SolidWorks参数法精确画标准渐开线斜齿轮
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渐开线齿轮画法Solid works从2010版开始,在方程式驱动的曲线中可以输入参数方程,2011版可以输入由方程驱动的3D曲线。
可以用渐开线的参数方程来画标准齿轮,以模数m=2,齿数z=30的直齿轮为例说明方程式驱动的曲线画渐开线齿轮的方法。
先确定画齿轮需要的四个圆的尺寸:分度圆直径D=m*z=60,基圆直径Db=Dcos20°,齿根圆直径Df=m(z-2.5)=55,齿顶圆直径Da=m(z+2)=64,基圆直径用方程式标注,注意角度方程单位的选择。
标注尺寸完毕后如下图:插入方程式驱动的曲线选择参数性,输入渐开线的参数方程:Xt=Rb*(tsint+cost)Yt=Rb*(sint-tcost) ,Rb为基圆半径。
输入方程时要把角度转为弧度。
预览到如上图的曲线。
确定后画一条中心线镜向,裁剪(在2010版中裁剪或镜向会使渐开线过定义,原因不明)成下面第二幅图的形状。
标注齿厚s的尺寸,s=p/2=πm/2=π.标注尺寸后,原有的对称关系有可能会错乱,需要重新标注几何关系,在基圆与齿根圆之间加圆弧与齿根圆相切半径(0.25m),如下图。
标注完几何关系后使中心线水平以完全定义草图。
拉伸时用轮廓选择拉伸两次成下图。
最后阵列得到齿轮模型。
以下为渐开线参数方程的推导:以θ(rad)为参数,AP=l=θr,P点的轨迹即为以E点为起点的渐开线。
OB=OC+BC=rcosθ+θrsinθPB=AC-AD=rsinθ-θrcosθ得,P(-(rcos θ+θrsin θ),(rsin θ-θrcos θ))。
sgn(Px)=-1与渐开线的旋转方向有关。
cos tan *cos **sin *sin **cos b kk kk k b b b b r r a a a x r r rad y r r rad θθθθθθθ⎧=⎪⎨⎪=-⎩=+⎧⎨=-⎩。
SolidWorks 环境渐开线齿轮精确三维参数化设计路连,高荣(淮阴工学院机械学院,江苏淮安223003)摘要:根据渐开线齿轮形成原理,采用样条曲线拟合的方法精确描绘齿轮轮廓,在S o lid Works 环境下应用VB 语言实现渐开线齿轮(直、斜齿)的三维参数化设计。
该程序界面简单可行,齿形精确,可为进一步模态分析创造条件。
关键词:渐开线齿轮;样条曲线;精确三维参数化设计中图分类号:TH122.2文献标识码:A文章编号:1001-4462(2010)12-0050-03Accurate 3D Parametric Design of Involute Gear SolidWorksLU Lian,GAO Rong(Department of Mechanical Engineering,Huaiyin Institute of Technology,Huaian Jiangsu 223003,China )Abstract :Ba s e d o n theco ns tructingprincipleof involutege a rs ,the s pline curve fittingm e tho d isa do pted to a ccura te ly po rtra it thepro file o f invo lute g e a rs .VB la ng ua g e isus e d tore a liz ethe3D pa ra m e tric de s ign of involutege a rs(s tra ig ht too th,s kewto o th ).Thepro g ra minte rfacefe ature ss im pleope ra tio n a nd pre cis etoo th s ha pe ,cre a ting co nditio nsfor furthe r m o da la na lys is .Key words :invo lutefe ar;s pline curve;a ccura te3D pa ra m e tric de s ig n渐开线齿轮是常用的机械零件,其齿廓比较复杂。
用SolidWorks 精确设计渐开线斜齿轮的方法
姜天侠
【期刊名称】《现代机械》
【年(卷),期】2009(000)003
【摘要】本文详细介绍使用SolidWorks软件及CAXA电子图板软件精确设计渐开线斜齿轮的方法.其中,本人提出了一种确定螺旋角的方法应用于数控线切割技术加工及渐开线齿轮传动机构的三维设计.
