基于Pro/E3.0渐开线斜齿轮的参数化造型设计.pdf
《基于Pro/E3.0渐开线斜齿轮的参数化造型设计.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《基于Pro/E3.0渐开线斜齿轮的参数化造型设计.pdf(4页珍藏版)》请在三一文库上搜索。
1、4 文章编号 : 1 0 0 2 6 8 8 6 ( 2 0 0 9 ) 0 2 0 0 0 4 0 4 基 于 P r o E 3 0渐开线斜齿轮 的参数化造型设计 黄朝斌 , 刚建明 , 冯定 。 谢光伟 ( 】 长江大学机械工程学院, 湖北 荆州4 3 4 0 2 3 ; 2 大连理工大学运载工程与力学学部, 辽宁 大连 1 1 q ) 2 4 ) 摘要: 本文主要介绍如何在P r 0 E 3 0环境下实现渐开线斜齿轮参数化设计。利用渐开线方程和螺旋线方程驱动生成渐开线和 螺旋线, 同时又对模型主要尺寸通过关系式进行控制。通过二 次开发工具 P r o g r a m编程的方法实现模型的
2、参数化造型, 用户只需 按提示输入相应的特征参数即可生成新的模型。从而使渐开线斜齿轮的参数化设计方便快捷, 减少了设计者的重复劳动, 提高 了设计效率。 关键词: 渐开线斜齿轮三维造型P r 0 E 参数化设计 中图分类号 : T H 1 3 ; T P 3 1 9 文献标识码: A P a r a me t r i c De s i g n o f I n v o l u t e He fi x Ge a r Ba s e d o n P r o E 3 0 HU A N G C h a o b i n, GA N G J i a n n , F E N G Di n g , X I E G
3、 u a n g w e i Ab s t r ac t:Ho w t o r e ali z e p a r a me t ric de s i g n o f i n v o l u t e h e l i x g e a r ba s e d o n P r o E 3 0 i s ma i n l y i n t r o du c e d i n t h e pa p e r I n v o l u t e c ur v e a n d s p i r a l c u r v e are d riv e n b y f i l a r i n v o l u t e f u n c t
4、 i o n e q u a t i o n a n d s p i r a l c u r v e e q u a t i o n r e s p e c t i v e l y and ma i n di me ns i o n s o f t h e mo d e l a r e c o n t ml l e d b y t h e ml a fi o n T h e c u s t o m i z a t i o n d e v e l o p me n t t o o l o f P r o E - p r o g r a m i s a p p l i e d t o r e al
5、i z e t h e p a r a m e t ric mo d e l i n g and n e w mo d e l i s g e n e r a t e d o n l y b y i n p u t t i n g c o r r e l a t i o n c h a r a c t e r i s t i c p ara me t e r s , w h i c h ma d e p ara me t ri c d e s i g n o f i n v o l u t e h e l i x g e ar c o n v e n i e n t a n d f a s t
6、 , r e d u c e d d u p l i c a t i o n l a b o r o f d e s i g n e r an d i n c r e ase d t h e e f fi c i e n c y Ke y wo r ds : i n v o l u t e h e l i x g e ar ;t h r e edi me n s i o n a l mo d e l i n g ;Pr o E;p ara me t ric d e s i g n 0 前言 1 造型分析 渐开线斜齿圆柱齿轮( 简称斜齿轮) 作为种通用传动 零件, 由于存在螺旋角口 , 故 当一
