基于空间坐标系的齿轮建模方法与应用研究-论文.pdf

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1、·杌械研究与应用·2014年第1期(第27卷,总第129期)研究与分析基于空间坐标系的齿轮建模方法与应用研究高娜,仇春生,杨冬(1,天津科技大学机械学院,天津300457;2.卓轮(天津)机械有限公司,天津3004573.河北工业大学机械学院,天津300401)摘要:给出利用空间坐标系创建齿轮模型的一种方法,即用坐标系方程计算出齿轮轮廓曲面和齿根过渡曲面的三维坐标值,然后利用Pro/E的曲面命令把这些坐标值上的点啮合成轮廓曲面模型,利用曲面模型对齿坯模型进行实体化操作,即可实现齿轮的快速精确建模。通过实验表明,在Pro/E设计环境下,基于空间坐标系的齿轮三维建模方法

2、,建模精度高,速度快,是一种高效的齿轮建模方法。关键词:空间坐标系;齿轮;三维建模;Prn/E中图分类号:TH122;TtB9文献标志码:A文章编号:1007—4414(2014)01—0001—03GearModelingMethodandApplicationResearchBasedonSpaceCoordinatesSystemGAONa,QIUChun-sheng,YANGDong(.CollegeofMechanicalEngineering,TianjinUniversityofScience&Technology,Tianjin300457,Chin

3、a;2.Zollern(TianJin)MechanicalCompany,Tianjin300457,China;3.CollegeofMechanicalEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300457,China)Abstract:Amethodwasventocreategearmodelwithspacecoordinatessystem,threedimensionalcoordinatevaluesofgearteethprofileandgearteethrootwerecalculatedw

4、ithcoordinatesystemequation,thenPro/Ecurvesurfacecommandwasusedtomaketeethprofilecurvesurfacemodelwhichcoversthesecoordinatepoints,thecurvesurfacemodelwasusedtodosolidoperationwithgearrawmaterial,thengearmodelwasdonequicklyandaccurately.Thetestresultshowedthat,inthePm/Edesignenvironmen

5、t,thegearmodelingmethodbasedonspacecoordinatessystemishigheficientmethodwhichhashighmod—clingprecisionandhighmodelingspeed.Keywords:spacecoordinatesystem;gear;3Dmodeling;Pro/E1引言设斜齿轮中心轴对应的直角坐标为z,则斜齿轮齿轮传动是最重要的机械传动方式之一,随着数上各点可以用直角坐标系X=(,y,z)来表示,如字化技术的发展,为满足有限元分析、机构运动分析、图1所示。动力学分析等的需要,需精确

6、绘制出渐开线齿轮的三维实体模型。齿轮造型精确度将直接影响有限元分析结果的准确性和齿轮产品的制造精度。笔者从齿轮加工原理出发,应用三维空间坐标系法建立了齿廓渐开线及齿根过渡曲线的数学模型,精确实现齿轮三维模型的建立,并提高了建模的效率]。2齿轮轮廓曲面的坐标表达式齿轮齿廓曲线是由渐开线和齿根过渡曲线连接而成,渐开线的起始点和齿根过渡曲线与齿轮的加工图1斜齿轮啮合面示意图方法和加工刀具密切相关。以斜齿轮为例,斜齿轮的即:轮廓曲面是由与基圆柱相切平面上的一条斜直线通(,0)=rb[(COS+~psin)COS0一过绕基圆柱做螺旋运动而产生的[2-71。设斜齿轮的(sin一

7、~0cos)sin0]齿数为z。,加工斜齿轮的刀具模数为m,压力角为Y(,0)=rb[(COS+g,sin)sin0+(2),固定斜齿轮基圆轴的螺旋角为。(sin一~0cos)COS0]斜齿轮基圆半径的表达式为:Z(0)=rb0COSbrb=0.5zomCOS/cosb(1)十收稿日期:2013—11—28作者简介:高娜(1981一),女,河北辛集人,讲师,研究方向:机械设计与制造。研究与分析2014年第1期(第27卷,总第129期)·机械研究与应用·式中:为通过齿面上点X=(,l,,Z)作基圆的切Crn线切点相对轴的夹角,以绕轴逆时针旋转为正;0为通过齿面上点

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