基于Pro/E的漸開線直齒錐齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)*

楊利紅,李光照，張 淳

(1.陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 陜西 咸陽 712000; 2.陜西科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

基于Pro/E的漸開線直齒錐齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)*

楊利紅1,李光照1，張 淳2

(1.陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院， 陜西 咸陽 712000; 2.陜西科技大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院， 陜西 西安 710021)

利用Pro/E強(qiáng)大參數(shù)化設(shè)計(jì)造型的功能，闡述了可控制起動(dòng)行星齒輪減速裝置中漸開線直齒錐齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)造型的復(fù)雜過程，對(duì)此裝置后期的模擬裝配和制造有很大的實(shí)際意義。

Pro/E；參數(shù)化；錐齒輪

1 創(chuàng)建錐齒輪的三維模型的過程

針對(duì)圖1可控制起動(dòng)行星齒輪[1]減速裝置[2]中錐齒輪(與磁粉制動(dòng)器CZ連接)進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)過程比較復(fù)雜，在繪制其三維模型之前應(yīng)輸入設(shè)計(jì)參數(shù)和參數(shù)化關(guān)系式，具體如圖2和圖3所示。

圖1 可控制起動(dòng)行星齒輪減速裝置傳動(dòng)方案簡圖

圖2 參數(shù)設(shè)置 圖3 關(guān)系式

具體關(guān)系式[3-4]如下：

ha=(hax+x)*m

hf=(hax+cx-x)*m

h=(2*hax+cx)*m

delta=atan(z/z_asm)

d=m*z

db=d*cos(alpha)

da=d+2*ha*cos(delta)

df=d-2*hf*cos(delta)

hb=(d-db)/(2*cos(delta))

rx=d/(2*sin(delta))

theta_a=atan(ha/rx)

theta_b=atan(hb/rx)

theta_f=atan(hf/rx)

delta_a=delta+theta_a

delta_b=delta-theta_b

delta_f=delta-theta_f

ba=b/cos(theta_a)

bb=b/cos(theta_b)

bf=b/cos(theta_f)

D0=d/(2*tan(delta))

(1) 創(chuàng)建二維曲線 由以上關(guān)系式可以在Pro/E的二維繪圖環(huán)境中繪制其大端和小端的齒頂圓、分度圓、基圓、齒根圓的曲線圓，具體如圖4所示。

(2) 輪齒的完成 在兩組四個(gè)同心圓中心繪制笛卡爾坐標(biāo)系，從方程中創(chuàng)建樣條曲線，即輪齒單側(cè)齒廓曲線，如圖5所示，繪制具體的曲線方程如下：

r=db/cos(delta)/2

theta=t*60

x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180

y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180

z=0

鏡像單側(cè)齒廓曲線，如圖6所示，并在二維環(huán)境下完成大端、小端輪齒的齒形端面，并用掃描混合的命令完成第一個(gè)輪齒，如圖7、8所示。

圖4 參數(shù)設(shè)置 圖5 單側(cè)齒廓曲線

圖6 鏡像齒廓曲線

(3) 陣列輪齒 把掃描混合后的第一個(gè)輪齒采用陣列的命令完成其總體結(jié)構(gòu)，選擇“軸”命令，陣列數(shù)目是齒數(shù)[5]，完成后的錐齒輪三維模型如圖9所示。

圖7 輪齒端面

圖8 掃描混合第一個(gè)輪齒 圖9 輪齒陣列

2 結(jié) 語

運(yùn)用Pro/E三維繪圖工具完成錐齒輪的參數(shù)化設(shè)計(jì)過程，充分體現(xiàn)了該軟件強(qiáng)大的參數(shù)化設(shè)計(jì)功能，為可控制起動(dòng)行星齒輪減速裝置中其它齒輪的設(shè)計(jì)節(jié)約了時(shí)間，也為后續(xù)的模擬裝配縮短了時(shí)間，同時(shí)對(duì)以后齒輪輪齒的分析、制造加工都具有重大意義。

[1] 饒振剛. 行星齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)[M].北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2003.

[2] 張 淳,王亞峰,王 鋮. 可控制起動(dòng)行星齒輪減速裝置傳動(dòng)方案的研究[J].機(jī)械設(shè)計(jì),2003 ,20 (3) :32-33.

[3] 孫 桓，陳作模.機(jī)械原理[M].北京：高等教育出版社，2003.

[4] 濮良貴，紀(jì)銘剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)[M].第七版.北京：高等教育出版社，2004.

[5] 馮 瑋，華 林，黃海浪.變位齒輪參數(shù)化建模技木及其機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)仿真[J].機(jī)械制造，2008(8):10-13.

Parametric Design of Involute Spur Bevel Gear Based on Pro/E

YANG Li-hong1， LI Guang-zhao1, ZHANG Chun2

(1.ShaanxiPolytechnicInstitute,XianyangShaanxi712000,China；2.SchoolofMechanicalandElectricalEngineering,ShaanxiUniversityofScience&Technology,Xi′anShaanxi710021,China)

By using the powerful modeling functions of Pro/E parametric design, the complex process of parametric design modeling of the involute spur bevel gear in the controllable start planet gear reducer is described，which has the real meaning for the late assembly and manufacturing.

Pro/E; parametric design; bevel gear

2013-11-19

陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院科研項(xiàng)目：漸開線齒輪參數(shù)化造型與輪齒應(yīng)力分析的研究(編號(hào)：ZK13-01)

楊利紅(1983-)，女， 河南濮陽人，講師，研究方向：現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論與方法。

TH132

A

1007-4414(2014)01-0176-02