機(jī)械設(shè)計(jì)之基于proe的齒輪建模研討(編輯修改稿)
2024-07-25 01:22 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 0。 齒輪單齒端面輪廓 漸開線生成原理 漸開線斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化建模步驟本文以無錫開源機(jī)床廠提供的XK2425600型龍門鏜銑床傳動箱中的主動齒輪為例，介紹基于Pro/E的漸開線斜齒圓柱齒輪的參數(shù)化建模過程，具體步驟如下： 漸開線斜齒圓柱齒輪自變參數(shù)自變參數(shù)名稱端面模數(shù)齒數(shù)壓力角螺旋角齒寬齒頂高系數(shù)頂隙系數(shù)變位系數(shù)代號mnzαβbhacx斜齒輪42520176。15176。6010(1) 創(chuàng)建新的零件文件。打開Pro/E，單擊工具欄新建文件的按鈕，選擇零件模塊，輸入零件名稱：helical_gear,點(diǎn)擊OK。將坐標(biāo)系PRT_CSYS_DEF及基準(zhǔn)平面RIGHT、TOP、FRONT顯示在畫面上；(2） 設(shè)置參數(shù)。點(diǎn)擊“工具”下拉菜單中的“參數(shù)”，根據(jù)齒輪的參數(shù)進(jìn)行設(shè)置； 參數(shù)設(shè)置(3） 作圓曲線。點(diǎn)擊特征工具欄“草繪”按鈕，選取FRONT面作為基準(zhǔn)面，畫四個圓，點(diǎn)擊“工具”下拉菜單中的關(guān)系，系統(tǒng)自動將關(guān)系式添入驅(qū)動，生成齒輪的基圓、齒根圓、分度圓和齒頂圓，； 齒輪各圓曲線關(guān)系式 關(guān)系驅(qū)動生成的齒輪基圓、齒根圓、分度圓和齒頂圓(4） 作齒廓線（漸開線）。點(diǎn)擊特征工具欄“基準(zhǔn)曲線”按鈕，選取“從程”“完成”“選取坐標(biāo)系”（選取系統(tǒng)坐標(biāo)系PRT_CSYS_DEF）“笛卡爾”，輸入如圖所示的關(guān)系式，點(diǎn)擊文本編輯框的“文件”“保存”，然后關(guān)閉，生成如圖7所示的漸開線； 漸開線方程式（5） 作基準(zhǔn)軸、基準(zhǔn)點(diǎn)、基準(zhǔn)面。點(diǎn)擊“基準(zhǔn)軸”按鈕，按住“Control”鍵選取TOP和RIGHT基準(zhǔn)面即可生成齒輪基準(zhǔn)軸A_1。點(diǎn)擊“基準(zhǔn)點(diǎn)”按鈕，按住“Control”鍵選取步驟4）生成的漸開線和齒輪分度圓，即可生成基準(zhǔn)點(diǎn)PNT0。點(diǎn)擊“基準(zhǔn)面”按鈕，按住“Control”選取基準(zhǔn)軸A_1和基準(zhǔn)點(diǎn)PNT0，即可生成基準(zhǔn)面DTM1,； 漸開線 創(chuàng)建基準(zhǔn)軸、基準(zhǔn)點(diǎn)和基準(zhǔn)面（6） 作齒廓的鏡像基準(zhǔn)面。點(diǎn)擊“基準(zhǔn)面”按鈕，選取上步生成的基準(zhǔn)面DTM1和基準(zhǔn)軸A_1，在“旋轉(zhuǎn)”選項(xiàng)中輸入關(guān)系“360/（4*z）”，即生成基準(zhǔn)面DTM2，；（7） 鏡像生成單齒另一邊的齒形線。先選取步驟4）生成的漸開線，再點(diǎn)擊“鏡像”按鈕，選擇基準(zhǔn)面DTM2為鏡像參考即可，； 鏡像齒廓線（8） 拉伸生成齒根圓柱坯體。點(diǎn)擊“拉伸”按鈕，依次點(diǎn)取“放置”“定義”，選擇FRONT面作為草繪面，拾取“從邊創(chuàng)建圖元”按鈕，選擇“環(huán)”，選取步驟3）生成的齒根圓，點(diǎn)擊“確定√”，修改其長度尺寸為LONGTH,在關(guān)系文本框中添加關(guān)系：LONGTH=B。（9） 草繪端面齒廓。點(diǎn)擊“草繪”按鈕，選取FRONT面作為基準(zhǔn)面，拾取“從邊創(chuàng)建圖元”按鈕，選擇“環(huán)”，選取齒根圓曲線、兩條漸開線及齒頂圓曲線，點(diǎn)擊“圓角”按鈕，繪制齒根過渡曲線，點(diǎn)擊“草繪器約束”按鈕，使兩圓角半徑相等，點(diǎn)擊“修剪”按鈕，將多余的線刪除，點(diǎn)擊“確定√”，修改半徑尺寸為r，添加關(guān)系：r=*mn，； 齒輪端面齒廓（10）進(jìn)行特征操作生成另一端齒廓。