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SolidWorks齿轮建模的方法研究及比较

2015/7/24    来源:互联网    作者:孙健      
关键字:SolidWorks  建模  渐开线  
工程技术人员经常需要对齿轮类标准件进行建模设计,由于渐开线齿廓的复杂性,因此在SolidWorks环境中实现渐开线圆柱齿轮的三维实体建模有一定的难度。文中主要阐述5种常见的建模方法,通过对5种方法的比较,探索出可以在SolidWorks环境中进行简单、快捷的三维建模方法。

0 引言

    SolidWorks作为一款主流的三维造型设计软件,已成为一种世界性的标准化三维实体模型设计系统,受到工程技术人员的一致好评。但是它的草图绘制功能不够强大,直接绘制齿轮的渐开线轮廓,并运用拉伸、放样等命令来完成三维模型比较困难。笔者通过学习总结出几种建模方法。因方法各有利弊,初学者比较容易掌握其中的1-2种建模方法,来解决齿轮的建模问题。

1 常见的几类建模方法

    1.1 运用AutoCAD来完成渐开线轮廓绘制,SolidWorks完成建模

    SolidWorks提供了较强的数据转换功能,可以直接调用AutoCAD的二维图形数据文件,并根据调入的二维模型转化为三维模型。

    利用AutoCAD自带的Autolisp开发工具,首先编制一个生成渐开线曲线的程序,再生成相应的渐开线,来完成齿轮的轮廓线的绘制,并保存成AutoCAD通用的“渐开线.dwg”格式文件。运行SolidWorks软件,并在“文件”菜单中打开AutoCAD绘制保存好的“渐开线.dwg”文件,选择输入到新的零件→下一步→输入到2D草图→合并点→完成,这样就建立了齿轮的轮廓图。最后运用SolidWorks中的拉伸命令→定义齿厚→拉伸切除命令完成键槽→完成整个齿轮的三维建模。

    1.2 运用CAXA电子图板来完成渐开线轮廓绘制,SolidWorks完成建模

    CAXA电子图板是我国自主开发的功能齐全的通用CAD软件系统,适合于所有需要二维绘图的场合。CAXA电子图板带有种类齐全的参量国标图库,因此在设计齿轮时,可以把两个软件结合起来使用,实现快速准确地建模。具体步骤为:利用软件自带的国标图库直接绘制齿轮的轮廓线→保存成.dwg格式→打开SolidWorks软件→在SolidWorks软件中打开齿轮的轮廓线→用特征中的拉伸命令→定义齿面的厚度→用拉伸切除命令来完成孔和键槽的生成。

    1.3 利用3点拟合法来完成

    渐开线轮廓的绘制采用已知点进行曲线拟合的近似画法,通过确定渐开线轮廓与分度圆、基圆、齿顶圆的3个交点,然后采用样条曲线命令,过3点绘制渐开线完成1/2的轮廓绘制,再使用镜像命令完成整个轮廓的绘制。详细绘图和计算见图1和表1。

图1 3点拟合法原理图

图1 3点拟合法原理图

表1 3点的计算公式

表1 3点的计算公式

    1.4 运用GearTrax插件来完成

    GearTrax2012齿轮插件单文件版,适用于SolidWorks,是著名的齿轮生成器,简单易用,如图3所示,只要设置数据与创建就行。解压即可使用,最好是在SolidWorks英文界面下使用,这样才会生成一个完整的齿轮,如图4所示。不然在中文界面只会生成一个齿,中英文在“工具”-“选项”勾上“使用英文菜单”或者不切换成英文版本而勾上“使用英文特征和文件名称”也是可行的。

图2 实例图

图2 实例图

图3 GearTrax2012插件图

图3 GearTrax2012插件图

图4 齿轮图

图4 齿轮图

责任编辑:郝秋红
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