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1、基于Pro/E的渐开线圆柱齿轮参数化精确建模 X叶 丰(中国计量学院,浙江杭州) 摘要:介绍了应用Pro/E实现圆柱齿轮的三维精确建模的方法,推导了有关精确建模所需的几个重要关系式;介绍了应用二次开发工具Pro/Program实现圆柱齿轮的参数化设计的方法 关键词:Pro/E;Program;齿轮;参数化设计 中图分类号:TH 文献标识码:A 文章编号:1005-5770(2006)06-0033-03ParametricDesignforAccurateModelofCylindricalGearBasedonPro/EYEFeng(ChinaInstituteofMetrology,Han
2、gzhou,China) Abstract:Themethodfortheaccurate3DmodelofcylindricalgearbasedonPro/ewasintroduced,andsomekeyfunctionsfortheaccurate3Dmodelwerededuced1ParametricmodelofcylindricalgearwasrealizedbymeansofPro/Program1 Keywords:Pro/e;Program;Gear;ParametricDesign 利用传统的机械设计方法很难精确表达复杂零件的形状,由于Pro/E的强大参数化造型功能,
3、使得复杂零件的实体造型成为可能本文探讨了利用Pro/E软件进行渐开线圆柱齿轮参数化精确建模的方法1 渐开线圆柱齿轮的参数1 圆柱齿轮的标准参数:法面模数mn;法面压力角An;法面齿顶高系数han*;法面齿隙系数cn*;螺旋角B(直齿圆柱齿轮B=0);变位系数xn;齿数z 圆柱齿轮基本尺寸计算公式 端面模数:mt=mn/cosB;端面压力角:At=arc2tan(tanAn/cosB); 分度圆直径:d=mtz=mnz/cosB;基圆直径:db=dcosAt; 齿根圆直径:df=mnz/cosB-2(han*-xn+cn*)mn; 齿顶圆直径:da=mnz/cosB+2(han*+xn)mn2
4、渐开线圆柱齿轮精确建模的关系式211 渐开线方程 齿轮轮齿精确的三维造型是齿轮机构动态仿真!NC加工!干涉检验以及有限元分析的前提,轮齿的形状必须用渐开线方程来控制由图1可得渐开线方程:x=(dbcosH+P#db#H#sinH/180)/2y=(dbsinH-P#db#H#cosH/180)/2(1)图1 渐开线Fig1Involute图2 斜齿轮螺旋线Fig2Helixofcylindricalgear212 斜齿轮前后端面齿廓截面的旋转角度 图2将斜齿轮沿分度圆柱展开由图2可得:#33#第34卷第6期2006年6月塑料工业CHINAPLASTICSINDUSTRYX作者简介:叶丰,男,1
5、972年生,工程师,主要研究方向为机械设计refeng219hotmail1comL=Pd/tgB=Pmz/sinB(5)式中,L为螺旋线导程 整个导程L螺旋线绕轴线旋转360b角,则在b宽度上齿廓截面旋转角度为:360b#b#sinB/Pmz3 圆柱齿轮在Pro/E中的参数化建模 采用一般的方法建模时,齿轮的某一参数发生变化就需重复造型,这给设计带来很大的麻烦;因此采用Pro/E的Program程序实现参数化设计2圆柱齿轮的设计步骤如下:311 创建基准曲线 创建二个圆基准曲线,为了便于记忆和今后的设计变更,通常将Pro/E自动生成的特征标识!尺寸名称进行修改将基准曲线重命名为齿顶圆!齿根圆
6、通过1编辑2基准曲线,修改直径尺寸1属性2,将特征尺寸的名称分别改为da!df312 Pro/Program程序设计 Pro/Program是Pro/E提供的一个可程序化的工具它可以将需要经常变更的参数或步骤,事先以叙述句的方式写成,在调用时自动提示输入设计变量,从而使变型设计得以自动实现本文讨论的圆柱齿轮包括直齿圆柱齿轮!斜齿圆柱齿轮!人字齿轮;因此,齿轮的设计变量除了标准的齿轮参数外,还有齿轮类型这一参数点击1工具2y1程序2y1编辑设计2,在程序的INPUT,ENDINPUT之间输入设计变量: gear typestring d请输入齿轮的类型(str:直齿轮;rh:右旋斜齿轮;lh:左
7、旋斜齿轮;her:人字齿轮)d m nnumber d请输入齿轮的模数:d , ifgear type=dstrd|gear type=dSTRdelse betanumber d请输入齿轮的螺旋角(045):dendif,bnumberd请输入齿轮的宽度:d 在程序的RELATIONS,ENDRELATIONS之间输入关系式: /*根据齿轮类型确定螺旋角ifgear type=dstrd|gear type=dSTRdbeta 1=0elsebeta 1=betaendif/*ha:齿顶高;hf:齿根高;alpha t:端面压力角ha=(hax n+x n)*m nhf=(hax n+cx n-x n)*m nalpha t=atan(tan(alpha n)/cos(beta 1)/*d:分度圆直径;da:齿顶圆直径;df:齿根圆直径;db:基圆直径d=m n*z/cos(beta 1)da=d+2*hadf=d-2*hfdb=d*cos(alpha t) 关闭!并保存文件,输入设计变量,系统自动再生模型图3 渐开线生成坐标系Fig