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伞齿轮常规常用方法

日期:2020-03-03 02:22 作者:菲律宾贵宾会

  4.1 锥齿轮的建模分析 与直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿轮相比,直齿圆锥齿轮相对更复杂,设计时使 用的 参数和关系式更丰富,但是其基本设计思路和过程同直齿圆柱齿轮和斜齿圆柱齿 轮具有很大的相似性。 锥齿轮建模分析(如图 4-1 所示) : (1)输入关系式、绘制创建锥齿轮所需的基本曲线)创建渐开线-1 锥齿轮建模分析 4.2 直齿锥齿轮的建模过程 4.2.1 新建零件文件 (1)在上工具箱中单击 按钮,打开【新建】对话框,在【类型】列表中选择 【零件】选项,在【子类型】列表框中选择【实体】选项,在【名称】文本框中 输入”conic_gear”。 (2)取消选中【使用缺省模块】复选项,单击 按钮,打开【新文件选项】 按 对话框‘选中其中的【mmns_paet_solid】选项,如图 4-2 所示,最后单击 钮。 4.2.2 设置齿轮参数和关系式 (1)在主菜单中依次选择【工具】 、 【参数】选项,系统将自动弹出【参数】对 线【参数】对线)在对话框中单击 按钮,然后将齿轮的各参数依次添加列表框中,具体 按钮后关闭对线 所示。完成齿轮参数添加后,单击 提示;在设计标准齿轮时,只需确定齿轮的模数 M 和齿数 Z 这两个参数,而分度圆上的压 力角 ALPHA 为标准值 20, 齿顶高系数 HAX 和顶隙系数在 CX 国家标准中明确规定, 分别为 1 和 0.25 而齿根圆直径 DF、基圆直径 DB 、分度圆直径 D 以及齿顶圆直径 DA 可以根据确定的关系式自动计算。 名称 M Z Z_ASM ALPHA B 值 2.5 24 45 20 20 说明 模数 本齿轮齿数 与之啮合的大 齿轮齿数 压力角 齿宽 名称 D DB DA DF HB 值 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 说明 分度圆直径 基圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 齿基高 HAX CX HA HF H DELTA DELTA_A DELTA_B DELTA_F 1 0.25 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 齿顶高系数 顶隙系数 齿顶高 齿根高 全齿高 分锥角 顶锥角 基锥角 根锥角 RX THETA_A THETA_B THETA_F BA BB BF X 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 0.000000 锥距 齿顶角 齿基角 齿根角 齿顶宽 齿基宽 齿根宽 变位系数 如图 4-4 “参数”对话框(a)和(b) 注意: (a)和 (b) 为同一【参数】对话框,在添加参数时要一次性添加完 毕。 (3)打开【关系】对线 所示添加直齿圆锥齿轮的关系式,通 过这些关系,根据已知参数确定未知参数的数值。 图 4-5【关系】对线)选择主菜单中的【编辑】/【再生】选项,计算【参数】对话框中各未知参 数值。 4.2.3 创建锥齿几何曲线) 创建基准平面 DTM1。 将基准平面 TOP 向平移 67.5 后创建基准平面 DTM1, 如图 4-6 所示。 (2) 在工作区中单击并选中基准平面 DTM1 与 TOP 面的平移距离, 将其添加到 【关系】对话框中,并输入关系式: “=D/(2*TAN(DELTA))” ,如图 4-7 所示。 图 4-7【关系】对线 。在工具栏内单击 按钮,创建通过“ FRONT ”面与 “RIGHT”面的基准轴“A_1”,如图 4-8 所示; 图 4-8“基准轴”对线) 创建基准点 PNT0。 创建过基准轴 A_1 和基准面 DTM1 交点的基准点 PNT0, 如图 4-9 所示: (5)在工具栏中单击 按钮,打开【草绘的基准曲线 所示放置草绘平面,进入二维草绘界面后绘制如图 4-11 所示二维草图。 