性，不可能被其中任何一種齒形完全取代。 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)。齒輪的參數(shù)化設(shè)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(shè)計 , 并且實現(xiàn)齒輪基本參數(shù)的改變自動生成新齒輪。 少齒數(shù)齒輪現(xiàn)狀分析 少齒數(shù)齒輪傳動主要 應(yīng)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(yīng)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(jìn)展 , 因為減少小齒輪的齒數(shù)可顯著增大齒輪的傳動比 。 1 8 世紀(jì)后，漸開線齒輪逐漸得到廣泛應(yīng)用。而系統(tǒng)又允許用戶對所建立的程序進(jìn)行編輯 , 以控制模型中的特征。變位后與輪坯相切的分度圓相切的不在是齒條的中線，而是與中線相平行的某一條節(jié)線。M 共軛（相嚙合）的 M 點在靜坐標(biāo)系 XOY 中的坐標(biāo)值 M ),( yx 。M 點的坐標(biāo) ),( 11 yx 、 PN及 r 值都已知時，就可以求出 M 點在靜坐標(biāo)系中的坐標(biāo) ),( yx 。? 為切削漸開線的最小值，切削漸開線時滾動角 ? 的最大值 ? 求解，見圖 ： 刀具的直線部分切制漸開線曲線，所以齒全高按照 mha*2 考慮 在 BAN? 中，而在 DAN? 中 ???? 2s in2co ss inco s ** aa hhANDN ??? 0 ?rPNDNy ??? ???????? ?? ?? 2s in21 *0 ahyr 圖 齒廓曲線漸開線段滾動角 ? 的變化范圍推導(dǎo)詳圖 圖 漸開線齒廓段曲線滾動角 ? 的變化范圍推倒詳圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 共 62 頁 0 ?rPNDNy ??? ???????? ?? ?? 2s in21 *0 ahyr 所以在切削漸開線時， ? 角的變化范圍為，即（ 5）式 ?????? ?????? ?????????? ? ???? 2t a n12s in21 0 cca xyrhyr （ 5） 齒輪的過渡曲線的方程式求解 過渡曲線是由齒條刀具的齒頂?shù)箞A部分切制出來的。 ? ? ??????? t a nc o st a n41 0**0* ??????? xmmcmhmhmr aa陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 共 62 頁 所以 ?ryc? ryc?? （角 ? 的單位為弧度） 連接 cb39。 頂隙系數(shù)： * ? 。 ??????????? fafa ddaccdda **2 0 .2n n nc c m c? ? ? （ 1c 比 2c 大是由于小齒輪頂變尖，相當(dāng)于削頂。?? 發(fā)生干涉 大齒輪齒根過渡曲線與 小齒輪齒頂漸開線干涉驗算 ? ? ? ????????? ??????????? ?? ?? ????? c o ss i n2t a nt a nt a nt a n020**039。1 21??????????????????? ?????tattat zz ??? （不變） ??? ??? ??? 重新驗算頂隙 c （標(biāo)準(zhǔn)頂隙 mmmcc nn * ???? ） 1239。 Pro/Engineer 功能如下： （例如：凸臺、槽、倒角、腔、殼等）； （參數(shù) =尺寸、圖樣中的特征、 載荷、邊界條件等）； ，載荷 /邊界條件與特征參數(shù)之間（如表面積等）的關(guān)系來進(jìn)行設(shè)計。 Pro/Engineer 系統(tǒng)最典型的特點是參數(shù)化，體現(xiàn)參數(shù)化除使用尺寸參數(shù)控制模型外，還在尺寸之間建立數(shù)學(xué)關(guān)系式，使它們始終保持相對的大小、位置或約束條件。首先選擇工具菜單欄“草繪 /圓”或單擊“草繪器”工具欄上的 圓命令，任意草繪 4個同心圓，完成單擊 確認(rèn) ，如圖 。 圖 選取參照 圖 恒定剖面 圖 圖 選取截面 圖 實體生成 圖 按軸陣列 圖 選基準(zhǔn)軸與螺旋線 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 31 頁 共 62 頁 2） 編輯陣列 在關(guān)系中 輸入關(guān)系 式 選擇“再生”后得到齒輪的實 體模型如圖 （ 7）繪制齒根圓實體部分。 圖 相交 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 34 頁 共 62 頁 4 其他零件的設(shè)計 建模 軸 在 proe 參數(shù)中調(diào)出 齒輪 參數(shù) ，根據(jù)此設(shè)計軸。 修剪完后，選取 創(chuàng)建中心線 如圖 ，選取 對漸開線與過渡曲線部分進(jìn)行對稱。單擊 “編輯設(shè)計” ，依次添加齒輪設(shè)計參數(shù)及初始值，添加完畢單擊“確定”。