【总页数】4页(P10-13)
【作者】姜天侠
【作者单位】青岛海良精机有限公司,山东,青岛,266100
【正文语种】中文
【中图分类】TH126.2
【相关文献】
1.渐开线斜齿轮的最恶加载精确处理与优化方法 [J], 张立敏;王洪臣;尹海燕
2.基于UG的渐开线斜齿轮参数化精确造型设计 [J], 李书平;于霞;徐梦廓
3.基于SolidWorks的渐开线斜齿轮、锥齿轮参数化设计 [J], 魏勇;沈占彬;邬向伟
4.SolidWorks环境渐开线齿轮精确三维参数化设计 [J], 路连;高荣
5.基于MATLAB与CATIA的渐开线斜齿轮精确快速建模方法研究 [J], 葛德;徐飞;林勇
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SolidWorks渐开线齿轮的绘制方法现在中国使用SolidWorks软件的用户越来越多,对于一些初学者,在齿轮的绘制过程中会遇到很多问题。
本文笔者就是针对这一主题而写,希望对那些还处于齿轮建模迷惑中的读者有一些抛砖引玉的作用,提高设计者的软件使用水平,开拓一条新的设计思路。
阅读本文前,读者朋友应当先完成SolidWorks基本模块的学习,或者是有一定的软件使用经历和基础。
一、明确设计目的齿轮在机械传动设计中是重要的传动零件,它有很多其他传动机构无法比拟的优点,如传动效率高(一般在0.9以上),传动平稳(斜齿轮尤为突出),传动力矩大,准确的瞬时传动比,寿命长,而且可以改变传动方向等,这些优点决定了齿轮在动力传动和运动传动中占有不可动摇的地位。
一般齿轮的齿廓都是渐开线,那么如何在SolidWorks中绘制渐开线呢?在开篇之前先请读者思考一个问题:为什么要绘制精确的“渐开线”齿轮呢?是为了做运动模拟?出2D 的工程图?到C N C里进行加工?还是作为CAE的分析模型呢?当然,如果我们的目的不同,那么我们的齿轮就有不同的绘制方法。
请看下面的详细讲解。
二、简化齿轮的绘制1.利用SolidWorks自带插件“Toolbox”生成齿轮对于出图和用于运动模拟的用户,可以用简化的“渐开线”齿轮代替,这样不但可以大大简化建模的时间,而且可以充分利用现有的计算机资源。
在SolidWorks的Toolbox插件中就有齿轮模块,下面就具体介绍一下这种方法。
(1)首先在插件中打开Toolbox插件,如图1所示。
点击“确定”就可以在右边的“任务窗格”设计库中找到“Toolbox”了,如图2所示。
(2 )目前虽然在“GB”中还没有齿轮,但是可以用其他标准中的齿轮代替。
下面就以“AnsiMetric”标准为例,介绍Toolbox中调用齿轮的方法。
在Toolbox的目录中通过“AnsiMetric”→“动力传动”→“齿轮”,在这里系统已经给出了常用的齿轮形式,我们需要哪种形式的齿轮就可以生成哪种,如圆柱直齿轮,这里翻译成了“正齿轮”。
SolidWorks 参数法精确画标准渐开线斜齿轮1 前言在SolidWorks 中画斜齿轮首先要明确三个内容,一个是标准圆柱斜齿轮的相关参数及几何尺寸计算方式,二个是渐开线的原理以及在SolidWorks 中公式表示方法,三个是螺旋线的原理以及在SolidWorks 中公式表示方法,在画斜齿轮之前,就这三个内容作详细介绍。
1.1 斜齿轮相关参数及相关计算方式端面模数t m :cos nt m m β=基圆柱螺旋角b β:tan cos b t ββα= 端面压力角t α:tan tan cos nt ααβ=分度圆直径d :t d zm = 基圆直径b d :cos b t d d α= 端面变为系数t x :cos t n x x β=齿顶高a h :()*a n an n h m h x =+ 齿根高f h :()**f n an n n h m h c x =+-齿顶圆直径a d :2a a d d h =+ 齿根圆直径f d :2f a d d h =-端面齿厚t s :()/22tan t t t t s x m πα=+式中,n m 为法面模数,β为螺旋角,n α为法面压力角,一般为20︒,*an h 为法面齿顶高系数,一般为1,*n c 为法面顶隙系数,一般为0.25。
