第七部分：UG畫(huà)齒輪-02圓柱斜齒輪

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第七部分：齒輪-圓柱斜齒輪 圓柱斜齒輪的建模（法面模數(shù)Mn=4,齒數(shù)z=18,齒寬b=45, 壓力角=20°，螺旋角=16°） 斜齒輪的創(chuàng)建關(guān)鍵在于螺旋線（引導(dǎo)線）的創(chuàng)建，由于NX和SolidWorks自帶有創(chuàng)建齒輪的工具，所以先介紹兩種 軟件簡(jiǎn)捷的方法，再一一介紹各個(gè)軟件用參數(shù)創(chuàng)建的方法。NX: 結(jié)果如下：SolidWorks: 結(jié)果如下：A.NX的參數(shù)建模 為了便于理解，此斜齒輪的模數(shù)（即：法面模數(shù)）和齒數(shù)與直齒輪的一樣。 （1）此斜齒輪除了螺旋角之外，還要增加一些參數(shù)。先打開(kāi)直齒齒輪將其表達(dá)式導(dǎo)出并命為z=18.exp 新建斜齒輪文件打開(kāi)表達(dá)

2、式對(duì)話框，將導(dǎo)出的z=18.exp文件導(dǎo)入，并添加=16°和螺旋線的關(guān)系式 并作相應(yīng)的修改，如下：（略去部分）將z=18.exp導(dǎo)入表達(dá)式后做相應(yīng)的修改。 添加了螺旋角=16° 添加了螺旋升角=90-16=74° 添加了基圓周長(zhǎng)c=db* 添加了螺旋線螺距s=c*tan 修改了模數(shù)為法面模數(shù)，m改為Mn 修改了分度圓直徑為d=mn*z/cos 添加了齒廓旋轉(zhuǎn)角度=arcsin(b*tan/rb) 添加了端面壓力角t=arctan(tan/cos)（2）在草圖中作4個(gè)圓并用直徑da,d,db,df分別約束。（3）拉伸齒頂圓da,深度為齒寬b=45。（4）使用規(guī)律曲線

3、畫(huà)出漸開(kāi)線。（5）將漸開(kāi)線投影到草圖上。（6）參照直齒輪輪廓的畫(huà)法，做出鏡像中心線及鏡像后的漸開(kāi)線，并修改。（7）做出一個(gè)齒廓。拉伸齒頂圓(注意草圖的平面為XY平面) 畫(huà)出漸開(kāi)線投影后的漸開(kāi)線直徑大于齒頂圓的圓（之所以要畫(huà)直徑大于齒頂圓的圓，是為了 以防做出掃掠體后求差時(shí)出現(xiàn)不能完全切 除的情況）連結(jié)分度圓與漸開(kāi)線的交點(diǎn)與圓心的線段旋轉(zhuǎn)（-90/z）°后的線段作為鏡像中心線與漸開(kāi)線相切的直線投影后的齒根圓 鏡像后的倒角為：r1 （即，r1=if(hax>=1)(0.38*mn)else(0.46*mn) 如果頂隙系數(shù)hax1則r1=0.38*mn 如果頂隙系數(shù)hax1則r1=0

4、.46mn 此hax=1，即r1=0.38*mn=0.38*4=1.52)（8）畫(huà)螺旋線（即掃掠中的引導(dǎo)線） 圈數(shù)：b/s，這里s可理解成齒寬為1個(gè)螺距的長(zhǎng)度。 半徑：不一定是基圓半徑rb但是必須在齒根圓半徑rf和齒頂圓半徑ra之間。 畫(huà)出的螺旋線 將其旋轉(zhuǎn)90°后，如下：（9）畫(huà)另一側(cè)的齒廓。 線將第一個(gè)齒廓投影到新建的草圖當(dāng)中，再將投影的草圖旋轉(zhuǎn)角，最后把投影的齒廓“轉(zhuǎn)換至/參考對(duì)象” 結(jié)果如圖： 上一步作出的第一個(gè) 齒廓 將第一個(gè)齒廓投影到 另一側(cè)新建的草圖上 旋轉(zhuǎn)角后，得到的 第二個(gè)齒廓 截面1 (第一個(gè)齒廓) 引導(dǎo)線 (螺旋線) 截面2 (第二個(gè)齒廓) 兩個(gè)截面的方向 必須

5、一致 轉(zhuǎn)換至參考對(duì)象的 投影后的齒廓（10）掃掠后求差，在“圖樣面”（陣列）。（11）最后結(jié)果如下;(13)關(guān)于一些解釋：螺旋角、螺旋升角、螺距s。 用NX畫(huà)出半徑為rb， 圈數(shù)為1，螺距為s的的右旋螺旋線,畫(huà)出其他輔助線螺距 并在三維狀態(tài)下標(biāo)注。如右圖： 螺旋角畫(huà)出的螺旋線 螺旋升角 測(cè)量出的基圓周長(zhǎng)c根據(jù)周長(zhǎng)c所畫(huà)的線段 基圓半徑rb斜齒輪的端面模數(shù)mt=mn/cos分度圓直徑d=mt*z，端面壓力角t=arctan(tan/cos)，基圓直徑db=d*cost齒廓旋轉(zhuǎn)角度=arcsin(b*tan/rb)齒寬b螺旋角 E 第一個(gè)齒廓 旋轉(zhuǎn)后得到的第二個(gè)齒廓 作完輔助線后，可得： BE=b

