弧齿锥齿轮的三维模型设计

《弧齿锥齿轮的三维模型设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、机械设计与制造第7期34MachineryDesign＆Manufacture2009年7月文章编号：1001-3997（2009）07-0034-02弧齿锥齿轮的三维模型设计杨宏斌王小乾（河南科技大学机电工程学院，洛阳471003）3DmodelingdesignofspiralbevelgearsYANGHong-bin，WANGXiao-qian（He’nanUniversityofScienceandTechnology，Luoyang471003，China）【摘要】采用运动学方

2、法和齿轮啮合原理推导了弧齿锥齿轮的齿面方程，再用MATLAB软件编程采集齿面上点的信息生成数据文件，然后把数据导入三维造型软件CATIA中构造齿轮的轮齿曲面，最终实现了弧齿锥齿轮的三维模型。关键词：弧齿锥齿轮；齿面方程；三维模型【Abstract】Itdeducedtoothflankequationofspiralbevelgearbykinematicsmethodandtheoryofmeshing，collectingtheinformationofpointsontoothflankbyMATLABprogramandproduc

3、ingdatafiles，andthentoothsurfaceofgearisconstructedbyimportingthedatafilesintoCATIAsoftware，ultimately，3Dmodelofspiralbevelgearisconstructed.Keywords：Spiralbevelgear；Toothflankequations；3Dmodel中图分类号：TH122，TP391.721文献标识码：A1建立大轮产成坐标系（2）固连于摇台的坐标系Sg，在产成过程中，坐标系Sg与摇台一起

4、绕坐标系Sm的坐标轴Zm旋转。在初始位置，Sg与Sm重采用的坐标系来描述大轮的产成过程，如图1、图2所示。合。角准g为坐标系Sg和摇台角的当前转角。Ym，YgYeXmYaOeXeXB2Zeq2O2ROmOm，OgXm，XgXmO2ω軑(g)Oa(2)γ2ω軑Zm，ZgZaZmX，Xa2（a）（a）YmYgYaY2Z2准2ZaOa，O2Om，OgXm（b）准g图2大轮产成坐标系（2）Xg（3）固连于刀盘的坐标系Se，其原点Oe位于刀盘中心，XeOeYe（b）平面位于刀尖平面（与机床平面重合）内，坐标系Se也固连于坐图1大轮产成坐标系（1）标系Sg，其中，角为q2角向

5、刀位。（1）固连于加工机床的固定坐标系Sm，其原点Om位于机床（4）辅助坐标系Sa，Sa用来描述被加工大轮在加工机床上的安中心，XmOmYm平面位于机床平面内。装位置，固连于坐标系Sm，其坐标轴Xa与坐标轴Xm成γ2角（机＊来稿日期：2008-09-14第7期杨宏斌等：弧齿锥齿轮的三维模型设计35床根锥角），角γ2等于大轮根锥角。Y（5）固连于被加工大轮的坐标系S2，在产成过程中，坐标系S2与被加工大轮一起绕坐标系Sa的坐标轴Xa旋转，在初始位置，S2与S重合，角准为坐标系S和被加工大轮的当前转角。被加工Lja22大轮的节锥顶点与坐标系S2的原点O2重合，XB2为

6、床位。2推导齿面方程δjXO大轮齿面是由刀具切削面包络而成的，因此，大轮的齿面方图4齿面网格投影图程和法线方程均可通过产成坐标系相应的坐标变换而得到。划分网格，采集齿面点信息的步骤如下：首先在坐标系Se中建立大轮刀具切削面（锥面）方程r軆e及其（1）在齿轮的旋转投影面XOY（过旋转轴线的平面）上确定齿法线方程n軋e，如图3所示。面网格的投影。Ze（2）确定投影面上网格节点j与节锥顶点O的距离Lj及Oj与Ye旋转轴X的夹角δ。jrGO（3）由于大轮的三维坐标系S2的原点O2与O重合，坐标轴eθgXeX2与坐标轴X重合，因此大轮齿面点i坐标应满足下列关系式：姨22姨t

7、anδ=Y+Z/X姨姨j姨iiiu姨G姨姨222姨L=X+Y+Zα2姨j姨iii齿面上点i和旋转投影面上网格节点j一一对应，点坐标（Xi，Yi，Z）是曲面参数（iθg，准）的函数，解上面的非线性方程组g，即可得到齿面点坐标（Xi，Yi，Z）和对应的曲面参数（iθg，准）g。图3大轮切削锥面軋軋4应用实例三维模型生成（軋rG-uGsinα2）cosθg軋軋軋軋軋应用实例的初始设计参数：大轮齿数43（右旋），小轮齿数17（軋rG-uGsinα2）sinθg軋r軆=軋軋e軋軋（左旋），螺旋角35°，压力角20°，模数5mm，轴交角90°。軋-uGcosα2軋軋軋軋軋軋1

8、軋（1）弧