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　　机械工程师 MECHANICAL ENGINEER 基于SolidWorks符合加工规律的斜齿轮建模 文长明s 李虎s 文可2 (1.中工科安科技有限公司，合 肥 230022; 2.武汉大学，武 汉 430072) 摘要:介绍了基于 S olidW orks符合加工规律的圆柱斜齿轮的三维模型创建方法，通过这种方法创建的三维模型具有与 实际加工出的产品高度一致的特点。是建立精确斜齿轮模型的一种新方法。同时通过取渐开线上若干点用样条曲线拟合生 成渐开线的方法还达到了节约计算机系统资源而又不失精确性的目的。 关键词：S o lid W o rks ;斜齿轮;建模 中图分类号: TP 391.7 文献标志码:A 文章编号：1002-2333(2016)08-0202-02 0 引 言 在机械装备设计制造中，运用斜齿轮传递运动和动 力具有传动平稳，冲击、振动和噪声较小等优点，因而被 广泛采用。作者在多年的机械设计工作中发现现有的介 绍斜齿轮建模的文章包括SolidW orks 官方的教程采用的 都是近似或代替的方法 。 一 般都是在齿轮的一个端面上 创建斜齿轮的渐开线段圆弧代替渐 开线)然后将草图通过实体引用，引用到另一端面，再将 草图旋转一个角度，最后通过放样凸台/基体得到一个 齿的齿形。通过这种方法建立的三维模型有两个错误的 地方，其一通过放样得到的齿形其轴向的边线在通过轴 线与端面垂直的平面上的投影为直线，不符合实际齿形 轴向边线的投影特点；其二我们知道圆柱斜齿轮的端面 齿形严格意义上来说并不是渐开线，而其法向截面的齿 形才是渐开线。所以作者认为渐开线的齿廓草图应该做 在齿轮的法平面上而不是端平面上。下面将详细讲述这 种方法的建模过程。 1 精确的三维模型的建立 7J 法面齿廓曲线的方程 齿轮上所有的轮齿齿廓都具有相同的结构特征，进 行斜齿轮三维建模时，首先需要作出轮齿法面上的齿形， 斜齿轮法面齿形为渐开线。通过事先做好的Excel表格只 需输入齿轮的齿数、法面模数和螺旋角即可得到若干渐 开线所示。本文以某型号机床中所 用到的斜齿轮为例，其主要参数为:齿数Z 为42;法面模数 771^12 m m ;螺旋角0为4。3030。 渐开线参数坐标方程： [x=r^( cos^ si^ ); 1 尸厂 b( sin W c o s f ) 〇 式中^为齿轮基圆半径，对应图1 中C4单元格的值^为渐 文所用的坐标值如图2。 开线单元格的值。 所得到的曲线。 取得这些点的坐标数值后需要先将数值复制到记事 7 . 2 定义扫描切除路径 本然后另存为.txt或.sldcrv格式，再通过Solid W orks 菜单中 接下来我们需要做一条螺旋线作为模仿实际加工时 的“插入/曲线/通过X Y Z 点的曲线”将得到坐标值插入到 去除工件材料的路径，也作为建模时扫描切除的路径。螺 齿轮基体上，SolidW orks将自动拟合得到一段渐开线 期 网 址 : 电邮： 机械工程师 ■ MECHANICAL ENGINEER 定义螺旋线的方式为高度和螺距，高度即为齿轮的 齿宽;螺距^通过式(1 )得到 =m //tary8 〇 ( 1 ) 式中j 为齿轮分度圆直径;为齿轮螺旋角。 7 J 建立轮齿的法面 在定义好螺旋线后，就需要确定轮齿的法面了。轮齿 法面的建立如图5。 可以看出图5中是通过过一^点和一线垂直来确定面 圆角与圆周阵列命令的用法在这里就不再赘述，执 的。点选择的是螺旋线中所建立的螺

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