1.2 渐开线原理及公式表示法当一直线在圆周上作纯滚动时,该直线上任意一点的轨迹DP 称为该圆的渐开线,该圆称为渐开线的基圆,通过图1可以推导出渐开线的直角坐标方程。
图1渐开线原理图如图1,直线AP 的长度等于弧线AD 的长度,P 点的坐标为(),P x y ,假设基圆半径为0r ,OA 与坐标系的夹角为θ,所以有:x OB BC =+ y AB AN =-0AD OA r θθ== 0cos cos OB OA r θθ==0sin sin sin BC NP AP AD r θθθθ====0sin AB r θ=0cos cos AN AP r θθθ==所以有:00cos sin x r r θθθ=+ 00sin cos y r r θθθ=- 1.3螺旋线公式表示法图2 螺旋线图由图2可知: 螺距tan tan bZ b d d P ππββ==2SolidWorks 画斜齿轮 2.1 斜齿轮参数假设此次的斜齿轮螺旋角18.43β=︒,齿数56z =,法面压力角20α=︒,法面模数7n m =,齿轮宽度50B mm =,()tan arctan 20.989cos t ααβ==︒,无变位系数。
目录目录 (1)绪论 (1)第一章明确设计目的有的放矢 (2)第二章简化齿轮的绘制 (3)第一节利用SolidWorks自带插件“Toolbox”生成齿轮 (3)第二节生成齿轮GB工程图 (6)第三章渐开线的画法 (8)第一节曲面生成渐开线 (8)第二节插值法生成渐开线 (11)第三节程序法生成渐开线 (13)第四章渐开线齿轮的生成 (15)第一节齿轮相关概念的复习 (15)第二节直齿轮的绘制 (16)第三节斜齿轮的绘制 (18)绪论SolidWorks公司成立于1993年,是专门为制造行业提供专业三维机械设计软件的厂商,1997年通过与法国达索公司的股票交易成为达索公司旗下的一员。
目前在全球范围内获得了广泛认可,不断的产品创新和改进是SolidWorks取得成功的内因,公司以用户的成功作为自己的成功标准。
SolidWorks可以创造与众不同的产品并缩短上市的时间,也可以降低产品的开发成本、提高产品的质量。
自从上个世纪90年代SolidWorks进入中国市场后,就其方便、易用的操作界面,灵活、快捷的设计理念,以及强大的功能让设计师耳目一新。
从SolidWorks 2008以后更是用其创新的理念,将功能和界面大胆革新,从而又开辟了一条3D设计的新疆界。
现在中国使用SolidWorks的用户越来越多,对于一些初学者,在齿轮的绘制过程中会遇到很多问题。
本册就是针对这一主题而编,希望对还在齿轮建模迷惑中的读者有抛砖引玉的作用,提高设计者的软件使用水平,开拓一条新的设计思路。
但是使用本册前应当先完成SolidWorks基本模块的学习,或者是有一定的SolidWorks基础和使用经历。
席久恒山东华创信息技术有限公司 2009年4月5日第一章明确设计目的,有的放矢第一章明确设计目的有的放矢齿轮在机械传动设计中是重要的传动零件,它有很多其他传动机构无法比拟的优点,比如传动效率高(一般在0.9以上),传动平稳(斜齿轮尤为突出),传动力矩大,准确的瞬时传动比,寿命长,而且可以改变传动方向等。
基于SolidWorks的渐开线斜齿轮_锥齿轮参数化设计渐开线斜齿轮是一种常见的齿轮传动装置,其特点是传动平稳、噪音小、传动效率高等。
而基于SolidWorks的渐开线斜齿轮参数化设计可以实现对齿轮的灵活设计和快速制造。
首先,我们需要了解渐开线斜齿轮的基本参数。
渐开线斜齿轮由齿数、模数、压力角、齿轮宽度等参数来决定。
其中,齿数是指齿轮上齿的数量,模数是指齿轮模具的大小,压力角是指齿轮齿面与齿轮轴线之间的夹角,齿轮宽度是指齿轮的厚度。
在SolidWorks中,我们可以通过创建宽度为0的圆柱体来建立齿轮的基本几何形状。
然后,通过参数化设计功能,我们可以将齿数、模数、压力角等参数作为输入变量,实现对齿轮形状的自动调整。
