基于ProE的渐开线圆柱齿轮参数化精确建模数控火花机

基于Pro/E的渐开线圆柱齿轮参数化精确建模

基于Pro/E的渐开线圆柱齿轮参数化精确建模 2011： 基于Pro/E的渐开线圆柱齿轮参数化精确建模 X叶 丰(中国计量学院,浙江杭州310018) 摘要:介绍了应用Pro/E实现圆柱齿轮的三维精确建模的方法,推导了有关精确建模所需的几个重要关系式;介绍了应用二次开发工具Pro/Program实现圆柱齿轮的参数化设计的方法" 关键词:Pro/E;Program;齿轮;参数化设计 中图分类号:TH1321413 文献标识码:A 文章编号:1005-5770(2006)06-0033-03ParametricDesignforAccurateModelofCylindricalGearBasedonPro/EYEFeng(ChinaInstituteofMetrology,Hangzhou310018,China) Abstract:Themethodfortheaccurate3DmodelofcylindricalgearbasedonPro/ewasintroduced,andsomekeyfunctionsfortheaccurate3Dmodelwerededuced1ParametricmodelofcylindricalgearwasrealizedbymeansofPro/Program1 Keywords:Pro/e;Program;Gear;ParametricDesign 利用传统的机械设计方法很难精确表达复杂零件的形状,由于Pro/E的强大参数化造型功能,使得复杂零件的实体造型成为可能"本文探讨了利用Pro/E软件进行渐开线圆柱齿轮参数化精确建模的方法"1 渐开线圆柱齿轮的参数[1] 圆柱齿轮的标准参数:法面模数mn;法面压力角An;法面齿顶高系数han*;法面齿隙系数cn*;螺旋角B(直齿圆柱齿轮B=0);变位系数xn;齿数z" 圆柱齿轮基本尺寸计算公式 端面模数:mt=mn/cosB;端面压力角:At=arc2tan(tanAn/cosB); 分度圆直径:d=mtz=mnz/cosB;基圆直径:db=dcosAt; 齿根圆直径:df=mnz/cosB-2(han*-xn+cn*)mn; 齿顶圆直径:da=mnz/cosB+2(han*+xn)mn"2 渐开线圆柱齿轮精确建模的关系式211 渐开线方程 齿轮轮齿精确的三维造型是齿轮机构动态仿真!NC加工!干涉检验以及有限元分析的前提,轮齿的形状必须用渐开线方程来控制"由图1可得渐开线方程:x=(dbcosH+P#db#H#sinH/180)/2y=(dbsinH-P#db#H#cosH/180)/2(1)图1 渐开线Fig1Involute图2 斜齿轮螺旋线Fig2Helixofcylindricalgear212 斜齿轮前后端面齿廓截面的旋转角度 图2将斜齿轮沿分度圆柱展开"由图2可得:#33#第34卷第6期2006年6月塑料工业CHINAPLASTICSINDUSTRYX作者简介:叶丰,男,1972年生,工程师,主要研究方向为机械设计"refeng219@hotmail1comL=Pd/tgB=Pmz/sinB(5)式中,L为螺旋线导程" 整个导程L螺旋线绕轴线旋转360b角,则在b宽度上齿廓截面旋转角度为:360b#b#sinB/Pmz3 圆柱齿轮在Pro/E中的参数化建模 采用一般的方法建模时,齿轮的某一参数发生变化就需重复造型,这给设计带来很大的麻烦;因此采用Pro/E的Program程序实现参数化设计[2]"圆柱齿轮的设计步骤如下:311 创建基准曲线 创建二个圆基准曲线,为了便于记忆和今后的设计变更,通常将Pro/E自动生成的特征标识!尺寸名称进行修改"将基准曲线[重命名]为齿顶圆!齿根圆"通过1编辑2基准曲线,修改直径尺寸1属性2,将特征尺寸的名称分别改为da!df"312 Pro/Program程序设计 Pro/Program是Pro/E提供的一个可程序化的工具"它可以将需要经常变更的参数或步骤,事先以叙述句的方式写成,在调用时自动提示输入设计变量,从而使变型设计得以自动实现"本文讨论的圆柱齿轮包括直齿圆柱齿轮!斜齿圆柱齿轮!人字齿轮;因此,齿轮的设计变量除了标准的齿轮参数外,还有齿轮类型这一参数"点击1工具2y1程序2y1编辑设计2,在程序的INPUT,,ENDINPUT之间输入设计变量: gear typestring d请输入齿轮的类型(str:直齿轮;rh:右旋斜齿轮;lh:左旋斜齿轮;her:人字齿轮)d m nnumber d请输入齿轮的模数:d ,,,, ifgear type==dstrd|gear type==dSTRdelse betanumber d请输入齿轮的螺旋角(0~45):dendif,,,,bnumberd请输入齿轮的宽度:d 在程序的RELATIONS,,ENDRELATIONS之间输入关系式: /*根据齿轮类型确定螺旋角ifgear type==dstrd|gear type==dSTRdbeta 1=0elsebeta 1=betaendif/*ha:齿顶高;hf:齿根高;alpha t:端面压力角ha=(hax n+x n)*m nhf=(hax n+cx n-x n)*m nalpha t=atan(tan(alpha n)/cos(beta 1))/*d:分度圆直径;da:齿顶圆直径;df:齿根圆直径;db:基圆直径d=m n*z/cos(beta 1)da=d+2*hadf=d-2*hfdb=d*cos(alpha t) 关闭!并保存文件,输入设计变量,系统自动再生模型"图3 渐开线生成坐标系Fig

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