做和基于ProE的渐开线圆柱齿轮参数化精确建

基于Pro/E的渐开线圆柱齿轮参数化精确建模

基于Pro/E的渐开线圆柱齿轮参数化精确建模 X

叶 丰

(中国计量学院,浙江杭州310018)

摘要:介绍了应用Pro/E实现圆柱齿轮的三维精确建模的方法,推导了有关精确建模所需的几个重要关系式;介

绍了应用二次开发工具Pro/Program实现圆柱齿轮的参数化设计的方法"

关键词:Pro/E;Program;齿轮;参数化设计

中图分类号:TH 文献标识码:A 文章编号:将土耳其政治带向世俗化0(2006)

ParametricDesignforAccurateModelofCylindricalGearBasedonPro/E

YEFeng

(ChinaInstituteofMetrology,Hangzhou310018,China)

Abstract:Themethodfortheaccurate3DmodelofcylindricalgearbasedonPro/ewasintroduced,andsome

keyfunctionsfortheaccurate3Dmodelwerededuced1Parametricmodelofcylindricalgearwasrealizedbymeans

ofPro/Program1

Keywords:Pro/e;Program;Gear;ParametricDesign

利用传统的机械设计方法很难精确表达复杂零件

的形状,由于Pro/E的强大参数化造型功能,使得复

杂零件的实体造型成为可能"本文探讨了利用Pro/E

软件进行渐开线圆柱齿轮参数化精确建模的方法"

1 渐开线圆柱齿轮的参数[1]

圆柱齿轮的标准参数:法面模数mn;法面压力

角An;法面齿顶高系数han*;法面齿隙系数cn*;螺

旋角B(直齿圆柱齿轮B=0);变位系数xn;齿数

圆柱齿轮基本尺寸计算公式

端面模数:mt=mn/cosB;端面压力角:At=arc2

tan(tanAn/cosB);

分度圆直径:d=mtz=mnz/cosB;基圆直径:db

=dcosAt;

齿根圆直径:df=mnz/cosB-2(han*-xn+

cn*)mn;

齿顶圆直径:da=mnz/cosB+2(han*+xn)

mn"

2 渐开线圆柱齿轮精确建模的关系式

211 渐开线方程

齿轮轮齿精确的三维造型是齿轮机构动态仿真!

NC加工!干涉检验以及有限元分析的前提,轮齿的

形状必须用渐开线方程来控制"由图1可得渐开线方

程:

x=(dbcosH+P#db#H#sinH/180)/2

y=(dbsinH-P#db#H#cosH/180)/2(1)

图1 渐开线

Fig1Involute

图2 斜齿轮螺旋线

Fig2Helixofcylindricalgear

212 斜齿轮前后端面齿廓截面的旋转角度

图2将斜齿轮沿分度圆柱展开"由图2可得:

#33#第34卷第6期

2006年6月

塑料工业

CHINAPLASTICSINDUSTRY

X作者简介:叶丰,男,1972年生,工程师,主要研究方向为机械设计"refeng219@hotmail1comL=Pd/tgB=Pmz/sinB(5)

式中,L为螺旋线导程"

整个导程L螺旋线绕轴线旋转360b角,则在b

宽度上齿廓截面旋转角度为:

360b#b#sinB/Pmz

3 圆柱齿轮在Pro/E中的参数化建模

采用一般的方法建模时,齿轮的某一参数发生变

化就需重复造型,这给设计带来很大的麻烦;因此采

用Pro/E的Program程序实现参数化设计[2]"圆柱齿

轮的设计步骤如下:

311 创建基准曲线

创建二个圆基准曲线,为了便于记忆和今后的

设计变更,通常将Pro/E自动生成的特2013年12月20日征标识!尺寸

名称进行修改"将基准曲线[重命名]为齿顶圆!齿

根圆"通过12基准曲线,修改直径尺寸1属

性2,将特征尺寸的名称分别改为da!df"

312 Pro/Program程序设计

Pro/Program是Pro/E提供的一个可程序化的工

具"它可以将需要经常变更的参数或步骤,事先以叙

述句的方式写成,在调用时自动提示输入设计变量,

从而使变型设计得以自动实现"本文讨论的圆柱齿轮

包括直齿圆柱齿轮!斜齿圆柱齿轮!人字齿轮;因

此,齿轮的设计变量除了标准的齿轮参数外,还有齿

轮类型这一参数"点击1工具2y1程序2y1

设计2,在程序的INPUT,,ENDINPUT之间输入设计

变量:

gear typestring

d请输入齿轮的类型(str:直齿轮;rh:右旋斜齿

轮;lh:左旋相对湿度不大于80%；斜齿轮;her:人字齿轮)d

m nnumber

d请输入齿轮的模数:d

,,,,

ifgear type==dstrd|gear type==dSTRd

else

betanumber

d请输入齿轮的螺旋角(0~45):d

endif

,,,,

bnumber

d请输入齿轮的宽度:d

在程序的RELATIONS,,ENDRELATIONS之间

输入关系式:

/*根据齿轮类型确定螺旋角

ifgear type==dstrd|gear type==dSTRd

beta 1=0

else

beta 1=beta

endif

/*ha:齿顶高;hf:齿根高;alpha t:端面压力角

ha=(hax n+x n)*m n

hf=(hax n+cx n-x n)*m n

alpha t=atan(tan(alpha n)/cos(beta 1))

/*d:分度圆直径;da:齿顶圆直径;df:齿根圆直

径;db:基圆直径

d=m n*z/cos(beta 1)

da=d+2*ha

df=d-2*hf

db=d*cos(alpha t)

关闭!并保存文件,输入设计变量,系统自动再

生模型"

图3 渐开线生成坐标系

Fig