直齿圆锥齿轮的精密建模

hyfjy

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。

5 O& z3 }8 S% G( ]% ~打开软件后的界面：
9 S- D# [6 P3 y5 r( ?5 j- N6 e* w

* Z, T- H/ {6 A
- s  [" w( S% ]& I4 @输入参数后软件计算并输出所有设计参数，软件的界面：
+ j+ {' h; z, G$ p1 g( `) x& i1 F, M

7 f0 k2 _& g* ]# J, `# _
计算输出的参数记录文件如下：
" F, Y+ @+ D5 Z! H
; y. _! h3 G) o" J- G: S    直齿圆锥齿轮副设计计算表
( c5 Z* \  c9 i9 e. Q# A9 A4 y% @, P" o    本软件已经中国国家版权局登记    证书号：软著登字第 0229818 号
( O! z4 D$ s. N) H& ]& M    软件作者:hyfjy         计算日期:2010-12-26
一、输入参数
- W$ ]  D8 i& y0 b0 i, B    大端模数:m    8.123         小端模数: 5.65891071357433
        齿数:Z  13            35
      压力角:α   20
4 [' j% Q" b4 n$ J/ `      轴交角:Σ    90
径向变位系数:Xn     .5            -.5
3 y, }5 E6 ^* h8 m$ I6 j. Y切向变位系数:Xt     .15           -.15
: J) A1 p3 D7 L/ \. L! x  齿顶高系数:ha＇   1               齿顶隙系数:c＇    .2
; A6 Y& z: a) Y( T/ `    设计齿宽:B    46
4 _1 n8 u7 S- f, p( W, f% a        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
. V2 t0 W8 u; t0 p* ^/ Z二、计算输出参数
      压力角:α  =20
& F5 W! }. v' U2 ~4 w      啮合角:α′= 20
% V8 @: `; D3 m8 x* t    齿轮模数:M=8.123
' a. q, l8 v( F& a        齿数:Z1=13                          Z2=35
9 ]0 i2 F' Y$ R  @; u    两轴夹角:Σ= 90
  分度圆直径:d1= 105.599         d2= 284.305
    分度锥角:X1= 20.3764352138364             X2= 69.6235647861636
/ I  G7 o, ?$ O( i    节圆锥角:δ1= 20.3764352138364             δ2= 69.6235647861636
* Y0 M7 O% ?7 f. |& i. ~6 L径向变位系数:Xn1= .5              Xn2=-.5
  B6 e7 q+ w8 Q+ H% W( O. ^5 y切向变位系数:Xt1=.15              Xt2=-.15
    大端锥距:R1=R2= 151.641420649175
    大端齿距1=P2= 25.5191571251099
: i4 B' ]* \5 k6 Q! h1 {  大端齿顶高:ha1= 12.184         ha2= 4.061
  大端齿根高:hf1= 5.686          hf2= 13.809
! `% ?4 z( E. }  c" s& `6 V! F  大端全齿高:h1=h2= 17.8706
  齿顶圆直径:da1= 128.443116453606             da2= 287.13331917997
  大端冠顶距:Aa1= 137.910021230045             Aa2= 48.9921472577325
      齿根角:Xf1 = 2.14741440484299          Xf2= 5.20324129002298
      顶锥角:δa1 = 25.5796765038594          δa2= 71.7709791910066
      根锥角:δf1 = 18.2290208089934          δf2= 64.4203234961406
* M; ~5 E/ Q7 I/ u  大端弧齿厚:S1  = 16.9345587754993            S2= 8.58459834961057
  大端弦齿厚:S01 = 16.8707729602484            S02= 8.5844402016387
  大端弦齿高:H01 = 12.8209505000615            H02= 4.0840635504047
  中端弧齿厚:S中1  = 14.3660333015947            S中2= 7.28254142350305
; V; ]7 Q' ]0 F( k+ g+ O5 `3 |2 @  中端弦齿厚:S中01 = 14.3119221104966           S中02= 7.28240726240322
  中端弦齿高:H中01 = 10.8763507974273           H中02= 3.46461893390626
    当量齿数:  Z当1= 13.8677720647845          Z当2= 100.52083301397
7 j1 Q' F3 l% z% }* O    冠轮齿数:   Z冠= 37.336309405189
刨齿机用齿角:  Y1  = 3.97204342785341           Y2= 3.50196319118004
当量齿轮重合度:  ε= 1.48862769037762
5 D6 t0 j- K, q5 W
4 ]5 E9 H" h2 ?' L' j/ z% L0 @6 e1 Z
% R. Q! m, R8 |+ i输出的样条线文件输入到PROE软件后的截屏图：

