基于Solidworks的渐开线直齿轮齿参数化设计方法  

作者:刘春东;寇会民;张中锋;张东辉 刊名:《煤矿机械》 上传者:李卫江

【摘要】渐开线直齿圆柱齿轮三维建模过程中,齿形轮廓的精确获得相对较为繁琐,提出了一种新的获得渐开线齿轮轮廓方法,并利用该方法进行了齿轮的参数化设计,对实际工程中齿轮零件的精确建模有一定的参考意义.

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第 37卷第 01期 基于 Solidworks的渐开线直齿轮齿参数化设计方法——刘春东 .等 Vo1.37No.01 渐开线直齿 圆柱齿轮参数化设计时 .通 常的做 法是运用描点、拟合获得齿轮渐开线轮廓 ,其精度取 决于在该段 曲线上取点的个数 .只有 当拟合点 的个 数足够多时.才会拟合出精确度较高的渐开线轮廓。 本文提出了调用方程式驱动样条 曲线 函数 .利用渐 开线在直角坐标系下 的参数方程式 .精确绘制齿轮 渐开线的方法 ,并结合调用镜像 、拉伸 、特征 阵列等 函数 .得到 了完整的齿轮三维模型 1 单齿 上渐 开线 的 绘制 在 Visual Basic 6.0平台下 .利用方程式驱动样 条曲线函数绘制渐开线的新思路 ,以压力角 Ot=20。. 齿数 z<42的标准直齿 圆柱齿轮参数化设计 为例进 行 说 明 。 (1)调用方程式驱动样条 曲线 函数 调用方程式驱动样条曲线函数进行渐开线参数 化设计 .程序如下 : Set equationDriveCurve = Part.SketchManager. CreateEquationSpline2(db/2& ” (t sin(f)+cos(t))”, db/2& ”*(sin(1)一t cos(t))”,⋯’,”0”,fl& ””,False, 0,0,0,False,False1 "db表 示 基 圆 直 径 ,f1表 示 渐 开线 的终 点展 角度 使用 CreateEquationSpline2函数的关键是实现 参数 向该函数 中的传递 .前几个变量的数据类型默 认为字符串 .而需要传递的数据类型一般是定义为 整型变量 .可使用“&”实现两者的连接。 (2)渐开线的生成 首先调用构造中心线 函数 、旋转函数确定单齿 上的对称线 .然后调用镜像 函数获得单齿上另一侧 的渐开线 齿轮根部过渡曲线 由直线和圆弧 2部分 组成 。绘制时 .选择渐开线与齿根圆之间的过渡直 线和齿根 圆优弧 .调用 CreateFillet倒 圆角函数 。即 可实现在不破坏渐开线齿廓前提下完成过渡曲线的 绘制 。结 果 如 图 1所示 。 图 1 齿 轮 渐 开 线 轮 廓 草 图 如果齿数过多 .则单齿对应 的齿顶圆与渐开线 过渡 圆弧的圆心角过小 .当调用 CreateArc2函数连 接 齿顶 圆劣 弧 时 ,就会 出现错误 .经 试验 得 出的结 论 属于 Solidworks底层 API函数进行微小尺寸绘制的 一 种 缺 陷 解决 的方 法是 在 编程 时.首先 把齿 顶 圆弧 的夹角 变大.便 于系统识 别.然后调 用重合命 令 SketchAdd Constraints(T(”sgCOI NCIDENT”))让 2 点重合 .生成符合要求的草图 (3)齿根部过渡 曲线的绘制 齿轮齿根部过渡圆角的大小对轮齿 .特别是小齿 轮的弯曲强度有较大影响.在不影响正确啮合的情况 下,过渡圆角越大越有利于提高齿轮的抗弯曲强度 。 理论上最佳过渡曲线是与渐开线在该点的切线相切 的.但实际上 .齿根最佳过渡曲线的确定还需取决于 齿轮加工方法及加工刀具的选择等因素 .这些因素 较为复杂 .故做简化处理 .只讨论单个齿轮建模并且 渐开线起点在基圆上的情况下 .做齿根过渡曲线的绘 制 借鉴 CAXA齿轮生成工具对于过渡曲线的处理方 法.齿轮根部过渡曲线认为是由直线和圆弧 2部分 组成 .在齿 轮草 图 的基础 上 .选 择渐 开线 与齿 根 圆之 间 的 过 渡 直 线 和 齿 根 圆优 弧 .调 用 Create

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