例如,我们可以通过创建一个方程来计算齿轮的齿数和模数之间的关系。
然后,我们可以将齿数和模数作为输入变量,在方程中进行计算,并将计算结果应用到齿轮的几何形状上。
这样,当我们改变齿数或模数时,齿轮的形状会自动更新,实现对齿轮的灵活设计。
此外,我们还可以通过创建一个参数表来管理齿轮的参数。
在参数表中,我们可以定义齿数、模数、压力角等参数,并将它们与齿轮的几何形状关联起来。
这样,当我们需要修改齿轮的参数时,只需要修改参数表中的数值,齿轮的形状就会自动更新。
在实际应用中,我们还可以通过添加其他功能来完善渐开线斜齿轮的设计。
例如,我们可以添加齿轮的轴承孔、键槽等特征,以满足实际使用的需求。
同时,我们还可以进行齿轮的装配设计,将齿轮与其他零件组装在一起,完成整个传动系统的设计。
总之,基于SolidWorks的渐开线斜齿轮参数化设计可以实现对齿轮的灵活设计和快速制造。
通过参数化设计功能和其他功能的结合,我们可以实现对齿轮的自动调整和快速更新,提高设计效率和制造质量。
这对于齿轮传动装置的设计和制造具有重要意义。
M=,z=80,Da=,D= 螺旋角=绘制草图旋转,旋转轴和轮廓选取如下:绘制键槽选中心矩形选择此面绘制中心矩形切除拉伸选择该平面进行草图绘制绘制圆尺寸为16mm,旋转切除。
插入基准轴对刚才的孔特征进行圆形阵列绘制倒角选择端面进行草图绘制绘制齿顶圆=,分度圆=,齿根圆=;插入方程式驱动曲线从远点对称线镜像渐开线设红圈中点与渐开线重合尺寸标注根据P=pi*m ,所以齿厚S=pi*m/2=输入等号并按下图输入添加几何关系使得曲线和点重合删除多余曲线并做对称线通过分度圆中点重画对称线使其通过分度圆中点,并镜像渐开线删除多余的尺寸线和曲线连接下端使其成为封闭曲线,将渐开线转化为实体引用以有齿廓的一侧为参考插入基准面,距离设置为58mm“转换实体引用”解释:1、在草图中使用2、原型是其它草图中的线条或实体边线3、转换后一律产生一条实线条。
如果在3d草图中使用,该线条与原型重合,如果在平面草图中使用,该线条是原型在该草图中的投影。
转换后的线条是直线或圆弧则依然是直线或圆弧,如果是其它形状一律转变为样条曲线。
如果投影是一个点,则不生成任何东西。
4、操作步骤:在草图中点选原型线条或边线(可按下<Ctrl> 键复选多个原型),再点“转换实体引用”即可。
*选择基准平面1为草绘平面,单击‘转换实体引用‘,选中齿廓,将其转化成齿轮后端面上的实体*单击旋转实体按钮,将后端面生成的齿廓以圆心为中心进行旋转度,单击退出草图单击放样凸台机体按钮,一次选择草图和轮廓线单击圆柱阵列按你按钮,选择特征为放样,阵列个数为80.注:此齿轮的源于书上的习题,其Rb小于Rf,大家画图时请根据实际情况自行决定,另外端面的旋转角度与螺旋角的关系这里不做推导。
∙ SolidWorks基于Windows开发,所以对于微软的程序是比较兼容的。
本节中的插值法就是利用Microsoft Excel进行差值,然后再用SolidWorks的“通过XYZ点的曲线”命令生成渐开线。
(接上期四、插值法生成渐开线SolidWorks基于Windows开发,所以对于微软的程序是比较兼容的。
本节中的插值法就是利用Microsoft Excel进行差值,然后再用SolidWorks的“通过XYZ点的曲线”命令生成渐开线。
(1新建一个Excel文档,在第一列第一行输入0,然后每往下一格增加0.1弧度,直到数值增加到为止。
这是定义渐开线的区间,从0到,如果读者需要其他区间的渐开线,可以灵活修改,这里也可以通过控制每两个点之间的增量来控制精度。
在第二列需要输入公式,就是渐开线方程的笛卡尔坐标方程。
其中a是基圆半径,θ是极轴角度。
在Excel表的第二列中输入方程,然后拖动Excel手柄将整列都复制成该公式。
在第三列输入公式,同样将整列复制成该公式,如图20所示。
(2复制B列和C列数据到新的工作表。
注意在粘贴时点击右键,选择“选择性粘贴”,然后在弹出的对话框中选择“数值”。
