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基于Creo环境斜齿圆柱齿轮的参数化设计与建模

2017/12/7    来源:互联网    作者:何幸保  王建平  邓中华      
关键字:斜齿  圆柱  参数化设计  建模  
斜齿圆柱齿轮传动平稳、可靠,承载能力大,主要应用于较大型工程机械的减速装置中。为了准确、快速设计其实体模型,减少设计时间,缩短生产周期,在Creo环境下,利用参数化设计方法对斜齿圆柱齿轮进行了设计。首先运用参数化公式绘制齿顶圆、分度圆、齿根圆、基圆的草绘图形,然后根据齿轮渐开线参数方程创建齿廓线,最后生成实体模型。结果表明:参数化设计方法能准确、快速、可靠地创建实体模型,并且能很方便、快捷地进行变更设计。

    Creo是美国参数化技术公司(ParametricTechnology Corporation)开发的基于特征的、集CADCAMCAE于一体的三维产品设计软件。本文在“零件”模块中,应用参数化设计功能,设计了斜齿圆柱齿轮三维实体模型。

    由机械原理可知,斜齿圆柱齿轮与直齿圆柱齿轮相比,斜齿齿廓的啮合是逐渐进人、逐渐脱离的,载荷不是突然加载或卸下的,因此啮合系数高、传动平稳,其减速器的承载能力大,主要用于矿山机械、破碎机和螺旋运输装备等较大型工程机械。准确、可靠和快速地设计斜齿圆柱齿轮是工程设计的重要任务,根据斜齿圆柱齿轮的相关参数,应用Creo软件的参数化设计模块,本文设计了斜齿圆柱齿轮的三维实体模型,为后续的运动学、动力学分析奠定了基础,同时为生产制造提供了安全、可靠的保障。在参数化模块下,当选取不同参数的斜齿轮模型时,变更相应的参数即可改变模型的大小与形状,在参数化建模过程中,由于利用了数学运算公式,从而可得到一系列结构相似、尺寸不同的零件。

1 参数化实体模型的创建

1.1 齿轮参数的设置

    斜齿圆柱齿轮的相关参数见表1,其螺旋方向为左旋。在Creo环境中先对参数进行赋值,在标题栏点击【工具】\【参数】,依次设定齿数、法向模数、法向压力角、螺旋角、齿顶高系数、顶隙系数等参数。

    表1 斜齿圆柱齿轮参数表

    1

1.2 4个基本圆草绘图形的创建

    2

    单击草绘工具,选定一个特征面为草绘平面(例如选FRONT),在草绘环境中由内到外依次绘制4个同心圆,然后点击【工具】、【关系】,在弹出对话框中,输入齿轮基本圆的参数方程:

    3

    同时将sd0、sd1、sd2、sd3分别定义为基圆、齿根圆、分度圆以及齿顶圆直径,并将如下参数式列在以上参数方程的后面:

    4

    即可生成基圆、齿根圆、分度圆和齿顶圆的参数化草绘图形。

1.3 齿根圆基本拉伸实体的创建

    点击拉伸工具,同样以FRONT截面为草绘平面,以齿根圆为草绘截面,拉伸厚度为50mm,建立基本拉伸实体模型,如图1所示。

    5

    图1 齿根圆的基本拉伸实体模型

1.4 渐开线齿廓的创建

    由机械原理可知,齿轮渐开线数学方程为:

    6

    式中:rb为基圆半径;θ为展角弧度值。

    将以上数学方程转换为机器能识读的参数化方程,即:

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责任编辑:张纯子
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