齿轮构架的数据型预设和摹拟

来源：塑胶五金网发布时间：2014-11-05 15:52:19点击率：

　　绘制斜齿轮的基准线在草绘模式下绘制齿轮的基圆线，选择Tools菜单的Ralations子项，添加关系：sd0=基圆半径(为步骤1.2.1添加的关系)，确定退出草绘模式。同样绘制齿根圆线、分度圆线、齿顶圆线和添加相应的关系。以后修改齿轮参数，则这些基准线为之将随之变化。

　　绘制斜齿轮的渐开线从平行轴斜齿圆柱齿轮齿形的产生原理可知：斜齿轮轮齿与任意横截面相交截得的形状为渐开线齿廓，其参数为斜齿轮的端面参数，即端面模数、端面压力角和齿轮齿数。

　　在Pro/E中生成渐开线可以有多种方法，本文用渐开线数学方程生成渐开线。

　　1)点选Pro/E右边工具栏Insertadatumcurve进入MenuManager，点选FromEquation，确定，选择缺省坐标系PRT_SYS_DEFCylindrical(柱面坐标系，渐开线方程用极坐标表示相对简单)，在弹出的编辑器中输入关系r=rb/(2cos(45t))=tan(45t)180/-45t)z=0(1)关系式(1)表示在FRONT平面内生成45展角内的渐开线，其中：t在01之间变化。

　　2)镜像上面生成的渐开线。两条渐开线之间弧长对应中心角为360/(T2)。按1.2.2和1.2.3步骤完成后其形如所示。

　　生成螺旋线以基圆线分别与两条渐开线的交点为起点做两条螺旋线。仍然用数学方程生成两条螺旋线，其柱面坐标方程分别如下r=rb/2=t360Wtanb/(2rb)b基圆螺旋角z和r=rb/2=t360Wtanb/(2rb)-2(360/T4)-p节圆螺旋角z标准斜齿圆柱齿轮造型拉伸生成齿轮实体，加入关系：实体直径=齿顶圆直径参数。

　　1)变截面扫描切掉齿间部分。命令：Insert进入变截面扫描模式：在References菜单中，选择1.2.6生成螺旋线中一条作为Origin线，另一条作为X轨迹线，指定扫描截面的法线方向不变;在Options中选择CostantSection选项，即在扫描过程中，扫描截面沿Origin线和X轨迹线运动，但截面形状保持不变。绘制斜齿轮齿间界面形状，选择1.2.3绘制的渐开线、齿根过渡曲线为截面边界，完成截面绘制后，确定退出截面绘制。按确定标生成实体。过渡曲线形式如所示。

　　齿根过渡曲线(a)为齿数大于2.5cos/(1-cost)齿时的过渡曲线，此种情况齿根圆内有渐开线。其中为螺旋角，t端面压力角。其参数关系式pf=c/(1-sin)=cm/(1-sin)a=mcm-pfb=m/4-mtan-pfcos其中：c为标准顶隙系数，m为模数，为压力角(下同)。

　　(b)为齿数小于2.5cos/(1-cost)齿时的过渡曲线，此种情况基圆半径大于齿根圆半径，基圆内无渐开线，过渡曲线为一条圆弧线。其参数关系式pf=(m/4-mtan)/cosa=m-(/4-tan)mtan2)复制上一步扫描特征。EditFeatureOperationsCopyMove、Select、IndependentDone选择上一步生成的特征DoneRotateCrv/Edg/Axis选择A_1轴Okay输入数值：360/TDoneMoveDone.3)Pattern上一步复制特征。点选PatternTool进入Pattern模式。在Demension中选择上一步绕A_1轴旋转的角度标注，阵列的数值=T-1.

　　按确定标生成齿轮实体。加入齿轮的中心孔、键槽等特征即是完整的渐开线斜齿圆柱齿轮。齿轮机构的动态仿真以一对齿轮的运动仿真说明进行齿轮和机构仿真的步骤，机构中有多对齿轮时，只是重复进行其步骤。齿轮机构的运动仿真步骤如下：1)将啮合的一对齿轮用销钉连接类型组装起来。在组装之前对齿轮间的轴中心距建立参照面和基准轴，方便在组装时对齐(如所示)。

　　销钉连接的齿轮机构2)进入Mechanism设置齿轮副关系(如所示)。3)按设计条件完成伺服电动机的设置(如6所示)。4)按照默认值设置运动学分析，并单击运行按钮作动态仿真(如所示)。5)验证输入、输出的速度与理论计算值是否吻合。6)进行干涉检查，分析干涉产生的原因。如是装配原因产生的，重新装配对齐即可;如是设计造成的，重新进行以上步骤。

　　结束语本文介绍了在Pro/E软件环境下齿轮机构的参数化设计方法，其方法、步骤可用于其他零件的参数化设计。在Pro/E软件环境下编辑渐开线方程得到斜齿轮齿廓，是精确的渐开线，而且由于建模过程实现参数化，只要修改齿轮模数、齿数、压力角、螺旋角等齿轮参数，就可以快速构建得到另一齿轮机构，同时还进行了机构的动态方真。而且Pro/E软件与Ansys软件的无缝接口，精确的齿轮模型可以使齿轮机构的动力学仿真、有限元分析得到更准确的结果。

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