基於Pro/E的漸開線圓柱齒輪參數化精確建模 X
葉 豐
(中國計量學院,浙江杭州310018)
摘要:介紹了應用Pro/E實現圓柱齒輪的三維精確建模的方法,推導了有關精確建模所需的幾個重要關係式;介
紹了應用二次開發工具Pro/Program實現圓柱齒輪的參數化設計的方法"
關鍵詞:Pro/E;Program;齒輪;參數化設計
中圖分類號:TH1321413 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5770(2006)06-0033-03
ParametricDesignforAccurateModelofCylindricalGearBasedonPro/E
YEFeng
(ChinaInstituteofMetrology,Hangzhou310018,China)
Abstract:Themethodfortheaccurate3DmodelofcylindricalgearbasedonPro/ewasintroduced,andsome
keyfunctionsfortheaccurate3Dmodelwerededuced1Parametricmodelofcylindricalgearwasrealizedbymeans
ofPro/Program1
Keywords:Pro/e;Program;Gear;ParametricDesign
利用傳統的機械設計方法很難精確表達複雜零件
的形狀,由於Pro/E的強大參數化造型功能,使得復
雜零件的實體造型成為可能"本文探討了利用Pro/E
軟體進行漸開線圓柱齒輪參數化精確建模的方法"
1 漸開線圓柱齒輪的參數[1]
圓柱齒輪的標準參數:法面模數mn;法面壓力
角An;法面齒頂高係數han*;法面齒隙係數cn*;螺
旋角B(直齒圓柱齒輪B=0);變位係數xn;齒數
z"
圓柱齒輪基本尺寸計算公式
端面模數:mt=mn/cosB;端面壓力角:At=arc2
tan(tanAn/cosB);
分度圓直徑:d=mtz=mnz/cosB;基圓直徑:db
=dcosAt;
齒根圓直徑:df=mnz/cosB-2(han*-xn+
cn*)mn;
齒頂圓直徑:da=mnz/cosB+2(han*+xn)
mn"
2 漸開線圓柱齒輪精確建模的關係式
211 漸開線方程
齒輪輪齒精確的三維造型是齒輪機構動態模擬!
NC加工!干涉檢驗以及有限元分析的前提,輪齒的
形狀必須用漸開線方程來控制"由圖1可得漸開線方
程:
x=(dbcosH+P#db#H#sinH/180)/2
y=(dbsinH-P#db#H#cosH/180)/2(1)
圖1 漸開線
Fig1Involute
圖2 斜齒輪螺旋線
Fig2Helixofcylindricalgear
212 斜齒輪前後端面齒廓截面的旋轉角度
圖2將斜齒輪沿分度圓柱展開"由圖2可得:
#33#第34卷第6期
2006年6月
塑料工業
CHINAPLASTICSINDUSTRY
X作者簡介:葉豐,男,1972年生,工程師,主要研究方向為機械設計"refeng219@hotmail1comL=Pd/tgB=Pmz/sinB(5)
式中,L為螺旋線導程"
整個導程L螺旋線繞軸線旋轉360b角,則在b
寬度上齒廓截面旋轉角度為:
360b#b#sinB/Pmz
3 圓柱齒輪在Pro/E中的參數化建模
採用一般的方法建模時,齒輪的某一參數發生變
化就需重複造型,這給設計帶來很大的麻煩;因此采
用Pro/E的Program程序實現參數化設計[2]"圓柱齒
輪的設計步驟如下:
311 創建基準曲線
創建二個圓基準曲線,為了便於記憶和今後的
設計變更,通常將Pro/E自動生成的特徵標識!尺寸
名稱進行修改"將基準曲線[重命名]為齒頂圓!齒
根圓"通過1編輯2基準曲線,修改直徑尺寸1屬
性2,將特徵尺寸的名稱分別改為da!df"
312 Pro/Program程序設計
Pro/Program是Pro/E提供的一個可程序化的工
具"它可以將需要經常變更的參數或步驟,事先以敘
述句的方式寫成,在調用時自動提示輸入設計變數,
從而使變型設計得以自動實現"本文討論的圓柱齒輪
包括直齒圓柱齒輪!斜齒圓柱齒輪!人字齒輪;因
此,齒輪的設計變數除了標準的齒輪參數外,還有齒
輪類型這一參數"點擊1工具2y1程序2y1編輯
設計2,在程序的INPUT,,ENDINPUT之間輸入設計
變數:
gear typestring
d請輸入齒輪的類型(str:直齒輪;rh:右旋斜齒
輪;lh:左旋斜齒輪;her:人字齒輪)d
m nnumber
d請輸入齒輪的模數:d
,,,,
ifgear type==dstrd|gear type==dSTRd
else
betanumber
d請輸入齒輪的螺旋角(0~45):d
endif
,,,,
bnumber
d請輸入齒輪的寬度:d
在程序的RELATIONS,,ENDRELATIONS之間
輸入關係式:
/*根據齒輪類型確定螺旋角
ifgear type==dstrd|gear type==dSTRd
beta 1=0
else
beta 1=beta
endif
/*ha:齒頂高;hf:齒根高;alpha t:端面壓力角
ha=(hax n+x n)*m n
hf=(hax n+cx n-x n)*m n
alpha t=atan(tan(alpha n)/cos(beta 1))
/*d:分度圓直徑;da:齒頂圓直徑;df:齒根圓直
徑;db:基圓直徑
d=m n*z/cos(beta 1)
da=d+2*ha
df=d-2*hf
db=d*cos(alpha t)
關閉!並保存文件,輸入設計變數,系統自動再
生模型"
圖3 漸開線生成坐標系
Fig