如图21所示。
(3将新表的第三列全部用“0 ”填充,其实这三列数据就是渐开线的XYZ的坐标值,有了这些数值还不能直接应用到 SolidWorks中,需要将其另存为.txt格式。
点击“另存为”,在格式中选择“文本文件(制表符分割”格式,如图22所示。
(4在SolidWorks中新建一个零件,在“特征”命令集中的“曲线”命令下找到“通过xyz点的曲线”按钮。
然后浏览到刚才生成的文本文档,点击确定就能生成所需要的渐开线了,过程如图23所示,结果如图24所示。
五、程序法生成渐开线因为SolidWorks是基于Windows开发的,所以它支持的开发语言非常丰富,主流的语言都支持。
这里不是讨论怎样编程,主要是给大家介绍一个新的思路。
基于SolidWorks的斜齿轮参数化三维建模SolidWorks是一款广泛应用于机械设计领域的三维建模软件。
在机械设计中,斜齿轮常常被用于传递动力和转矩。
在SolidWorks中,我们可以很容易地进行斜齿轮的参数化三维建模。
首先,我们需要定义斜齿轮的各个参数。
斜齿轮有许多参数,其中包括压力角、齿数、分度圆直径、齿宽等。
压力角是指齿面与法平面间的夹角,齿数是指齿轮上的齿数,分度圆直径是指齿轮的中心直径。
由于斜齿轮具有不同的参数,所以要根据要求来定义这些参数。
接下来,我们可以开始建模。
首先,我们需要绘制分度圆。
在SolidWorks的草图模式下,使用圆工具绘制一个示意圆圈,并确定其大小和位置。
然后,使用切削工具切去多余的部分。
接下来,绘制出齿身和齿顶。
在草图模式下,使用线性工具绘制出齿身和齿顶,并进行修剪以得到完整的齿面形状。
然后,绘制出齿槽。
在草图模式下,使用线性工具绘制出齿槽形状,并进行修整以使其与齿身和齿顶一致。
最后,我们需要在三维模式下提取出斜齿轮的主体,进行渲染和实体化。
点击拉伸命令,然后指定草图中的线段作为拉伸路径,即可将草图拉伸为一个3D斜齿轮。
最后,可以添加材质和纹理等效果,使其更加逼真。
需要注意的是,斜齿轮的制造过程更加复杂,必须对其进行加工、热处理和质量检测等环节,确保其精度和质量。
通过SolidWorks可以模拟斜齿轮的三维模型,为之后的加工和质量检测提供方便,并且能够看到斜齿轮的动态参数,以及对各种参数的敏感度,为优化设计提供帮助。
总之,SolidWorks提供了广泛的工具和功能,让工程师能够更加方便地进行斜齿轮的参数化三维建模设计,这种建模方式可以在实际斜齿轮制造过程中提供帮助和指导。
在斜齿轮参数化三维建模中,涉及到许多的数据,例如压力角、齿数、分度圆直径、齿宽等。
这些数据的不同取值会对斜齿轮的机械性能产生影响,下面对这些数据进行分析。
1. 压力角压力角是斜齿轮齿面上的轴向力作用于法向方向的角度。
渐开线齿轮画法Solid works从2010版开始,在方程式驱动的曲线中可以输入参数方程,2011版可以输入由方程驱动的3D曲线。
可以用渐开线的参数方程来画标准齿轮,以模数m=2,齿数z=30的直齿轮为例说明方程式驱动的曲线画渐开线齿轮的方法。
先确定画齿轮需要的四个圆的尺寸:分度圆直径D=m*z=60,基圆直径Db=Dcos20°,齿根圆直径Df=m(z-2.5)=55,齿顶圆直径Da=m(z+2)=64,基圆直径用方程式标注,注意角度方程单位的选择。
标注尺寸完毕后如下图:插入方程式驱动的曲线选择参数性,输入渐开线的参数方程:Xt=Rb*(tsint+cost)Yt=Rb*(sint-tcost) ,Rb为基圆半径。
输入方程时要把角度转为弧度。
预览到如上图的曲线。
确定后画一条中心线镜向,裁剪(在2010版中裁剪或镜向会使渐开线过定义,原因不明)成下面第二幅图的形状。
标注齿厚s的尺寸,s=p/2=πm/2=π.标注尺寸后,原有的对称关系有可能会错乱,需要重新标注几何关系,在基圆与齿根圆之间加圆弧与齿根圆相切半径(0.38(0.25)m),如下图。
标注完几何关系后使中心线水平以完全定义草图。
拉伸时用轮廓选择拉伸两次成下图。
最后阵列得到齿轮模型。
