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1、精选优质文档-倾情为你奉上第七部分:齿轮-直齿锥齿轮 直齿锥齿轮的建模（模数(大端端面模数)m=2.5,齿数z=24,齿宽b=20, 压力角(法向)=20） 建模的关键：大小两端的各自4个圆的画法，大小两端的齿廓的画法。仍然是先用NX和SW各自自带的齿轮建模工具来做，再用参数的方法用各个软件来做。NX: SolidWorks： A.NX建模方法。锥齿轮的参数非常多，但建模的时候并不一定都用上。（输入参数时要按顺序，不要乱。）（1）输入参数：（2）绘制草图并约束。 注意使用xy为草图平面（3）创建两个草图平面。 两个平面分别过各自的线，且 垂直与YZ基准平面（4）作出两个草图。 这两组圆的直径分
2、别为直线与直线的交点 画这两条直线是为了下一步移动坐标系做准备（5）第一次移动坐标系，并画出第一条渐开线。 偏置坐标系时，X轴为 Y轴为再绕Z轴顺时针旋转a度，即+z的-a度 结果如右图：（6）采用以前的方法做出第一个齿廓。 即大段齿廓。注意，因为坐标是旋转以后的， 所以镜像渐开线时不需再作镜像中心线，直接用基准坐标系的YZ平面即可。（7）参照第一个齿廓的做法，做出第二个齿廓。 偏置坐标系时的对话框 画第二条渐开线时记得修改X、Y的参数（8）结果如下：（9）画引导线。 首先要使坐标系恢复WCS原点。选择参考为：绝对坐标系即可。如图： 以YZ为草图平面，画出引导线时，最好选择第二条直线的投影。即
3、这条直线为引导线 此时坐标系是已经是恢复 至最初状态了（10）再以YZ为草图平面画出齿坯剖面，并旋转成实体。（11）扫掠出第一个齿体。（12）阵列并求和。(NX 8.0阵列命令用的是“对特征形成图样”)B.SolidWorks的建模。采用NX表达式中算出的结果，在建模时直接使用。通过NX的建模，我们发现，直齿锥齿轮的建模并不复杂。（1）绘制草图并添加尺寸约束。（2）创建两个平面为草图平面。（3）在“基准面1”上做出大端的第一条渐开线。 由方程所画出的渐开线 默认的草图坐标系(红色) 四个圆的直径分别为 草图1四条直线的端点注意：这里并没有移动旋转坐标系，SolidWorks中“方程式驱动的曲线
4、”是 在草图的环境中创建的，而草图的坐标系移动是件很麻烦的事，所以 采用先在默认的草图坐标系中画出剪开线，在进行旋转的做法。 注意Y点的坐标多了“-34”原因如右图 此方程与NX的方程不同，调换了X、Y的坐标值。（4）对渐开线进行旋转。 旋转的结果 4.16为NX中由表达式算出的a的 约值（5）镜像修改后，画出的第一个齿廓。（6）用同样的方法画出的小端的齿廓。(附：渐开线的方程) （7）画出齿坯和引导线 （8）采用放样的方法，做出第一个齿体。 注意这两个点的位 值必须相互对应 中心线即为上步 所画的引导线(其实 用放样的方法，这条 中心线可以不画，两 者的差异几乎没有)（9）阵列做出齿轮。 注
5、意要阵列的是 实体，而不是特征和面，否则会 失败，出现错误提示。 （10）最后结果如图：C.Pro/e的建模过程：（思路都是一样的） （1）先绘制草图并添加约束。 注意：草图大概画出后，添加尺寸约束时，把没用的删去。 添加点与线的尺寸时，点“尺寸”工具后，先点点再点线，最后点鼠标中键。显示尺寸后双击修改 即可。（2）创建两个基准平面作为草图平面。 例如:作第一个平面时，按住ctrl键 选择要穿过的线和与之相垂直的面。 通过下拉三角选择参照方式 穿过的线 垂直的面 用同样的方法做出另一个平面（3）画点。 这是以前没有的。 Pro/e画草图时其他 草图的线的交点或端点等不会在工作的草图上被捕捉。画
6、了10个点，如图。（4）做出第一个草图的四个圆。 进入草图时，会提示缺少参照，这时选择上步创建的 PNT0PNT4 5个点作为参照。 以PNT0为圆心，直径分别过其他4个点的圆。 这条直线长短无所谓，为下一步创建坐标铣做准备。 用相同的方法画出另一张草图的4个圆。（5）创建坐标系。创建坐标系CS0 创建坐标系CS1(即：第一条渐开线的坐标系) 如图所示X、Y轴 参照选择CS0，如图进行旋转。 （6）画出第一条渐开线。渐开线的方程（坐标选择CS1） 所画结果（7）在新的草图上画出第一个齿廓。（8）参照第一个齿廓的做法，画出第二个齿廓。 第一个齿廓 第二条渐开线的方程(坐标系选择CS3) 所画出的