图 4-10“草绘”对线) 将尺寸代号添加到 “关系” 对话框中, 在主菜单上依次单击 “工具” → “关 系” ,系统弹出“关系”对线 所示的关系式; 图 4-25“关系”对线 创建大端齿轮基本圆 (1)创建基准平面 DTM2。选择 FRONT 基准平面和图 4-14 中的曲线 作为参照, 参数设置如图 4-13 所示。 图 4-13“基准平面”对线。在工具栏内单击 线 交点的基准点 PNT1。 按钮,创建经过图 4-14 所示中的曲 参照曲 线 创建基准点 完成后的“基准点”对线“基准点”对线)草绘曲线。在工具栏内单击 按钮,选择“DTM2”面作为草绘平面,选 取“FRONT”面作为参考平面,参考方向为向“顶” ,如图 4-16 所示。单击【草 绘】进入草绘环境; 图 4-16 草绘”对线)在草绘平面内绘制任意尺寸的 4 个同心圆,并绘制一条过圆心的竖直 线 所示。 直线 绘制二维草图 注意绘制一条直线,目的是为了在下面的步骤中创建坐标系的方便; (5)添加关系式。将大端齿轮基本圆的关系式添加到“关系”对话框中,在主 菜单上依次单击 “工具”→ “关系” ,在弹出的“关系”对话框内添加关系式, 如图 4-18 所示; 图 4-18“关系”对线)选择主菜单中的【编辑】/【再生】选项,再生齿轮基本圆尺寸,最后生成 如图 4-19 所示的标准齿轮基本圆。 4-19 标准齿轮基本圆 4.2.5 创建小端齿轮基本圆 (1)创建基准平面 DTM3。选择 FRONT 基准平面和图 4-14 中的曲线 作为参照, 参数设置如图 4-20 所示。 图 4-20“基准平面”对线。在工具栏内单击 线 交点的基准点 PNT1。 按钮,创建经过图 4-21 所示中的曲 参照曲 线 创建基准点 完成后的“基准点”对线“基准点”对线)草绘曲线。在工具栏内单击 按钮,选择“DTM2”面作为草绘平面,选 取“FRONT”面作为参考平面,参考方向为向“顶” ,如图 4-23 所示。单击【草 绘】进入草绘环境; 图 4-23 草绘”对线)在草绘平面内绘制任意尺寸的 4 个同心圆,并绘制一条过圆心的竖直 线 所示。 直线 绘制二维草图 注意绘制一条直线,目的是为了在下面的步骤中创建坐标系的方便; (5)添加关系式。将大端齿轮基本圆的关系式添加到“关系”对话框中,在主 菜单上依次单击 “工具”→ “关系” ,在弹出的“关系”对话框内添加关系式, 如图 4-25 所示; 图 4-25“关系”对线)选择主菜单中的【编辑】/【再生】选项,再生齿轮基本圆尺寸,最后生成 如图 4-26 所示的标准齿轮基本圆。 4-26 标准齿轮基本圆 4.2.6 创建大端齿轮渐开线。在工具栏内单击 按钮,系统弹出【坐标系】对话框, 在“原始”选项卡里,单击选取“PNT1”点作为参照。在【坐标系】对话框内 打开【定向】选项卡,选取图 4-26 所示的“曲线”为 X 轴的负向参照, “曲线”为 Y 轴正向参照,如图 4-27 所示,生成如图 4-28 所示的坐标系 CS0。 如图 4-27【坐标系】对线。在工具栏内单击 按钮,系统弹出“坐标系”对话 框,在“原始”选项卡里,单击选取坐标系 CS0 作为参照,在【偏移类型】选 项框中选择【笛卡儿坐标系】 ,在 【定向】选项卡,进行如图 4-29 所示的设置, 单击【确定】生成如图 4-30 所示的坐标系 CS1。 图 4-29【坐标系】对线 的偏移角度添加到【关系】对话框 中 , 然 后 输 入 关 系 式 : “=360*COS(DELTA)/(4*Z)+180*TAN(ALPHA)/PI-ALPHA” ,完成后的“关系” 对线 所示。 单击尺寸 d46X 图 4-30 添加尺寸关系 图 4-31“关系”对线)依次在主菜单上单击 “插入”→ “模型基准”→ “曲线” ,或者在工具栏 上单击 单管理器 按钮,系统弹出“曲线选项”菜单管理器,如图 4-32“曲线“曲线选项” 菜单管理器 (5) 在“曲线选项”菜单管理器上依次单击 “从方程”→ “完成” ,弹出“得 到坐标系”菜单管理器,如图 4-33 所示; 图 4-33“得到坐标系”菜单管理器 (6)在绘图区单击选取坐标系 CS1 作为参照,弹出“设置坐标类型”菜单管理 器,如图 4-34 所示; 图 4-34“设置坐标系类型”菜单管理器 (7)在“设置坐标类型”菜单管理器中单击 “笛卡尔” ,系统弹出一个记事本 窗口如图 4-35 所示。 