利用Proe画齿轮技巧法大全.docVIP

第3章 齿轮零件 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。 3.1直齿轮的创建 3.1.1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。 3.1.2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 3.1.3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 M 3 模数 DB ___ 基圆直径 Z 25 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 CX 0．25 顶系系数 BB0 ___ 凹槽深度 B 10 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 X 0 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 名 称 代号 计算公式 齿形角 α 标准齿轮为20° 模数 m m =p／π 齿厚 s s = p／2 齿槽宽 e e = p／2 齿距 p p = mπ 基圆齿距 pb pb = p cosα 齿顶高 ha ha = ha*m = m 齿根高 hf hf =（ha*+c*）m =1.25 齿高 h h = ha+hf=2.25 分度圆直径 d d = mz 齿顶圆直径 da da = m(z+2) 齿根圆直径 df df = d-2hf=m(z-2.5) 基圆直径 db db = d cosα 标准中心距 a a = m（z1+z2）/2 齿数 Z 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) d