7、两个齿廓（9）创建引导线及齿坯。（10）创建第一个齿体（扫描混合）。 注意：两个轮廓的方向必须一致。两个轮廓的节点的数量必须一致。两个轮廓节点的位置必须相互对应。 （11）阵列（最后结果）。 注意：阵列若出现重叠而失败的情况， 那是因为齿根圆角半径x过大而导致 两相邻齿体的交错重叠。 可以作如下改动： 大端齿根圆角半径： x0.38*m=0.38*2.5=0.95 那么小端的齿根圆半径就要小于0.95 比如取rx=0.5左右即可。关于一些解释：四个圆的直径，这里采用的是4个交点的做法。测量的结果分别为： 大端：da=73 d=68 db=63.899 df=61.75 小端：da=50.098
8、 d=46.667 db=43.852 df=42.377如果用数学的方法：以d为例，d=d/cos=60/cos28.072=67.99969，与取交点的做法是一样的。其他3个圆也有相应的计算公式， da=da/cos=64.412/cos28.072=72.996 db=db/cos=56.382/cos28.072=63.896 df=df/cos=54.485/cos28.072=61.746(我们可以看出，计算的结果和画图取交点的结果几乎是一样的)小端圆的直径算法比较麻烦！ 我们来一点一点地说，右图测量的数据分别为： 30.3为顶锥角a, 26.2为基锥角b 25.3为根锥角f, 2
9、8.072为分锥角 2.8为齿根角f, 1.8为齿基角b 2.2为齿顶角a. 20.0154为齿顶宽ba，20为齿宽b， 20.0103为齿基宽bb, 20.024为齿根宽bf. 2.5为齿顶高ha, 2.0505为齿基高hb, 3.125为齿根高hf. 30为分度圆的半径d/2. 63.75为锥距rx,90为轴交角.这些数据是做出锥齿轮后测量出来的，所以几何计算的时候不采用，而是用几何算式来计算。4个小圆直径的计算方法为：da=(da-2*ba*sina)/cosd=(d-2*b*sin)/cosdb=(db-2*bb*sinb)/cosdf=(df-2*bf*sinf)/cos 我们仔细算
10、一下这4个圆的直径。以da为例。 a=arctan(ha/rx)=2.246 ba=b/cosa=20.015 da=64.412 =28.072 da=50.098 同样的方法计算出令3个圆的直径为：d= 46.667 db=43.852 df=42.377 （我们可以看出，结果是一样的。这种取点的画法避免了大量的计算，是非常快捷的。自然，这种画法正是因为舍去了很多锥齿轮的概念，而使得对锥齿轮的理解显得模糊了。不过这种画法应当是最精确的。）在作齿廓的时候，采用的是旋转坐标系的方法，而不是旋转对称中心线的方法。主要是因为扫掠时引导线的问题。 再一个问题就是：旋转的角度不是90/z/cos。 a
11、.比如，用旋转中心线的方法做一个齿体。引导线不做旋转。 草图1 画出的齿廓，引导线不变 扫掠出的齿体 我们换一个角度来看一下： 同样的角度，来看一下旋转坐标系的做法： 草图1 可以很明显的看出，左图的齿体是不对称的。原因就是引导线没有做旋转，引导线不一定要在齿体的对称中心。但是，引导线必须和齿体的对称平面平行，引导线的两端与两轮廓上的点必须相互对应，引导线不一定要在轮廓内，也可以在轮廓以外。所以，如果不采用旋转坐标系的方法，那么，采用旋转中心线的方法时，必须也要旋转引导线。b.关于旋转的度数：a a=360*cos/（z*4）+180*tan/- ，其中=20 =90/z*cos+180*ta
12、n/- 我们可以看出180* tan/-是一个定值，为0.854 在蜗轮和渐开线蜗杆的制作中，画渐开线对称中心线时，旋转角度为：a=90/z+180* tan/-也有0.854 这个度数，不知道是怎么得来的。齿坯轮廓的确定。 大端齿高 小端齿高 齿坯轮廓所确定的两个参数 我们可以看出，大端的参数5.625与大端齿高是相等的， 是不是可以认为大端的参数就等于大端的齿高？不一定。 小端的参数4.5与小端的齿高不相等。 在NX和SolidWorks中自带的齿轮生成工具所作出的锥齿轮 两者测量的结果也不一样。 所以，这两个参数是怎样确定的，不知道。齿根圆角半径x 定义：如果齿根高系数hax1那么x0.38m 如果hax1那么x0.46m NX的表达式为：rho_x=if(hax=1)(0.38*m)else(0.46*m) 锥齿轮中hax=1所以x0.38m=0.382.5=0.95 结果如下： 大端的x为0.95 小端的x为0.8 如果小端的也取0.95则会出现相交 采用NX自带的齿轮建模工具中，定义x为0.95， 结果如下： 大端出现了实体相交的情况 小端也出现了实体相交的情况 在Pro/e中，若出现相交的情况，阵列是不能成功的。因此，小端x应小于大端的x(0.95)。至此，渐开线直齿锥齿轮的创建方法就全部介绍完了。二郎QQ:2011年12月21日专心-专注-专业