以下为渐开线参数方程的推导:以θ(rad )为参数,AP =l =θr ,P 点的轨迹即为以E 点为起点的渐开线。
OB =OC+BC=rcos θ+θrsin θ PB=AC-AD=rsin θ-θrcos θ得,P(-(rcos θ+θrsin θ),(rsin θ-θrcos θ))。
sgn(Px)=-1与渐开线的旋转方向有关。
cos tan *cos **sin *sin **cos b kk kk k b b b b r r a a a x r r rad y r r rad θθθθθθθ⎧=⎪⎨⎪=-⎩=+⎧⎨=-⎩。
2010第 4期总第 197期现代制造技术与装备SolidWorks 提供了几百个 API 函数, 这些 API 函数是 SolidWorks 的 OLE 或COM 接口 , 用户可以使用 VB\C++\Delphi 等高级语言对 SolidWorks 进行二次开发, 建立适合用户需要的、专用的 SolidWorks 功能模块。
渐开线齿轮机构是机械产品中应用最广泛的一种传动机构,本文在 SolidWorks 平台上利用 VB6.0进行二次开发, 实现了渐开线斜齿轮、直齿圆锥齿轮的参数化设计, 使齿轮三维实体建模的过程变得方便、快捷。
1渐开线斜齿轮参数化设计 1.1斜齿轮齿形的绘制渐开线斜齿轮齿形由两部分组成:工作部分和非工作部分。
工作部分的齿形为渐开线,而非工部分采用过渡圆弧。
齿形的绘制一般采用描点法, 根据渐开线齿廓公式计算求得多个齿形坐标点的值后, 利用 SolidWorks 样条曲线 API 函数CreateSpline, 来绘制光滑渐开线曲线。
渐开线部分的齿形建立坐标系如图 1所示。
渐开线齿廓上任意 M 点的坐标:x=rx sin w xy=rxcos wx! 式中:w x 为渐开线任意 M 点的齿间中心半角, r x 为 M 点的半径。
w x 按下式计算:w x =w 0+θx =w 0+inv αx =P b -S bb+tan αx -αx =π-tan α+α+tan(arccos r b x -arccos r bx式中 :w 0为基圆齿间中心半角, θx 为渐开线任意 M 点的展角, αx 为渐开线任意 M 点的压力角, P b 为基圆齿距 , S b 为基圆齿厚, α为分度圆上的压力角 , z 为齿轮齿数, r b 为基圆半径。
1.2斜齿轮斜齿造型斜齿轮齿面为渐开线螺旋面, 不同截面上齿形不同, 斜齿轮的端面渐开线齿廓可参照上述方法建立。
渐开线斜齿轮三维造型中齿廓是按照螺旋线方向扫描的,螺旋线的螺距是需要求出的。
SolidWorks渐开线齿轮的绘制方法渐开线齿轮是一种特殊的齿轮,齿面的曲线是一条渐开线。
渐开线的特点是,在一个固定点上,切点和固定点之间的连线总是固定的且不口袋,并且在固定点处切点进入到内部,不与黄金轨迹圆有重叠。
首先,我们需要在SolidWorks中创建一个新的零件文件。
单击“文件”选项卡,选择“新建”命令,并选择“零件”。
接下来,我们需要创建外部轮廓。
单击“草图”选项卡,选择“草图”命令,并选择一个适当的平面来进行草图。
在草图中,应该首先绘制基准圆。
假设我们需要绘制一个齿轮,具有半径为R的基准圆。
使用“圆”工具在草图中绘制一个基准圆。
接下来,我们需要绘制渐开线曲线。
使用“曲线”工具在草图中绘制渐开线。
渐开线可以通过直接输入参数方程或使用渐开线生成工具进行绘制。
之后,我们需要绘制齿轮的齿槽。
使用“多边形”工具在草图中绘制一个六边形,作为齿槽的边界。
然后,使用“拉伸”命令将六边形拉伸到基准圆上,形成一个齿槽。
再次使用“拉伸”命令,将渐开线曲线和齿槽拉伸到适当的高度,形成齿轮的外形。
最后,使用“镜像”命令在水平方向上复制齿槽,以形成完整的齿轮。
上述方法是绘制渐开线齿轮的一种常见方法,但在实际使用中,可以根据具体的需求和设计要求,选择合适的方法。
例如,可以使用宏进行批量生成渐开线齿轮,或者使用SolidWorks自带的齿轮生成工具进行绘制。
