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基于 的斜齿圆柱齿轮 的三维精确参数化建模 同济大学 上海 赵向前 河南省新郑市机电工业学校 5 3 3为毛坯圆柱直径 以齿宽 0 9 3 3为毛坯圆柱高度 建立毛坯如图5所示 1 建立完整的毛坯 以齿坯端面为草图放置平 面 建立如图1所示的草图 然后采用拉伸和布尔运 算 最后结果如图6所示 利用同样的方式建立草图 并拉伸和布尔运算 然后采用特征操作功能对细节进行 处理 最后形成的齿坯如图 所示 图 5 图 1 图 6 图 冷加工 年第 期 应用 0 1 2 3 43 56 7 6 8 6 9 9 73 金属加工 建立齿廓曲线 把齿坯隐藏 把坐标系绕 轴旋转 然后以原点为圆心 在 平面内 分别 以齿根圆直径 分度圆直径 和齿顶圆直径 作出 个圆 需要注意的是 此处的齿顶圆直径比建立毛坯时的齿顶 圆直径 也就是实际的齿顶圆直径 要大 原因在于如 果是按照实际的齿顶圆直径作出的话 最后形成的齿槽 与毛坯在进行布尔运算后 有可能会出现片体 从而使 造型失败 因此 在此步骤中应把齿顶圆作得大一些 使用工具栏中规律曲线工具 坐标方向的 变量采用根据方程方式 而 坐标方向的变量采用恒定 方式 并且取为 得到的图形如图 所示 由坐标 原点到渐开线与分度圆交点作一条直线 并顺时针旋转 即 选择渐开线 使用菜单 编辑 变换 用直线作镜像 现有直线 点选刚才旋转后的 直线 复制 得到的图形如图 所示 隐藏无关 曲线并对曲线进行裁剪 渐开线和齿根圆交点进行圆角 处理 圆角半径为 0 1 最后形成齿廓曲 线如图 所示 图 图 建立用于扫描路径的螺旋线 旋转坐标系 如图0所示 使用工具栏中螺旋线工具 转数为 半 径 方 式 采 用 输 入 半 径 方 式 0 螺距 0 即 1 2 旋转方向为右旋 作出的螺旋线如图 所示 图 图 0 形成全部齿廓 使用工具栏中曲面的扫描 工具 分别选择引导线 螺旋线和剖面线串 齿 廓曲线 指定参数 定位方式 选择比例方法 输入 比例因子等全部使用默认参数 布尔运算选用创建 形 成的一个齿廓如图 所示 选中刚才创建的齿廓 然后选择菜单 编辑 变换 绕直线旋转 点和矢量 基点为坐标原点 矢量为3 4方向 角度 0 多个副本可用 输入数据0 最后形成的全部齿廓 如图 所示 形成完整齿轮 重新显示齿坯 然后采用布尔 运算 最终形成的斜齿轮如图 所示 图 图 图 图 结语 本文介绍的用5 6软件中的表达式和公式曲线功能 绘制的渐开线是完全精确的 在此基础上 应用扫描方 式进行斜齿轮造型的方法符合精确建模的要求 并且齿 轮的所有尺寸参数都通过表达式加以关联 这样建立起 来的齿轮模型不但提高了后期制造 装配的精度 而且 便于修改 可以根据不同的模数 齿数 压力角 螺旋 角来形成不同的齿轮 真正实现了参数化设计的要求 同时可以在此基础上进行齿轮啮合的装配建模 模拟仿 真 载荷分析及虚拟现实等工作 为齿
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