2022年CREO20參數(shù)化設(shè)計(jì)齒輪

1、CREO2.0 參數(shù)化設(shè)計(jì)齒輪零件齒輪傳動是最重要的機(jī)械傳動之一；齒輪零件具有傳動效率高、傳動比穩(wěn)固、 結(jié)構(gòu)緊湊等優(yōu)點(diǎn)； 因而齒輪零件應(yīng)用廣泛,同時(shí)齒輪零件的結(jié)構(gòu)形式也多種多樣；依據(jù)齒廓的發(fā)生線不同, 齒輪可以分為漸開線齒輪和圓弧齒輪；依據(jù)齒輪的結(jié)構(gòu)形式的不同,齒輪又可以分為直齒輪、 斜齒輪和錐齒輪等；本章將具體介紹用 Pro/E 創(chuàng)建標(biāo)準(zhǔn)直齒輪、 斜齒輪、 圓錐齒輪、圓弧齒輪以及蝸輪蝸桿的設(shè)計(jì)過程；3.1 直齒輪的創(chuàng)建3.1.1 漸開線的幾何分析圖 3-1 漸開線的幾何分析漸開線是由一條線段繞齒輪基圓旋轉(zhuǎn)形成的曲線；漸開線的幾何分析如圖 3-1 所示； 線段 s 繞圓弧旋轉(zhuǎn),其一端點(diǎn) A 劃

2、過的一條軌跡即為漸開線；圖中點(diǎn)（x1,y1 ）的坐標(biāo)為：x1=r*cosang,y1=r*sinang ； 其中 r 為圓半徑, ang 為圖示角度 對于 Pro/E 關(guān)系式, 系統(tǒng)存在一個(gè)變量t ,t 的變化范疇是01；從而可以通過 （x1,y1 ）建立（ x,y ）的坐標(biāo),即為漸開線的方程；ang=t*90 s=PI*r*t/2 x1=r*cosang y1=r*sinang x=x1+s*sinang y=y1-s*cosang z=0 以上為定義在xy 平面上的漸開線方程,可通過修改x,y,z 的坐標(biāo)關(guān)系來定義在其它面上的方程,在此不再重復(fù)；3.1.2 直齒輪的建模分析本小節(jié)將介紹參數(shù)

3、化創(chuàng)建直齒圓柱齒輪的方法,參數(shù)化創(chuàng)建齒輪的過程相對復(fù)雜,其中要用到很多與齒輪有關(guān)的參數(shù)以及關(guān)系式；直齒輪的建模分析（如圖 3-2 所示）：（1）創(chuàng)建齒輪的基本圓 這一步用草繪曲線的方法,創(chuàng)建齒輪的基本圓,包括齒頂圓、基圓、分度圓、齒根圓；并且用事先設(shè)置好的參數(shù)來掌握圓的大小；（2）創(chuàng)建漸開線用從方程來生成漸開線的方法,學(xué)問；（3）鏡像漸開線創(chuàng)建漸開線, 本章的第一小節(jié)分析了漸開線方程的相關(guān)第一創(chuàng)建一個(gè)用于鏡像的平面,然后通過該平面,鏡像第 2 步創(chuàng)建的漸開線,并且用 關(guān)系式來掌握鏡像平面的角度；（4）拉伸形成實(shí)體 拉伸創(chuàng)建實(shí)體, 包括齒輪的齒根圓實(shí)體和齒輪的一個(gè)齒形實(shí)體；這一步是創(chuàng)建齒輪的關(guān)鍵

4、步驟；（5）陣列輪齒將上一步創(chuàng)建的輪齒進(jìn)行陣列,完成齒輪的基本形狀；這一步同樣需要加入關(guān)系式來控制齒輪的生成；（6）創(chuàng)建其它特點(diǎn) 創(chuàng)建齒輪的中間孔、鍵槽、小孔等特點(diǎn),并且用參數(shù)和關(guān)系式來掌握相關(guān)的尺寸；圖 3-2 齒輪的建模分析3.1.3 直齒輪的建模過程1輸入基本參數(shù)和關(guān)系式（1）單擊,在新建對話框中輸入文件名“gear ”, 然后單擊；（2 在主菜單上單擊“ 工具” “ 參數(shù)” ,系統(tǒng)彈出“ 參數(shù)” 對話框,如圖 3-3 所示；圖 3-3 “ 參數(shù)” 對話框（3）在“ 參數(shù)” 對話框內(nèi)單擊按鈕,可以看到“ 參數(shù)” 對話框增加了一行,依次輸入新參數(shù)的名稱、值、和說明等；需要輸入的參數(shù)如表3-

5、1 所示；說明名稱值說明名稱值M 3 模數(shù)DB _ 基圓直徑Z 25 齒數(shù)DF _ 齒根圓直徑ALPHA 20 壓力角D _ 分度圓直徑HAX 1 齒頂高系數(shù)DD0 _ 凹槽直徑CX 0 25 頂系系數(shù)BB0 _ 凹槽深度B 10 齒輪寬度DD1 15 軸孔直徑HA _ 齒頂高LL1 _ 鍵槽高HF _ 齒根高LL2 _ 鍵槽寬X 0 變位系數(shù)LL3 _ 小孔到原點(diǎn)DA _ 齒頂圓直徑DD2 _ 小孔直徑表 3-1 創(chuàng)建齒輪參數(shù)留意： 表 3-1 中未填的參數(shù)值,表示是由系統(tǒng)通過關(guān)系式將自動生成的尺寸,用戶無需指定；完成后的參數(shù)對話框如圖 3-4 所示：圖 3-4 “ 參數(shù)” 對話框（4）在主

