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渐开线圆柱齿轮基本齿廓的相关尺寸如下图所示:2 Y3 M- |+ ?2 H8 `
按上图可以绘制出单个齿形,然后对该齿形做圆周阵列就可以生成一个齿轮。
4 m4 U0 W6 @( |) _7 Y( o 使用solid3000做齿轮时,首先使用“曲线”工具栏内的“方程曲线”功能,生成齿轮所需要的渐开线。具体步骤如下:
5 p3 I* E, _4 V- h, C1、新建一个零件后,单击“曲线”工具栏内的“方程曲线”按钮,会弹出下图所示对话框,在这里创建自己的方程曲线,也可以直接调用已有方程。- c$ ?. |8 g2 W! R1 F- `& S. N
2、单击“调入方程”后,在之后的对话框内选择到“渐开线”(位于倒数第3个),单击确定就可以调用渐开线。" z( c. J$ d. F$ d7 k, b6 R- | B9 `$ i
3、确定后,可以看到方程曲线对话框内的参数列表会提供渐开线所需参数,可以通过鼠标单击直接进行修改。同时在绘图区可以看到一个坐标架及渐开线的预览效果。当做一个简单的直齿轮时,设定β值为0(可以看到软件使用a、b代替了符号α、β),比如我们先画一个m=4,z=22的直齿轮。* r6 F# c1 m) O! Y! N$ t
4、设置好参数后,单击确定就可以在绘图区得到一个渐开线。另外对于方程曲线的坐标系也是可以修改的,软件默认为世界坐标系,也可以事先使用“插入坐标系“命令创建一个坐标架,就可以使用任意坐标架来作为方程曲线的基准了。
* O3 L) B0 A) e: w3 v, a5、生成渐开线后,选择XY平面新建草图(即渐开线所在平面)。在草图内绘制齿轮的齿根圆或齿顶圆,以便在生成齿形时做拉伸或拉伸切除操作。
9 u+ c$ i1 O, b! @ 根据z和m的值可以得到齿轮的基圆=22×4=88mm,齿顶圆=88+2×4=96mm,齿根圆=96-2×2.25×4=78mm。9 A( Q+ g! t( x+ |2 T
我这里做一个齿根圆的草图并作拉伸操作。
3 E0 S& ^0 G6 S3 Q' `$ ~6、继续在XY平面内新建草图,绘制基圆、齿根圆、齿顶圆。再使用映射实体边功能将渐开线映射为草图线。如下图所示:
. C. B& N/ M! x: J8 j" {5 p, P3 z" f7、因为渐开线为通过映射生成的样条线,solid3000在对其做标注时,无法拾取到渐开线和基圆的交点,所以可以先利用绘制点功能将该交点绘制出来,当绘制点时,系统可以捕捉到该交点,但生成后不会给草图点添加相关约束,所以还要给点手动的添加一个“固定”的约束使其完全约束。 [% V: I5 N% n0 E# y$ j6 r
还有齿根圆角半径≈0.38m,可以根据需要先绘制一个和齿根圆相切并经过渐开线的端点的圆弧,在添加该圆弧尺寸时,可以适当的修改大小以满足光滑连接。$ J: x4 Z1 Q$ M) k, u' Z0 l' n/ X1 M. ?
8、添加对称轴和点之间的距离约束,以固定对称轴位置,如下图:
; @/ p4 q) v: A% ~0 f9、将一些多余的线条做删除操作,还有一些不能删除的草图线可以设置为辅助线,使其不参加实体造型,另外还需要删除映射草图线的“映射”约束,因为我们删除了该草图线的一部分草图,而系统对于这种样条线的映射还不是非常完善,也就是说,如果不删除该约束,那么在下回重建模型时,该草图线的端点位置会移动到渐开线的端点上,导致模型无法生成或变形。如果使用拉伸切除操作就不存在该问题。
7 o. W! p; W5 w# \2 I; ~. |10、做拉伸特征时,最好选择“拉伸至某一面”,再选择圆柱体的另一面,这样做可以保证齿形和圆柱一样宽,即当修改圆柱高度时,轮齿也会跟着变高。最后做圆周阵列就可以完成一个直齿轮的绘制了。# _+ h9 z' W7 V# m- N3 M
11、使用拉伸切除做齿轮。9 _; V8 m8 L& q+ M1 L
使用拉伸切除做齿轮可以避免上面第9条说到的问题,在绘制草图时,可以不用剪切渐开线,而直接把两条渐开线的端点相连就可以进行拉伸切除操作了(不能直接使用直线连接,因为会和渐开线相交)。
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, R( P" M1 ]! Q3 C% s9 H12、做阵列时的预览效果如下,和拉伸其实是一样的,拉伸更直观一些。5 M* y0 |; ?" J% v" Q! h- k5 z
13、斜齿轮绘制。$ {' ~7 ^6 m7 B8 W6 }1 p
斜齿轮的绘制其实和直齿轮类似,但不能通过简单的拉伸来生成了。我们可以使用扫描功能来完成斜齿轮的绘制。# M6 c3 B" d9 s3 c
在扫描时,可以选择顶点控制来旋转齿形。
/ i( U/ V, W9 e( F4 o旋转角=k*2*L*sin(β)*180/(m*z* p)
9 c8 |: q& ?$ Z( Y% XL为轮齿高度,k为常数。齿轮左旋时,k=-1;齿轮右旋时,k=1。(该关系式非本人做,一直没搞明白旋转角和螺旋角的关系为啥这样 ,涉及到数学了,数学知识都还老师了:L ,希望有高人指点一下 )9 V. D( C9 L; Y
设β为8度,L=20mm。那么旋转角=3.2度。
6 K2 B# X9 N& Z2 ?6 g4 b前面部分和直齿轮一直,在做草图时,还需要做一个直线段的草图作为扫描路径,如下图所示:
/ F$ G e. v( J! e14、同样对扫描特征做阵列后,可以完成斜齿轮的绘制。如下图:
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