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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第七部分:齒輪-直齒錐齒輪 直齒錐齒輪的建模(模數(shù)(大端端面模數(shù))m=2.5,齒數(shù)z=24,齒寬b=20, 壓力角(法向)=20) 建模的關鍵:大小兩端的各自4個圓的畫法,大小兩端的齒廓的畫法。仍然是先用NX和SW各自自帶的齒輪建模工具來做,再用參數(shù)的方法用各個軟件來做。NX: SolidWorks: A.NX建模方法。錐齒輪的參數(shù)非常多,但建模的時候并不一定都用上。(輸入?yún)?shù)時要按順序,不要亂。)(1)輸入?yún)?shù):(2)繪制草圖并約束。 注意使用xy為草圖平面(3)創(chuàng)建兩個草圖平面。 兩個平面分別過各自的線,且 垂直與YZ基準平面(4)作出兩個草圖。 這兩組圓的直徑分

2、別為直線與直線的交點 畫這兩條直線是為了下一步移動坐標系做準備(5)第一次移動坐標系,并畫出第一條漸開線。 偏置坐標系時,X軸為 Y軸為再繞Z軸順時針旋轉(zhuǎn)a度,即+z的-a度 結(jié)果如右圖:(6)采用以前的方法做出第一個齒廓。 即大段齒廓。注意,因為坐標是旋轉(zhuǎn)以后的, 所以鏡像漸開線時不需再作鏡像中心線,直接用基準坐標系的YZ平面即可。(7)參照第一個齒廓的做法,做出第二個齒廓。 偏置坐標系時的對話框 畫第二條漸開線時記得修改X、Y的參數(shù)(8)結(jié)果如下:(9)畫引導線。 首先要使坐標系恢復WCS原點。選擇參考為:絕對坐標系即可。如圖: 以YZ為草圖平面,畫出引導線時,最好選擇第二條直線的投影。即

3、這條直線為引導線 此時坐標系是已經(jīng)是恢復 至最初狀態(tài)了(10)再以YZ為草圖平面畫出齒坯剖面,并旋轉(zhuǎn)成實體。(11)掃掠出第一個齒體。(12)陣列并求和。(NX 8.0陣列命令用的是“對特征形成圖樣”)B.SolidWorks的建模。采用NX表達式中算出的結(jié)果,在建模時直接使用。通過NX的建模,我們發(fā)現(xiàn),直齒錐齒輪的建模并不復雜。(1)繪制草圖并添加尺寸約束。(2)創(chuàng)建兩個平面為草圖平面。(3)在“基準面1”上做出大端的第一條漸開線。 由方程所畫出的漸開線 默認的草圖坐標系(紅色) 四個圓的直徑分別為 草圖1四條直線的端點注意:這里并沒有移動旋轉(zhuǎn)坐標系,SolidWorks中“方程式驅(qū)動的曲線

4、”是 在草圖的環(huán)境中創(chuàng)建的,而草圖的坐標系移動是件很麻煩的事,所以 采用先在默認的草圖坐標系中畫出剪開線,在進行旋轉(zhuǎn)的做法。 注意Y點的坐標多了“-34”原因如右圖 此方程與NX的方程不同,調(diào)換了X、Y的坐標值。(4)對漸開線進行旋轉(zhuǎn)。 旋轉(zhuǎn)的結(jié)果 4.16°為NX中由表達式算出的a的 約值(5)鏡像修改后,畫出的第一個齒廓。(6)用同樣的方法畫出的小端的齒廓。(附:漸開線的方程) (7)畫出齒坯和引導線 (8)采用放樣的方法,做出第一個齒體。 注意這兩個點的位 值必須相互對應 中心線即為上步 所畫的引導線(其實 用放樣的方法,這條 中心線可以不畫,兩 者的差異幾乎沒有)(9)陣列做

5、出齒輪。 注意要陣列的是 實體,而不是特征和面,否則會 失敗,出現(xiàn)錯誤提示。 (10)最后結(jié)果如圖:C.Pro/e的建模過程:(思路都是一樣的) (1)先繪制草圖并添加約束。 注意:草圖大概畫出后,添加尺寸約束時,把沒用的刪去。 添加點與線的尺寸時,點“尺寸”工具后,先點點再點線,最后點鼠標中鍵。顯示尺寸后雙擊修改 即可。(2)創(chuàng)建兩個基準平面作為草圖平面。 例如:作第一個平面時,按住ctrl鍵 選擇要穿過的線和與之相垂直的面。 通過下拉三角選擇參照方式 穿過的線 垂直的面 用同樣的方法做出另一個平面(3)畫點。 這是以前沒有的。 Pro/e畫草圖時其他 草圖的線的交點或端點等不會在工作的草圖

6、上被捕捉。畫了10個點,如圖。(4)做出第一個草圖的四個圓。 進入草圖時,會提示缺少參照,這時選擇上步創(chuàng)建的 PNT0PNT4 5個點作為參照。 以PNT0為圓心,直徑分別過其他4個點的圓。 這條直線長短無所謂,為下一步創(chuàng)建坐標銑做準備。 用相同的方法畫出另一張草圖的4個圓。(5)創(chuàng)建坐標系。創(chuàng)建坐標系CS0 創(chuàng)建坐標系CS1(即:第一條漸開線的坐標系) 如圖所示X、Y軸 參照選擇CS0,如圖進行旋轉(zhuǎn)。 (6)畫出第一條漸開線。漸開線的方程(坐標選擇CS1) 所畫結(jié)果(7)在新的草圖上畫出第一個齒廓。(8)參照第一個齒廓的做法,畫出第二個齒廓。 第一個齒廓 第二條漸開線的方程(坐標系選擇CS3

