SolidWorks在齿轮建模
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SolidWorks是一种常用于工程设计和制造的三维CAD软件,可以用于建模、分析和仿真各种产品。
齿轮是机械传动中常用的零部件,其啮合比率是齿轮设计中的重要参数。
本文将详细介绍SolidWorks中齿轮啮合比率的相关知识。
1. 齿轮啮合比率的概念齿轮啮合比率是指相邻两个啮合齿轮的啮合齿数之比。
即啮合比率=从动齿数/动齿数。
在实际设计中,通常是由传动比决定,传动比即输入速度与输出速度之比。
2. SolidWorks中齿轮的建模在SolidWorks中,建模齿轮可以使用齿轮特征工具或者绘制轮廓进行旋转操作。
通过齿轮特征工具,可以直接建立标准齿轮的模型,并通过参数化设计,快速调整齿轮的齿数、模数等参数。
这样可以轻松的建立不同啮合比率的齿轮模型。
3. 齿轮啮合比率的分析在SolidWorks中,可以通过实体间的啮合分析工具对齿轮的啮合情况进行分析。
通过分析啮合过程中的受力情况,可以评估齿轮设计的合理性,并根据分析结果进行优化调整。
4. SolidWorks中齿轮啮合比率的计算SolidWorks提供了齿轮啮合比率的计算工具,可以直接输入齿轮的参数,包括模数、齿数等,即可得到齿轮的传动比,从而进一步计算得到齿轮的啮合比率。
5. 齿轮组的设计与分析在实际工程中,齿轮通常是以齿轮组的形式应用于传动系统中。
SolidWorks提供了齿轮组设计与分析的功能,通过建立齿轮组模型并进行动力学仿真分析,可以评估整个传动系统的性能,并优化设计方案。
6. SolidWorks中齿轮啮合比率的应用齿轮啮合比率是齿轮设计中的重要参数,它直接影响到传动系统的传动比和传动效率。
在SolidWorks中,可以通过啮合比率的计算和分析,辅助工程师进行齿轮设计与优化,确保传动系统的稳定性和可靠性。
7. 结语SolidWorks作为一款专业的CAD软件,提供了丰富的齿轮设计与分析工具,能够满足工程师在齿轮设计方面的需求。
通过深入了解齿轮啮合比率的概念和在SolidWorks中的应用,可以帮助工程师进行更加高效准确的齿轮设计与仿真分析,为工程项目的顺利实施提供保障。
1、利用SolidWorks自带插件“Toolbox”生成齿轮对于出图与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,但就是可以用其她标准中的齿轮代替。
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”。
具体参数设置,如图3所示。
(3)通过一系列的设置,我们就可以得到想要的齿轮了,如果还达不到自己的要求,就可以在现有的齿轮基础上进行修改。
如要孔板形式的齿轮,就可以用一个“旋转切除”命令与一个“拉伸切除”命令完成。
具体操作如图4所示。
接着再添加几个孔,如图5所示。
(4)这样这个齿轮就差不多完成了,如果用户齿轮有其她的形式,当然可以自己再做进一步的修改。
修改完以后就可以保存了。
注意这里建议用“另存为”,因为直接点击保存,系统会自动保存到Toolbox配置的路径中去,那就会添加不必要的麻烦。
当然如果就想保存到Toolbox的配置路径,那么就直接保存即可。
Toolbox的配置路径更改有很多方法,如可以在“选项”→“异型孔向导/Toolbox”→“配置”,也可以在菜单中找到,还可以在“设计窗格”→“设计库”→“预览里点击右键”找到。
打开以后就能进入Toolbox配置的欢迎界面,如图6所示。
这里直接点击“3、定义用户设定”,就切换到了用户设定界面,如图7所示。
这里可以直接选择“生成零件”,然后在“在此文件夹生成零件:”选择保存的路径,最后保存退出就可以了。
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”。
具体参数设置,如图3所示。
