基于展成运动的NX齿轮精确建模方法.pdf

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1、·7·基于展成运动的NX齿轮精确建模方法赵健(盐城工学院，江苏盐城224001)摘要：提出了一种基于展成运动原理构建齿轮三维模型的方法，它采用Nx运动分析模块来模拟齿轮加工中的展成运动，成功实现了齿轮的精确三维造型。从而解决了齿轮三维模型的精确建模问题。关键词：展成运动齿轮NX运动分析中图分类号：TH132．413文献标识码：A文章编号：1002—6886(2010)05-0(D7—03AnNXGearAccurateModelingMethodBasedonGenerationMotionPrincipleZHAOJianAbstract：Thispapersugges

2、tsamethodtostructuregear3-Dmodelbasedonthegeneratingmotionprinciple．ByadoptingNXmotionanalyzingmoduletosimulatethegenerationmotionintheprocessofgearmachining，thismethodcanrealizetheaccurate3-Dgearmodel，thussolvetheaccuracyproblemduringgear3-Dmodeling．Keywords：generationmotion；gear；NX；kine

3、maticanalysis(如齿轮插刀)和齿条型刀具(如齿条插刀和齿轮滚刀等)。0引言由于齿条型刀具的齿廓为直线，便于NX软件进行建模，故本在利用有限元软件对齿轮进行优化设计的时候，首先需文采用齿条型刀具来模拟切削加工。要建立准确的齿轮的三维模型。由于齿轮模型较为复杂，往当齿条刀具切削加工时，齿条刀具和齿坯均有机械运往需要利用造型功能强大的三维造型软件对齿轮进行参数动，用齿条刀具加工标准齿轮时，齿条中线与齿坯的分度圆相化建模。其中比较常见的是利用渐开线的定义推导出渐开切并作纯滚动，及齿坯以角速度(∞)绕O转动，齿条刀具以匀线的参数方程来构建齿轮的渐开线齿廓，对于齿根过渡曲

4、线速V=×r运动。为了在NX运动分析中画出齿条刀具刀齿涉及较少或使用简单的用圆弧来代替。这种方法生成的齿连续位置的包络线，应使齿坯相对静止。采用反转法，即齿坯轮不精确，对齿根应力计算存在较大的影响。固定不动，机架和齿条刀具一方面以角速度(一tO)绕0转动，本文以直齿圆柱齿轮为例，使用三维参数化软件NX的同时齿条刀具又以原有运动运动仿真模块的机构运动分析功能，基于齿轮真实加工过程规律(V=ccJ×r)相对齿坯运中的展成法原理，生成了包含轮齿渐开线、齿根过渡曲线、齿动。这样随着d角度的不断根圆曲线的精确齿廓曲线，并最终构建了一完整的齿轮三维增加，齿条刀具会在齿坯上模型。这种方

5、法简单实用，不仅可以用于标准渐开线直齿轮生产一系列的刀具位置，其的建模，还可以用于渐开线斜齿轮、变位齿轮和其它可采用展包络线即为齿廓曲线(图图1齿轮反转法原理图成法加工的任何类型的齿廓的建模。1)。根据这种关系，通过使用NX运动分析模块中建立相应1齿廓曲线设计思路的约束关系来获得上述的运动关系，并使用Tool#packaging／1．1展成法原理Trace功能建立齿条刀具在运动过程中每一步的刀齿的位置，展成法原理就是一对啮合传动的齿轮，其齿廓曲线互为然后使用NX建模功能中的相关操作可拟合出齿轮轮廓曲包络线的原理。用此原理切削加工时，其中一轮为刀具，另一线。轮为轮坯，它们保

6、持固定的传动关系运动，工件上的渐开线齿1．2切削起止位置的确定形是由齿轮滚刀参与切削的若干刀齿连续位置的包络线形为了获得完整的齿廓曲线，本文采用单齿切削的方法，成的。用展成法原理加工齿轮时，常用的刀具有齿轮型刀具作者简介：赵健(1972一)，男，江苏盐城人，工程师，主要研究方向：计算机辅助设计及制造。收稿日期：2010—5—19中国机械l网一麟·8·即将齿条刀具简化为只有一齿条刀具中线在齿轮分度圆后齿槽按齿数作圆周阵列为了完整切出单个齿槽，本文使齿条刀具尽可能的靠近齿坯，但不相交。可设切入位置为齿条刀具左侧面与刀顶面交点位于a)刀具切人位置(h)刀具切位置齿坯的齿顶圆上(

7、如图具的一系列空问位置，不妨认为其为匀速运动，其角速度=图2刀具切入切出位置2(a))。1(。／s)。由图2(a)可知：对于齿条刀具，由前述反转法可知其相对于齿坯的运动=~r_top2一fr—n)速度为：V=×r=rad(1)×d／21=b一2xtan(O／)式中：rtop为齿顶圆半径；式中：-刊(1)为NX中弧度转换函数，为分度圆直径。r为齿坯分度圆半径；2．4设置轨迹物体使用Tools／packaging／Trace功能设定图3中齿条刀具三n为标准齿条刀具齿顶高；b为齿厚；维实体为轨迹物体，这样齿条刀具在运动过程中的每一步