文档介绍：齿轮传动是最重要的机械传动之一。齿轮零件具有传动效率高、传动比稳定、结构紧凑等优点。因而齿轮零件应用广泛, 同时齿轮零件的结构形式也多种多样。根据齿廓的发生线不同, 齿轮可以分为渐开线齿轮和圆弧齿轮。根据齿轮的结构形式的不同, 齿轮又可以分为直齿轮、斜齿轮和锥齿轮等。本章将详细介绍用 Pro/E 创建标准直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、圆弧齿轮以及蜗轮蜗杆的设计过程。 直齿轮的创建 渐开线的几何分析图 3-1 渐开线的几何分析渐开线是由一条线段绕齿轮基圆旋转形成的曲线。渐开线的几何分析如图 3-1 所示。线段 s 绕圆弧旋转, 其一端点 A 划过的一条轨迹即为渐开线。图中点( x1,y1 ) 的坐标为: x1=r*cos(ang),y1=r*sin(ang) 。( 其中 r 为圆半径, ang 为图示角度) 对于 Pro/E 关系式,系统存在一个变量 t,t 的变化范围是 0~1。从而可以通过( x1,y1 )建立( x,y )的坐标,即为渐开线的方程。 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 以上为定义在 xy 平面上的渐开线方程,可通过修改 x,y,z 的坐标关系来定义在其它面上的方程,在此不再重复。 直齿轮的建模分析本小节将介绍参数化创建直齿圆柱齿轮的方法,参数化创建齿轮的过程相对复杂, 其中要用到许多与齿轮有关的参数以及关系式。直齿轮的建模分析(如图 3-2 所示): (1 )创建齿轮的基本圆这一步用草绘曲线的方法,创建齿轮的基本圆,包括齿顶圆、基圆、分度圆、齿根圆。并且用事先设置好的参数来控制圆的大小。(2 )创建渐开线用从方程来生成渐开线的方法,创建渐开线,本章的第一小节分析了渐开线方程的相关知识。(3 )镜像渐开线首先创建一个用于镜像的平面,然后通过该平面,镜像第 2 步创建的渐开线,并且用关系式来控制镜像平面的角度。(4 )拉伸形成实体拉伸创建实体,包括齿轮的齿根圆实体和齿轮的一个齿形实体。这一步是创建齿轮的关键步骤。(5 )阵列轮齿将上一步创建的轮齿进行阵列, 完成齿轮的基本外形。这一步同样需要加入关系式来控制齿轮的生成。(6 )创建其它特征创建齿轮的中间孔、键槽、小孔等特征,并且用参数和关系式来控制相关的尺寸。图 3-2 齿轮的建模分析 直齿轮的建模过程 1 .输入基本参数和关系式(1 )单击,在新建对话框中输入文件名“ gear ”, 然后单击;( 2) 在主菜单上单击“工具”→“参数”,系统弹出“参数”对话框,如图 3-3 所示; 图 3-3 “参数”对话框(3 )在“参数”对话框内单击按钮,可以看到“参数”对话框增加了一行, 依次输入新参数的名称、值、和说明等。需要输入的参数如表 3-1 所示; 名称值说明名称值说明 M3模数 DB___ 基圆直径 Z25齿数 DF___ 齿根圆直径 ALPHA 20压力角 D___ 分度圆直径 HAX 1齿顶高系数 DD0 ___ 凹槽直径 BB0 ___ 凹槽深度 B10齿轮宽度 DD1 15轴孔直径 HA___ 齿顶高 LL1 ___ 键槽高 HF___ 齿根高 LL2 ___ 键槽宽 X0变位系数 LL3 ___ 小孔到原点 DA___ 齿顶圆直径 DD2 ___ 小孔直径表 3-1 创建齿轮参数注意:表 3-1 中未填的参数值,表示是由系统通过关系式将自动生成的尺寸,用户无需指定。完成后的参数对话框如图 3-4 所示: 图 3-4 “参数”对话框(4) 在主菜单上依次单击“工具”→“关系”, 系统弹出“关系”对话框,如图 3-5 所示; (5)在“关系”对话框内输入齿轮的分度圆直径关系、基圆直径关系、齿根圆直径关系和齿顶圆直径关系。由这些关系式, 系统便会自动生成表 3-1 所示的未指定参数的值。输入的关系式如下: ha=( hax+x)*m hf=( hax+cx-x)*m d=m* z da=d +2*ha db=d *cos(alpha) df=d -2*hf 完成后的“关系”对话框如图 3-5 所示; 图 3-5 “关系”对话框 2 .创建齿轮基本圆(1 )在工具栏内单击按钮,系统弹出“草绘”对话框; (2) 选择“ FRONT ”面作为草绘平面, 选取“ RIGHT ”面作为参考平面, 参考方向为向“左”, 如图 3-6 所示。单击【草绘】进入草绘环境;