总结起来,渐开线齿轮的绘制方法包括创建基准圆、绘制渐开线曲线、绘制齿槽、拉伸形成齿轮外形以及使用镜像命令复制齿槽。
根据实际需求和设计要求,可以选择不同的绘制方法。
只要掌握了这些基本步骤,就可以在SolidWorks中绘制出高质量的渐开线齿轮。
SolidWorks渐开线斜齿圆柱齿轮画法斜齿圆柱齿轮是现代机械传动机构上一种常见的零件。
与直齿圆柱齿轮相比,普通的直齿轮沿齿宽同时进入啮合,因而产生冲击振动噪音,传动不平稳。
斜齿圆柱齿轮传动则优于直齿,且可凑紧中心距用于高速重载。
在SolidWorks的三维建模中,斜齿轮较之直齿齿轮更为复杂。
操作上的重点在于齿轮另一端面基准面上复制齿形轮廓,并旋转给定角度,然后两错开给定角度的齿廓放样成形。
下面以一实例来介绍SolidWorks渐开线斜齿圆柱齿轮的画法。
斜齿圆柱齿轮有关参数:(本文长度单位:mm)法向模数m=6,齿数z=20,压力角α=20°,螺旋角γ=22°,节圆d'=129.56,齿顶圆d=141.56,齿根圆d''=114.56,齿厚p=8.323。
建模步骤:1、画出渐开线齿形轮廓本例采用渐开线齿形的近似画法。
将齿根圆、节圆和齿顶圆画出后。
基于渐开线齿形的成形原理,先用等距功能画出二分之一齿厚的辅助线B,作圆心O至C点的辅助线OC,作与直线OC成直角的辅助线CD,作与直线CD成压力角20的辅助线CE,作与直线CE垂直且与圆心O连接的辅助线OF,直线OF即为形成渐开线的基圆的半径。
以CF距离为半径作一圆,如图1所示。
将在F为圆心的圆进行裁剪,保留齿顶圆与齿根圆之间的圆弧线段MN,MN 即为近似的渐开线齿形,如图2所示。
沿圆中心垂直线镜像弧线MN,生成与之反向的弧线M‘N’,如图3所示。
用“绘制圆角”倒俩齿根圆角R1,裁剪去掉多余线段,生成近似渐开线齿形,如图4所示。
图42、复制齿形轮廓到斜齿轮的另一端面通过重新绘制齿根圆,裁剪多余线段,生成渐开线齿形一个轮廓封闭区域,如图5所示。
图5退出草图,在工具栏上点击“参考几何体”在下拉菜单中选择“基准面”,或点击菜单“插入---参与几何体---基准面”,弹出基准面属性管理器,再点击绘图区左上角的设计树,将设计树打开。
SolidWorks画渐开线齿轮的方法描点法是构建齿轮参数化模型通用的方法。
它可以推广至各种不同齿廓曲线齿轮的建模。
本文研究了用SolidWorks画渐开线齿轮的相关方法。
SolidWorks是面向产品级的机械设计工具,除了具有强大的零件建模、装配、生成工程图等功能外,还可对产品进行动画制作、辅助制造、有限元分析和数据管理等,因此广泛应用于汽车制造、工程机械、航空航天及国防工业等各个领域。
齿轮传动是现代机械中最常见的一种传动形式。
渐开线齿廓的齿轮具有较好的传动性能,而且便于制造、安装和测量,所以渐开线齿廓曲线是应用最多的齿廓曲线。
在参数化设计过程中为了保证齿轮建模的准确性,经常需要对渐开线齿廓曲线进行精确绘制。
将SolidWorks应用于齿轮三维模型的建立是非常方便同时又很精确的方法。
本文详细介绍了用描点法、参数法和利用插件法等三种在SolidWorks中进行齿轮建模的方法和技巧,具有很强的实用性。
1描点法齿轮建模描点法是齿轮建模最基本的方法。
利用Solidworks进行齿轮零件的建模时,最棘手的一步是绘制精确的齿廓曲线草图。
Solidworks不像Pro/E那样能够通过程序控制直接生成渐开线。
要绘制比较精确的渐开线齿廓曲线,首先需要建立合适的参数方程,计算曲线上若干点的坐标值,将这些点绘制出来。
再用"插入曲线"的命令连接这些点,从而绘制出一条渐开线齿廓曲线。
有了齿廓曲线草图,就可以通过拉伸、放样或扫描等命令来建立齿轮的三维模型了。
1.1渐开线齿廓曲线的数学模型建立如图1所示的直角坐标系。
设渐开线上任一点的坐标为(z,y,x)。
渐开线的参数方程可表示为;1.2描点绘制齿廓曲线将基圆半径公式代入(1)式,并将φ值离散化。
例如将φ在取值范围内均分为20等份,利用Matlab软件将φ初值设为0,终值设为φmax。
通过Matl ab计算可得到渐开线上21个型值点的坐标值,将其存为文本文件的格式。
