基于Solidworks和Excel的漸開線圓柱齒輪設(shè)計_圖文

1、第2期2(08年2月機械設(shè)計與制造.MachineryDesign&Manufacture一59一文章編號:10013997(200802-005乳02基于S01idworks和Excel的漸開線圓柱齒輪設(shè)計六黃曉燕1z李德群t(,華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室,武漢430047(2成都電子機械高等?？茖W(xué)校,成都6100313D mode¨ng Of Inv0Iute hel.caI gear based On s0¨dwOrks and e×ceIHUANG Xiao.vanl一,U Dequnl(1StateKeyhb.of Mould&D

2、ieTechnology in HUST,WuhaIl 430074,China(2Chengdu ElectIDlechanical Polytechnic School,Chengdu610031,China【摘要】針對目前廣泛應(yīng)用的sohdwork三維軟件,以漸開線斜齒圓柱齒輪為例,詳細(xì)闡述了如何巧妙利用Microso丘Excd中生成的漸開線數(shù)據(jù)文件,在sohdworl(s中直接產(chǎn)生漸開線齒廓,通過拉伸、掃描、陣列、切除等特征,完成精密齒輪三維實體的繪制。該方法可廣泛用于其他類齒輪的造型設(shè)計。.關(guān)鍵詞:漸開線;ExceI;斜齒圓柱齒輪;So|idWorks;【Abstract】兒腦imr

3、odwed口5i唧如,le舶d幻cre吮3D腳如Z垤礦i聊oz啪k如以釅盯譏SolidWorks帆dE妃e己死r0啦。卯如以e衛(wèi)唧fe,缸imrodwed h伽幻cnr7y o眥t九e i聊oZ嘶e d蹴如譏正kcekn tk打塒of眥e gr叩危加6ro啦t譏SolidWorks'fk薩盯3D,no如恤們cre吮d譏SolidWorks e刪i廠on批勝啦z琥詁c嘰印p炒譏ozkr3D腳也Zing礦ge缸Key words:Involute;Excel;HeUcalG明r;SoUdWorb中圖分類號:THl2,7rP391.72文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A1引言齒輪是是現(xiàn)代機械不可缺少的傳動零件,

4、由于漸開線齒廓的復(fù)雜性,此類齒輪的造型一直是困擾設(shè)計人員的一個難題。由于solidworks沒有直接用于繪制漸開線的命令,目前常采用兩種方法來完成造型。一是借助vB、vc等程序設(shè)計語言,利用solidworks的API程序接口,生成用于參數(shù)化設(shè)計的漸開線齒廓,然后在soljdworks環(huán)境下完成漸開線齒輪的設(shè)計【1闈。二是直接從市面上購買商業(yè)化的齒輪插件,這些插件也是采用參數(shù)化方法開發(fā)出來的外掛式軟件包。這兩種方法對用戶來說都有一定的 難度,前一種方法要求用戶具有較高的程序設(shè)計語言知識,后一種方法需要用戶額外付費。為此,我們找到一種簡單快捷的方法,巧妙地將Excel與Solidworks結(jié)合,

5、在Excel中生成漸開線數(shù)據(jù)文件,在Solidworks中完成漸開線齒輪的實體造型。我們以圖l圖l漸開線斜齒圓柱齒輪所示的漸開線斜齒圓柱齒輪為例,說明整個造型過程。2齒輪參數(shù)及漸開線方程實例中斜齒圓柱齒輪的參數(shù)如表1所示。實例中齒輪的端面齒形由漸開線構(gòu)成,漸開線參數(shù)方程為:茗=r(cost+sim,=廠(sintqcosI表1齒輪參數(shù)3造型步驟3.1利用E×ceI生成漸開線數(shù)據(jù)文件打開Excel軟件,根據(jù)漸開線方程:#=r (co射+sinI,y2r(simfcost,在t=00一900之間,每l。(換算成弧度值取一個點,得到齒輪漸開線的x、y坐標(biāo)數(shù)據(jù)。因為漸開線是平面曲線,故將所有

6、Z坐標(biāo)值取為0,如圖2所示,生成90圖2在Excel軟件生成齒輪漸開線數(shù)據(jù)4來稿日期:2007_0331基金項目:國家十五科技攻關(guān)重點項目(2001BA203818一60一黃曉燕等:基于solidworks和Excel的漸開線圓柱齒輪設(shè)計+第2期行,3列的數(shù)據(jù)表。將該數(shù)據(jù)文件另存為“齒輪.t】【t”文件,保存類型選擇“文件(制表符分隔(+.“t”,保存過程中會彈出“Mjcrosoft Excel警示對話框”,單擊“確定”或“是”按鈕即可。注意:在Excel 中生成數(shù)據(jù)時,前3列必須是x、l,、z坐標(biāo)值,因為在solidworks中打開數(shù)據(jù)文件時,系統(tǒng)會默認(rèn)為前三列數(shù)據(jù)為x、y、z 坐標(biāo)清單。打