如图 4-35“设置坐标类型”菜单管理器 (8)在弹出的记事本窗口中添图 4-36 所示。加渐开线方程式如下所示,完成后 依次选取【文件】/【保存】选项保存设置。最后创建如图 4-37 所示的齿轮渐开 线 。 提示:如果选择其他类型的坐标系生成的渐开线,则此方程不再适用。 如图 4-36 弹出的记事本窗口 如图 4-37 所示的齿轮渐开线 创建小端齿轮渐开线。在工具栏内单击 按钮,系统弹出【坐标系】对话框, 在“原始”选项卡里,单击选取“PNT2”点作为参照。在【坐标系】对话框内 打开【定向】选项卡,选取图 4-26 所示的“曲线”为 X 轴的负向参照, “曲线”为 Y 轴正向参照,如图 4-38 所示,生成如图 4-39 所示的坐标系 CS2。 如图 4-38【坐标系】对线。在工具栏内单击 按钮,系统弹出“坐标系”对话 框,在“原始”选项卡里,单击选取坐标系 CS2 作为参照,在【偏移类型】选 项框中选择【笛卡儿坐标系】 ,在 【定向】选项卡,进行如图 4-40 所示的设置, 单击【确定】生成如图 4-41 所示的坐标系 CS3。 图 4-40【坐标系】对线 的偏移角度添加到【关系】对话框 中 , 然 后 输 入 关 系 式 : “=360*COS(DELTA)/(4*Z)+180*TAN(ALPHA)/PI-ALPHA” ,完成后的“关系” 对线 所示。 单击尺寸 d46X 图 4-41 添加尺寸关系 图 4-42“关系”对线)依次在主菜单上单击 “插入”→ “模型基准”→ “曲线” ,或者在工具栏 上单击 单管理器 按钮,系统弹出“曲线选项”菜单管理器,如图 4-43“曲线“曲线选项” 菜单管理器 (5) 在“曲线选项”菜单管理器上依次单击 “从方程”→ “完成” ,弹出“得 到坐标系”菜单管理器,如图 4-44 所示; 图 4-44“得到坐标系”菜单管理器 (6)在绘图区单击选取坐标系 CS1 作为参照,弹出“设置坐标类型”菜单管理 器,如图 4-45 所示; 图 4-45“设置坐标系类型”菜单管理器 (7)在“设置坐标类型”菜单管理器中单击 “笛卡尔” ,系统弹出一个记事本 窗口如图 4-46 所示。 如图 4-46“设置坐标类型”菜单管理器 (8)在弹出的记事本窗口中添图 4-47 所示加渐开线方程式如下所示,完成后依 次选取【文件】/【保存】选项保存设置。最后创建如图 4-48 所示的齿轮渐开线 。 提示:如果选择其他类型的坐标系生成的渐开线,则此方程不再适用。 如图 4-47 弹出的记事本窗口 如图 4-48 所示的齿轮渐开线 镜像渐开线 中曲线 交点的基准点 PNT3。 图 4-49“基准点”对线 所示的参数设置创建基准轴 A-2。 图 4-50“基准点”对线 所示的参数设置创建基准面 DTM4。 图 4-51“基准点”对线 所示的参数设置创建基准面 DTM5。 图 4-52“基准点”对线 的夹角参数添加到【关系】对话框中,然后输 入关系式: “=360*(DELTA)/(4*Z)” 。添加新关系后的【关系】对线“关系”对线)镜像大端渐开线 作为镜像平面镜像齿轮大端渐开线 所示的齿轮渐开线)镜像大端渐开线 作为镜像平面镜像齿轮大端渐开线 完成后的渐开线)在工具栏内单击 按钮,在面板内单击 “放置”→ “定义” ,弹出“草 绘”定义对线 所示设置,然后单击【草绘】进入草绘环境。 图 4-56“草绘”对线 所示的二维草图,注意绘制用于旋转的中心线,在工具 栏内单击 按钮,完成草图的绘制; 中心线)在“旋转”特征定义操控面板内进行如图 4-59 的设置,单击 按钮,完成齿根圆特征的创建。 按钮 图 4-59“旋转”特征定义面板 完成后的齿根圆如图 4-60 所示; 图 4-60 完成后齿根圆特征 (5) 将图 4-60 所示的两个尺寸添加到 “关系” 对话框, 单击 “工具” → “关 系” ,系统弹出“关系”对线 所示添加关系式。 图 4-61“关系”对线)草绘用于扫描混合的轨迹。在工具栏内单击 按钮,系统弹出“草绘” 对线 所示的草绘平面,单击“草绘”进入草绘环境; 图 4-62“草绘”对线 所示的二维草图,草图实际上是原有曲线的一部分,在 工具栏内单击 按钮,完成草图的绘制; 草绘的 曲线)扫描混合创建第一个轮齿。