7、) 所畫出的兩個齒廓(9)創(chuàng)建引導線及齒坯。(10)創(chuàng)建第一個齒體(掃描混合)。 注意:兩個輪廓的方向必須一致。兩個輪廓的節(jié)點的數(shù)量必須一致。兩個輪廓節(jié)點的位置必須相互對應。 (11)陣列(最后結(jié)果)。 注意:陣列若出現(xiàn)重疊而失敗的情況, 那是因為齒根圓角半徑x過大而導致 兩相鄰齒體的交錯重疊。 可以作如下改動: 大端齒根圓角半徑: x0.38*m=0.38*2.5=0.95 那么小端的齒根圓半徑就要小于0.95 比如取rx=0.5左右即可。關于一些解釋:四個圓的直徑,這里采用的是4個交點的做法。測量的結(jié)果分別為: 大端:da=73 d=68 db=63.899 df=61.75 小端:da=

8、50.098 d=46.667 db=43.852 df=42.377如果用數(shù)學的方法:以d為例,d=d/cos=60/cos28.072=67.99969,與取交點的做法是一樣的。其他3個圓也有相應的計算公式, da=da/cos=64.412/cos28.072=72.996 db=db/cos=56.382/cos28.072=63.896 df=df/cos=54.485/cos28.072=61.746(我們可以看出,計算的結(jié)果和畫圖取交點的結(jié)果幾乎是一樣的)小端圓的直徑算法比較麻煩! 我們來一點一點地說,右圖測量的數(shù)據(jù)分別為: 30.3°為頂錐角a, 26.2°

9、為基錐角b 25.3°為根錐角f, 28.072°為分錐角 2.8°為齒根角f, 1.8°為齒基角b 2.2°為齒頂角a. 20.0154為齒頂寬ba,20為齒寬b, 20.0103為齒基寬bb, 20.024為齒根寬bf. 2.5為齒頂高ha, 2.0505為齒基高hb, 3.125為齒根高hf. 30為分度圓的半徑d/2. 63.75為錐距rx,90°為軸交角.這些數(shù)據(jù)是做出錐齒輪后測量出來的,所以幾何計算的時候不采用,而是用幾何算式來計算。4個小圓直徑的計算方法為:da=(da-2*ba*sina)/cosd=(d-2*b*si

10、n)/cosdb=(db-2*bb*sinb)/cosdf=(df-2*bf*sinf)/cos 我們仔細算一下這4個圓的直徑。以da為例。 a=arctan(ha/rx)=2.246° ba=b/cosa=20.015 da=64.412 =28.072° da=50.098 同樣的方法計算出令3個圓的直徑為:d= 46.667 db=43.852 df=42.377 (我們可以看出,結(jié)果是一樣的。這種取點的畫法避免了大量的計算,是非??旖莸?。自然,這種畫法正是因為舍去了很多錐齒輪的概念,而使得對錐齒輪的理解顯得模糊了。不過這種畫法應當是最精確的。)在作齒廓的時候,采用的

11、是旋轉(zhuǎn)坐標系的方法,而不是旋轉(zhuǎn)對稱中心線的方法。主要是因為掃掠時引導線的問題。 再一個問題就是:旋轉(zhuǎn)的角度不是90/z/cos。 a.比如,用旋轉(zhuǎn)中心線的方法做一個齒體。引導線不做旋轉(zhuǎn)。 草圖1 畫出的齒廓,引導線不變 掃掠出的齒體 我們換一個角度來看一下: 同樣的角度,來看一下旋轉(zhuǎn)坐標系的做法: 草圖1 可以很明顯的看出,左圖的齒體是不對稱的。原因就是引導線沒有做旋轉(zhuǎn),引導線不一定要在齒體的對稱中心。但是,引導線必須和齒體的對稱平面平行,引導線的兩端與兩輪廓上的點必須相互對應,引導線不一定要在輪廓內(nèi),也可以在輪廓以外。所以,如果不采用旋轉(zhuǎn)坐標系的方法,那么,采用旋轉(zhuǎn)中心線的方法時,必須也要旋

12、轉(zhuǎn)引導線。b.關于旋轉(zhuǎn)的度數(shù):a a=360*cos/(z*4)+180*tan/- ,其中=20° =90/z*cos+180*tan/- 我們可以看出180* tan/-是一個定值,為0.854° 在蝸輪和漸開線蝸桿的制作中,畫漸開線對稱中心線時,旋轉(zhuǎn)角度為:a=90/z+180* tan/-也有0.854° 這個度數(shù),不知道是怎么得來的。齒坯輪廓的確定。 大端齒高 小端齒高 齒坯輪廓所確定的兩個參數(shù) 我們可以看出,大端的參數(shù)5.625與大端齒高是相等的, 是不是可以認為大端的參數(shù)就等于大端的齒高?不一定。 小端的參數(shù)4.5與小端的齒高不相等。 在NX和SolidWorks中自帶的齒輪生成工具所作出的錐齒輪 兩者測量的結(jié)果也不一樣。 所以,這兩個參數(shù)是怎樣確定的,不知道。齒根圓角半徑x 定義:如果齒根高系數(shù)hax1那么x0.38×m 如果hax1那么x0.46×m NX的表達式為:rho_x=if(hax>=1)(0.38*m)else(0.46*m) 錐齒輪中hax=1所以x0.38×m=0.38×2.5=

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