展会动态

螺旋锥齿轮及格里森螺旋锥齿轮ProE建模法

日期:2020-12-20 13:45 作者:优发官网

  螺旋锥齿轮及格里森螺旋锥齿轮ProE建模法_机械/仪表_工程科技_专业资料。详尽介绍锥齿轮及螺旋锥齿轮的相关知识,详解格里森螺旋锥齿轮的PROE建模过程。

  一、螺旋锥齿轮 在锥齿轮中,根据轮齿的齿长方向来看,有直齿轮和曲线齿轮。齿长 轮廓与节锥面交线为直线的是直齿锥齿轮,如果是一段曲线,则统称为曲 线齿轮。目前来看,螺旋锥齿轮应该是曲线齿锥齿轮的同义语。根据曲线 的不同螺旋锥齿轮现行有三种,分属于不同的公司。美国格里森公司设计 的准双曲面齿轮(包括圆弧齿锥齿轮),瑞士奥利康公司的延伸外摆线齿 轮以及德国克林根贝格的准渐开线齿轮。 简单来说,日美车系都装备格里森制齿轮如 BUICK、TOYOTA。而欧洲车 系如 BENZ、BMW 及 AUDI 则采用奥利康齿轮。 螺旋锥齿轮是一种可以按稳定传动比平稳、低噪音传动的传动零件, 在不同的地区有不同的名字,又叫弧齿伞齿轮、弧齿锥齿轮、螺伞锥齿轮、 圆弧锥齿轮、螺旋伞齿轮等。螺旋锥齿轮传动效率高,传动比稳定,圆弧 重叠系数大,承载能力高,传动平稳平顺,工作可靠,结构紧凑,节能省 料,节省空间,耐磨损,寿命长,噪音小。在各种机械传动中,以螺旋锥 齿轮的传动效率为最高,对各类传动尤其是大功率传动具有很大的经济效 益;传递同等扭矩时需要的传动件传动副最省空间,比皮带、链传动所需 的空间尺寸小;螺旋锥齿轮传动比永久稳定,传动比稳定往往是各类机械 设备的传动中对传动性能的基本要求;螺旋锥齿轮工作可靠,寿命长。 锥齿轮的几种齿制、特点、应用领域(部分摘自《齿轮手册》)。 锥齿轮及准双曲面齿轮分别为相交轴及交错轴的齿轮传动类型。但是 根据其齿长曲线特点、齿高形式、以及加工方法等有各种分类。由于齿长 曲线对于传动性能关系重大,而且要用特定的加工方法,故一般按齿长曲 线分类。 直齿锥齿轮:轮齿齿长方向为直线,而且其延伸线交于分锥顶点、收 缩齿;可用刨齿机、圆拉法加工,也可精锻成形,一般用在低速轻载工况 下、也可用于低速重载; 斜齿锥齿轮:齿长方向为直线,但其延长线不与轴线相交,而是与一 圆相切; 曲线齿锥齿轮:曲线齿锥齿轮又分为格里森制和奥利康制、也可称为 圆弧制及摆线制。 格里森制由美国格里森公司生产,齿线为圆弧,一般采用收缩齿,常 采用间隙分度法加工。 奥利康制由瑞士奥利康公司生产,齿线为摆线的一部分,一般为等高 齿,常采用连续分度法端面铣刀进行滚切加工,德国的克林根贝尔格公司 加工的曲线齿锥齿轮也是摆线齿、等高齿,现在克林根贝尔格公司与奥利 康公司已经合并为一家。 目前,曲线齿锥齿轮应用最多,因其承载能力高、噪音低、传动平稳 等优点已广泛应用在航空、航海及汽车行业。 1)直齿锥齿轮:齿线为直线,并相交于分锥顶点,收缩齿; 2)斜齿锥齿轮:齿线为直线,并相切于一点,收缩齿; 3)弧齿锥齿轮:收缩齿(也有用等高齿的); 4)摆线)弧齿零度锥齿轮:双重收缩齿,β m=0,用以代替直齿锥齿轮,平 稳性较好,但不如弧齿锥齿轮; 6)摆线齿零度锥齿轮:等高齿,β m=0,用以代替直齿锥齿轮,平稳 性较好,但不如弧齿锥齿轮; 8、准双曲面齿轮的齿长曲线有用弧齿的摆线齿的(部分摘自《齿轮手 册》)。 9、锥齿轮齿高型式主要有收缩齿和等高齿之分,收缩齿有非等顶隙收 缩齿、等顶隙收缩齿、双重收缩齿。 1)等高齿:大端、小端齿高相等,一般用于摆线)非等顶隙收缩齿:分锥、顶锥、根锥顶点重合; 3)等齿顶隙收缩齿:根锥顶点与分锥顶点重合;顶锥母线在啮合最深 位置时,平行于相配齿轮的根锥母线)双重收缩齿:,分锥、顶锥、根锥顶点都不重合。 