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基于Creo双圆弧齿轮参数化建模及虚拟装配仿真

2017/2/20    来源:互联网    作者:冀斌  王春燕  卢丽娟  孙天华      
关键字:Creo  双圆弧齿轮  参数化建模  虚拟装配  仿真运动  
将GB/T12759-1991型双圆弧圆柱齿轮作为分析目标,利用软件Creo能够进行参数化建模的优点,从而能够快速建立精确的双圆弧齿轮三维实体模型,这样建模可改善设计效率、减少人们的劳动强度,对快速设计我们想要的齿轮具有重要意义,然后对双圆弧齿轮传动机构进行完整约束的虚拟装配,为双圆弧齿轮运动学分析、ANSYS分析以及虚拟制造等后面的课题研究建立了基本条件。

    双圆弧齿轮传动本身具有的一些特点,是其它齿轮传动不能与之相比的,从而加快了其在国内外的发展速度。双圆弧齿轮是凸齿廓与凹齿廓之间的啮合,具有接触强度高、跑合性能好、润滑性能好、加工方便、抗胶合能力强、承载能力高、使用寿命长、传动效率高及无最少齿根切限制等优点,在许多行业的好多机械装备上,比如电力、石油、建筑、矿山、化工、冶金、煤炭等,都有大量的应用双圆弧齿轮。本文将GB/T12759-1991型双圆弧网柱齿轮作为分析目标,利用Creo能够进行参数化建模的优点,对于双圆弧齿轮的参数化设计的实现就变得很方便,我们可以通过改变齿轮基本参数就能得到想要的双圆弧齿轮,这样建模可改善设计效率、减少人们的劳动强度。并对双圆弧齿轮传动系统进行虚拟装配,精确建立的参数化三维模型,为双圆弧齿轮机构动态仿真、干涉检验、直观分析、优化设计、有限元分析以及虚拟制造等后续设计开发奠定了基础。

l 双圆弧齿轮三维实体建模的建立

    双圆弧齿轮的主要参数,像法向齿数z、模数m、螺旋角β、压力角ɑ和齿宽b,决定了其几何尺寸,图1所示为91型双圆弧齿轮的标准齿廓。

图1 双圆弧齿轮的标准齿廓

图1 双圆弧齿轮的标准齿廓

    1.1 设置齿轮基本参数

    进行齿轮的三维模型建立前,我们需要利用Creo参数命令对双圆弧齿轮的主要参数进行设置,图2所示为双圆弧齿轮的法面模数、齿数、压力角、螺旋角和齿宽。

图2 双圆弧齿轮主要参数的设定

图2 双圆弧齿轮主要参数的设定

    1.2 建立计算齿轮每个尺寸的关系式

    将齿轮每个尺寸的关系式添加到Creo关系对话框中:

关系式

    1.3 创建基本曲线和螺旋线

    根据Creo草绘命令进行双圆弧齿轮基本曲线的建立:齿顶圆、分度圆和齿根网,然后1利用拉伸命令绘制齿坯,拉伸齿根圆,生成网柱体齿轮齿坯。

    根据Creo中曲线/从方程/完成命令进行双圆弧齿轮螺旋线的建立,将下面的螺旋线方程输入到系统出现的记事本中:

螺旋线方程

    其中d为分度圆直径;b为齿宽;β为螺旋角;β呈正的时候为右旋,反之则为左旋。

    1.4 草绘双圆弧齿轮的标准齿形轮廓

    根据图1所示的法面标准齿廓曲线,先根据参数关系式绘制出齿轮节线上的标准齿廓,接下来利用几何法将标准齿廓转换到节圆上。先草绘得到双圆弧齿轮的其中一半的齿型轮廓曲线,其次根据镜像命令得到如图3所示的一个完整的端面齿型轮廓,最后利用编辑/特征操作命令沿螺旋线方向复制完成另一端的齿型轮廓,如图4所示。

图3 双圆弧齿轮完整端面齿型轮廓

图3 双圆弧齿轮完整端面齿型轮廓

图4 双圆弧齿轮基本曲线和螺旋线

图4 双圆弧齿轮基本曲线和螺旋线

责任编辑:郝秋红
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