6、 CED=漸開(kāi)線基圓半徑rb CD=AB C OB=rb AOB=B 那么， D 在直角三角形CDE中， CD=BE×tanCED A =b×tan 在直角三角形OAB中， AB=OB×sinAOB =rb×sin 又CD=AB b×tan=rb×sin 即 ：齒廓旋轉(zhuǎn)角 在新建的草圖中 =arcsin(b*tan/rb) 將第一個(gè)齒廓投影 并“轉(zhuǎn)換至/自參考對(duì)象”O(jiān)關(guān)于“掃掠”。 a.本例所用的方法：做了2個(gè)截面(兩個(gè)齒廓)，定位方向：Z軸，引導(dǎo)線：螺旋線。b.做1個(gè)截面(一個(gè)齒廓)，定位方向：Z軸，引導(dǎo)線：螺旋線。 從理論上講，掃

7、掠出的齒體的另一個(gè) 齒廓應(yīng)該與按理論畫(huà)的齒廓重合， 但是卻有縫隙，而a方法避免了這種情況。C. 做2個(gè)截面(兩個(gè)齒廓)，定位方向：Z軸，引導(dǎo)線：直線。 這種方法是理論上的錯(cuò)誤。 掃掠出的齒體沒(méi)有軸向截面的軸向的弧度 這就出現(xiàn)了齒體與柱體相交的情況。B.SolidWorks的參數(shù)建模 （1）為了提高效率，同直齒圓柱齒輪的創(chuàng)建一樣，把相關(guān)參數(shù)算出，用時(shí)直接輸入。 螺旋角=16° 法面壓力角=20° 端面壓力角t=arctan(tan/cos)=20.739°法面模數(shù)mn=4 端面模數(shù)mt=mn/cos=4.161 頂隙系數(shù)齒cx=0.25齒頂高系數(shù)hax=1 變位系數(shù)

8、x=0 齒寬b=45齒頂高h(yuǎn)a=(hax+x)*mn=4 齒根高h(yuǎn)f=(hax+cx-x)*mn=5分度圓直徑d=mt*z=mn*z/cos=74.902 基圓直徑db=d*cost=70.048齒根圓直徑df=d-2*hf=64.902 齒頂圓直徑da=d+2*ha=82.902基圓周長(zhǎng)c=db*=220.063 基圓半徑rb=db/2=35.024 螺旋升角=90-=74°螺距s=c*tan=767.453 半個(gè)分度圓齒槽角=360/z/2/2=90/z=5°漸開(kāi)線展開(kāi)角a=60° 第二個(gè)齒廓旋轉(zhuǎn)角=arcsin(b*tan/rb)=21.618°（

9、2）在草圖中作4個(gè)圓直徑分別為da,d,db,df。拉伸齒頂圓，深：b。 （3）作出漸開(kāi)線。 （4）作出第一個(gè)齒廓。 （5）畫(huà)出螺旋線。螺旋線的直徑為基圓直徑db=70.048。（6）做出第一個(gè)齒槽。，選中“幾何體陣列”（7）做出其他特征，完成。 （8）關(guān)于一些解釋。 掃描切除。在SolidWorks的命令中，輪廓相當(dāng)與NX的截面，而SolidWorks的“掃描切除”命令只能選擇1個(gè)輪廓；路徑相當(dāng)于NX的引導(dǎo)線，也只能選中1個(gè)；引導(dǎo)線相當(dāng)于NX的脊線。此例中選擇了1條長(zhǎng)45的引導(dǎo)線，因而陣列時(shí)必須選中選項(xiàng)的幾何體陣列：。也可以不選擇引導(dǎo)線，但必須定義定位方向：。這里只做了1個(gè)齒廓。使用此例的方

10、法做出第一個(gè)齒槽后，再畫(huà)出另一側(cè)的齒廓，比較一下。 畫(huà)出的第二個(gè)齒廓(參照NX的做法) 由第一個(gè)齒廓“掃描切除”出的第一個(gè)齒槽 兩者之間有一定的縫隙 第一個(gè)齒廓 當(dāng)然可以用兩個(gè)齒廓做。使用“放樣切割”工具： 。過(guò)程如下，結(jié)果見(jiàn)上圖。 這種方法類似于NX的“掃掠”時(shí)2個(gè)截面的做法。C.Pro/e的做法 （1）做出齒頂圓并拉伸。 （2）做出漸開(kāi)線。 曲線-【菜單管理器】-從方程-完成-選取坐標(biāo)系-笛卡爾-（輸入下面方程）-確定 （3）新鍵草圖，畫(huà)出齒根圓、分度圓、直徑大于齒頂圓的圓，使用“創(chuàng)建圖元”工具將漸開(kāi)線投影到草圖上。 創(chuàng)建輔助線，修改后得到第一個(gè)齒廓。 （4）畫(huà)出引導(dǎo)線螺旋線。其過(guò)程與畫(huà)漸

