基于Solidworks和Maple的非圆齿轮实体建模与仿真分析
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非圆齿轮的仿真加工及分析张健;鲁骏;起雪梅;饶鹏;郑彬【摘要】非圆齿轮是指节曲线为非圆的齿轮,其结合了齿轮和凸轮的优点,能够实现变传动比运动,但其结构复杂,设计加工困难.为保证非圆齿轮模型的设计精度,采用解析法建立模型.首先,基于数值计算软件Matlab建立非圆齿轮的齿廓曲线,并导入至Pro/E软件平台,通过对非圆齿轮的齿廓曲线进行拉伸得到非圆齿轮的三维实体模型;其次,利用Pro/E软件中的Pro/E中的NC模块对建立的非圆齿轮三维模型进行线切割仿真加工和后置处理;最后通过查看log日志和过切检查,验证了加工程序的正确性和加工的可行性.结果表明:通过结合Matlab和Pro/E软件平台,有效地解决了非圆齿轮设计及加工困难的问题,为非圆齿轮的设计和加工提供了设计方法和理论依据.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2017(030)006【总页数】3页(P103-105)【关键词】非圆齿轮;Matlab;Pro/E;仿真加工【作者】张健;鲁骏;起雪梅;饶鹏;郑彬【作者单位】攀枝花学院交通与汽车工程学院,四川攀枝花 617000;攀枝花学院交通与汽车工程学院,四川攀枝花 617000;攀枝花学院交通与汽车工程学院,四川攀枝花 617000;攀枝花学院交通与汽车工程学院,四川攀枝花 617000;攀枝花学院交通与汽车工程学院,四川攀枝花 617000【正文语种】中文【中图分类】TG610 引言随着计算机技术的发展,非圆齿轮在三维建模方面的研究发展迅速,如基于Matlab的非圆齿轮设计[1-2]、基于UG的非圆齿轮设计[3]等。
目前齿轮的加工方法主要有插齿、滚齿及线切割[4]等,随着线切割技术的发展,线切割因其加工过程无切削力、对材料硬度无要求,能加工极其复杂、精密、高硬度的零件,在加工非圆齿轮方面有着很大的优势,但线切割非圆齿轮生成程序有一定难度[5-7]。
利用Matlab生成齿廓结合Pro/E得到非圆齿轮的三维模型,能够较齿形折算法保证非圆齿轮模型的设计精度[8-9]。
基于MATLAB和SolidWorks的高阶椭圆齿轮参数化建模
系统
邓琨;赵罘;林建邦
【期刊名称】《北京化工大学学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2018(045)003
【摘要】针对高阶椭圆齿轮设计与建模过程比较繁琐的问题,进行高阶椭圆齿轮参数化设计与建模系统的研究.根据齿轮拟合传动特性推导出节曲线数学模型,依据加工原理法推导出齿轮齿廓的数学模型;使用MATLAB对节曲线和齿轮齿廓进行仿真,仿真结果用于程序参数校验以保证齿轮设计参数满足啮合要求;采用组件对象模型技术(COM)技术对SolidWoks进行二次开发,使程序能够根据仿真结果自动绘制齿轮三维模型;通过GUI完善交互界面的设计,使程序能够独立地驱动SolidWorks和MATLAB.以实际工程问题为例,计算并绘制出一对高阶椭圆齿轮拟合的三维模型,结果表明开发的程序能够大大节省高阶椭圆齿轮设计的时间,提高机械设计效率.【总页数】6页(P101-106)
【作者】邓琨;赵罘;林建邦
【作者单位】北京工商大学材料与机械工程学院,北京 100048;北京工商大学材料与机械工程学院,北京 100048;北京工商大学材料与机械工程学院,北京 100048【正文语种】中文
【中图分类】TH128
【相关文献】
1.Solidworks环境下椭圆齿轮参数化建模 [J], 余生福;姜衍仓;田芳勇
2.基于SolidWorks的一阶椭圆齿轮参数化建模研究 [J], 林建邦;赵罘;邓琨
3.基于Pro/E的高阶变性椭圆齿轮节曲线的参数化设计 [J],
4.高阶椭圆齿轮参数化建模与模态分析 [J], 黄志东;赵文珍
5.基于SolidWorks API的椭圆齿轮参数化设计及加工仿真 [J], 谢征恒;王生泽因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
北京工业大学耿丹学院毕业设计(论文)基于Solidwork的行星齿轮的三维建模与运动仿真所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日摘要行星齿轮减速器是一种至少有一个齿轮的几何轴线绕着固定位置转动圆周运动的传动,变速器通常和若干行星轮和传递载荷的作用,为了使功率分流。
渐开线行星齿轮传动具有以下优点:传动比大,结构紧凑,体积小、质量小,效率高,噪音低,运转平稳,因此被广泛应用于冶金,工程机械,起重,运输,航空,机床,电气机械及国防工业等部门,作为减速、变速或增速的齿轮传动装置NGW型行星齿轮传动机构的传动原理:当高速轴由电机驱动,带动太阳轮,然后带动行星轮转动,内齿圈固定,然后带动行星架输出运动的,在行星架上的行星轮既自转和公转,具有相同的结构。
二级,三级或多级传输。
NGW型行星齿轮传动机构主要由太阳齿轮,行星齿轮,内齿圈,行星架,命名为基本成分后,也被称为zk-h型行星齿轮传动机构。