(3)通过一系列的设置,我们就可以得到想要的齿轮了,如果还达不到自己的要求,就可以在现有的齿轮基础上进行修改。
如要孔板形式的齿轮,就可以用一个“旋转切除”命令和一个“拉伸切除”命令完成。
具体操作如图4所示。
接着再添加几个孔,如图5所示。
(4)这样这个齿轮就差不多完成了,如果用户齿轮有其他的形式,当然可以自己再做进一步的修改。
修改完以后就可以保存了。
注意这里建议用“另存为”,因为直接点击保存,系统会自动保存到Toolbox配置的路径中去,那就会添加不必要的麻烦。
当然如果就想保存到Toolbox的配置路径,那么就直接保存即可。
Toolbox的配置路径更改有很多方法,如可以在“选项”→“异型孔向导/Toolbox”→“配置”,也可以在菜单中找到,还可以在“设计窗格”→“设计库”→“预览里点击右键”找到。
打开以后就能进入Toolbox配置的欢迎界面,如图6所示。
这里直接点击“3.定义用户设定”,就切换到了用户设定界面,如图7所示。
这里可以直接选择“生成零件”,然后在“在此文件夹生成零件:”选择保存的路径,最后保存退出就可以了。
在SolidWorks中,你可以使用参数化方程来建模摆线齿轮。
摆线齿轮的参数方程如下所示:
\[ x = r \cdot (\theta - \sin(\theta)) \]
\[ y = r \cdot (1 - \cos(\theta)) \]
其中,\(r\) 是齿轮的半径,\(\theta\) 是参数,代表角度。
要在SolidWorks中建模摆线齿轮,你可以按照以下步骤操作:
1. 新建零件:在SolidWorks中创建一个新的零件文件。
2. 选择绘图平面:选择一个适合的平面来绘制齿轮。
3. 绘制曲线:使用参数方程绘制摆线齿轮的轮廓。
- 进入“草图”模式,在所选平面上绘制曲线。
- 使用参数方程中的 \(x\) 和 \(y\),将参数 \(θ\) 设置为 0 到 \(2π\)(一个完整的圆周)。
- 使用“曲线”工具中的“点”或“样条”工具,按照参数方程绘制摆线齿轮的轮廓。
4. 旋转特征:使用“旋转”或“拉伸”命令将绘制的轮廓转化为三维形状。
- 选择轮廓并指定旋转轴,使其绕轴旋转生成齿轮的立体形状。
5. 添加其他特征:根据需要,可以在齿轮上添加其他特征,比如齿面、孔等。
建模过程可能需要一些实践和调整,特别是关于轮廓的绘制和旋转生成形状的部分。
记得保存文件,并不断调整参数和轮廓,直到获得符合预期的摆线齿轮模型。
SolidWorks渐开线齿轮的绘制方法SolidWorks, 渐开线齿轮, 绘制SolidWorks, 渐开线齿轮, 绘制一、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”。
具体参数设置,如图3所示。
(3)通过一系列的设置,我们就可以得到想要的齿轮了,如果还达不到自己的要求,就可以在现有的齿轮基础上进行修改。
如要孔板形式的齿轮,就可以用一个“旋转切除”命令和一个“拉伸切除”命令完成。
Vol. 19 No.l Mar. 2021第19卷第1期2021年3月新时代职业教育Vocational Education in the New EraSolidworks 齿轮建模方法探讨张小东(广东工贸职业技术学院,广东广州)摘 要:SoEdworks 作为常用的三维建模软件,高职院校工科专业多开设了该课程。
其中齿轮建模作为重要的一个建模零件,建模中涉及的多个操作技巧。
以标准直齿圆柱齿轮案例研究,通过两种方法放样曲面和方程式驱 动渐开线,完成齿轮建模。
关键词:SOLIDWORKS;齿轮;建模中图分类号:G712 文献标志码:A 文章编号:冀L 1500023 (2021) 01-0041-04齿轮绘制在solidworks 建模中,涉及到的操 作技能较多,属于建模中的典型零件。
因此做 好齿轮建模对于学生掌握草图定义、尺寸标注、 拉伸命令使用等都有着重要作用。