二、格利森螺旋锥齿轮的建模分析 建模分析(如图1所示): (1)创建基本曲线)创建齿廓曲线)创建截面与扫引轨迹 (5)扫描混合生成第一个轮齿 (6)阵列创建轮齿 图 1 建模分析 三、格利森螺旋锥齿轮的建模过程 1.创建基本曲线)单击 ,在新建对话框中输入文件名 gleason_gear,然后单击 ; (2)创建基准平面“DTM1”。在工具栏内单击 框,按如图 2 的设置创建基准平面; 按钮,系统弹出“基准平面”对线“基准平面”对线)草绘曲线。在工具栏内单击 按钮,系统弹出“草绘”对话框,选择“FRONT” 面作为草绘平面,选取“RIGHT”面作为参考平面,参考方向为向“右”,如图 3 所示。单击 【草绘】进入草绘环境; 图 3“草绘”对线 所示的二维草图,在工具栏内单击 按钮,完成草图的绘制; 曲线.创建齿轮基本圆 图 4 绘制二维草图 (1)创建基准平面“DTM2”。在工具栏内单击 按钮,系统弹出“基准平面”对话 框,单击选取“FRONT”面法向作为参照,单击选取如图 4 所示的“曲线”作为参照,完 成后的“基准平面”对线“基准平面”对话框 完成后的基准平面如图 6 所示; 基准平面 DTM2 图 6 创建基准平面 (2)创建基准点。在工具栏内单击 按钮,系统弹出“基准点”对线 所示曲线)绘制大端齿轮基本圆曲线。在工具栏内单击 按钮,系统弹出“草绘”对线”面作为草绘平面,选取“RFONT”面作为参考平面,参考方向为向“顶”,如图 8 所示。单击【草绘】进入草绘环境; 图 8“草绘”对线 所示的“参照”对话框,在绘图区单击选取点“PNT0”到点 “PNT4”五个点作为草绘参照。 图 9 “参照”对线 所示的二维草图,草图为四个同心圆,圆心为点“PNT0”,且分别通过点 “PNT1”、“PNT2”、“PNT3”和“PNT4”。在工具栏内单击 按钮,完成草图的绘制; 直线段为后 面创建坐标 系所用 图 10 绘制二维草图 (5)为相同的方法创建齿轮小端的基本圆,首先在工具栏内单击 按钮,创建与 “FRONT”面法向,穿过如图 11 所示的参照曲线”; 参照 曲线 参照曲线)在工具栏内单击 按钮,系统弹出“基准点”对线 所示曲 线)绘制小端齿轮基本圆曲线。在工具栏内单击 按钮,系统弹出“草绘”对线”面作为草绘平面,选取“RFONT”面作为参考平面,参考方向为向“左”,如图 13 所示。单击【草绘】进入草绘环境; 图 13“草绘”对线 所示的“参照”对话框,在绘图区单击选取点“PNT5”到点 “PNT9”五个点作为草绘参照。 图 14 “参照”对线 所示的二维草图,草图为四个同心圆,圆心为点“PNT5”,且分别通过点 “PNT6”、“PNT7”、“PNT8”和“PNT9”。在工具栏内单击 按钮,完成草图的绘制; 直线段为后 面创建坐标 系所用 3.创建齿廓曲线)创建基准坐标系 CS0。在工具栏内单击 按钮,系统弹出“坐标系”对话框, 单击选取基准点“PNT0”作为参照点,如图 16 所示; 图 16 “坐标系”对线)在“坐标系”对话框中打开“定向”选项卡,选取如图 17 所示“曲线”为 Y 轴 正向参照,选取“曲线”为 X 轴正向参照,完成后的“坐标系”对线 所示; 曲线“坐标系”对线)创建基准坐标系 CS1。在工具栏内单击 按钮,系统弹出“坐标系”对话框, 单击选取基准点坐标系 CS0 作为参照点,如图 19 所示; 图 19“坐标系”对线)在“坐标系”对话框中打开“定向”选项卡,按图 20 的设置完成基准坐标系 CS1 的创建; 图 20“坐标系”对线)创建齿轮大端渐开线。