本设计是基于行星齿轮结构设计的特点,和SolidWorks三维建模和运动仿真。
行星齿轮和各种类型的特性的比较,确定方案;其次根据输入功率,相应的输出转速,传动比的传动设计、总体结构设计;三维建模并最终完成了SolidWorks,和模型的装配,并完成了传动部分的运动仿真和运动分析。
关键词:行星齿轮减速器、运动仿真、装配、三维建模AbstractPlanetary gear reducer is driving a at least one gear geometric axis rotated around a circular motion of fixed position, the transmission is usually and planetary gear and transfer load, in order to make the power split. Involute planetary gear transmission has the following advantages: large transmission ratio, compact structure, small volume, small mass, high efficiency, low noise, smooth operation, so it is widely used in metallurgy, engineering machinery, lifting, transportation, aviation, machine tools, electrical machinery and defense industry and other departments, as gear reducer, gear or the growthThe transmission principle of NGW type planetary gear transmission mechanism: when the high-speed shaft driven by a motor, to drive the sun gear, and the planet wheel is driven to rotate, the inner gear ring is fixed, and then drives the planetary frame outputting motion, on the planet carrier planet wheel both rotation and revolution, has the same structure. The two level, three level or multilevel transmission. The NGW type planetary gear transmission mechanism mainly consists of a sun gear, planet gear, inner gear ring, a planetary frame, named after the basic components, also known as the ZK-H type planetary gear transmission mechanism.This design is the design of planetary gear structure based on SolidWorks, and 3D modeling and motion simulation. Comparison of characteristics of planetary gears, and various types of determination scheme; secondly according to the input power, the output speed of the overall design, transmission design, ratio; 3D modeling and finished SolidWorks, assembly and model, and the motion simulation and motion analysis of the transmission part.Keywords: planetary gear reducer, assembly, motion simulation, 3D modeling目录摘要 (1)Abstract (3)第1章绪论 (6)1.1 国内外的研究状况及其发展方向 (6)1.2 SOLIDWORKS行星齿轮的选题分析及设计内容 (7)1.3 主要的工作内容 (7)第2章 NGW型行星轮减速器方案确定 (9)2.1 机构简图的确定 (9)2.2 周转轮系部分的选择 (9)2.3 NGW型行星轮减速器方案确定 (9)2.4 行星轮系中各轮齿数的确定 (12)第3章 NGW型行星减速器结构设计 (14)3.1 基本参数要求与选择 (14)3.1.1 基本参数要求 (14)3.1.2 电动机的选择 (14)3.2 方案设计 (14)3.2.1 机构简图 (14)3.2.2 齿形及精度 (15)3.2.3 齿轮材料及性能 (15)3.3 齿轮的计算与校核 (16)3.3.1 配齿数 (16)3.3.2 初步计算齿轮主要参数 (16)3.3.3 按弯强度曲初算模数m (19)3.3.4 齿轮疲劳强度校核 (20)3.4 轴上部件的设计计算与校核 (26)3.4.1 轴的计算 (26)3.4.2 行星架设计 (31)3.5 键的选择与校核 (35)3.5.1 键的选择 (35)3.5.2 键的校核 (36)3.6 联轴器的选择 (37)3.7 箱体尺寸及附件的设计 (38)第4章 SOLIDWORKS的建模与运动仿真 (43)4.1 建模软件的介绍 (43)4.2 行星齿轮机构的建模 (43)4.2.1 对行星齿轮的建模 (43)4.2.2 行星齿轮其他部件的建模 (45)4.3 行星齿轮机构的虚拟装配 (47)4.4 装配体的实现 (58)4.5 减速机的运动仿真 (60)4.5.1 仿真一般步骤 (60)4.5.2 机构运动分析的任务和方法 (61)4.5.3 运动的生成 (62)4.5.4 运动分析 (62)总结 (64)参考文献 (65)致谢 (66)第1章绪论1.1 国内外的研究状况及其发展方向国内对行星齿轮传动比较深入的研究最早开始于20 世纪60 年代后期,20 世纪70 年代制定了NGW 型渐开线行星齿轮减速器标准系列JB1799-1976。
非圆齿轮建模和运动学仿真陈雨青;李文长;张俊;徐岩【摘要】非圆齿轮具有变传动比、传动平稳的特点,在防滑差速器中得到了广泛的应用.文中详细地阐述了非圆齿轮节曲线的设计方法,并以椭圆齿轮为例,基于SolidWorks对椭圆齿轮进行建模和运动学仿真,验证了其设计理论和建模方法正确性.【期刊名称】《机械工程师》【年(卷),期】2016(000)011【总页数】3页(P19-21)【关键词】非圆齿轮;节曲线;SolidWorks;仿真【作者】陈雨青;李文长;张俊;徐岩【作者单位】军事交通学院研究生管理大队,天津300161;军事交通学院研究生管理大队,天津300161;军事交通学院研究生管理大队,天津300161;军事交通学院研究生管理大队,天津300161【正文语种】中文【中图分类】TH132.424为提高越野汽车的防滑性能,车辆在驱动轴之间安装防滑差速器[1],此种差速器的特点是不差速条件下输入、输出两轴转速相同,但在有使用条件时输入、输出两轴转速不等。
在防滑差速器中大量采用了非圆齿轮。
国内许多学者对非圆齿轮建模进行了研究,吴俊峰、吕小波等[1]提出利用Maple和SolidWorks对非圆齿轮进行建模的方法;高雪强、葛敬侠[3]提出了利用SolidWorks二次开发接口的方法,运用计算机语言编程的方法实现渐开线齿轮的绘制。
但以上两种方法对计算机语言及软件使用能力的要求较高,给初学者带来了很多不便。
如何在满足要求的情况下快速准确地进行非圆齿轮的建模是一个值得研究的问题。
为此本文以椭圆齿轮为例,介绍了基于SolidWorks的建模方法。
1.1 非圆齿轮节曲线方程节曲线是一对啮合齿轮在相互啮合时发生无滑动的纯滚动时的啮合曲线。
非圆齿轮的特点就在于节曲线不是圆,而是非圆形曲线。
1)非圆齿轮主动轮的节曲线方程[4]:式中:i12为传动比,i12=i12(φ1);φ1为非圆齿轮主动轮的极角;A为两齿轮的中心距。
基于SolidWorks的齿轮建模方法探讨高艳【摘要】探讨应用SolidWorks进行齿轮建模,介绍了四种生成SolidWorks渐开线圆柱齿轮三维模型的方法,工程应用中可结合实际情况合理选择,以提高齿轮模型的精确度和建模效率.【期刊名称】《扬州职业大学学报》【年(卷),期】2010(014)003【总页数】3页(P22-24)【关键词】SolidWorks;渐开线齿轮;三维建模【作者】高艳【作者单位】扬州职业大学,江苏,扬州,225009【正文语种】中文【中图分类】TH132.41Abstract:This essay explores the approaches to gear modeling by using SolidWorks.Meanwhile,it presen four kinds ofmethods that generate SolidWorks three-dimensionalmodel of involute gear,which should be we chosen according to the actual situation in application of the project,thus improving the accuracy of gearmod els and modeling efficiency.Key words:SolidWorks;involute gear;three-dimensionalmodeling齿轮传动是机械系统中应用广泛的一种传动形式,其中以渐开线齿廓曲线应用最为广泛。
对于齿轮传动设计而言,无论是对单个齿轮进行以受力为主的有限元分析,还是对整个轮系进行虚拟仿真为主的运动分析,齿轮三维建模都是一个基础。
