齒輪傳動是最重要的機械傳動之一。齒輪零件具有傳動效率高、傳動比穩定、結構緊湊等優點。因而齒輪零件應用廣泛,同時齒輪零件的結構形式也多種多樣。根據齒廓的發生線不同,齒輪可以分為漸開線齒輪和圓弧齒輪。根據齒輪的結構形式的不同,齒輪又可以分為直齒輪、斜齒輪和錐齒輪等。
工具/原料
Pro/E設計軟件
方法/步驟
漸開線是由一條線段繞齒輪基圓旋轉形成的曲線。漸開線的幾何分析如圖3-1所示。線段s繞圓弧旋轉,其一端點A劃過的一條軌跡即為漸開線。圖中點(x1,y1)的座標為:x1=r*cos(ang),y1=r*sin(ang) 。(其中r為圓半徑,ang為圖示角度)
對於Pro/E關係式,系統存在一個變量t,t的變化範圍是0~1。從而可以通過(x1,y1)建立(x,y)的座標,即為漸開線的方程。
ang=t*90
s=(PI*r*t)/2
x1=r*cos(ang)
y1=r*sin(ang)
x=x1+(s*sin(ang))
y=y1-(s*cos(ang))
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的座標關係來定義在其它面上的方程,在此不再重複。
直齒輪的建模分析(如圖3-2所示):
(1)創建齒輪的基本圓
這一步用草繪曲線的方法,創建齒輪的基本圓,包括齒頂圓、基圓、分度圓、齒根圓。並且用事先設置好的參數來控制圓的大小。
(2)創建漸開線
用從方程來生成漸開線的方法,創建漸開線,本章的第一小節分析了漸開線方程的相關知識。
(3)鏡像漸開線
首先創建一個用於鏡像的平面,然後通過該平面,鏡像第2步創建的漸開線,並且用關係式來控制鏡像平面的角度。
(4)拉伸形成實體
拉伸創建實體,包括齒輪的齒根圓實體和齒輪的一個齒形實體。這一步是創建齒輪的關鍵步驟。
(5)陣列輪齒
將上一步創建的輪齒進行陣列,完成齒輪的基本外形。這一步同樣需要加入關係式來控制齒輪的生成。
(6)創建其它特徵
創建齒輪的中間孔、鍵槽、小孔等特徵,並且用參數和關係式來控制相關的尺寸。
注意事項
用從方程來生成漸開線的方法,創建漸開線,本章的第一小節分析了漸開線方程的相關知識。