基于AutoLISP的偏置圆柱蜗杆传动副的三维建模.pdf

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1、·信息技术·孟东阁，等·基于AutoLISP的偏置圆柱蜗杆传动副的三维建模基于AutoLISP的偏置圆柱蜗杆传动副的三维建模孟东阁，范元勋(南京理工大学机械工程学院，江苏南京210094)摘要：偏置圆柱蜗杆传动副中面蜗轮的齿面复杂，直接进行三维建模比较困难。在AutoCAD中，利用AutoLISP语言编制程序模拟滚刀加工面蜗轮的过程，完成了偏置圆柱蜗杆传动副的三维建模。得到的三维造型可进行啮合仿真、有限元分析等操作。关键词：偏置圆柱蜗杆传动副；AutoLISP；实体造型中图分类号：TH132．44；TP391．41文献标志码：B文章编号：1671—5276(20

2、11)05-0077-02ThreeDimensionsSolidModelingofHeliconGearingBasedonAutoLISPMENGDong—ge，FANYuan-xun(CollegeofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScience&Technology，Nanjing210094，China)Abstract：Itisnoteasytomakesolidmodelofplanewormwheelinhelicongearingbecauseitssurfaceiscomplex．This

3、paperputsforwardthatAutoLISPisusedtodevelopprogramsandtogeneratethe3-DmodelofhelicongearinginAutoCAD．Thesolidmodelcanbeusedforsimulation，finiteelementanalysisandSOon．Keywords：helicongearing；AutoLISP；solidmodel国内对偏置圆柱蜗杆传动副中面蜗轮齿面成型技术的0引言研究甚少，利用计算机辅助设计进行三维建模的方法也不多见。因此，笔者利用仿真法进行面蜗轮齿面生成研究

4、。偏置圆柱蜗杆传动是指圆柱蜗杆的工作螺旋面置于仿真法是以经典的计算机辅助设计软件AutoCAD为平台，蜗轮一侧的蜗杆传动⋯。蜗杆为等导程圆柱螺旋，蜗轮使用其内嵌的AutoLISP语言编辑仿真程序，模拟范成法切为端面弧线齿轮，简称为面蜗轮。蜗杆螺旋面可由车刀加削过程，切削生成面蜗轮的三维造型。该方法简单易懂，设工，也可用盘形刀具包络而成，面蜗轮一般用滚刀对偶范计方便，可视性强，能看到面蜗轮的加工过程，模型显示容成加工。实质上它是当蜗杆蜗轮节锥角等于零的锥蜗杆易，可显著提高偏置圆柱蜗杆传动副三维建模效率。传动的一个特例，如图1所示。偏置圆柱蜗杆传动副在美国于20世纪

5、50年代中期被发明并注册为商标Helicon，1偏置圆柱蜗杆传动副蜗杆和面蜗而且已经标准化生产。该传动的应用范围很广，特别是在轮齿面生成的基本方法结构紧凑的条件下要求传递功率大，抗冲击强度高，运转平稳及侧隙可调的中等及中等以上传动比的情况，单级传动比可达i=10—4000。1．1蜗杆齿面生成偏置圆柱蜗杆传动中蜗杆一般采用阿基米德螺旋面，其加工方法和其他圆柱蜗杆加工方法相同，可以用车刀、铣刀、平面砂轮等。阿基米德型蜗杆通常用直线刃车刀加工。车刀的切削刃安装在蜗杆的轴截面内，加工时绕蜗杆轴线做螺旋运动，相应蜗杆螺旋齿两侧的齿面就被加工出来。1．2面蜗轮的齿面生成面蜗

6、轮的齿面比较复杂，所以它的CAD建模方法和加工都有点困难。偏置圆柱蜗杆传动副中面蜗轮一般由滚刀滚切成型J。所用的滚刀的工作参数均应与面蜗轮相配的蜗杆一致，只是在齿高上有差别。加工时要保证面蜗轮滚刀位置准确，包括面蜗轮滚刀轴向和其垂直方向不允许窜动和摆动。另外进刀量不宜过大。面蜗轮的加工图1偏置圆柱蜗杆传动副与其他几种传动的比较过程就是模拟蜗杆和面蜗轮啮合过程，即为刀具齿面包络作者简介：孟东阁(1986一)，男，江苏徐州人，硕士研究生，研究方向为机械设计。MachineBuilding8Automation，Oct2011，40(5)：77～78，94·77··信

7、息技术·孟东阁，等·基于AutoLISP的偏置圆柱蜗杆传动副的三维建模面蜗轮齿面的过程。所以在AutoCAD中对面蜗轮进行三维建模的基本原理就是利用AutoLISP语言编制程序运行模拟加工的过程，从而构建出面齿轮的实体造型。建立如图2所示坐标系j。其中坐标系．s，s是固定的坐标系，S，S：是分别与蜗杆和面蜗轮固连的坐标系，蜗杆和面蜗轮在加工时分别绕z^，z：轴旋转；E是蜗杆偏置长度；是滚刀轴向安装位置；，：分别表示蜗杆和面蜗轮传动角度。在AutoCAD中建模的基本步骤：建立好刀具和面蜗轮毛坯实体模型，通过图2建立好的坐标系将它们按加工位置放置。然后模拟加工运动，

8、刀具模型绕自身轴线转动一