目前主流的CAD三维建模软件一般并不直接提供齿轮的三维几何建模功能,如果手动绘制,不仅所得到的齿轮模型的渐开线齿廓的精度不高,而且效率很低。
本科毕业论文(设计)基于SOLIDWORKS的齿轮参数化论文题目:实体模型设计姓名:王骞学号:0830********班级:机械四班年级:08级专业:机械设计制造及其自动化系部:机械工程系指导教师:常虹老师完成时间:2012年5月16日作者声明本毕业论文(设计)是在导师的指导下由本人独立撰写完成,没有剽窃,抄袭,造假等违反学术规范和其他侵权行为。
对本论文(设计)的研究做出重要贡献的个人和集体,文中均已表明。
因本毕业论文(设计)引起的法律结果完全有本人承担。
毕业论文(设计)成果归武昌工学院所有。
特此声明作者专业:机械设计制造及其自动化作者学号:0830********作者签名:年月日基于SOLIDWORKS的齿轮参数化实体模型设计署名:王骞(Wang qian)Based on of SOLIDWORKS the gear parametric solid modeling2012年5月16日摘要渐开线齿轮由于能保证特定传动比、受力方向不变等优点,而广泛应用于各种通用机械中,但因其齿廓形状和轮体结构复杂多变而成为三维造型技术的难点。
常规齿轮设计过程烦琐:齿轮轮廓线的生成需要大量的计算过程;轮廓线的绘制,需要通过关系式控制;齿轮种类较多,不同类别绘制方法不同。
本论文主要论述了基于SOLIDWORKS开发平台,进行齿轮参数化实体模型设计的过程,应用其工具包开发了齿轮参数化设计系统,通过创建的对话框修改齿轮参数,例如模数、齿数、齿宽、压力角、变位系数等,可以得到相应的渐开线齿轮,从而满足设计要求。
实际应用表明该系统可以大幅度提高工作效率。
该系统的建立方法亦可应用于其他零件的参数化设计关键词:SOLIDWORKS;齿轮;参数化设计;建模AbstractInvolute gear due to the difficulty to ensure specific transmission ratio, the force direction constant, etc., are widely used in a variety of general machinery, but because of its complex and changing the shape of the tooth profile and wheel structure a three-dimensional modeling techniques. There are some inefficient aspects in gear design, such as a lot of work should be needed in process of getting the gear profile; it is hard to draw the gear profile without equation; Different kind of gear needs several kinds of methods to build. It isbased on SOLIDWORKS platform. Through changing the gear parameters in the application interface, such as modulus, number of teeth, tooth width, pressure angle, variable coefficient, etc, the corresponding involute gear to meet the design requirements can be gotten. The application shows that the system can greatly improve efficiency. The establishment of the system method can be applied to other parts,is not confined to the parameters of gear design.Keyword s:SOLIDWORKS;Gear;Parametric Design;Modeling目录1 绪论 (1)1.1 本课题的研究目的与意义 (1)1.2 机械CAD技术的发展与应用 (2)1.3本课题研究内容与开发思想 (4)2 基于SOLIDWORKS的齿轮类零件三维参数化建模 (6)2.1开发平台与工具简介 (6)2.2 齿轮零件的特征描述 (7)2.3 参数化设计技术概述 (8)3 齿轮建模过程 (11)3.1渐开线直齿圆柱齿轮的基本参数设计 (11)3.2齿轮参数间的计算关系 (11)3.1齿轮参数化设计基本思路 (11)3.4直齿圆柱齿轮建模过程 (11)3.5 创建其它齿轮(斜齿轮,锥齿轮) (20)4 总结与展望 (22)致谢 (23)参考文献 (24)1 绪论1.1 本课题的研究目的与意义齿轮是多参数驱动的标准机械零件, 在SOLIDWORKS中由于没有机械零件的标准库, 齿轮的设计步骤多、工作量大。