選擇菜單欄“編輯”“特征操作”“復(fù)制”“移動”“獨(dú)立”選擇上一步驟生成的齒廓“平移”“平面”選擇FRONT基準(zhǔn)面“正向”，輸入平移距離：B(即齒寬)，再選擇“旋轉(zhuǎn)”“坐標(biāo)系”選擇系統(tǒng)坐標(biāo)系“z軸”“反向”（該齒輪為左旋，若為右旋，則選“正向”，根據(jù)右手定則判定）“正向”（即確定），旋轉(zhuǎn)角度先不管，點(diǎn)擊確定，修改旋轉(zhuǎn)角度為theta，添加關(guān)系：theta=2*b*tan（beta）*180/（pi*d），,旋轉(zhuǎn)角度的原理圖[9]； 齒廓的特征操作結(jié)果 斜齒輪展開圖（11)作掃描軌跡。若將斜齒輪的分度圓柱面水平展開，則其螺旋線成為斜直線，斜直線與軸線之間的夾角即為分度圓柱上螺旋角β 。先“拉伸”操作生成分度圓柱面，修改拉伸尺寸，添加關(guān)系：longth1=b+10。再點(diǎn)擊“草繪”按鈕，選取RIGHT面為草繪平面，作一斜直線（注意齒輪旋向），點(diǎn)擊“確定√”，修改角度尺寸，添加關(guān)系：angle=beta。最后點(diǎn)擊菜單欄“編輯”“投影”，將所作直線投影到分度圓柱面上；(12）混合掃描生成單個輪齒。先選中上步驟生成的投影線，點(diǎn)擊菜單欄“插入”“混合掃描”，點(diǎn)選實(shí)體按鈕，點(diǎn)擊“剖面”，在剖面選項(xiàng)中選取“所選截面”，先選取掃描路徑上箭頭所在的一端齒廓，點(diǎn)擊“插入”，選取另一端齒廓，點(diǎn)擊“確定√”，； 混合掃描生成一個輪齒(13）陣列生成所有輪齒。先選中上步生成的輪齒，點(diǎn)擊“陣列”按鈕，陣列方式選“軸”，輸入陣列個數(shù)和角度，點(diǎn)擊“確定√”；（14）生成軸孔。點(diǎn)擊“拉伸”按鈕，選取FRONGT為草繪面，點(diǎn)擊確定。 軸孔截面圖 完整的齒輪實(shí)體模型 小結(jié)基于Pro/E的參數(shù)化建模，用戶可以定義各參數(shù)之間的相互關(guān)系，使得特征之間存在依存關(guān)系。當(dāng)修改某一單獨(dú)特征的參數(shù)值時，會同時牽動其它與之存在依存關(guān)系的特征進(jìn)行變更，以保持整體的設(shè)計(jì)意圖。因此在同類零件的設(shè)計(jì)中，使用參數(shù)化造型方法，通過修改零件的特定參數(shù)和屬性,然后根據(jù)相關(guān)聯(lián)的尺寸表達(dá)式的作用而引起整個模型的變化,即可得到所需零件，從而為工程人員節(jié)省大量時間。3 漸開線直齒圓柱齒輪參數(shù)化建模本章通過對漸開線的生成方式及數(shù)學(xué)原理的分析，提出了一種使用Pro/Engeer軟件對漸開線圓柱齒輪進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)的具體方法，并通過實(shí)例對其加以論證，證明了該設(shè)計(jì)方法的可行性。 漸開線直齒圓柱齒輪的參數(shù)漸開線有以下特性[10]：。，其曲率半徑愈小；離基圓愈遠(yuǎn)，曲率半徑就愈大。在展角相同的情況下，基圓的大小不同，漸開線的曲率也不同?；鶊A半徑愈小，其漸開線的曲率半徑愈??；基圓半徑愈大，其漸開線的曲率半徑愈大；當(dāng)基圓半徑為無窮大時，其漸開線變成一條直線。，齒廓在點(diǎn)K所受正壓的方向（即齒廓曲線在該點(diǎn)的法線）與點(diǎn)K速度方向線之間所夾的銳角，為漸開線在點(diǎn)K的壓力角，用αk表示，αk=∠KOB， cosαk=rb/rk。由ΔOBK，有tanαk=BK/rb=rb(αk+θk)/rb=αk+θk(31) 則有θk=tanαkαk (32)其中，BK為線段BK的長度，展角θk為壓力角αk的漸開線函數(shù)，工程上常用invαk表示θk，即θk=invαk=tanαkαk16
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