在工具栏内单击 按钮,或者依次在主菜单上单击 “插 入”→ “模型基准”→ “曲线”,系统弹出“曲线选项”菜单管理器,如图 21 所示; 图 21“曲线)在“曲线选项”菜单管理器中依次单击 “从方程”→ “完成”。系统弹出“得到 坐标系”菜单管理器,单击选取基准坐标系 CS1 作为参照。系统弹出“设置坐类型”菜单 管理器,依次单击 “笛卡尔”。在系统弹出的记事本窗口中输入曲线 x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180 y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180 z=0 在“伸出项”对话框中单击【确定】完成渐开线的创建,完成后的渐开线 完成后的渐开线)用相同的方法创建齿轮小端的渐开线,首先创建过点“PNT5”的坐标系 CS2,然 后创建绕 CS2 的 Z 轴旋转“-2.12”度的基准坐标系 CS3,最后以坐标系 CS3 为参照,创建 渐开线,渐开线 x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180 y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180 z=0 完成后的基准坐标系与渐开线 完成后的坐标系与渐开线)镜像渐开线。在工具栏内单击 点“PNT10”,如图 24 所示; 按钮,创建齿轮大端分度圆曲线与渐开线的交 分度圆 渐开线)在工具栏内单击 按钮,系统弹出“基准轴”对线 的设置创建基 准轴,完成后的基准轴如图 26 所示; 图 25“基准轴”对线)在工具栏内单击 基准平面“DTM4”; 按钮,系统弹出“基准平面”对线 “基准平面”对线)在工具栏内单击 按钮,系统弹出“基准平面”对线 的设置创建 基准平面“DTM5”,在“旋转”文本框内输入旋转角度为“360*COS(65)/(4*30)”,系统提 示是否添加关系式,单击 “是”,在“基准平面”对话框内单击【确定】完成基准平面“DTM5” 的创建; 图 28“基准平面”对线)单击选取齿轮大端的渐开线,在工具栏内单击 按钮,系统弹出“镜像”定义 操控面板,单击选取“DTM5”面作为参照平面,单击 按钮完成大端渐开线的创建。用 同样的方法,以“DTM5”面为参照,创建齿轮小端的渐开线,完成后的渐开线 完成的渐开线)在工具栏内单击 按钮,或者依次在主菜单内单击 “插入”→ “旋转”,弹出 “旋转”定义操控面板,在面板内单击 “位置”→ “定义”,弹出“草绘”定义对线)选择“FRONT”面作为草绘平面,选取“TOP”面作为参考平面,参考方向为向“右”, 如图 30 所示。单击【草绘】进入草绘环境; 图 30 “草绘”对线 所示的二维草图,在工具栏内单击 按钮,完成草图的绘制; 图 31 绘制二维草图 (4)在“旋转”定义操控面板进行如图 32 的设置,单击 按钮完成齿根圆的创建。 5.创建扫引轨迹线 “旋转”特征定义面板 (1)在工具栏内单击 基准平面“DTM6”; 按钮,创建与图 33 所示“曲线”法向,穿过“曲线)在工具栏内单击 按钮,系统弹出“草绘”对线”面作为草绘 平面,选取“FRONT”面作为参考平面,参考方向为向“底”,如图 34 所示。单击【草绘】 进入草绘环境; 图 34 “草绘”对线 所示的二维草图,在工具栏内单击 按钮,完成草图的绘制; 图 35 绘制二维草图 (4)创建分度圆曲面,然后将图 35 所示的圆弧曲线投影到分度圆曲面上来。