參數(shù)化技術(shù)具有以下三方面的優(yōu)點 : 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 24 頁 共 62 頁 (1)設(shè)計人員的初始設(shè)計要求低，無須精確繪圖，只須勾繪草圖即可，然后可通過適當(dāng)?shù)募s束得到所需精確圖形。 參數(shù)化設(shè)計和特征功能 Pro/Engineer 是采用參數(shù)化設(shè)計的、基于特征的實體模型化系統(tǒng)，設(shè)計人員可采用具有智能特性的基于特征的功能去生成模型，如腔、殼、倒角及圓角等，可以隨意勾畫草圖 ，輕易改變模型。 2 2 ????? ??? (2)削頂后的齒頂圓直徑 ? ?? ?mmyxhmdd tanna1 3 3 3 2 9 6 0 3 8 5 4 0 o s0 2 1 4 0 o 0 3 8 c o sc o s22*22????????????????? ? 故 ? ?mmd a 5 7 1 9 5 7 1 9,1 3 3 2 0m in2? ? 設(shè)計結(jié)果： 2 mm? ；干涉。39。 8 ttttaaaa???????? ? ? ????? 設(shè)計結(jié)果： , 2 4 .8 3 5 5 9 2 4 5 0 39。 頂隙系數(shù)： * ? 。 式中 ccx yr ?? ?? arc tan （ 9） 圖 齒條刀具齒廓的坐標(biāo)示意圖 齒頂?shù)箞A部分 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 共 62 頁 將（ 8）式代入（ 1）式中，即得出齒輪過渡曲線方程式 ? ? ? ?? ? ? ? ???????????????????????????????c o ss i nt a ns i nc o sc o ss i ns i nt a nc o sc o s0000ccfccxxryzrxxrx （ 10） 注：（ 10）中自變量為 ?和r 式中滾動角 ? 的變換范圍為 ?????? ?????? ???? ??? 2t a n1 ccc xyrry （ 11） 式中參數(shù) ? 的變動范圍為 ?????? ??? ??? 20 （ 12） 式中 ? —— 齒條刀具齒廓的齒形角，對于直齒輪 ??20? 。 注：在由（ 4）式繪制漸開線區(qū)曲線時， ox 軸為齒廓的對稱軸，與 ox 軸相垂直的 oy 軸通過齒根圓與齒槽（齒間）對稱軸的交點 a ，由此便確定了坐標(biāo)原點 o 。當(dāng)齒條刀具節(jié)線在沿齒輪分度圓作純滾動到點 N 時，則齒條刀具齒廓上的39。 由以上 建立的坐標(biāo)系可知 :動坐標(biāo)系 1Y 軸恒與輪坯分度圓相切，且做純滾動。范成法的加工種類有滾齒、插齒、剃齒、磨齒、珩齒等，在本設(shè)計中選用的為滾齒的方法。要充分發(fā)揮 Pro /E的作用、提高設(shè)計效率 ,必須對 Pro /E進(jìn)行功能拓展 ,加入特定產(chǎn)品設(shè)計的專用模塊 ,因此二次開發(fā)勢在必行。 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(biāo)準(zhǔn)化。 Transmission。 PRO/E software。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(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 2 頁 共 62 頁 在設(shè)計前看到齒輪的實體模型。利用 Pro /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、模擬運動等。 范成法的實質(zhì)關(guān)鍵 保持刀具與齒坯之間按漸開線齒輪嚙合的運動關(guān)系來解決齒輪加工的基本問題 — 保證齒形準(zhǔn)確和分齒均勻。 圖 用齒條形刀具切制輪齒時確定輪齒上各點坐標(biāo)的是意圖 陜西理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 共 62 頁 1Y 軸過 0P 點，并與對稱軸垂直，向上為正?，F(xiàn)將齒輪與齒條看成是兩個構(gòu)件，由于兩個構(gòu)件作相對純滾動，因此構(gòu)件的瞬心就是二者的切點 N 。M 點的坐標(biāo)為 ??? ??? ??00101 s ins in)( s inc o s)( yyry yrx ??? ??? （ 3） 將上式代入（ 1）式可得齒輪的漸開線的方程式為 ? ? ? ?? ? ? ???????????????? ???????????? ????????????????c o sc o ss i n2s i n21c o ss i nc o sc o s2s i n21200200yryrryzryryrrx f （ 4） 上式中滾動角的變化范圍為 ?????? ?????? ?????????? ? ???? 212s in21 0 tgxyrhyr cca （ 5） 式中 ? ?mxhh aa ?? * ， x —— 變位系數(shù) 在切齒過程中， 0y 與 cy 的求解公式，由圖 cyy與0 求解詳圖 可知 ?? ta n410 xmmy ?? （ 6） 在 11PYX 的坐標(biāo)系中， C 點的坐標(biāo)為