基于Pro_E的渐开线斜齿圆柱齿轮的参数化设计.pdfVIP

基于Pro/E的渐开线斜齿圆柱齿轮的参数化设计 基于Pro/E的渐开线斜齿圆柱齿轮的参数化设计 基基于于PPrroo//EE的的渐渐开开线线斜斜齿齿圆圆柱柱齿齿轮轮的的参参数数化化设设计计 机电研0904 张帆 摘要：介绍了一种在Pro/E中创建斜齿轮的方法，利用软件中提供的Relation（关系）和 Program（程序）工具，对渐开线斜齿圆柱齿轮进行参数化建模，通过人机交互方式生成 给定齿轮参数的齿轮模型，减少了重复设计工作量。 关键词：Pro/E；渐开线；斜齿轮；参数化设计； 1. 引言 渐开线斜齿圆柱齿轮(简称斜齿轮)作为一种通用传动零件，具有传动平稳、冲击载荷 小、结构紧凑的特点，在高速、重载传动中应用十分广泛。由于其齿廓形状复杂、多变， 以往的CAD设计多采用样条曲线拟合逼近的方法进行，设计精确度低，周期长，且不具有 尺寸驱动的功能，因此实用性一直不强。 近年来，随着CAD技术的不断发展，尤其是基于参数化设计思想而开发的Pro/Engineer (简称Pro/E)的出现，使得斜齿轮的参数化、系列化设计成为可能。设计者通过在Pro/E 中建立零件参数和参数之间的关系式(relations)，将设计意图融入到产品模型里，通过 对零件的各个几何特征施加约束，实现零件的精确造型，结合Pro/E的程序(Program)功 能，修改原有模型的设计参数，再生出符合设计者要求的新产品模型，从而实现参数化设 计。 这里以基于Pro/E的斜齿轮的参数化设计为例，着重探讨了具有复杂曲面的零件的参 数化设计方法，旨在为设计者提供一种便捷高效率的设计方法。 2. 斜齿轮的设计分析 斜齿轮设计的关键是齿轮齿廓的设计，其造型的准确性关系到斜齿轮最终的设计质量， 主要设计包括： (1)端面齿廓曲线：齿轮端面齿廓由2条渐开线曲线齿廓，2条齿根过渡线，齿顶圆圆 弧和齿根圆圆弧组成，其中齿根过渡线用近似圆角表示。可通过编辑渐开线的曲线方程， 驱动渐开线曲线齿廓精确生成。 (2)齿廓实体：可视为齿轮两端面齿廓沿螺旋线(与母线倾斜角等于螺旋角β)的方向扫 1 描混合形成。 （3）齿轮轴孔及键槽：作为齿轮装配设计中的环节，可通过拉伸减材料特征形成。 3. 斜齿轮的参数化建模 3.1.设置斜齿轮的初始参数 用Pro/E进行斜齿轮圆柱齿轮建模时，首先确定基本参数，只需把斜齿轮的法面参数 换算为端面参数，就可以参照直齿圆柱齿轮的设计方法设计斜齿轮了。 斜齿轮的法面参数有:法面模数MN；法面压力角YLNANG；法面齿顶高系数HAN；法面 顶隙系数CN；分度圆螺旋角LXANG；齿数Z。此外还有齿宽参数GEAR _WIDE，这些参数是 可以修改的，用来实现斜齿轮模型的参数驱动再生。 斜齿轮端面基本参数不能直接修改，但可以与基本参数建立数学关系，通过法面参数 的修改实现端面参数的改变。端面参数及其计算公式有: MT=MN/COS(LXANG) /*端面模数 XX=TAN(YLNANG)/COS(LXANG) YLTANG=ATAN(XX) /*端面压力角 DD=Z*MT /*分度圆直径 DB=DD*COS(YLTANG) /*基圆直径 HA=HAN*MN /*齿顶高 HF=(HAN+CN)*MN /*齿根高 DA=DD+2*HA /*齿顶圆直径 DF=DD-2*HF /*齿根圆直径 ST=PI*MN/(2*COS(LXANG)) /*端面齿厚 ANGF=ACOS(DB/DF) /*齿顶圆压力角 ANGA=AC