在工具栏 内单击 按钮,按如图 36 的设置,创建经过“TOP”面与“FRONT”面的基准轴; 图 36 “基准轴”对线)在工具栏内单击 按钮,或者依次在主菜单内单击 “插入”→ “旋转”,弹出 “旋转”定义操控面板,在面板内单击 “位置”→ “定义”,弹出“草绘”定义对线)选择“FRONT”面作为草绘平面,选取“RIGHT”面作为参考平面,参考方向为向 “右”,如图 37 所示。单击【草绘】进入草绘环境; 图 37“草绘”对线 所示的二维草图,草图为分度圆曲线的一段,在工具栏内单击 按 钮,完成草图的绘制; 旋转 曲线)在“旋转”特征操控面板内进行如图 39 的设置,单击 创建; 按钮完成分度圆曲面的 图 39“旋转”特征定义面板 (9)在主菜单上依次单击 “编辑”→ “投影”,系统弹出“投影”曲线定义操控面板。 单击选取图 35 所示的草绘圆弧作为参照,选取分度圆曲面作为投影面,选取“DTM6”面 作为方向参照。如图 40,单击 按钮,完成投影曲线.创建扫描混合截面 图 40 “投影”特征定义面板 (1)在工具栏内单击 按钮,系统弹出“草绘”对线”面作为草绘 平面,选取“FRONT”面作为参考平面,参考方向为向“右”,如图 41 所示。单击【草绘】 进入草绘环境; 图 41 “草绘”对线 所示的二维草图,在工具栏内单击 按钮,完成草图的绘制; 齿根圆 图 42 绘制二维草图 (3)在工具栏内单击 按钮,系统弹出“草绘”对线”面作为草绘 平面,选取“FRONT”面作为参考平面,参考方向为向“右”,如图 43 所示。单击【草绘】 进入草绘环境; 图 43“草绘”对线 所示的二维草图,在工具栏内单击 按钮,完成草图的绘制; 注意添加两 个控制点 图 44 绘制二维草图 (5)在工具栏内单击 按钮,系统弹出“草绘”对话框,选择齿根圆的底面作为草 绘平面,选取“FRONT”面作为参考平面,参考方向为向“右”,如图 45 所示。单击【草绘】 进入草绘环境; 图 45 “草绘”对线)选取投影创建的轨迹线 所示的二维草图,其中一条直线通 过轨迹线的终点。在工具栏内单击 按钮,完成草图的绘制; 图 46 绘制二维草图 (7)标注图示的尺寸,系统弹出“解决草绘”对线 所示,单击 “尺寸 参照”,完成参照尺寸的标注; 图 47 “解决草绘”对线)在主菜单上依次单击 “工具”→ “关系”,系统弹出“关系”对线”添加到关系式对线)使用相同的方法,选择齿根圆的上端面作为草绘平面,绘制如图 48 所示的两条直 线,其中一条通过扫引轨迹线的终点,标注参照尺寸,添加关系式“A2=rsd1”; 图 48 绘制二维草图 (10)旋转复制两截面。单击选取齿轮大端的截面,在工具栏内单击 按钮,在工具 栏内单击 按钮(选择性粘贴),系统弹出“选择性粘贴”复选框,单击勾选前两项,如 图 49 所示,系统弹出“选择性粘贴”操控面板; 图 49 “选择性粘贴”对线)在操控面板内进行如图 50 所示的设置,选取齿根圆的中心轴作为旋转轴,旋转 角度为“A1”,单击 按钮,完成旋转复制截面的创建; 图 50“选择性粘贴”定义面板 (12)用相同的方法创建齿轮小端的旋转复制截面,旋转角度为“A2”,注意旋转复制 的方向,应该使旋转复制的截面与扫引轨迹对应,完成后的截面如图 51 所示; 图 51 完成后的截面 7.创建第一个轮齿 (1)在主菜单上依次单击 “插入”→ “扫描混合”,系统弹出“扫描混合”特征定义 操控面板,如图 52 所示。