基于solidworks對各種齒輪的3d建模研究

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1、NNU胸京師険大學(xué)NANJINGNORMALUNIVERSITY科研創(chuàng)新訓(xùn)練研究報告題目：基于SolidWorks對各種齒輪的3D建模研究學(xué)院：能源與機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)名稱：機(jī)械設(shè)計及其自動化班級學(xué)號：20120732學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：童睿濤2015年6月14日基于SolidWorks對各種齒輪的3D建模研究摘要：介紹了漸開線齒廓曲線的形成原理，介紹了描點(diǎn)法、參數(shù)法和插件法三種常用的漸開線齒輪建模方法，給出了在SolidWorks環(huán)境下繪制直齒圓柱齒輪、斜齒圓柱齒輪、直齒圓錐齒輪的建模方法。作為類比，采用描點(diǎn)法對非圓齒輪進(jìn)行了簡耍繪制。為后來

2、的有限元分析打下基礎(chǔ)，便于應(yīng)力分析。關(guān)鍵詞：SolidWorks；標(biāo)準(zhǔn)齒輪；3D建模；漸開線目錄基于SolidWorks對各種齒輪的3D建模研究錯誤!未定義書簽。一漸開線齒廓曲線形成原理及繪制方法1.1漸開線齒廓曲線形成原理-4-1.2漸開線齒廓曲線繪制方法-4-1.2.1描點(diǎn)法：?4?1.2.2參數(shù)法：錯誤!未定義書簽。1.2.3插件法：錯誤!未定義書簽。1.2.4三種方法的特點(diǎn)總結(jié)二6?二三種類型的標(biāo)準(zhǔn)齒輪建模方法錯誤!未定義書簽。2.1直齒圓柱齒輪錯誤!未定義書簽。2.1.1步驟一：錯誤!未定義書簽。2.1.1步驟二：錯誤!未定義書簽。

3、1.2斜齒圓柱齒輪錯誤!未定義書簽。1.2.1步驟一：錯誤!未定義書簽。2.2.1步驟二：錯誤!未定義書簽。2.2.2步驟三：錯誤!未定義書簽。2.3斜齒圓錐齒輪錯誤!未定義書簽。2.3.1繪制坯體錯誤!未定義書簽。2.3.2繪制漸開線齒形錯誤!未定義書簽。2.3.3陣列并生成錐齒輪錯誤!未定義書簽。一非圓齒輪的建模方法錯誤!未定義書簽。3.1非圓齒輪結(jié)構(gòu)化參數(shù)化設(shè)計的發(fā)展錯誤!未定義書簽。3.2基于二維圖片對非圓齒輪進(jìn)行建模錯誤!未定義書簽。四、問題及展望錯誤!未定義書簽。五結(jié)束語錯誤!未定義書簽。參考文獻(xiàn)-13-漸開線齒廓曲線形成原理及繪

4、制方法1.1漸開線齒廓曲線形成原理漸開線齒廓曲線的數(shù)學(xué)模建立如圖1所示的直角坐標(biāo)系。設(shè)漸開線上任一點(diǎn)的坐標(biāo)為?,y,z）o漸開線的參數(shù)方程可表示為：匚=心cosp+卯sin卩yxrbsinp—rb(pco呼z=0圖1漸開線的參數(shù)才租式中：rb一漸開線基圓半徑e-漸開線發(fā)生線在基圓上的滾動角。1.2漸開線齒廓曲線繪制方法1.2.1描點(diǎn)法:描點(diǎn)法是齒輪建模最基本的方法。利用SOlidworks進(jìn)行齒輪零件的建模時,最棘手的一步是繪制精確的齒廓曲線草圖。Solidworks不像Pro/E那樣能夠通過程序控制肓接牛成漸開線。要繪制比較精確的漸開線齒廓

5、曲線，首先需要建立合適的參數(shù)方程，計算曲線上若干點(diǎn)的坐標(biāo)值，將這些點(diǎn)繪制出來。再用“插入曲線”的命令連接這些點(diǎn)，從而繪制出一條漸開線齒廓曲線。有了齒廓曲線草圖，就可以通過拉仲、放樣或掃描等命令來建立齒輪的三維模型了。將基圓半徑公式代入（1）式，并將（卩值離散化。例如將（卩在取值范圍內(nèi)均分為20等份，利用Matlab軟件將（p初值設(shè)為0,終值設(shè)為（pmaxo通過Matlab計算可得到漸開線上21個型值點(diǎn)的坐標(biāo)值，將其存為文本文件的格式。在SolidWorks中插入自由端點(diǎn)曲線，調(diào)用此漸開線上型值點(diǎn)的坐標(biāo)文件，可生成齒輪輪廓的漸開線曲線。用上述方

6、法牛成一段模數(shù)m=2、齒數(shù)z=21的肓齒圓柱齒輪的漸開線齒廓,結(jié)果如圖2所示。漸開線具有“基圓內(nèi)無漸開線”的特性，因此當(dāng)基圓直徑大于或小于齒根圓直徑時齒廓曲線的情況是不一樣的。計算臨界時齒輪的齒數(shù)：設(shè)分別將齒根圓半徑和基圃半徑公式代入上式，即：0.5mzcos20°>0.5mz-1.25m可得zW41.5因此當(dāng)齒輪齒數(shù)z$42吋,基圓直徑小于齒根圓直徑，齒輪齒廓曲線白齒根圓至齒頂圓均為漸開線；當(dāng)齒齒數(shù)名<42時，基圓直徑大于齒根圓直徑，齒輪齒廓曲線自基圓開始直至齒頂圓為漸開線，基圓以內(nèi)的齒廓曲線即齒根的過渡曲線部分不是漸開線，由加工齒輪時的刀

7、具齒頂圓角切出。取過渡曲線圓角半徑為：pf~0.38=0.76作出齒根過渡曲線。接下來用齒槽中心角的角平分線鏡像剛才得到的曲線，就得到標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的一個齒槽的齒廓曲線，如圖3所示。S2漸開銭齒腐曲錢草田圖3一個齒抬的齒廊?代1.2.2參數(shù)法參數(shù)法是利用描點(diǎn)法屮論述的相應(yīng)齒廓曲線算法編寫程序，建立一個通用的齒輪模版文件。在進(jìn)行齒輪建模時調(diào)用相應(yīng)的模版文件，通過修改相應(yīng)參數(shù)，自動生成所需要的齒輪模型。利用VisualC++6.0在SolidWorks2006平臺上進(jìn)行的漸開線斜齒輪參數(shù)化建模的二次開發(fā)的部分主要程序如下：intz,fx;dou

8、blePI=3.14159265359;double,ha,c,,a,b,d,Rb,R,Ra;for(i=1;i<=60;i++)pModelDoc一>Sketeh