在现有的教材和研究中,发现渐开线齿轮绘制精准度较差,如 使用样条曲线来代替渐开线齿形。
或者操作较为 复杂,利用VB+, C 语言设计渐开线程序;利用 AUTOCAD 软件先行绘制导入solidworks 中;利用 其它造型软件协助。
1渐开线直齿圆柱齿轮的成形方法为了更好的说明问题,以实际建模案例构建 齿轮模型,齿轮的基本信息如表1所示。
表1标准直齿圆柱齿轮基本参数标准圆柱直齿利用渐开线来绘制齿形,完成建模过程主要分为三个阶段,如图]所示。
名称模数m 齿数齿顶高ha*C*压力角a参数2801 1.2520°(绘制渐开线)拉伸基体)*(其他结构成型)图1渐开线齿轮的成型步骤渐开线的成型方法主要有两种方法,第一种 为放样成形;第二种为方程曲线成形。
1.1曲面放样成形1.1.1渐开线绘制绘图步骤如下:1) 首先确定基圆直径db=d*cos20° =80*2*cos (20)=150.35;2) 草图1绘制基圆,在基圆绘制时,基圆的尺寸标注采用方程式标注,方程式为:f=d*cos (20*PI/180),式中:d -分度圆直径,mm; PI ( pi )-圆周率;*-乘号,shift+8输入。
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。
选取设计树中【前视】基准面,单击;单击,分选取分度圆,单击【构造几何线】图标使分度圆变成虚线实体;单击图工具栏中的图标,移动鼠标至垂线与分度圆的交点处单击,绘制一个点。
用视图工具局部放大分度圆与直线相交部分,单击绘制样条曲线图标键,分别单击新绘曲线和垂直中心线,选取这两个实体,单击草图工具栏中的【镜像实体】图标,则在中键,分别选取这两条曲线,单击,剪除掉齿顶圆与齿根圆中多余的部分,则轮齿的轮廓草图绘制完毕,如图图标单击的外表面,单击单击单击单击单击图标,将切除终止条件设为【完全贯穿】,单击单击【倒角】图标,单击单击单击键,选取所绘三角形和垂直中心线,单击【镜像】图标,在轮齿投影的右上角生成该三角形的镜像。
单击斜齿轮的建模实例说明创建如图2.1 所示的斜齿轮零件模型。
图2.1 斜齿轮模型分析图2.1 所示为要建立的斜齿轮模型,该齿轮的模数齿数均与“直齿轮的建模”中的直齿轮相同,轴心孔的尺寸形状以及倒角的形式也都一样。
所不同的是斜齿轮两端的齿廓有10°角的扭转偏差。
因此在绘制好齿轮轮廓草图后不能采用拉伸凸台特征来构建齿轮实体,而是要在另一基准面上创建旋转10°后的齿廓草图,然后利用放样特征建立三维实体。
其他的实体建模过程与“直齿轮的建模”过程基本相同。
学习目标掌握利用转换实体引用及放样特征构建斜齿轮三维实体模型的方法。
求解步骤1. 创建齿廓草图(1) 单击建立新的文件。
(2) 在设计树中选取【前视】基准面,单击开始绘制草图1。
(3) 参照“直齿轮的建模”中的绘图过程,绘制如图2.5 所示的齿轮轮廓。
图2.5 轮齿轮廓草图(4) 选取前视基准面,单击【参考几何体】图标,在下拉菜单中选择【基准面】,在基准面属性管理器中将距离设定为20mm,单击生成一个距前视基准面20mm的平行基准面1。
(5) 选取新建的基准面,单击打开草图2;在设计树中选取【草图1】,单击绘图工具栏中的【转换实体引用】图标,则草图1 中的齿轮轮廓线被引用到草图2 中。
基于SolidWorks的圆柱齿轮仿真分析及优化设计本文主要是基于SolidWorks对圆柱齿轮进行仿真分析和优化设计。
圆柱齿轮是车床和机床等工业设备中常用的一种传动装置。
在工业生产中,齿轮几乎是各种机械传动装置的必要组成部分,它具有传力平稳、传动效率高、结构简单等优点。
一、圆柱齿轮的设计在SolidWorks中,设计一对圆柱齿轮需要进行以下几个步骤:1、首先,我们需要先建立一个新的零部件。
在新的零部件中,我们需要建立两个轴孔和两个齿轮。
2、接着,在SolidWorks中,我们可以直接生成齿轮,需要注意的是,生成的齿轮与实际的齿轮可能会由于精度问题导致微小的误差,因此在生成齿轮后需要检查一下齿轮的参数是否符合设计要求。