6、菜單上依次單擊“ 工具” “ 關(guān)系”,系統(tǒng)彈出“ 關(guān)系” 對話框,如圖3-5所示；（5）在“ 關(guān)系” 對話框內(nèi)輸入齒輪的分度圓直徑關(guān)系、基圓直徑關(guān)系、齒根圓直徑關(guān)系和齒頂圓直徑關(guān)系；由這些關(guān)系式, 系統(tǒng)便會自動生成表3-1 所示的未指定參數(shù)的值；輸入的關(guān)系式如下：ha=hax+x*m hf=hax+cx-x*m d=m*z da=d+2*ha db=d*cosalpha df=d-2*hf 完成后的“ 關(guān)系” 對話框如圖 3-5 所示；圖 3-5 “ 關(guān)系” 對話框2創(chuàng)建齒輪基本圓（1）在工具欄內(nèi)單擊按鈕,系統(tǒng)彈出“ 草繪” 對話框；（2）挑選“FRONT” 面作為草繪平面,選取“RIGHT”

7、 面作為參考平面,參考方向?yàn)橄颉?左” ,如圖 3-6 所示；單擊【草繪】進(jìn)入草繪環(huán)境；圖 3-6 “ 草繪” 對話框（3）在繪圖區(qū)以系統(tǒng)供應(yīng)的原點(diǎn)為圓心,繪制一個(gè)任意大小的圓,并且標(biāo)注圓的直徑尺寸；在工具欄內(nèi)單擊 按鈕,完成草圖的繪制；（4）在模型中右鍵單擊剛剛創(chuàng)建的草圖,在彈出的快捷菜單中單擊選取“ 編輯” ；（5）在主菜單上依次單擊“ 工具” “ 關(guān)系” ,系統(tǒng)彈出關(guān)系對話框,如圖 3-7 所示；（6）在“ 關(guān)系” 對話框中輸入尺寸關(guān)系如下：D11=d 其中 D11為圓的直徑尺寸代號,留意尺寸代號視具體情形會有全部同；d 為用戶自定義的參數(shù),即為分度圓直徑；通過該關(guān)系式創(chuàng)建的圓即為分度圓

8、；圖 3-7 “ 關(guān)系” 對話框（7）連續(xù)在工具欄內(nèi)單擊（8）在“ 草繪” 對話框內(nèi)單擊按鈕,系統(tǒng)彈出“ 草繪” 對話框；按鈕,進(jìn)入草繪環(huán)境；（9）在繪圖區(qū)以系統(tǒng)供應(yīng)的原點(diǎn)為圓心,繪制一個(gè)任意大小的圓,并且標(biāo)注圓的直徑尺寸；在工具欄內(nèi)單擊 按鈕,完成草圖的繪制；（10）在模型中右鍵單擊剛剛創(chuàng)建的草圖,在彈出的快捷菜單中單擊選取“ 編輯” ；（11）在主菜單上依次單擊“ 工具” “ 關(guān)系” ,系統(tǒng)彈出關(guān)系對話框；（12）在“ 關(guān)系” 對話框中輸入尺寸關(guān)系如下：D12=da 其中 D12 為圓的直徑尺寸代號,系式創(chuàng)建的圓即為齒頂圓；da 為用戶自定義的參數(shù),即為齒頂圓直徑；通過該關(guān)（13）重復(fù) 7

9、12 步驟, 創(chuàng)建另外兩個(gè)齒輪的基本圓,分別為齒根圓和基圓,基中齒根 圓的尺寸關(guān)系式為：D13=df 基圓的尺寸代號為：D14=db 完成后的基本圓曲線如圖3-8 所示,完成后的“ 關(guān)系” 對話框如圖3-9 所示；圖 3-8 完成后的基本圓曲線圖 3-9 完成后的關(guān)系式3創(chuàng)建漸開線（1）依次在主菜單上單擊“ 插入” “ 模型基準(zhǔn)” “ 曲線” ,或者在工具欄上單擊 按鈕,系統(tǒng)彈出“ 曲線選項(xiàng)” 菜單治理器,如圖 3-10 所示；圖 3-10 “ 曲線選項(xiàng)” 菜單治理器（2）在“ 曲線選項(xiàng)” 菜單治理器上依次單擊“ 從方程” “ 完成” ,彈出“ 得到坐標(biāo)系” 菜單治理器,如圖3-11 所示；圖

10、 3-11 “ 得到坐標(biāo)系” 菜單治理器（3）在繪圖區(qū)單擊選取系統(tǒng)坐標(biāo)系為曲線的坐標(biāo)系,彈出“ 設(shè)置坐標(biāo)類型” 菜單治理器,如圖 3-12 所示；圖 3-12 “ 設(shè)置坐標(biāo)系類型” 菜單治理器（4）在“ 設(shè)置坐標(biāo)類型” 菜單治理器中單擊“ 笛卡爾” ,系統(tǒng)彈出一個(gè)記事本窗口；（5）在彈出的記事本窗口中輸入曲線的方程,如下：ang=90*t r=db/2 s=PI*r*t/2 xc=r*cosang yc=r*sinang x=xc+s*sinang y=yc-s*cosang z=0 漸開線的創(chuàng)建是齒輪創(chuàng)建過程中的一個(gè)難點(diǎn),了具體的介紹；漸開線方程的推導(dǎo)已經(jīng)在本章第一節(jié)中做（6）儲存數(shù)據(jù),退出記事本,單擊“ 曲線：從方