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时间:2018-09-27
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1、基于SolidWorks的变位齿轮的分析与设计0SolidWorks是美国Windows原创的三维立体设计软件。它具有独特的特征管理树,可以进行草图绘制,构建零件模型,实现由零件自动生成工程图和装配图。SolidWorks包含有各种功能的插件:高级渲染软件PhotoWorks、特征识别FeatureWorks、动画制作Animator、管道设计Toolbox和齿轮设计Gear软件包。D(
2、d/hsR,9 ,[xr2 基于SolidWorks的齿轮设计软件对变位齿轮进行分析与设计是该文的讨论核心。Ax^<%W{[ McCg!! 1变位齿轮{1qG +
3、9_`Zu( 在齿轮加工过程中,为了防止用标准刀具切制齿数较少的齿轮而发生根切现象,通过改变刀具与轮坯的相对位置来切制齿轮,避免了齿轮加工中的根切,这种方法就是所谓的变位修正法,利用这种方法加工的齿轮即为变位齿轮。@4olIg &^%J` 变位齿轮的应用可以解决如下问题:①用范成法加工齿轮时,当被切齿轮齿数z﹤zmin时,避免发生的根切;②在中心距a~≠a=1/2m∑z的情况下实现正确啮合;③提高齿轮传动的承载能力,减少或均衡齿面的磨损以提高传动使用寿命;④满足某些特殊要求,如增大重合度等。加工变位齿轮时,刀具由切制标准齿轮的位置沿径向从轮坯中心向外移开
4、的距离用xm表示,m为模数,x称为径向变位系数。x>0为正变位齿轮,x<0为负变位齿轮,x=0为标准齿轮,3种不同的齿轮齿形关系如图1所示。变位齿轮的几何尺寸:Mv"BK#` >VWZ^HV] 齿顶高ha=(ha*+x)m,(ha*为齿轮的齿顶高系数)ttWEq)oO 齿根高hf=(hf*-x)m,(hf*为齿轮的齿根高系数)Nv)]K.. 齿厚s=(π/2+2xtanα)m(s为齿轮分度圆上的轮齿厚度,图1)H6/{mH 齿槽宽e=(π/2-2xtgα)m可见变位系数对齿轮齿形的影响是不能忽视的。当x>0时,正变位齿轮的齿厚s加大,齿顶高增大,齿根高减
5、少;x<0时,负变位齿轮的齿厚s变薄,齿顶高减少,齿根高增大。为了直观地反映变位系数对齿形变化的影响,以SolidWorks软件为平台,研究和设计直齿变位齿轮是问题的核心。5yR{udlNv i
6、Sr`MXIG 2.1构建不同的变位齿轮@4Jpu=0 u~%Q 启动齿轮设计软件包:打开"新建零件"→工具(tool)→宏操作(M)→运行→齿轮.swp→出现齿轮设计参数控制件,如图2所示,设置齿数z、模数m相同,但变位系数不同的3组齿轮参数,即z=20、m=3,而x分别取0.25、0、-0.25时,其
7、正变位齿轮各部分的参数信息如图3所示。分别输入3组数据可生成正变位齿轮图4(a)、标准齿轮图4(b)和负变位齿轮图4(c)模型。'^@0-lz#T 'A#}<@ UhKR:QF 8Y=`E+
8、:* 2.2分析变位系数x和齿数z对齿轮齿形的影响P+#"jZb3 p]'^pBP/ (1)当x>0时,齿顶厚sa(齿顶圆上轮齿厚度,图1所示)减薄,齿高增加;而x<0时,齿顶厚sa加厚,齿高减少。55o&rc! yzC
9、DW.6v (2)当正变位系数x过大(特别是齿数z较少时)就可能出现齿顶过薄,或者出现顶切现象,如图5所示。其z=16,m和x与图4(a
10、)相同,但齿形不同,其顶切较明显;J?44?7=; l
11、]3gcx1 (3)当负变位系数x过大或者z<zmin时会产生根切现象。tplC(!zM@ S6XKj 以上图像可以直观的反映变位齿轮的变位系数x对齿轮几何尺寸的影响,又对变位齿轮的顶切作出分析。Afh/ll`Sv !BBn' 2.3对变位齿轮进行一些限制,避免出现以上现象6iaQUZ(( Gk)"w?5w w8F9LU_ o
12、ZF+U k%TCQ 3变位齿轮的设计+:o`*~ 9Tc=ez SolidWorks不但能设计出形状逼真的三维立体,而
13、且可以利用已经设计的三位模型创建所需的各个视图,包括剖视图、局部放大视图等,极大地方便了产品的设计。以CM6154车床床头箱变位齿轮(z=40,m=3,x=0.42)为例,讨论基于SolidWorks设计变位齿轮的实体和工程图。[.<$@o/ R#Ov]d 3.1设计齿轮实体的流程ez=2 b&K,b87h (1)形体设计6Y`mPl;5 .c'?AR:MU 启动齿轮插件→设置齿轮参数(图6)→生成齿轮模型→拉伸→轮毂→切挖→辐板(图7)→切键槽→倒角→倒圆角→生成齿轮模型。kn7pBlBjHg k
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