3、完成齿轮的建模之后,我们需要将两个齿轮在轴上组装起来。
这里需要注意的是齿轮之间的啮合误差和间隙,这些都会影响到齿轮的传动效率和精度。
二、圆柱齿轮的仿真分析在设计完成后,我们需要进行仿真分析。
在SolidWorks中,仿真分析可以分为静力学分析和动力学分析。
在圆柱齿轮的设计中,一般需要进行动力学分析,以保证齿轮的稳定性和传动效率。
动力学分析主要包括以下几个方面:1、齿轮的转速和转矩分析在进行圆柱齿轮的仿真分析时,我们需要分别模拟两个齿轮的转速和转矩。
我们可以通过建立动态分析模型,通过分析模型中的各项参数,得到齿轮的转速和转矩。
2、齿轮的啮合磨损分析在使用一段时间后,齿轮之间的啮合会产生磨损,这会影响到齿轮的精度和传动效率。
因此,在进行仿真分析时,我们需要对齿轮的啮合进行磨损分析。
通过磨损分析,我们可以得到齿轮的磨损情况,并对齿轮进行相应的维护和修理。
三、圆柱齿轮的优化设计基于仿真分析的结果,我们可以对圆柱齿轮进行优化设计。
优化设计的目的是提高齿轮的传动效率和精度,降低齿轮的噪声和震动。
优化设计的方法主要有以下几个:1、改变齿轮的材料和制造工艺,通过提高齿轮的硬度和强度,提高传动效率和耐磨性;2、更改齿轮参数,例如增加模数、增加齿轮的宽度、改变齿轮的齿形等,以提高齿轮的精度和传动效率;3、改进齿轮的润滑和冷却系统,以降低齿轮的磨损和噪声。
SolidWorks在齿轮建模中的应用心得摘要:三维几何建模是齿轮有限元分析及齿轮机构虚拟仿真的基础,通常的CAD系统要通过编程才能实现齿轮三维模型的构建。
为此提出一种基于三维造型软件SolidWorks 和二维工程图软件CAXA的齿轮三维模型直接构建方法,该方法通过SolidWorks与CAXA 相结合,只需通过普通常用命令即可制作出齿型较完美的常用齿轮三维模型,较方便地满足了齿轮有限元分析及虚拟仿真的要求。
关键词:齿轮建模 SolidWorks CAXA0 引言不论是对单个齿轮进行有限元分析(CAE)还是对整个轮系进行以虚拟仿真(VE)为主的运动分析,齿轮三维几何模型是一个基础。
由于CAE和VE等软件平台的几何建模功能相对较弱,不能直接或难以提供精确的零件模型,为此通常采用利用主流的CAD 软件平台构建零件的三维模型,然后通过数据转换接口将其导入到CAE软件或虚拟环境(VE)中进行分析或仿真。
这一方法虽被广泛采用但并非没有缺点,主流的CAD软件平台一般并不直接提供齿轮的三维几何建模功能,为此本文提出一种精确构造齿轮的三维模型的方法。
CAXA是绘制二维工程图的常用CAD软件,它自带的齿轮绘制功能可以绘制出完整的齿轮渐开线,经过实践后发现可以将其绘制的齿轮渐开线导入到SolidWorks三维平台中,而后可以制作出齿型较完美的常用齿轮三维模型。
1 直齿轮建模1.1 圆柱直齿轮圆柱直齿轮是结构最简单的齿轮,其建模过程也最为简单。
在此构建的圆柱直齿轮齿数Z=42,模数m=2,首先启动CAXA软件使用齿轮绘制功能绘制出所需的一个齿廓曲线(如图1.1),然后将其保存为dwg文件。
然后在SolidWorks平台中打开刚才的dwg文件,此时如出现错误提示选择图 1.1 图1.2“忽略”选项即可,在随后出现的对话框中选择左上角的“输入到零件”选项(如图1.2),然后点击“完成”即可打开CAXA绘制的齿廓曲线(如图1.3),此时齿廓曲线位于前视基准面上。
solidworks齿轮画法SolidWorks齿轮画法齿轮是一种常见的机械传动装置,可以将一个轴上的转动力传递到另一个轴上。
在SolidWorks中,我们可以使用各种工具和功能来绘制和设计齿轮模型。
本文将介绍一种使用SolidWorks绘制齿轮的方法,以帮助您更好地了解齿轮的画法。
1. 创建新零件首先,打开SolidWorks并创建一个新的零件文件。
选择“文件”菜单中的“新建”选项,然后选择“零件”并点击“OK”。