11、開(kāi)線的過(guò)程類似。 其中，35.024為基圓半徑rb 0.0586為螺旋線圈數(shù)n=b/s=45/767.453 45為螺旋線的高度，即齒寬b（5）創(chuàng)建第二個(gè)齒廓。 在柱體的另一面創(chuàng)建草圖，使用“創(chuàng)建圖元”（投影）做出另一個(gè)齒廓。完成草圖后“旋轉(zhuǎn)”得到第二個(gè)齒廓。 旋轉(zhuǎn)步驟： 編輯-特征操作-復(fù)制-移動(dòng)-選取-從屬-完成-（選擇剛創(chuàng)建的齒廓）-確定-旋轉(zhuǎn)- 曲線/邊/軸-（選擇圓柱軸）-正向-點(diǎn)對(duì)勾按鈕-完成移動(dòng)-確定- 完成。（其中，21.618為：第二個(gè)齒廓旋轉(zhuǎn)角=arcsin(b*tan/rb)=21.618°）（6）創(chuàng)建第一個(gè)齒槽。插入-混合掃描。 點(diǎn)按鈕（默認(rèn)為曲面按鈕），點(diǎn)參

12、照選項(xiàng)卡，選擇螺旋線為掃描軌跡，選控制方式為恒定法向并選擇 圓柱軸A_1為法向方向。 點(diǎn)剖面選項(xiàng)卡，所選截面，選中第一個(gè)齒廓插入選中第二個(gè)齒廓。兩個(gè)截面的方向必須一致。 截面方向的調(diào)節(jié)方法：拖動(dòng)方向箭頭的圓點(diǎn)至一致位置，點(diǎn)箭頭可改變方向。 點(diǎn)移除材料按鈕：，結(jié)果： 顯示了移除材料的方向 點(diǎn)對(duì)勾，完成第一個(gè)齒槽的創(chuàng)建。陣列出所有齒形。 陣列對(duì)話框 創(chuàng)建出的第一個(gè)齒槽 陣列出的所有齒形（7）做出其他特征，最終結(jié)果如下。（8）關(guān)于一些解釋。 Pro/e的草圖中，鏡像工具的使用。 鏡像中心線必須是虛線；先選中需要鏡像的線，再點(diǎn)“鏡像”，最后選擇中心線即可。 在繪制齒廓圓角時(shí)，先創(chuàng)建圓角不定義半徑，修改

13、為齒廓后最后在定義半徑為1.52。 草圖當(dāng)中，修剪時(shí)，一定要仔細(xì)修剪多余的曲線，不能漏掉。 退出草圖后如需改動(dòng)，在樹(shù)中點(diǎn)“草繪1”右擊，選“編輯定義”即可回到草圖界面。 Pro/e沒(méi)有螺旋線工具，需要自己創(chuàng)建合適的方程式。此例用的是笛卡爾坐標(biāo)，當(dāng)然也可用圓柱坐標(biāo)。 很多人會(huì)想到“螺旋掃描切口”命令，因?yàn)槁葆斏系穆菁y可以用此命令不用創(chuàng)建螺旋線做出螺紋來(lái)，圓柱 螺旋齒輪可以理解成導(dǎo)程很大螺距很小的螺紋；但是，螺釘?shù)慕孛婧蛼呙柢壽E是在一個(gè)平面上的，而圓柱螺 旋齒輪的截面和掃描軌跡不但沒(méi)在一個(gè)平面上，而且是近似垂直的。所以，這個(gè)命令用不上。 關(guān)于螺旋線的另一種畫(huà)法，圓柱方程： 此次繪制螺旋線用到笛卡爾

14、方程為： 將其改為圓柱方程為： 兩方程中，35.024都是螺旋線基圓的半徑；0.0586都是螺旋線才圈數(shù)；45都是螺旋線的高度。 他們的結(jié)果是一樣的。D.關(guān)于引導(dǎo)線的另一種創(chuàng)建。直線投影法。 以NX為例。在畫(huà)出齒廓的柱面上做出與之相切的平面。以此平面為草圖做出與軸線斜角度的斜線。 將此斜線投影到柱面上，以投影得到的曲線為引導(dǎo)線，掃掠求差。結(jié)果如下： 由旋轉(zhuǎn)得到的另一側(cè)的齒廓 由此次求差得到的另一側(cè)的齒廓 很明顯兩種方法存在的差距非常大。其實(shí)這種“直線投影”的方法只是近似的 方法。如果嚴(yán)格按理論來(lái)說(shuō)，是不成立的。這種做法用的很多，但不精確。 E.最后，用直齒輪來(lái)理解一下斜齒輪。這是這兩次做的直齒輪和斜齒輪，他們的模數(shù)相同m=4,他們的齒數(shù)相同z=18