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SolidWorks在齿轮建模--第1页

SolidWorks在齿轮建模中的应用心得

摘要：三维几何建模是齿轮有限元分析及齿轮机构虚拟仿真的基础，通常的CAD系统要

通过编程才能实现齿轮三维模型的构建。为此提出一种基于三维造型软件SolidWorks

和二维工程图软件CAXA的齿轮三维模型直接构建方法，该方法通过SolidWorks与CAXA

相结合，只需通过普通常用命令即可制作出齿型较完美的常用齿轮三维模型，较方便地

满足了齿轮有限元分析及虚拟仿真的要求。

关键词：齿轮建模SolidWorksCAXA

0引言

不论是对单个齿轮进行有限元分析（CAE）还是对整个轮系进行以虚拟仿真（VE）

为主的运动分析，齿轮三维几何模型是一个基础。由于CAE和VE等软件平台的几何建

模功能相对较弱，不能直接或难以提供精确的零件模型，为此通常采用利用主流的CAD

软件平台构建零件的三维模型，然后通过数据转换接口将其导入到CAE软件或虚拟环境

（VE）中进行分析或仿真。

这一方法虽被广泛采用但并非没有缺点，主流的CAD软件平台一般并不直接提供齿

轮的三维几何建模功能，为此本文提出一种精确构造齿轮的三维模型的方法。CAXA是绘

制二维工程图的常用CAD软件，它自带的齿轮绘制功能可以绘制出完整的齿轮渐开线，

经过实践后发现可以将其绘制的齿轮渐开线导入到SolidWorks三维平台中，而后可以

制作出齿型较完美的常用齿轮三维模型。

1直齿轮建模

1.1圆柱直齿轮

圆柱直齿轮是结构最简单的齿轮，其建模过程也最为简单。在此构建的圆柱直齿轮

齿数Z＝42，模数m＝2，首先启动CAXA软件使用齿轮绘制功能绘制出所需的一个齿廓

曲线（如图1.1），然后将其保存为dwg文件。

然后在SolidWorks平台中打开刚才的dwg文件，此时如出现错误提示选择

图1.1

图1.2

“忽略”选项即可，在随后出现的对话框中选择左上角的“输入到零件”选项（如图1.2），

然后点击“完成”即可打开CAXA绘制的齿廓曲线（如图1.3），此时齿廓曲线位于前视

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基准面上。

此时即可开始齿轮的正式建模，首先“拉伸”一个圆柱体，其中圆柱体的直径等于

齿轮的齿根圆直径，宽度就是齿轮的齿厚，此处圆柱体的草图

图1.3图1.4

与齿廓曲线同样在前视基准面上（如图

1.4）

利用刚才导入的CAXA所绘制的齿廓曲线作为草图，使用“拉伸”命令即可构建出

一个齿型，然后在齿型的两个端面加上齿端倒角（如图1.5）。

最后使用“圆周阵列”命令将得到的一个齿型和齿端倒角进行阵列（阵列数为齿数42），

再使用“切除拉伸”命令制造出齿轮的花键槽，就完成了所需圆柱直齿轮的建模（如图

1.6），得到的圆柱直齿轮其齿型渐开线较完美。

图1.5图1.6

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在此建模过程中其实也可通过CAXA将齿轮的42个齿型的齿廓曲线完全导入，然后

直接拉