2. 绘制基础轮廓选择“线段”工具,在绘制区域内绘制一个圆来表示齿轮的基础轮廓。
根据需求设置圆的半径和位置。
您可以使用精确测量或直接拖动鼠标来调整圆的尺寸。
3. 绘制齿轮的齿条选择“线段”工具,并从圆周上绘制一个直线,作为第一个齿条的起点。
按照所需的齿轮参数,绘制出其他的齿条。
可以使用直线、圆弧和三点弧等不同的工具来绘制齿条的形状。
4. 齿数和模数的计算齿数是齿轮上齿条的个数,而模数是表示齿轮齿条尺寸的参数。
在设计齿轮之前,我们需要确定齿数和模数。
常见的齿数有8、16、24等,模数可以根据齿数和齿轮的大小来确定。
5. 添加切削特征选择“特征”菜单中的“切削特征”工具,然后选择“齿轮特征”选项卡。
在这里,您可以设置齿轮的齿数、压力角、螺旋角等参数。
根据您的设计要求设置这些参数,并点击“确定”以应用切削特征。
6. 创建齿轮的孔现在,我们需要在齿轮上创建孔。
选择“特征”菜单中的“孔”的工具。
在对话框中,选择孔的类型、位置和尺寸,并点击“确定”以添加孔。
7. 添加其它特征根据需要,我们可以继续使用SolidWorks的各种工具和功能来添加其他特征。
例如,可以使用“圆角”工具来为齿轮添加圆角边缘,使用“倒角”工具为孔边缘添加倒角等。
8. 完成设计当您完成齿轮的绘制和特征添加后,点击“保存”按钮将文件保存到所需的位置。
您可以选择不同的文件格式,如SLDPRT或STL等,以适应不同的用途。
总结:在SolidWorks中,通过以下步骤可以绘制齿轮模型:首先创建新的零件文件,然后绘制齿轮的基础轮廓并确定齿数和模数,接着添加切削特征和齿轮孔,并根据需要添加其他特征和细节。
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”。
具体参数设置,如图3所示。
(3)通过一系列的设置,我们就可以得到想要的齿轮了,如果还达不到自己的要求,就可以在现有的齿轮基础上进行修改。
如要孔板形式的齿轮,就可以用一个“旋转切除”命令和一个“拉伸切除”命令完成。
具体操作如图4所示。
接着再添加几个孔,如图5所示。
(4)这样这个齿轮就差不多完成了,如果用户齿轮有其他的形式,当然可以自己再做进一步的修改。
修改完以后就可以保存了。
注意这里建议用“另存为”,因为直接点击保存,系统会自动保存到Toolbox配置的路径中去,那就会添加不必要的麻烦。
当然如果就想保存到Toolbox的配置路径,那么就直接保存即可。
Toolbox的配置路径更改有很多方法,如可以在“选项”→“异型孔向导/Toolbox”→“配置”,也可以在菜单中找到,还可以在“设计窗格”→“设计库”→“预览里点击右键”找到。
打开以后就能进入Toolbox配置的欢迎界面,如图6所示。
这里直接点击“3.定义用户设定”,就切换到了用户设定界面,如图7所示。
这里可以直接选择“生成零件”,然后在“在此文件夹生成零件:”选择保存的路径,最后保存退出就可以了。
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训练齿轮建模(圆周阵列)
1、选择“前视”,单击“正视于”,创建草图
2、拉伸
拉伸方式:两侧对称拉伸深度:60
3、选择“前视”,单击“正视于”,创建草图1)、绘制两个构造线圆,一个实体圆
(实体圆可以利用“转换实体”命令来绘制)
2)、使用中心线和样条曲线绘制,取消R249的构造线,转换为实体
3)、镜向实体
4)剪裁实体
4、拉伸
拉伸方式:两侧对称拉伸深度:60
5、倒角
方式:距离—角度距离:2mm 角度:45 选择上边线,效果如图所示
6、圆周阵列
7、阵列后的效果图
8、选择左侧面,单击“正视于”,创建草图
9、拉伸切除
10、效果如图所示
11、镜向
12、选择左侧面中间的圆台,单击“正视于”,创建草图
13、拉伸切除
方式:完全贯穿
14、选择中间平面创建草图
15、拉伸切除
方式:两侧对称深度:80
16、圆周阵列
17、最终效果图。
