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[原创] 直齿圆锥齿轮的精密建模

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发表于 2010-12-27 19:19 | 显示全部楼层 |阅读模式
直齿圆锥齿轮副的建模在许多精锻厂,精铸厂已普遍应用,本人以自编软件,说明一下这类齿轮如何才能进行精密建模,达到在设计后即可以检查啮合质量。2 N: m7 x/ Q. d& B& O/ a, q. u
) p3 c3 y8 Z5 Y# K9 _0 Y- q; j$ t
打开软件后的界面:' m) K; b4 E" b$ M) O; U$ q& Y5 D
" P& @% y3 @8 Y" M6 B6 u: d8 G
0.JPG 0 {8 g/ B2 v) @/ K

, D& \7 D2 b7 d8 q+ O8 ?输入参数后软件计算并输出所有设计参数,软件的界面:
- ?& a. `% a" F
8 @# L+ K0 y) y 1.JPG / G* u" x9 b: N
! j% v3 n( S0 v, c6 z& q/ g
计算输出的参数记录文件如下:: g$ @( m# x' G$ {" r, \3 W' }

. v6 X# H3 G+ W    直齿圆锥齿轮副设计计算表2 Q3 ]$ L( R8 V3 ?3 v
    本软件已经中国国家版权局登记    证书号:软著登字第 0229818 号
/ }- {; \# T% h0 g" l    软件作者:hyfjy         计算日期:2010-12-26) X& P; d; f7 ]. E. n5 `
一、输入参数. E# ~: ]7 g0 @4 \4 I
    大端模数:m    8.123         小端模数: 5.65891071357433 ! ]7 F& x/ ]8 s$ a" A1 _
        齿数:Z  13            35
) x% [7 G% u2 s: K2 S5 Q3 Q5 J      压力角:α   209 x8 F- t# k5 U" |  x
      轴交角:Σ    90
5 Z7 v# d$ h8 f径向变位系数:Xn     .5            -.5" ?  A$ ?" w- s2 o+ A8 U: |6 k8 f  q
切向变位系数:Xt     .15           -.15 ( b- f# }/ v% _' _- j! H7 b8 H
  齿顶高系数:ha'   1               齿顶隙系数:c'    .2' b  D0 L- N' b% f$ g' V, b
    设计齿宽:B    46
( V4 O3 R8 K. ]1 l# s2 i1 V        建议:三维模型大端齿根倒圆: R 2.4 , 三维模型小端齿根倒圆: r 1.7 ! _6 L0 N& x9 a  K
二、计算输出参数- {$ T1 c$ n, t) t+ i- s
      压力角:α  =204 c' N4 ?7 J2 N$ e! o9 d
      啮合角:α′= 20
$ ~, m8 F( C9 F5 d% Z& J    齿轮模数:M=8.123; t8 Z  c; n, N: J) W1 p6 r
        齿数:Z1=13                          Z2=353 b" ^% J& Y$ k
    两轴夹角:Σ= 90 0 g. S* g0 x6 V) \! t0 U0 ~+ E9 b
  分度圆直径:d1= 105.599         d2= 284.305
" O- _# w4 _) ], o  a7 M    分度锥角:X1= 20.3764352138364             X2= 69.6235647861636
% Q$ M3 H! t: {, D    节圆锥角:δ1= 20.3764352138364             δ2= 69.6235647861636 ; x7 T/ J$ t5 N  F: l, K0 ]# \+ Q5 }8 T
径向变位系数:Xn1= .5              Xn2=-.5 : }2 ~( w( ^0 k+ O' I8 b$ f- E1 f& J- L
切向变位系数:Xt1=.15              Xt2=-.15
6 w: ]% ^% \1 D& `- s# L' C    大端锥距:R1=R2= 151.641420649175 $ m. U- s/ ?9 ?
    大端齿距1=P2= 25.5191571251099 + u+ m, @" L' F! j9 w
  大端齿顶高:ha1= 12.184         ha2= 4.061 + K: K  e% d. s; L" J5 p
  大端齿根高:hf1= 5.686          hf2= 13.809 ; u  h4 O2 a% c3 |4 \) K2 C4 k& l
  大端全齿高:h1=h2= 17.8706
3 h, H" s$ C1 |- C9 z  齿顶圆直径:da1= 128.443116453606             da2= 287.13331917997 , {% y0 K* n: R0 S( N$ y
  大端冠顶距:Aa1= 137.910021230045             Aa2= 48.9921472577325 0 _0 c( o9 q2 U& b7 o+ s
      齿根角:Xf1 = 2.14741440484299          Xf2= 5.20324129002298
& l1 n8 B; S2 X# G. ]" L3 A! n      顶锥角:δa1 = 25.5796765038594          δa2= 71.7709791910066
5 @0 L: k9 t% u# L. |* K! i" `      根锥角:δf1 = 18.2290208089934          δf2= 64.4203234961406
1 [( U. S6 Q% w/ `9 G+ W" ^% D+ A  大端弧齿厚:S1  = 16.9345587754993            S2= 8.58459834961057 : N. l6 @- u$ A
  大端弦齿厚:S01 = 16.8707729602484            S02= 8.5844402016387 " {% b- r2 ~% a8 }. j, ?" o
  大端弦齿高:H01 = 12.8209505000615            H02= 4.0840635504047 # ^) s6 P5 V  o* y
  中端弧齿厚:S中1  = 14.3660333015947            S中2= 7.28254142350305
/ }9 e7 }+ @2 ?  中端弦齿厚:S中01 = 14.3119221104966           S中02= 7.28240726240322
6 U! p5 h7 f7 a' u  中端弦齿高:H中01 = 10.8763507974273           H中02= 3.46461893390626
% O, q  [1 `/ k1 q% u    当量齿数:  Z当1= 13.8677720647845          Z当2= 100.52083301397 ) G1 N; n) H5 c) R/ q3 R
    冠轮齿数:   Z冠= 37.336309405189 1 F! y/ ]8 l- V! \* p, l
刨齿机用齿角:  Y1  = 3.97204342785341           Y2= 3.50196319118004   ^* M  `' p( y: a# u% O
当量齿轮重合度:  ε= 1.48862769037762
9 I' C+ ^! Z- c# w' f
1 D* j" Q* |" _% w5 ^+ U
- W. q5 i" a$ {6 Z* A输出的样条线文件输入到PROE软件后的截屏图:
( l  }* }& X* ?' x" O7 a, b
$ T3 `. |  y0 R 2.JPG 1 z, X$ P5 e6 O+ {  m
0 X) ^" A1 Q' E+ A$ k0 ?
ug中输入样条线的截屏图:
5 @( t( U1 V; P$ C
$ \. f: ]" U% w$ o& V4 T9 x 3.JPG
- J# ~6 t9 S- V4 m2 B6 f
; k  P5 `) \- a8 P9 Y7 N输出的样条线在UG中略加改动看到的初步图:
1 p% K3 L" N/ [) Y7 u6 ]3 n. _
/ F5 t) \0 D7 c. ]" ^- P# q 4.JPG
8 c- @& i) Y4 Y& z* y8 c. J( z* f, l5 u8 g# p2 q+ i
在UG中用“通过曲线网格”功能对锥齿轮的齿面曲线组进行曲线到曲面的建立:. Q/ G# M( r3 U6 Z