1 o9 q% {4 W/ C8 j! @/ D

6 Q( |, `+ H2 \4 l# y4 j7 F# Y在ug中输入样条线的截屏图：



! u) d! f: `9 v5 P! N; `输出的样条线在UG中略加改动看到的初步图：
* E6 n" q8 K6 `/ a

4 |1 b1 _7 p  l5 s
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：
" F5 B6 [4 F7 j


做好的一个曲面：
. Y- E. u* e3 B9 G
6 A8 L0 V" H6 C" N! W  m/ S# l1 U
$ i9 f: Z5 {% V2 i
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：
3 E2 \& U5 O7 u. R5 K6 B

5 c& r- c2 R( t$ K1 O& V
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：


. Y9 }* o1 T2 x4 Q# |
' x$ E0 r9 M& V" i* z! k倒好的一个齿根：
. W2 z  T7 L& U# m6 ^

7 ^) m: K* D& U- u7 X# X
2 Z# a# T/ W  K' k8 U8 m7 D全部倒好齿根圆的这对齿轮：
! x: ^9 O; i, q7 C& l% k% @# H# w

, E6 w* Q) M% V9 v$ |
8 R4 _* ]8 j% a7 R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! s  s2 {# m8 D/ y1 e

1 t3 k7 J& h+ L. C- q
大小轮全部完成建模过程：
% c; w+ ^% p8 l/ A3 c. k9 ^
( a0 Z/ H( r2 K$ g  m

大小轮建模结束：
; M1 x6 j# L8 b" C7 u
' X6 b+ o. F4 ^3 g, S1 d- Z- K
( V/ Y$ Y4 G( T  H: Y+ a, k
1 W0 ~+ z( d) S5 [! V) M8 N: D进行啮合位置的安排：
3 S7 D1 k6 w; d% Z* h5 }, R
. L7 _& }+ Y' f& x, b# Q5 q$ o

对小轮的可锻造性分析，本例中拨模角略小：
6 I/ ^$ m+ ?, b: O
( [  n7 |/ \. b% R! h+ L+ c

运动仿真后看到的啮合区域：

. E1 _2 `# E7 B

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。

hyfjy

! b  N9 B" A+ [2 W' D. p( g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：

小轮的一个齿面：
* K- s: F$ P. Y6 Y2 E* d
; f" l* I! z" g% o3 [1 o' h) G9 Q4 N

小轮的另一个齿面：
5 E  d% i" ~. ~# ?% Y, L9 d3 c


大轮的一个齿面：



大轮的另一个齿面，太大了，分成了二块压缩文件：
& Z; W7 h( R. C& Y; Y# b% y
4 V/ e  K( u+ b; \* S/ b D22.part1.rar (976.56 KB, 下载次数: 315)

2010-12-27 19:31 上传

点击文件名下载附件

% ^- T+ b; e+ \5 v) @# b) A- v D22.part2.rar (613.45 KB, 下载次数: 249)

2010-12-27 19:32 上传

点击文件名下载附件

  a+ i: `+ Z; K) r3 r% e3 Q/ N
大轮模型与齿面点的重合图：

, w+ F: u8 I* B0 K& {: I. Z" Z3 ?
8 w3 H. @. v/ }# Q* \7 X7 k
+ F( q/ d1 U( p: H7 C小轮齿面与齿面点的重合图：
) @3 @! b$ R) y& v8 K  {0 m


  Q% {6 ?5 i+ d, c) S0 f2 Q
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。

hyfjy

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：

, J) C. \) @& Y  o0 F/ {大轮的二个齿面的点集：


4 R' \1 ~) \- W+ @) g
各位同行是如何建模的，不防也传上来看看才好。

mengnan1986

牛 公式要是也能传上来看看就好了！

草原苍狼

LZ,有软件分享一下吗?

jiangking

哪里有此软件?

hyfjy

回复 8# jiangking
) [: ~/ Z( k4 u9 U
# U9 [$ }. O- @& A$ d% C5 l& S
    自己编的。

200501010329

楼主  软件可以分享？？

ZSZJ

楼主  软件可以分享？？

ZSZJ

格里森是德国的。我们公司有他的齿轮设备