如何应用solidworks进行齿轮标准工程图绘制引言齿轮是一种常用的传动零件,也是机械设计过程中经常需要设计的一种零件,由于齿轮的工程图绘制与一般零件有较大区别,在利用一般的三维软件设计出三维图形后并不能马上得到准确的二维图形。
这种情况会大大降低工程技术人员的设计速度,增加设计成本。
Solidworks针对这类较特殊的零件设计了一个专用的工具,能够快速的解决问题,齿轮三维图形的设计首先利用solidworks与GEARTRAX齿轮插件设计出准确的齿轮三维图形,具体参数为齿数Z=28 ,压力角α=20,模数m=2。
如图1.1所示图1.1Solidworks可以使三维图形快速投影成二维图形,但对于齿轮这类特殊的零件我们还需对其进行适当的技术处理,才能得到准确的工程图形.在下图1.2中,我们发现齿轮零件左边的任务栏中有四个图标,现在我们就要利用第三个图标对工程图进行配置.图1.2点选图标,选择添加配置,弹出"添加配置"对话框,如图1.3所示图1.3在配置名称中键入自已所需的名称,点确定即可。
点选并激活新添加的配置,我们发现在齿轮设计树中零件名称变成了"齿轮(工程图)",在这个配置里面我们可将在工程图中不需要显示的特征加以压缩来达到隐藏的目的。
零件设计树中灰色部分即为压缩过的特征,这些特征在工程图中将不会显示出来。
这样的配置使得工程图中可以得到我们所需的图样,但装配图并不会因为这个而发生改变。
这里我们将齿轮的齿数由28个压缩至2个,如图1.4所示。
图1.4同样的方法,再次添加一个新的配置,将齿形全部压缩得到如图1.5所示图形。
图1.5当完成这些基本工作后,就可以正确的将齿轮转成所需的二维图形了,工程图如图1.6所示。
图1.6总结利用solidworks对齿轮进行设计,快速、准确。
工程图的制作能力也让人惊叹,充分体现了solidworks 人性化的设计,这将为我国机械领域带来飞速的发展。
SolidWorks齿轮角度变化曲线一、概述齿轮是机械传动系统中常用的零部件之一,能够通过齿轮的啮合传递动力和转速。
在SolidWorks中,我们可以通过建模和分析齿轮,来更好地理解齿轮传动的工作原理。
而齿轮的角度变化曲线是分析齿轮运动学特性的重要方法之一。
本文将介绍如何在SolidWorks中绘制齿轮的角度变化曲线,并分析其特性。
二、SolidWorks中齿轮建模在SolidWorks中,我们可以通过绘制齿轮的参数化曲线、创建齿轮零件并进行齿轮剖面设计,来建立齿轮模型。
我们需要确定齿轮的参数,包括齿轮的模数、齿数、压力角等。
通过SolidWorks的建模工具,在零件模型中创建齿轮的曲线轮廓,并使用参数化设计功能,根据参数快速生成不同规格的齿轮模型。
三、齿轮角度变化曲线的概念齿轮的角度变化曲线是指在齿轮啮合过程中,随着时间或位置的变化,齿轮齿顶点对啮合点的相对角度随之发生变化的曲线。
在大多数情况下,齿轮的角度变化曲线呈周期性变化,通过分析角度变化曲线的特性,可以帮助我们理解齿轮传动的运动规律,并为齿轮传动系统的设计和优化提供重要参考。
四、SolidWorks中绘制齿轮角度变化曲线1. 创建齿轮零件:我们需要使用SolidWorks创建齿轮零件模型,并确定齿轮的参数化设计。
2. 定义齿轮的旋转:在SolidWorks中,我们可以通过定义齿轮零件的旋转角度,来模拟齿轮的转动过程。
3. 绘制齿轮啮合点坐标:在齿轮啮合过程中,我们可以通过SolidWorks的坐标测量工具,绘制出齿轮齿顶点和啮合点的坐标变化。
4. 拟合角度变化曲线:通过测量和记录齿轮啮合点的坐标变化,在SolidWorks中使用曲线拟合工具,可以绘制出齿轮角度变化曲线。
五、齿轮角度变化曲线的分析齿轮的角度变化曲线可以反映出齿轮啮合点的相对运动状态,通过分析齿轮角度变化曲线,我们可以得到以下重要信息:1. 齿轮传动比:通过分析角度变化曲线的周期和幅值,可以计算出齿轮的传动比,进而确定齿轮传动系统的传动性能。
