直齿齿轮的参数化设计 马克海

直齿齿轮的参数化设计

马克海

Hai ma ke

摘要：齿轮虽然在机械行业中有广泛的使用，但Pro/ENGINEER软件不能直接生成。通过复杂的造型设计虽可以生成齿轮，但变化齿数、模数和变位系数后，又需进行复杂的设计计算和造型形状判断，工作量很大，齿轮的三维造型设计成为造型设计中望而却步的工作。本文基于渐开线齿轮的生成原理，研制出变位直齿圆柱齿轮实体造型的自动化设计程序，用户只要输入齿轮的设计参数齿槽圆角半径、齿宽、轴孔直径、键槽高度和宽度)就可以快速地生成齿轮实体，使用简单方便，该设计软件可以广泛地应用于网页设计和机械产品造型设计中。

summary ：Gear while in the machinery industry are widely used, but the Pro / ENGINEER software can not directly generate. Through the complex design can generate gear, but changes in number of teeth, modulus and modification coefficient, and the need for sophisticated design and shape judgments, workload is very big, gear3D modeling design into design and step back to work. This paper based on involute gear generation principle, developed a spur gear solid modeling design process automation, as long as the user input gear tooth number of design parameters alveolar radius, tooth width, shaft diameter, the keyway height and width) can quickly generate gear entity, is simple and convenient to use, this software can be widely applied in webpage design and mechanical product design.

1.设计的研究思路与研究的重点

本设计的研究重点是利用渐开线圆柱齿轮传动设计的计算来生成齿轮。研究外啮合齿轮和内啮合齿轮传动的主要几何参数计算，帮助实现齿轮的合理设计。快速生成并修改以做的齿轮模型。

1.1齿轮设计的主要关。

1.11直齿齿轮主要参数。

m ~ 模数 , z~ 齿数 , alpha = 20 ~ 压力角 , b ~ 齿宽 , hax = 1 ~齿顶高系数

cx =0.25 ~ 顶系系数, x= 0 ~ 变位系数 , ha ~ 齿顶高 , hf~ 齿底高， d ~分度圆直径

da ~ 齿顶圆直径 , df ~ 齿底圆直径, db ~ 基圆直径.

1.12各参数间的主要关系

ha=(hax+X）*m

hf=(hax+cx-X)*m

d=m*z

da=d+2*ha

df=d-2*hf

db=d*cos(alpha)

1.2渐开线分方程

ang=90*t

r=db/2

s=r*pi*t/2

xc=r*cos(ang)

yc=r*sin(ang)

x=xc+sin(ang)*s

y=yc-cos(ang)*s

2.直齿齿轮的参数设计

2.1新建一个零件“chilun”述的齿轮参数。见图2-1

在“工具”中选取“参数“。在弹出的参数表中输入上

2-1

2.2在“工具”中的关系中输入1.12的关系，如图2-2

2-2

2.3进行草绘随意画4个圆，并将这4个圆的直径分别赋给齿顶圆直径，分度圆直径，

基圆直径，齿底圆直径。得如图2-3所示

2-3

2.4利用渐开线方程画齿廓线，如图2-4所示

2-4

做一基准平面，利用镜像做出对称的渐开线。

2.5用拉伸工具做出以齿底圆为边界的圆柱，如图2-5所示

2-5

2.6.通过拉伸实体的方式做出单个轮齿，如图2-6所示

2-6

2.7通过写入程序编辑倒角的参数方程，得如图2-7所示

2-7

2-8 利用复制和选择性粘贴得出另一个相同的轮齿，如图2-8所示。

2-8

2.9利用复制的轮齿做尺寸阵列，得如图2-9所示

2-9

2.10参数控制阵列

点击工具-关系，，点选齿距尺寸输入p719=z-1，如图2-10所示

2-10

再点选阵列增量的角度尺寸输入d82=360/z,得如图2-11所示

2-11

再点选复制特征的旋转角度尺寸，输入d718=d633得如图

完成关系定义，点击模型再生即可完成，

修改参数就可以的到想要的齿轮，例如修改M=40得如图所示

3总结：参数化的设计让我们能够更快更准确的做出直齿齿轮，利用齿轮的参数化使设计齿轮更简单便捷。

5.致谢：

首先我衷心地感谢我的老师薛老师，在这的一学期的学习中，从确定论文题目的选题， 到完成论文都离不开她的指导。对于遇到的各种问题，总会想起薛老师的耐心讲解，同时给 我们教授了思路。 薛老师精益求精的学术精神和严谨的治学态度时刻感染着我。 感谢一起奋斗的朋友们在学习和生活上的帮助和支持。

参考文献：林清安，零件设计应用实例。

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