Solidworks中渐开线齿廓曲线的精确绘制.pdf

《Solidworks中渐开线齿廓曲线的精确绘制.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第27卷第1期大连铁道学院学报VOi.27NO.12006年3月JOURNALOFDALIANRAILWAYINSTITUTEMar.2006文章编号：1000-1670（2006）01-0083-02!研究简报!Solidworks中渐开线齿廓曲线的精确绘制朱静，谢军（大连交通大学机械工程学院，辽宁大连116028）!关键词：SOiidwOrks；齿廓曲线；绘图中图分类号：TP317.4文献标识码：A与UG、PrO/E等流行的三维建模软件相比，SOiidWOrks是一种真正基于WindOws的

2、软件.该软件具有全面的零件实体建模功能，灵活的装配设计和约束检验，能快速生成工程图，同时还具有强大的数据转换接口，因此它已广泛应用于电子、机械、模具、汽车等行业.但SOiidWOrks软件在参数绘图方面的功能模块还不完善，如SOiidwOrks中只能用近似圆弧代替渐开线曲线绘制齿轮，而齿轮的齿廓曲线比较复杂，其中渐开线齿轮能保证齿轮特定传动比、受力方向不变等优点，在许多行业得到应用.所以在齿轮的实体造型中有必要对渐开线齿廓曲线进行精确绘制，以满足轮齿造型的准确性.本文针对渐开线直齿圆柱齿轮，通过

3、采用笛卡尔坐标方程得到渐开线上一系列型值点，在SOiid-wOrksk中准确的绘制出渐开线齿廓曲线，从而实现SOiidwOrks的齿轮三维造型.渐开线齿轮造型比较复杂，一直是三维CAD设计的难点.本论文解决了如何在SOiidWOrksk精确绘制渐开线齿轮的问题，对SOiidWOrks后续的齿轮机构造型设计，以及动态仿真、干涉检验、有限元分析等都有作用.（1）在SOiidwOrks中建立圆柱齿轮的参数方程式，建立关系渐开线直齿齿轮的基本参数主要有：模数m、齿数z1、压力角alpha.在SOiidw

4、Orksk中，实现齿轮的造型，首先草绘出分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆草图，并根据SOiidWOrks中的建立方程方法，按下列各式建立分度圆、齿顶圆、齿根圆、基圆直径关系.分度圆直径d=m·z1.齿顶圆直径da=m·（z1+2）齿根圆直径df=m·（z1-2.5）基圆直径db=m·z1·cOs（alpha·!/180）.（2）渐开线的绘制当一条直线沿着一个直径为d（基圆）的圆周上作纯滚动时，直线上任一b点K的轨迹为渐开线，如图1所示.渐开线的极坐标方程为：rbrk={cOs"k#=inv"k=tg

5、"k-"k其中rb=r·cOs"=1/2m·z1·cOs"=db/2首先根据齿廓极坐标方程，经整理变换成为笛卡尔坐标系中的渐开线齿廓参数方程（设参数t=0~1时，"=0~45）theta=t·45·!/180x=rb·cOs（theta）+rb·sin（theta）·theta图1渐开线极坐标法!收稿日期：2005-09-15作者简介：朱静（1972-），女，讲师，硕士.84大连铁道学院学报第!"卷y=rb·sin（theta）-rb·cos（theta）·thetaz=0依据参数方程，生成渐开

6、线自由曲线数据文件，在exei中将渐开线笛卡尔参数坐标方程输入并生成表文件如图2.图2渐开线曲线数据表将数据表文件中Soiidworks所需数据的笛卡尔坐标X、Y、Z值.转化为!.txt文件后保存.最后在Siidworks中插入自由端点曲线，调用已存在的渐开线数据点文件，生成齿轮轮廓渐开线曲线，如图3所示.（3）标准齿轮造型镜像渐开线，在标准渐开线齿轮的分度圆上，齿厚S等于齿槽宽e，即s=e=!·m/2根据标准齿轮的这一特点，可以用分度圆上齿槽中心角的角分线来镜像渐开线，如图4所示，其角分角"=

7、e/2r=!·m/（2m·z1）=!（/2z1）在Soiidworks中首先进行使用“引用实体”命令得到曲线边，利用两条渐开线及齿轮顶圆、齿根圆切出齿槽，形成单个齿轮的轮廓线，然图3齿轮渐开线曲线后进行齿根倒圆角，再拉伸切除材料，得到标准直齿轮的一个齿槽，如图5所示.图4齿槽中心角的角分线图5齿槽的造型图6渐开线直齿轮的造型旋转阵列原始齿槽特征，完成渐开线直齿圆柱齿轮的的造型，如6所示.本文在SoiidWorks中实现了渐开线齿廓曲线绘制，可以方便、快捷准确地绘制出渐开线圆柱齿轮的齿廓，为齿轮的

8、三维造型提供了基础.对齿轮的有限无分析和有关齿轮传动的动画制作、以及对后续的齿轮机构造型设计，以及动态仿真、干涉检验、等都具有重要的意义.参考文献：［1］黄忠耀，李冬梅.Pro/ENGINEER2001零件设计教程［M］.北京：清华大学出版社，2003.［2］刘朝儒，彭福荫，高政一.机械制图.北京：高等教育出版社，2000.［3］［美］SOLIWORKS.SoiidWorks基本建模技术［M］.生信实维编译.北京：清华大学出版社，2003.［4］中华人民共和国国家标准.机械制图［M］.中华人民共