SolidWorks在齿轮建模中的应用心得
摘要:三维几何建模是齿轮有限元分析及齿轮机构虚拟仿真的基础,通常的CAD系统要通过编程才能实现齿轮三维模型的构建。
为此提出一种基于三维造型软件SolidWorks 和二维工程图软件CAXA的齿轮三维模型直接构建方法,该方法通过SolidWorks与CAXA 相结合,只需通过普通常用命令即可制作出齿型较完美的常用齿轮三维模型,较方便地满足了齿轮有限元分析及虚拟仿真的要求。
关键词:齿轮建模 SolidWorks CAXA
0 引言
不论是对单个齿轮进行有限元分析(CAE)还是对整个轮系进行以虚拟仿真(VE)为主的运动分析,齿轮三维几何模型是一个基础。
由于CAE和VE等软件平台的几何建模功能相对较弱,不能直接或难以提供精确的零件模型,为此通常采用利用主流的CAD 软件平台构建零件的三维模型,然后通过数据转换接口将其导入到CAE软件或虚拟环境(VE)中进行分析或仿真。
这一方法虽被广泛采用但并非没有缺点,主流的CAD软件平台一般并不直接提供齿轮的三维几何建模功能,为此本文提出一种精确构造齿轮的三维模型的方法。
CAXA是绘制二维工程图的常用CAD软件,它自带的齿轮绘制功能可以绘制出完整的齿轮渐开线,经过实践后发现可以将其绘制的齿轮渐开线导入到SolidWorks三维平台中,而后可以制作出齿型较完美的常用齿轮三维模型。
1 直齿轮建模
1.1 圆柱直齿轮
圆柱直齿轮是结构最简单的齿轮,其建模过程也最为简单。
在此构建的圆柱直齿轮齿数Z=42,模数m=2,首先启动CAXA软件使用齿轮绘制功能绘制出所需的一个齿廓曲线(如图1.1),然后将其保存为dwg文件。
然后在SolidWorks平台中打开刚才的dwg文件,此时如出现错误提示选择
图 1.1 图1.2
“忽略”选项即可,在随后出现的对话框中选择左上角的“输入到零件”选项(如图1.2),然后点击“完成”即可打开CAXA绘制的齿廓曲线(如图1.3),此时齿廓曲线位于前视
基准面上。
此时即可开始齿轮的正式建模,首先“拉伸”一个圆柱体,其中圆柱体的直径等于齿轮的齿根圆直径,宽度就是齿轮的齿厚,此处圆柱体的草图
图1.3 图1.4
与齿廓曲线同样在前视基准面上(如图1.4)
利用刚才导入的CAXA所绘制的齿廓曲线作为草图,使用“拉伸”命令即可构建出一个齿型,然后在齿型的两个端面加上齿端倒角(如图1.5)。
最后使用“圆周阵列”命令将得到的一个齿型和齿端倒角进行阵列(阵列数为齿数42),再使用“切除拉伸”命令制造出齿轮的花键槽,就完成了所需圆柱直齿轮的建模(如图1.6),得到的圆柱直齿轮其齿型渐开线较完美。
图1.5 图1.6
在此建模过程中其实也可通过CAXA将齿轮的42个齿型的齿廓曲线完全导入,然后直接拉伸而不需要进行圆周阵列就可完成圆柱直齿轮的建模,但是这种方法会导致齿廓曲线的草图过于复杂而不便于以后的草图编辑,所以在本文中都只是导入一个齿型的齿廓曲线来进行建模。
1.2 圆柱斜齿轮
圆柱斜齿轮的结构与圆柱直齿轮很相似,其建模过程也只比圆柱直齿轮稍微复杂一点而已。
我们只需在圆柱直齿轮的基础上将其齿型的拉伸方向倾斜一个角度即可得到圆柱斜齿轮。
在此构建的圆柱斜齿轮齿数和模数与上例中的圆柱直齿轮完全一样,其倾斜角为12°。
前几个步骤与圆柱直齿轮建模过程完全一样,通过CAXA导入一个齿型的齿廓曲线,然后拉伸圆柱体(如图1.1-1.4)。
接下来开始进行齿型的倾斜拉伸,首先在圆柱体的另一个端面建立一个草图,通过“转换为实体”
图1.7 图1.8
命令将刚才导入的位于前视基准面的齿廓曲线“复制”到圆柱体的另一个端面上,然后
再通过草图的旋转命令将此齿廓曲线在圆
柱体上旋转12°,这个角度就是齿型拉伸方向的倾斜角度,也就是圆柱斜齿轮的倾斜角。
此时得到的两个草图分别位于齿轮的两个端面,两个草图的外形完全相同只是双方之间有一个角度的错位(如图1.7、1.8)。
利用得到的两个草图进行“放样”操作即可构建出一个斜齿型,然后在齿型的两个端面加上齿端倒角(如图1.9)。
