proe之齿轮教材.ppt

1、方中电脑范例演示,齿轮建模个案,制作:严老师,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,一.引言,齿轮作为一种通用的传动零件,被广泛的应用于机械设备及各种的产品中,其作用主要分为:传递动力,改变转速和方向.,常见的齿轮传动形式有三种:,1).圆柱齿轮传动-用于两个平行轴之间的传动;属于在齿轮传动中最简单的一种.,2).圆锥齿轮传动-用于两个相交轴之间的传动;,3).涡轮,蜗杆传动-用于两个交叉轴之间的传动;,齿轮是一种标准件,国家和各国以及均有相关的技术规范作为企业或使用者进行生产和设计开发的标准,所以一般情况下应使用规范内的技术标准进行设计和生产操作.,由于齿轮的规格及技术标准庞

2、杂,本范例仅以直齿圆柱齿轮的建模过程进行设计演示.,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,一.齿轮的平面图,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,二.齿轮的相关知识:,1）渐开线直齿圆柱齿轮各部分的名称和参数（图8-19）,齿顶圆直径da通过齿顶的圆柱面直径；,齿根圆直径df通过齿根的圆柱面直径；,分度圆直径 d在垂直于齿向的截面内，用一个假想圆柱面切割轮齿，使得齿隙弧长e和齿厚弧长s相等，这个假想的圆柱面称为分度圆，其直径称为分度圆直径；,齿高 h齿顶圆和齿根圆之间的径向距离；,齿顶高ha齿顶圆和分度圆之间的径向距离；,齿根高hf齿根圆和分度圆之间的径向距离；

3、,齿距 p分度圆上相邻两齿廓对应点之间的弧长称为齿距；,齿厚 s分度圆上轮齿的弧长；,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,齿轮的一些相关知识:,标准齿轮：基本参数取标准值，具有标准的齿顶高和齿根高，分度圆齿厚等于齿槽宽的直齿圆柱齿轮称为标准齿轮，不能同时具备上述特征的直齿轮都是非标准齿轮。,标准齿轮及其几何尺寸计算公式,由齿轮各部分名称的定义可以得到标准齿轮的几何尺寸计算公式，如（外齿轮）：,分度圆直径 d=mz,基圆直径 db=d*cos(20),齿顶圆直径,齿根圆直径,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,三.基本参数,1） 齿数z 在齿轮整个圆周上轮齿的

4、总数。,2） 模数m 分度圆的周长=d=zp，则有：,由于是无理数，给齿轮的设计、制造及检测带来不便。为此，人为地将比值p/取为一些简单的有理数，并称该比值为模数，用m表示，单位是mm。我国已制定了模数的国家标准，因此，分度圆直径d = mz，分度圆齿距p = m。,3） 分度圆压力角,齿轮轮齿齿廓在齿轮各圆上具有不同的压力角，我国规定分度圆压力角的标准值一般为20。此外，在某些场合也采用=14.5、15、22.5及25等的齿轮。,至此，我们可以给分度圆下一个完整的定义： 分度圆就是齿轮上具有标准模数和标准压力角的圆。,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,四.Pro/ENGI

5、NEER 2001齿轮建模范例演示,已知: 齿轮模数 m=3; 齿数 z=35,计算其它相关的设计参数.,固定参数: 压力角a=20,1).Pro/ENGINEER 2001中渐开线的函数公式:,afa=60*t x=r*cos(afa)+pi*r*afa/180*sin(afa) y=r*sin(afa)-pi*r*afa/180*cos(afa),2).分别计算创建齿轮模型的其他尺寸:,齿顶圆: da=(z+2)m;计算出结果是: 111mm,分度圆: d=z*m;计算出结果是: 105mm,齿根圆: df=(z-2.5)m;计算出结果是: 97.5mm,例:,Pro/ENGINEER 2

6、001 齿轮建模个案教材,基圆直径: db=d*cosa;已知a=20,cosa=0.94;计算出结果是: 98.7mm,齿轮的四个控制圆尺寸已经全部计算出来,接下来就可以进入Pro/ENGINEER进行建模.,步骤一:用基准曲线方式创建齿轮的四个参考圆:,步骤二:输入创建渐开线的函数关系式:,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,采用较为简便的渐开线公式,需要先行计算出基圆半径=db/2;结果是:49.35.此数值用于定义渐开线的始点.,渐开线公式,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,步骤四: 利用渐开线创建曲面: 菜单管理器特征创建曲面新建拉伸完成双侧开放

7、曲面完成选择创建基准平面Okay默认视角选取渐开线作为轮廓线完成输入深度预览完成.,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,步骤五:延展渐开线曲面: 菜单管理器特征创建曲面延拓相切曲面完成选择延伸 曲面边界输入延伸尺寸完成,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,步骤六: 创建参考基准轴: 利用两个基准平面创建通过圆心的基准轴,基准轴,步骤七:创建参考基准点: 利用渐开线和分度圆的相交点创建基准点.,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,步骤八:创建参考基准平面: 利用通过之前步骤建立的基准轴和基准点创建一个新的基准 平面.,基准轴,基准点,Pro/

8、ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,步骤九: 创建参考基准平面: 通过建立的基准轴和与基准面(DTM1)产生2.57143857 (1/4个齿轮间隔角度)的夹角创建一个新的基准平面(DTM2).,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,步骤十: 镜像参考基准平面: 以基准面(DTM1)为种子面将齿轮轮廓曲面镜像创建一个新 的曲面.,利用镜像创建的曲面,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,步骤十一: 合并齿轮侧曲面: 利用合并曲面的功能对两个独立的曲面进行合并,保留内侧 的一端备用.,合并后的曲面,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,步

9、骤十二: 利用齿根圆曲线创建曲面: 利用齿根圆轮廓曲线创建曲面备用.,利用齿根圆曲线创建的环状曲面,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,步骤十三: 复制齿廓曲面产生驱动特征: 按照齿轮分配的角度值创建一个复制特征以作为 阵列的驱动单元.,步骤十四: 选择上一个步骤创建的齿 廓曲面,使用阵列工具按照10.28571 428的驱动角度进行阵列,阵列的个 数设定为34个.,实际为10.28571428,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,步骤十五: 对齿廓曲面进行合并操作: 现对原始特征和第一个复制特征进行合并操作, 完成结果如下:,合并操作完成后的齿廓曲面保留了外侧的齿牙部位;环形曲面保留外圈部分.,步骤十六:选择复制特征的合并操作进行阵列操作,系统自动按照阵列的关系完成其余33个特征的合并.,Pro/ENGINEER 2001 齿轮建模个案教材,步骤十七: 利用齿顶圆曲线创建封闭曲面: 绘制与齿顶圆曲线重合的截面用于创建齿轮 的外部曲面.,与齿顶圆曲线重合的草绘截面;之前已经求得其直径为111mm.,使用封闭截面创建