SolidWorks 参数法精确画标准渐开线斜齿轮
1 前言
在SolidWorks 中画斜齿轮首先要明确三个内容,一个是标准圆柱斜齿轮的相关参数及几何尺寸计算方式,二个是渐开线的原理以及在SolidWorks 中公式表示方法,三个是螺旋线的原理以及在SolidWorks 中公式表示方法,在画斜齿轮之前,就这三个内容作详细介绍。
1.1 斜齿轮相关参数及相关计算方式
端面模数t m :cos n
t m m β
=
基圆柱螺旋角b β:tan cos b t ββα= 端面压力角t α:tan tan cos n
t ααβ
=
分度圆直径d :t d zm = 基圆直径b d :cos b t d d α= 端面变为系数t x :cos t n x x β=
齿顶高a h :()
*
a n an n h m h x =+ 齿根高f h :()
**
f n an n n h m h c x =+-
齿顶圆直径a d :2a a d d h =+ 齿根圆直径f d :2f a d d h =-
端面齿厚t s :()/22tan t t t t s x m πα=+
式中,n m 为法面模数,β为螺旋角,n α为法面压力角,一般为20︒,*
an h 为法面齿顶高系数,一般为1,*n c 为法面顶隙系数,一般为0.25。
1.2 渐开线原理及公式表示法
当一直线在圆周上作纯滚动时,该直线上任意一点的轨迹DP 称为该圆的渐开线,该圆称为渐开线的基圆,通过图1可以推导出渐开线的直角坐标方程。
图1渐开线原理图
如图1,直线AP 的长度等于弧线AD 的长度,P 点的坐标为(),P x y ,假设基圆半径为0r ,OA 与坐标系的夹角为θ,所以有:
x OB BC =+ y AB AN =-
0AD OA r θθ== 0cos cos OB OA r θθ==
0sin sin sin BC NP AP AD r θθθθ====
0sin AB r θ=
0cos cos AN AP r θθθ==
所以有:
00cos sin x r r θθθ=+ 00sin cos y r r θθθ=- 1.3螺旋线公式表示法
图2 螺旋线图
由图2可知: 螺距tan tan b
Z b d d P ππβ
β==
2SolidWorks 画斜齿轮 2.1 斜齿轮参数
假设此次的斜齿轮螺旋角18.43β=︒,齿数56z =,法面压力角20α=︒,法面模数
7n m =,齿轮宽度50B mm =,()
tan arctan 20.989cos t ααβ==︒,无变位系数。
2.2 SolidWorks 中参数设定
打开SolidWorks ,新建零件,选择工具》方程式,输入相关变量,如图3。
图3 方程式变量
图3变量依次为:法面模数,法面压力角,齿轮宽度,法面齿顶高系数,法面顶隙系数,分度圆直径,端面压力角,基圆直径,齿顶圆直径,齿根圆直径,端面模数,端面齿厚,螺旋线螺距,齿根圆倒圆角半径。
2.3 建模
在前视基准面新建草图,画四个大小不一样的圆,标准尺寸。
图4
在最小的圆的尺寸双击,删除数值,加上“=”号,选全局变量里面的基圆“db”。
图5
画上中心线,将分度圆作为构造线。
图6
选择方程式驱动的曲线,类型选择“参数性”。
图7
输入渐开线公式,注意:引用的变量在英文输入法下打双引号。
图8
任意画一条中心线与分度圆相交,标出渐开线与中心线的弧长为齿厚的一半。
图9
退出草图,新建一个草图,实体引用齿根圆,基圆,渐开线,以及做好的中心线,并剪裁渐开线。
图10
镜像并裁剪,如下图:
图11
退出草图,在前视基准面新建草图,画一个圆,大小为分度圆。
图12
选择螺旋线/涡状线,方式为高度和螺距,高度即齿轮宽度,螺距为公式算出的螺距。
图13
点击确定,选择扫描,路径为螺旋线,轮廓为齿轮端面。
图14
确认后退出,选择前视基准面,画圆,大小为齿根圆。
图15
凸台拉伸为齿轮宽度。
图16 倒圆角,大小为r。
图17 圆周阵列,齿数为56.
图18 最终结果。
图19。