7、对斜齿轮啮合传动时, 其轮 齿是先由一端进入啮合逐渐过渡到轮齿的另一端而最终退 出啮合, 其齿面上的接触线是先由短变长, 再由长变短。正因 如此, 所以斜齿轮的轮齿在交替啮合时所受的载荷是逐渐加 上、 再逐渐卸掉的。与直齿圆柱齿轮相比, 其传动比性能有了 很大的提高, 具有重合度大、 传动平稳、 啮合性能好、 承载能力 强、 冲击载荷小 、 结构紧凑等许多优点。因此在冶金, 矿山等 各种机械设备中, 尤其是在高速和重载传动中得到广泛应 用。 由于斜齿轮的齿廓形状复杂 、 多变 , 导致其 实体 的 三维造型复杂 、 烦琐 。以往 的一些 C AD软件不 能直接 实现齿 轮 的精确 造 型设计
8、, 必须 通过 编程 才 能完 成。 而在 P r o E 3 0环境下 , 则可根据齿轮传动的基本规律 和渐开线齿形 的生成 原理进 行精确 造型 , 还可 以实现 斜齿轮 的参数化建模 。 利用 P r o E基于特征的参数化造型 , 所创建的特征 均 由用 户参数 和关 系式进行 控制 , 用 户只需 要对 约束 参数进行修 改, 就能很 方便 的生成一 系列 的或者 是相 似的斜齿轮模型。从 而使设 计人员从大量 繁重的绘 图 工作中解脱 出来 , 提高了设 计速度 , 并减少 信息的存储 量 。 斜齿轮造型设计的关键是其齿廓的设计 , 造型的准确 性关系着斜齿轮最终的设计质量, 主要
9、包括端面齿廓 曲线 的形成和齿廓曲面的形成两个方面。 1 )斜齿轮端面齿廓曲线 由 2 条渐开线齿廓 、 齿顶 圆 圆弧 、 2条齿根过渡线和齿根圆圆弧组成。其 中 2条齿根 过渡线采用近似圆角表示。渐开线齿廓的绘制可通过方 程式创建 渐开线 曲线 , 在 绘制基准 曲线选 项 中的 F r o m E q u a t i o n 选项中输入方程式 , 直接绘制出渐开线的基准曲 线。 2 )齿廓 曲面可看作是斜齿轮两端 面齿廓沿螺旋线 ( 与母线倾斜角等于螺旋角 ) 的方 向扫描混合而形成的, 螺旋线的绘制也可通过方程式创建。 2 设计步骤 2 1定义斜齿轮的主要参数 斜齿轮的主要参数如下:
10、齿轮齿数 、 法面模数 、 法面压 力角、 分度圆螺旋角 、 齿轮宽度 、 法面齿顶高系数、 法面顶 隙系数。在设计斜齿轮时, 已知参数为齿轮齿数 Z , 法面压 力角 O ( = 2 0 。 ) 、 分度圆螺旋角 、 齿轮法面模数 m , 齿 顶高系数 h 和顶隙系数 C 按 国家标准规定分别为 1和 0 2 5 , 则齿根圆直径 、 基 圆直径、 分度圆直径 、 齿顶 圆直径 以及渐开线参数可利用相关计算关系式计算得到 , 如 作者简介: 黄朝斌( 1 9 8 2一) , 男, 湖北黄冈人, 长江大学硕士研究生, 从事机械设计及理论研 究。研 究方向: 机械现代设计理论及技术研究。 收稿日
11、期: 2 0 0 81 1 2 1 5 表 1 所示。 表 1 斜齿轮基本尺寸计算关系式 斜齿轮的所有几何参 数都由它的设计参数决定, 也就是用户参数 , 因此在准 备建模之前 , 先要创建用户 参数。选择 “ 工具” 一 “ 参 数”命 令, 此 时 系统 弹 出 “ 参 数 ” 如 图 1所 示对 话 框, 建立用户参数 , 并设置 其对应的初 始值 和说 明文 字。 2 2添加齿轮参照圆关 系式 进入二维草绘环境, 在 草绘平 面内绘制任意尺寸 的 4个 同心 圆。选 择 “ 工 具” 一“ 关系” 命令 , 在“ 关 一囊 一 奠 一 蔷 奄 帮 辩 “ 魂 竹 镯崾 ) 日 - H
12、0 r 【1 口m) ,2 ” 【 】 , I ; = 圈霄 C 耍 E = 图 2 基 本圆 “ 关系”对话框 系” 对话框中添加如图 2所示的齿轮的分度圆直径 、 基圆 直径、 齿根圆直径以及齿顶 圆的约束关系式 , 通过再生模 型最终生成标准齿轮基本圆基准曲线。 2 3创建齿廓渐开线特征 2 3 1创建渐开线 P r o E中生成渐开线可以直接利 用渐开线方程驱动 产生 , 其方法 如下 : 选取 工具栏 “ 插入基准 曲线” 按钮, 选择“ 从 方程 ”选 项; 选取 笛 卡 儿 坐 标 ( C a r t e s i a n ) 作 为定义坐标系 , 在 弹出的记事本编辑器 中输入
13、如 下的渐开线曲线方程, 确认后生 成一条渐开线。如图 3所示。 r=DB 2 图 3 齿轮轮廓 渐开线 Y=r s i n( t h e t a )一 r ( t h e t a p i 1 8 0 ) C O S( t h e t a ) x=r C O S( t h e t a )+r$( t h e t a p i 1 8 0 )$s i n( t h e Z=0 2 3 2创建镜像基准平 面特征 通过工具箱上 “ 基准点工具” 按钮 、 “ 基准轴工具” 按 钮分别创建基准点 P N T 0以及基准轴A一1 。 以基准轴A一1 和基准点 P N T 0作为定义参照 , 通过工具箱上
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 基于 Pro E3 渐开线 齿轮 参数 造型 设计
链接地址:https://www.31doc.com/p-3704225.html