  v0 I2 D7 z- ]9 B, u' R: j 5.JPG
. S, r' [; V5 X' |
* x2 U+ h7 k% X% C做好的一个曲面:! M, M$ o/ E5 M) W2 H
1 {* ]) C* V$ P1 ~
6.JPG 2 i% i) D0 _6 `' x2 Q. r

# c2 i& F; s- {每个齿建成六个面形成封闭面后进行曲面的缝合,成为实体,再通过六次面代换,与截面旋转的带有根圆锥进行布尔运算的合并,就成了一个齿的锥齿轮:
- V( v; y, A' K# i0 }, A" D1 m; M4 o9 ~& i+ v
7.JPG
/ Z5 B3 s2 k+ O8 m, ?0 Q
/ N6 u; c) P" k3 P! b) i( m) u: {对齿根圆进行变半径的齿根倒圆,以本例,大端齿根倒圆2.4,小端倒圆1.7:
8 H. y7 m2 C- ?$ A' ]( W
" s0 k$ _" X2 E* h: h 8.JPG
+ h% l2 U2 A; _4 s- V9 B7 H  b% D3 H" y- B7 J7 @
倒好的一个齿根:
& I* Y9 q# A4 j1 i5 D& Z; V" ~( S
7 e" C; [' N- {0 W+ J 9.JPG
# g9 T7 _$ b6 d) \# A2 r" E4 P
* S0 ], `) v+ M) K# n# D6 V2 _全部倒好齿根圆的这对齿轮:
( O" H7 T( f3 f& l+ E' D9 b/ X+ X& Y$ M
10.JPG 9 p  V; N; t' R5 E" U
# o6 W. i- J8 T' g. G7 S" [
用UG软件的特征设计,圆形阵列功能,可以完整地做出全部齿:) G% a9 D7 r# w/ V
! I* B2 ~' @2 a
11.JPG
; _( N% e3 _& I4 i% b7 u. F; e9 s7 a) Y3 P
大小轮全部完成建模过程:
8 w) b( x& x# ]" u' C6 o, i
* j* N# j7 ?& ^! `1 j" D- v# [  g 12.JPG $ `7 r' s) z4 i* d
" s/ W1 Z! |3 z3 B: S
大小轮建模结束:- @  c6 J! l3 u8 r$ N; {
( c+ p! `/ T! W$ t
13.JPG
0 d+ e# i5 {4 x1 E( t/ N! Y$ L- d/ J4 Q: P
进行啮合位置的安排:
/ t. Z6 B' b* R
; f2 o- H3 C( ]$ k- J 14.JPG ; {$ V7 j" D2 u7 S  y2 z9 h( Z
6 E5 N$ a5 X$ e
对小轮的可锻造性分析,本例中拨模角略小:8 m! G4 R" j3 s6 U- h
5 J6 K+ \( D8 d7 j
15.JPG
( ^7 d' G" |& w& h# D. D! K" ~1 J9 l8 h/ @
运动仿真后看到的啮合区域:
' ^7 d6 q4 y  u( p) B
3 Z6 \' n, K6 Z 13-35.gif
! F* l* W3 m& ]! Z+ ?" E0 U# x3 r& s. e% h
这样建模的结果可以在建模结束后检查啮合的情况,啮合副的各种参数也可以在模型上体现。
 楼主| 发表于 2010-12-27 19:33 | 显示全部楼层
本帖最后由 hyfjy 于 2010-12-27 20:51 编辑
) W. J5 E/ ~4 T$ I9 ]& k  F, u7 Q, Q, x& h& U  K
本软件对设计锥齿轮副的齿面进行了精密计算,每个齿面计算了51X51点的坐标,坐标点可以在UG软件中输出看到:' a6 q& M8 f0 n: W/ g( ~' J7 h

