基于ProEWildfire渐开线圆柱齿轮几何模型的建立

基于Pro/EWildfire渐开线圆柱齿轮几何模型的建立基于Pro／EWildfire3．0平台的精确建模功能，根据渐开线圆柱齿轮的形成原理，推导出了构成直齿圆柱齿轮渐开线的参数方程，通过方程建立精确的渐开线齿轮齿廓，实现渐开线圆柱齿轮的三维造型，为该产品的进一步设计、分析和制造提供依据。0引言渐开线齿轮是一种重要的机械零件，被广泛地应用在机床、车辆、船舶和航空器的传动装置中。近年来随着CAD/CAE/CAM/CAPP技术的迅速发展。使用计算机对齿轮进行设计与分析已经成为一种重要的研究手段。因此如何精确构造渐开线圆柱齿轮是研究工程实际问题的基础。本文以Pro/ENGINEER为建模工具详细阐述了渐开线圆柱齿轮的建模过程，为工程上解决关于齿轮问题的强度刚度计算具有指导意义。1渐开线圆柱齿轮模型的创建过程1.1渐开线方程如图1所示.当用直角坐标系来表示渐开线时。其方程为式中u=tan（ak）——渐开线任一点k的滚动角；ak——渐开线在点k的压力角；rb——基园半径。图1渐开线坐标系齿数/个25模数/mm3压力角/20齿宽/mm10齿顶高系数1齿根高系数。1.25分度圆直径/mm75齿顶圆直径/mm81齿根网直径/mm67.5基圆直径/mm70.4771.2.2建立渐开线插入基准曲线按钮，弹出菜单管理器，选择“从方程”，单击完成，弹出窗体，选取坐标系PRT-CSYS-DEF，坐标系类型定义选择笛卡儿坐标系：定义方程，在弹出的记事本中输入以下渐开线方程并保存。在“曲线：从方程”窗口单击确定，创建的渐开线如图2所示。1.2.3创建齿形曲线选取FRONT面为草绘平面，参照平面为RIGHT，绘制如图4所示，生成齿形曲线。具体过程：创建齿顶圆，分度圆，齿根圆，基圆曲线。利用渐开线与分度圆的交点处创建基准点PNT0，在TOP面和RIGHT面相交处创建-基准轴A-l。再利用所创建的基准点PNTO和基准轴线A-1创建基准平面DTMl。对于标准齿轮，在分度圆上的齿宽和齿槽宽相等，因此对应的圆周角也相等，其值为360/(2xZ)，要创建齿廓的另一条渐开线，可将已知的渐开线进行镜像，镜像平面应该是某个轮齿的对称面。这个对称面DTM2可以通过DTMl绕A-l轴旋转360/(2xZ)=3.6得到。单击镜像工具按钮，选择DTM2为镜像平面，得到第2条渐开线，如图3所示。剪掉多余部分形成齿形曲线如图4所示。图3镜像渐开线1.2.4创建渐开线圆柱齿轮实体齿形在“拉伸”操控面板设置好拉伸方向。拉伸方式，拉伸深度为10mm，得到第一个齿轮。如图5所示用环形阵列复制实体齿形如图6所示。用拉伸、去除材料、倒角等命令完成齿轮造型如图7所示。图4齿形曲线图5单个轮齿造型图6环形阵列复制实体图7齿轮造型齿形2结语本文基于Pro/ENGINEER平台实现了渐开线圆柱齿轮实体的精确化建模，解决了齿廓造型的难题。可大大提高设计速度和造型的精度，具有广泛的应用价值。