最后使用“圆周阵列”命令将得到的一个齿型和齿端倒角进行阵列(阵列数为齿数42),再使用切除拉伸命令制造出齿轮的花键槽,就完成了所需圆柱斜齿轮的建模(如
图 1.10),得到的圆柱斜齿轮其齿型
渐开线较完美。
图1.9 图1.10
2 锥齿轮建模
2.1直齿锥齿轮
锥齿轮是比较复杂的常用齿轮,其造型过程也相对复杂,在此构建的直齿锥齿轮齿数Z=40,模数m=3.5。
首先启动CAXA软件绘制出齿数模数与锥齿轮相同的直齿轮的齿间曲线并将其导入到SolidWorks平台中,因为后面将要使用切除方法来构建齿型所以此处需要的是两个齿型之间的齿间曲线。
(如图2.1)。
为了便于后面的操
图2.1
作应在CAXA中将齿间曲线调整至以
水平线或竖直线对称的位置。
然后根
据锥齿轮的外形尺寸使用“旋转拉
伸”命令构建出锥齿轮的外形(如图
2.2),从图中可以看出导入的齿
间曲线位于前视基准面上其方向和
位置都与直齿锥齿轮的齿型不符。
接下来需要对导入的齿间曲线的方向和位置进行编辑,首先需要建立一个基准面,
这个基准面与锥齿轮的背锥曲面相切(如图2.3)。
使用“编辑
图 2.2
图
2.3
图2.4 图2.5
草图平面”命令将原本位于前视基准面上的齿间曲线“移动”到新建的基准面上,然后
使用旋转命令将齿间曲线转至渐开线朝上的方向,最后将其移动到所需的位置,此时渐
开线上齿顶圆的最高点位于锥齿轮的两个曲面的交线上,到此齿间曲线的方向和位置已
满足使用要求(如图2.4)。
为了防止后面出现切除不完整的现象可在齿间曲线完全定位
后将其齿顶圆半径稍微增大,并不会对锥齿轮的齿型产生影响。
然后在前视基准面上绘制一个点,这个点也就是锥齿轮的节锥顶点(如图2.5)。
图2.6 图2.7
利用完成的齿间曲线和节锥顶
点两个草图进行“放样切除”操作即
可构建出一个锥齿型(如图2.6)。
然
端倒角就得到了符合要求的直齿锥齿轮(如图2.7)。
2.2斜齿锥齿轮
在完成了直齿锥齿轮的基础上要构建斜齿锥齿轮,只需找到锥齿型在放样过程中所对应的顶点即可完成建模。
在此构建的斜齿锥齿轮齿数和模数与上例中的直齿锥齿轮完全一样,其倾斜角为30°。
前几个步骤与直齿锥齿轮廓建模过程完全一样(如图2.1-2.4),接下来开始寻找锥齿型放样的顶点。
在直齿锥齿轮中这个顶点也就是齿轮的节锥顶点,但是在斜齿锥齿轮中这个顶点与节锥顶点等高但却不在一个平面中。
首先需要建立另一个基准面1,这个基准面与图2.3中建立基准面平行并且通过锥齿轮的节锥顶点(如图2.8)。
图2.8 图2.9
图2.10 图2.11
在前视基准面上新建草图画一条倾斜的直线,直线的一个端点与节锥顶点在一条竖直线上并与锥齿轮的两个曲面的交线等高,直线与水平方向的倾斜角为斜齿锥齿轮倾斜
角的余角60°(如图
2.9)。
在基准面1上绘制
一个点,将此点定义为倾
斜直线与基准面1的穿透
点,这个顶点就是锥齿型
放样顶点(如图2.10)。
利用完成的齿间曲线和
放样顶点两个草图进行
“放样切除”操作即可构
建出一个锥齿型(如图
2.11)。
然后使用“圆周”
符合要求的斜齿锥齿轮(如图2.12)。
图2.12
3 结束语
通常的CAD系统要通过编程才能实现齿轮三维模型的构建,本文方法将三维造型软件SolidWorks和二维工程图软件CAXA相结合,在不通过编程也没有任何插件程序的情况下只使用普通常用命令即可制作出常用齿轮的三维模型,较方便地满足了齿轮的有限元分析及虚拟仿真的要求。
此方法实用性强,具有推广价值,可广泛用于加工齿轮的所有企业。
参考文献
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[2] 许洪基《齿轮手册》机械工业出版社 1990.11
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[5] 董振珂《计算机绘图CAXA电子图板V2》化学工业出版社 2001.4。