7、開S0lidworks軟件,先選擇主菜單“工具”下的“選項”,在“文件屬性”選項卡中,將“長度單位”中的“小數(shù)位數(shù)”調(diào)為“5”,以設(shè)定漸開線坐標(biāo)點的精度。單擊“曲線”工具欄中的“通過Xyz點的曲線”按鈕沙,單擊“瀏覽”按鈕,找到“齒輪.xt”文件,單擊“打開”按鈕,如圖3所示。在對話框中列出了漸開線的X、y、z坐標(biāo)值,然后單擊“確定”按鈕,即在solidworks中生成了Excel數(shù)據(jù)文件中所定義的漸開線。圖3打開“曲線文件”生成漸開線3.3生成齒根圓實體以坐標(biāo)原點為圓心,繪制直徑為西55的齒根圓,并單擊“特征”工具欄中的“拉伸凸臺,基體”按鈕品,以齒寬“30”為拉伸深度,生成齒輪基體。3.4

8、繪制端面單個輪齒單擊“草圖”工具欄中的“轉(zhuǎn)換實體引用”按鈕回,將齒根圓和漸開線投影到當(dāng)前草繪面,按圖4所示尺寸繪制單個輪齒草圖。圖4繪制端面單個輪齒3.5繪制掃描路徑用的螺旋線以原點為圓心,繪制直徑為西55的圓,作為控制螺旋線直徑的草圖圓。單擊“曲線”工具欄中的“螺旋線/渦狀線”按鈕B。系統(tǒng)彈出“螺旋線,渦狀線”對話框,按圖5所示設(shè)置參數(shù),即可完成螺旋線的繪制。3.6生成斜齒單擊“特征”工具欄中的“掃描”按鈕日,選擇端面輪齒為“掃描輪廓”,選擇螺旋線為“掃描路徑”,生成單個斜齒。再單擊“圓周陣列”按鈕,在“實例數(shù)”文本框中輸人齒數(shù)“30”,并選擇“等問距”復(fù)選框,以軸向為陣列方向,陣列產(chǎn)生30

9、個斜齒。3.7生成軸鍵槽按圖6所示尺寸繪制軸鍵槽草圖,單擊“拉伸切除”按鈕匾,生成軸鍵槽孔實體。3.8軸鍵孔倒角選取軸鍵槽孔的內(nèi)孔棱邊,單擊“倒角”按鈕o,在倒角“距離”中輸入“1.5”,在倒角“角度”中輸入“45deg”,生成如圖7所示的倒角實體。圖5設(shè)置螺旋線參數(shù)圖6軸鍵槽尺寸4結(jié)束語用此方法創(chuàng)建齒輪實體,最大的優(yōu)點是對用戶要求不高,只需具有基本的Excel和solidworl【s知識即可,簡單實用。同樣,用戶可按此方法創(chuàng)建其他齒廓的精密齒輪。由于S0lidworks本來就是一個基于特征的參數(shù)化實體建模軟件,創(chuàng)建的實體模型和尺寸是完全關(guān)聯(lián)的,即圖7倒角有尺寸驅(qū)動功能,所以用戶還可利用S01

10、idworks的特征管理設(shè)計樹,修改編輯特征參數(shù)問,以獲得不同尺寸的齒輪系列。參考文獻(xiàn)l王秀玲.基于Solidworks的齒輪三維造型方法研究【J】.機械設(shè)計與制造。2006(4:93943王世能.漸開線圓柱齒輪參數(shù)化幾何模型的建立【J1現(xiàn)代機械,2004,(6:23244龐璐,丁俊.基于solidworI【s自動繪制漸開線齒輪模型的研究【J】.武漢理工大學(xué)學(xué)報,2006(9:125一1275高成慧,付正飛.Solidw0s與AutocAD相結(jié)合實現(xiàn)直齒圓柱齒輪的三維參數(shù)化設(shè)計.煤礦機械,2006.27(9:105一107 社,2004 基于Solidworks和Excel的漸開線圓柱齒輪設(shè)計

11、作者:黃曉燕, 李德群, HUANG Xiao-yan, LI De-qun作者單位:黃曉燕,HUANG Xiao-yan(華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室,武漢,430047;成都電子機械高等?？茖W(xué)校,成都,610031, 李德群,LI De-qun(華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室,武漢,430047刊名: 機械設(shè)計與制造英文刊名:MACHINERY DESIGN & MANUFACTURE年,卷(期:2008(2被引用次數(shù):2次參考文獻(xiàn)(6條1.趙俊武Solidworks模具設(shè)計實用教程 20042.高成慧;付正飛Solidworks與AutoCAD相結(jié)合實現(xiàn)直齒圓柱齒輪的三維參數(shù)化設(shè)計期刊論文-煤礦機械2006(093.龐璐;丁俊基于Solidworks自動繪制漸開線齒輪模型的研