在主菜单上依次单击 “插入”→ “扫描 混合” ,系统弹出“扫描混合”特征定义操控面板,如图 4-64 所示; 图 4-64“扫描混合”特征定义面板 (4)在“扫描混合”特征定义操控面板内单击 “参照”菜单,系统弹出“参 照”对线“参照”对线)在“参照”对话框里,接受系统默认的设置,在绘图区单击选取上一 步创建的草绘曲线作为扫描混合的扫引线 所示; 选取扫 引线 选取扫引线) 在 “扫描混合” 特征定义操控面板上单击 “剖面” 菜单, 系统弹出 “剖 面”定义对线“剖面”定义对线) 在绘图区单击第一个截面所在点作为扫描混合截面的草绘点, 如图 4-68 所示; 单击第一个 截面所在点 图 4-68 选取第一个截面点 (8)在“剖面”对话框内单击【草绘】 ,进入草绘环境,绘制二维草图,截 面的两个圆角半径相等,如图 4-69 所示; 图 4-69 绘制第一个截面 (9)在如图 3-176 所示的“剖面”定义对话框内单击 “插入” ,在“剖面” 列表框内显示“剖面 2” 。在绘图区单击扫引轨迹的另一个端点,如图 4-70 所示; 单击第二个 截面所在点 图 4-70 选取第二个截面点 (10)在“剖面”对话框内单击【草绘】 ,进入草绘环境,绘制第二个截面, 截面的两个圆角同样为等半径的,如图 4-71 所示; 图 4-71 绘制第二个截面 (11)在“扫描混合”特征定义操控面板内单击 的创建,完成后的特征如图 4-72 所示; 按钮,完成第一个轮齿 图 4-72 完成后的轮齿特征 (12)将截面圆角半径添加到“关系”式对话框。在模型树中右键单击轮齿 特征, 在弹出的快捷菜单上单击 “编辑” 。 在主菜单上依次单击 “工具” → “关 系” , 按照图 4-73 所示添加关系式。 图 4-73“关系”对线 阵列轮齿 为了阵列轮齿特征,首先对创建完成的第一个轮齿特征进行“复制” 、 “旋转”操 作,从而创建第二个轮齿特征,对第二个轮齿进行阵列。 (1)首先单击选取已经创建好的轮齿,然后在主菜单上依次单击 “编辑” → “复制” ,然后再次依次单击 “编辑”→ “选择性粘贴” ,系统弹出“选择 性粘贴”复选框。勾选复选框的前两项,如图 4-74 所示,单击【确定】 ,系统弹 出“选择性粘贴”定义操控面板; 图 4-74“选择性粘贴”复选框 (2)在“选择性粘贴”定义面板内选取 按钮,在文本框输入旋转角度为 “360/z” ,如图 4-75 所示。系统提示是否添加关系,单击 “是” ; 图 4-75 “选择性粘贴”定义面板 (3) 在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为旋转轴, 如图 4-76 所示。 在 “选 择性粘贴”定义操控面板内单击 按钮,完成第二个轮齿的创建; 选取旋转 中心轴 图 4-76 选取旋转中心轴 (4)将旋转角度关系式添加到“关系”对话框。在模型树中右键单击第二 个轮齿特征, 在弹出的快捷菜单中单击 “编辑” ; 在主菜单上单击 “工具” → “关 系” ,系统弹出“关系”对话框。此时系统显示两个轮齿夹角的尺寸代号。单击 该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在“关系”对话框中,输入的关系式为: /*复制轮齿: d70=360/z (5) 在模型树中单击刚刚创建的第二个轮齿特征, 在工具栏内单击 按钮, 或者依次在主菜单上单击 “编辑”→ “阵列” ,系统弹出“阵列”定义操控面 板,如图 4-77 所示; 图 4-77“阵列”特征定义面板 (6)在“阵列”特征定义面板内单击“轴”阵列,在绘图区单击选取齿根 圆的中心轴作为阵列参照,输入阵列个数为“23” ,偏移角度为“15”度,在“阵 列”定义操控面板单击 按钮,完成阵列特征的创建; (7)在模型树中右键单击阵列特征,在弹出的快捷菜单中单击 “编辑” ; 在主菜单上单击 “工具”→ “关系” ,系统弹出“关系”对线 所示添加关系式。 图 4-78“关系”对线)在工具栏上单击重生按钮 ,或者依次在主菜单上单击 “编辑”→ “再生” ,完成所有轮齿的创建,完成后的齿轮如图 4-79 所示。 图 4-79 完成后的锥齿轮

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