渐开线斜齿圆柱齿轮的PROE参 数 化 设 计.doc
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渐开线斜齿圆柱齿轮的PRO/ENGINEER参数化设计
原创:杨联华
模数Mn=5,齿数Z=20,右旋,标准压力角,螺旋角为12度,变位系数为-0.1的渐开线斜齿圆柱齿轮PRO/E实体建模
设置基本参数并赋予初始值:
新建一个PART文件,首先设置基本参数。
操作步骤:工具——参数
图1-1
各参数意义:
M——法面模数 Z——齿数
A——法面压力角 Beta——螺旋角
Ha——齿顶高系数 C——顶隙系数
X——变位系数
Width——齿宽
画四个圆。以Front 为草绘平面,不必修改尺寸。完成后,编辑刚刚建立的四个圆的尺寸,用菜单[信息]下的转换尺寸,如图所示:
图2-1
设置关系式(Relations)
菜单操作为:工具——关系,设置如下关系式:
点击OK后,在上一步中随意构建的四个曲线圆已被以上关系式驱动,成为了齿轮的四个基准圆。
图3-1
画出齿轮的渐开曲线。
操作步骤:插入——模型基准——曲线——从方程——完成
Select笛卡尔坐标系,弹出“记事本”后输入渐开线方程。
保存后退出,渐开线曲线如下图(蓝色曲线)所示。
图4-1
拉伸出齿轮基本实体特征。
将四个基准圆中的齿根圆df拉伸出实体,深度不必修改。加入关系式d4=width
将构建出的渐开线曲线镜像,以形成齿廓形状。
操作步骤:
用刚构建的渐开线曲线和分度圆(即直径为d的基准圆)画一个基准点PNT0。
过PNT0和基准轴线Axis画一个基准面DTM1。
过轴线Axis和DTM1再画一个基准面DTM2,与DTM1的旋转角度任意。
对DTM2相对于DTM1的旋转角度设置关系式d_n=360/(4*z)。
图6-1
图6-2
图6-3
以DTM2为镜像平面,对渐开线进行镜像后,如下图所示。
图7-1
完成齿廓形状的构建。
FRONT为草绘平面来草绘齿廓的形状曲线,以两条渐开线,齿顶圆(da),齿根圆(df),在渐开线与齿根圆之间加入相切圆弧或直线,完成后,画面如下图(红色部分为齿廓曲线)所示:
图8-1
画斜齿轮的螺旋线。
第8步中构建出来的齿廓曲线,如直接向后拉伸Width,便可以开成直齿轮的轮齿实体,Patten后即画出了直齿圆柱齿轮。
斜齿轮与直齿轮的区别是轮齿相对于轴线有角度(即螺旋角Beta)。因此,我们必须先画出它的螺旋线,作为所构建出来的齿廓曲线的扫描轨迹。
操作步骤:(1)以Right为草绘平面,画一条倾斜的直线,添加相应的Constrains,与轴线的角度不必修改,完成后如下图所示:
图9-1
添加关系式:d_n=beta,也就是使斜线与轴的角度等于螺旋角。
(2)将所画的倾斜直线投影在实体的圆柱面上,画面如下图所示。
图9-2
建的斜齿轮后端面的齿廓曲线。
将第8步中所构建的齿廓曲线向后移动,移动的距离用关系式(d_n=width)来驱动。(注意,要留下原来的曲线,即要勾选References的Keep original)
图10-1
图10-2
将后端面上的齿廓曲线作旋转。(同样用MOVE工具)
旋转角度用关系式(d_n=asin((2*(tan(beta)*width)/db)来驱动.
图10-3
至此,前后端面的齿廓曲线和螺旋线都已经画了来了。
利用SWEPT-BLEND构建第一个斜齿轮轮齿实体。
步骤:Insert---Swept blend----Protrusions, Select sec / Nrm to original traj/select traj,选投影在圆柱面上的螺旋线作为原始轨迹线,前端面的齿廓曲线为第一个Section,后端面的齿廓曲线为第二个Section,系统问是否接着画下一个Section,选“NO”结束。
图11-1
完成后,画面如下图:
图11-2
12、把上步中构建出来的轮齿Copy一个。
步骤:Edit——Future Operations, Copy-----Move----Done——选择上一个特征——Rotate——选坐标系——Z轴旋转——输入旋转角度(任意,下一步用关系式来驱动)——Done Move。
完成后,如下图所示:
图12-1
13,利用阵列工具,画出全部轮齿。
图13-1
尺寸增量为18,(即360/z驱动的结果,因为Z的初始值为20,360/20=18),阵列个数为19,OK后,画面如下图所示:
图13-2
14、参数化及程序控制。
参数化的意义在于,我们只要修改齿轮的相关参数,Proe系统将自动生成齿轮实体。
实际上,前面的步骤中加入的所有关系式都是参数化设计的过程。现在我们来看一下我们所构建的斜齿轮的所有参数,关系式及变量的结果。
图14-1
至此,已经基本完成了斜齿圆柱齿轮参数化设计,但为了修改参数的方便与直观,我们
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