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proe画齿轮

 昵称3678377 2010-10-09
作者:无维网lm2000i

        
(一)参数定义

符号


定义


初始值


Z


齿数


24


Beta


螺旋角


12


M_n


法面模数


2.5


B


齿宽


50


Alpha_n


法面压力角


20


C_n


法面顶隙系数


0.25


X_n


法面变位系数


0


Ha_n


法面齿顶高系数


1


DS


螺旋方向(规定DS取值:左旋为1,右旋为-1)


1


Alpha_t


端面压力角



Ha


齿顶高



Hf


齿根高



D


分度圆直径



Db/Rr


基圆直径/半径



Da


齿顶圆直径



Df


齿根圆直径



 
(二) Top面上做从小到大的4个圆(圆心点位于默认坐标系原点),直径为任意值。生成后修改各圆直径尺寸名为(从小到大)DfDBDDa,加入关系:

Alpha_t=atan(tan(Alpha_n)/cos(Beta))


Ha=(Ha_n+X_n)*M_n


Hf=(Ha_n+C_n-X_n)*M_n


D=Z*M_n/cos(Beta)


Db=D*cos(Alpha_t)


Da=D+2*Ha


Df=D-2*Hf


注:当然这里也可不改名,而在关系式中采用系统默认标注名称(如d1d2...),将关系式中的“DfDBDDa”用“d1d2…”代替。改名的方法为:退出草绘----点选草图----编缉----点选标注----右键属性----尺寸文本----名称栏填新名称


        
(三)以默认坐标系为参考,偏移类型为“圆柱”,建立用户坐标系原点CS0。此步的目的在于后面优化(步5)时,能够旋转步4所做的渐开线齿形,使DTM2能与FRONT重合。

    



选坐标系CS0,用笛卡尔坐标,作齿形线(渐开线)


Rb=Db/2


theta=t*45


x= Rb*cos(theta)+ Rb*sin(theta)*theta*pi/180


y=0


z= Rb*sin(theta)- Rb*cos(theta)*theta*pi/180



      


注:笛卡尔坐标系渐开线方式程式为


  


      





其中:theta为渐开线在K点的滚动角。因此,上面关系式theta=t*45中的45是可以改的,其实就是控制上图中AB的弧长。


(四)
Front/Right,作基准轴A_1;以渐开线与分度圆交点,作基准点PNT0;过轴A_1PNT0做基准面DTM1

     



过轴A_1、与DTM1成任意角度,做基准面DTM2,修改角度尺寸名字为Angle,加入关系:Angle=360/(4*Z) ;以DTM2为镜像面,镜像渐开线。



     


(五)
用分析特征使DTM2FRONT重合。

步骤如下:


5-1 建立分析特征:


     




5-2 优化使DTM2FRONT重合



      



选默认坐标系,用笛卡尔坐标,做分度圆上的螺旋线。许多CAD论坛都是用投影线来代替螺旋线的,理论上是不对的,可以参看齿轮齿廓的形成原理。


x=D*cos(t*beta)/2


y=B*t


z=Ds*D*sin(t*beta)/2


   



注:笛卡儿坐标系圆柱螺旋线方程:


x = r * cos ( t *(n*360))


y = r * sin ( t *(n*360))


z = B*t


其中r—圆柱螺旋线半径,n—螺旋圈数,B—螺旋线总高


(补充:


1、在圆柱坐标系圆锥螺旋线方程:


r=t


theta=Alpha+t*(n*360)


z=t*H


Alpha—在圆柱坐标中起始位置与极轴夹角,n—螺旋圈数,H—螺旋线总高


2、在球坐标系球面螺旋线方程:



rho=r
theta=t*180
phi=t*360*n
r—球半径,n—螺旋圈数,180—整个球(如90就半球了))
 
。。。。。。
 

最后的齿轮全图:


    



可以验证是否每个垂直于轴心的截面是不是和两端面一样,可以任意截面,验证一丝不差。


最后关系式中的方程如下:


Alpha_t=atan(tan(Alpha_n)/cos(Beta))


Ha=(Ha_n+X_N)*M_N


Hf=(Ha_n+C_N-X_N)*M_N


D=Z*M_N/cos(Beta)


DB=D*cos(Alpha_t)


DA=D+2*Ha


DF=D-2*Hf


ANGLE=360/(4*Z)
/*
步骤4


d15=B
/*
步骤7加,d15是圆柱面深度


d40=B
/*
步骤8加,d40是圆柱深度


p64=z

/*
步骤9加,p64是阵列数


d61=360/z

/*
步骤9加,d61是阵列角度


最后说明:本文采用的pro/e3.0 M020版本建模。Pro/E其它版做法相似,只是界面略有不同。
 
模型请访问无维网下载!

参考文献:


[1]郭庆.基于Pro/E的渐开线斜齿轮三维参数化设计[J].甘肃:机械研究与应用,2004,12(6):95-96


[2]康焱,颜景润,姚文席,王红军.基于Pro/E的渐开线齿轮精确模型的参数化CAD系统[J].甘肃:机械研究与应用,2005,18(4):107-109.

 

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