在“扫描混合”特征定义操控面板内单击 “参照”菜单,系统弹 出“参照”对线“扫描混合”特征定义面板 (2)在“参照”对话框的“剖面控制”文本框内单击选取“垂直于轨迹”,在“水平/ 垂直控制”文本框内输入“垂直于曲面”,如图 53 所示; 图 53“参照”对线)在绘图区单击选取分度圆上的投影曲线作为扫描混合的扫引线 所示; 选取扫 引线 选取扫引线)在“扫描混合”特征定义操控面板上单击 “剖面”菜单,系统弹出 “剖面”定 义对话框,在第一项下拉菜单中选取“所选截面”,如图 55 所示; 图 55“剖面”定义对线)在绘图区单击选取如图 3-351 所示的截面作为第一个扫描混合截面; 单击选取第 一个截面 图 56 选取第一个截面 (7)在如图 55 所示的“剖面”定义对话框内单击 “插入”,在“剖面”列表框内显示 “剖面 2”。在绘图区单击选取另一个截面,如图 57 所示。 单击选取第 二个截面 图 57 选取第二个截面 注意两个截面上扫描混合起始点的一致性,修改起始点的方法为,在如图 55 所示的“剖 面”对话框内单击 “细节”,系统弹出如图 58 所示的“链”对线“链”对话框 在“选项”选项卡内单击选取“终点”文本框,然后在绘图区单击选取起始点; (8)在“扫描混合”特征定义操控面板内单击 成后的特征如图 59 所示; 按钮,完成第一个轮齿的创建,完 图 59 完成后的轮齿特征 9.阵列轮齿 为了阵列轮齿特征,首先对创建完成的第一个轮齿特征进行“复制”、“旋转”操作,从 而创建第二个轮齿特征,对第二个轮齿进行阵列。 (1)首先单击选取已经创建好的轮齿,然后在主菜单上依次单击 “编辑”→ “复制”, 然后再次依次单击 “编辑”→ “选择性粘贴”,系统弹出“选择性粘贴”复选框。勾选复 选框的前两项,如图 60 所示,单击【确定】,系统弹出“选择性粘贴”定义操控面板; 图 60“选择性粘贴”复选框 (2)在“选择性粘贴”定义面板内选取 按钮,在文本框输入旋转角度为“360/z”, 如图 61 所示。系统提示是否添加关系,单击 “是”; 图 61“选择性粘贴”定义面板 (3)在绘图区单击选取齿根圆的中心轴作为旋转轴。在“选择性粘贴”定义操控面板 内单击 按钮,完成第二个轮齿的创建; (4)在模型树中单击刚刚创建的第二个轮齿特征,在工具栏内单击 按钮,或者依 次在主菜单上单击 “编辑”→ “阵列”,系统弹出“阵列”定义操控面板,如图 62 所示; 图 62“阵列”特征定义面板 (5)在“阵列”特征定义面板内单击“轴”阵列,在绘图区单击选取齿根圆的中心轴 作为阵列参照,输入阵列个数为“29”,偏移角度为“12”度,在“阵列”定义操控面板单 击 按钮,完成阵列特征的创建,完成后的齿轮如图 63 所示。 10.创建齿轮孔 图 63 完成后的齿轮 (1)在工具栏内单击 按钮,或者依次在主菜单内单击 “插入”→ “拉伸”,弹出 “拉伸”定义操控面板,在面板内单击 “放置”→ “定义”,弹出“草绘”定义对线)选择齿根圆的上表面作为草绘平面,选取“TOP”面作为参考平面,参考方向为向 “左”,如图 64 所示。单击【草绘】进入草绘环境; 图 64 “草绘”对线 所示的二维草图,在工具栏内单击 按钮,完成草图的绘制; 图 65 绘制二维草图 (4)在“旋转”特征定义操控面板内进行如图 66 所示的设置,单击 轮孔的创建; 按钮,完成齿 图 66 “拉伸”特征定义面板 完成后的特征如图 67 所示。 图 67 完成后的齿轮

优发官网

下一篇:ARA5-1:1-L

上一篇:防爆压力表-环保在线