( O6 |4 d6 m' |  W小轮的一个齿面:
1 t/ [4 m2 M6 i# I4 q% a% [( a; |2 u0 n" J6 }+ R! D8 Y
D1.gif
; @1 r  @0 ~7 k/ ^) ]( m- N- g
- @: C' l! F: w0 y# o% z小轮的另一个齿面:6 j3 J, C. q: L

% P* c" c: @0 Q8 _8 ^ D11.gif 1 Y; h) Q4 n) k2 ?" _
7 J" h7 k# M; L5 O9 |
大轮的一个齿面:
" F9 a& }9 R6 w' _; ]* M( m, T) V2 ?2 _( [
D2.gif
1 e% v, X6 P6 ]- y* f' Y' G
& m4 x! L+ c+ W大轮的另一个齿面,太大了,分成了二块压缩文件:( {  j( @3 |% ]9 h$ {+ _9 |$ U9 Z+ v
$ j/ `  E* B' Q" Q! P1 n
D22.part1.rar (976.56 KB, 下载次数: 315) ! T  m1 E; m# h/ |/ Z

2 o: R, l/ c2 [( l) Q; u  d D22.part2.rar (613.45 KB, 下载次数: 249) . q$ o: k6 f; M4 S, E7 R
; `0 D/ P" s& z6 |. N
大轮模型与齿面点的重合图:
6 m/ |% U  J: r# C1 S' B$ ?: x' N/ Z3 q$ l
模型与点.gif
/ C- s& u! H. ?' N! Q6 D5 ~* @  x
& n4 m: R! S- C0 H: O小轮齿面与齿面点的重合图:
- M5 f/ s1 u! v: Y( F' G9 N6 j1 n$ H& i+ J7 v
小轮模型与点.gif 7 x" w) a7 B9 E1 ~
* P* O- l3 b; [+ N1 m
9 }8 W/ ^1 a, E% |) k7 h
模型在建模设计时进行了齿形的修形和齿向的修形,所以可以使得接触区位于齿的中部或中部偏小端,在齿顶及齿根上避开了边缘接触。
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 楼主| 发表于 2010-12-27 20:54 | 显示全部楼层
才看到我可以传2M以内的文件了,把那个压缩文件的原图传上来:, [* |$ b8 [0 ]; M

! r' U+ G7 \) k% T大轮的二个齿面的点集:- p  N4 H+ V5 E1 U! Z, p
7 D6 W7 c- R( a* d2 u
D22.gif 7 s' b: S( u+ r9 E6 O

- K7 w* d' o+ G0 k各位同行是如何建模的,不防也传上来看看才好。
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发表于 2010-12-28 19:26 | 显示全部楼层
牛 公式要是也能传上来看看就好了!
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发表于 2011-1-5 20:48 | 显示全部楼层
LZ,有软件分享一下吗?
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发表于 2011-1-6 13:46 | 显示全部楼层
哪里有此软件?
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 楼主| 发表于 2011-1-10 19:37 | 显示全部楼层
回复 8# jiangking
, n: V7 N7 j3 V; i# ?- I
5 Z) `2 t5 z* m0 P
" m4 N0 b' l/ t  p5 t' Q    自己编的。
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发表于 2011-1-24 09:08 | 显示全部楼层
楼主  软件可以分享??
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发表于 2011-1-24 20:59 | 显示全部楼层
楼主  软件可以分享??
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发表于 2011-1-24 21:03 | 显示全部楼层
格里森是德国的。我们公司有他的齿轮设备
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