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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。. r3 @) p8 {+ Z! u

: ?: K# _% }# k  R打开软件后的界面:
6 K" H: o% ^2 F6 N) L. E0 W: [& I6 p( o" |" M7 i* \& T
0.JPG ! r- j$ g! x6 P, t
. E! p6 F( P0 _$ m; p) B9 L
输入参数后软件计算并输出所有设计参数,软件的界面:2 K0 p0 y+ W, e5 q* Z

- W3 f6 N; @. x7 b5 p 1.JPG % n+ g) \' N, H, ?

1 c) F$ `& k: u. I计算输出的参数记录文件如下:) r7 T1 x$ h1 C" O
# D: {. c6 r- D8 {+ b3 ?$ f/ U
    直齿圆锥齿轮副设计计算表
: R6 n2 o- v4 f+ s) g7 \1 _    本软件已经中国国家版权局登记    证书号:软著登字第 0229818 号) [. }  `$ K$ C( `
    软件作者:hyfjy         计算日期:2010-12-26( N) ~0 H8 h! d3 Q" U# ^! V
一、输入参数
: f0 @* r" v* E: O! k9 `. e    大端模数:m    8.123         小端模数: 5.65891071357433
/ y% {3 P3 z/ c% l! b3 I4 ~        齿数:Z  13            35
* j" L, o5 W* R: l/ {      压力角:α   20
$ h3 ~) B* [. {/ x7 r      轴交角:Σ    90
- e+ P" \6 e4 w径向变位系数:Xn     .5            -.5
( X& t* D: g3 X" i+ U9 [. @5 V% h切向变位系数:Xt     .15           -.15 * b! m( l, H% Y( ~9 t1 A$ U
  齿顶高系数:ha'   1               齿顶隙系数:c'    .2' A: f0 g) g2 @# T/ o! I
    设计齿宽:B    46
2 i9 I2 _( }" s+ ^        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 3 ^4 N& ~* H) W! D4 Y( v" ]$ e5 a
二、计算输出参数
: R2 r4 ?' j# P- B( u  o- E5 j      压力角:α  =20
8 O3 T* y& ^: n: h+ F: s      啮合角:α′= 20 , o& N, w! s( f
    齿轮模数:M=8.123
. y* k, N/ M& p4 g; T, h3 m        齿数:Z1=13                          Z2=35: }- A. C' Z) p. h- `1 K
    两轴夹角:Σ= 90 $ m/ g$ A6 h# F- P  a1 w7 ]$ I
  分度圆直径:d1= 105.599         d2= 284.305
( e, h  x: T3 Q$ F. b3 F    分度锥角:X1= 20.3764352138364             X2= 69.6235647861636
8 s  E/ L( T, v0 Y* E3 Y    节圆锥角:δ1= 20.3764352138364             δ2= 69.6235647861636 - O2 S0 g' B* K7 b3 g
径向变位系数:Xn1= .5              Xn2=-.5
' P9 @& f. U4 V切向变位系数:Xt1=.15              Xt2=-.15
$ K0 S! \% K7 Y6 I    大端锥距:R1=R2= 151.641420649175
  r( s( k+ M- [9 y- T    大端齿距1=P2= 25.5191571251099 6 b: [& \9 w! G8 O8 m/ `9 t
  大端齿顶高:ha1= 12.184         ha2= 4.061
& W3 Y9 [) `9 X/ ~  大端齿根高:hf1= 5.686          hf2= 13.809
, J& G" [, i' R, @  W& z6 M; {  大端全齿高:h1=h2= 17.8706 + p2 R4 \- ]' d: K& j: f- y
  齿顶圆直径:da1= 128.443116453606             da2= 287.13331917997 1 U9 C; _! L; K# v4 N
  大端冠顶距:Aa1= 137.910021230045             Aa2= 48.9921472577325 7 T) ^% A! l2 _- m. W
      齿根角:Xf1 = 2.14741440484299          Xf2= 5.20324129002298
8 H! \! e- ~' T$ J% J: p. J6 u      顶锥角:δa1 = 25.5796765038594          δa2= 71.7709791910066 # m4 Q" J) ?+ B. F" Z1 B
      根锥角:δf1 = 18.2290208089934          δf2= 64.4203234961406
7 E5 O/ B3 v# W3 y  大端弧齿厚:S1  = 16.9345587754993            S2= 8.58459834961057
4 r" [$ d  Y3 w3 k' k9 w  大端弦齿厚:S01 = 16.8707729602484            S02= 8.5844402016387 * R; G7 |$ B( [# i! Z& n* p) h9 D2 R
  大端弦齿高:H01 = 12.8209505000615            H02= 4.0840635504047
1 h% g- K4 n: y3 M& e( ?7 H  中端弧齿厚:S中1  = 14.3660333015947            S中2= 7.28254142350305 0 z( E5 k1 X% I1 r- ^5 ~. T. z
  中端弦齿厚:S中01 = 14.3119221104966           S中02= 7.28240726240322 # B" m" k+ q) A1 T; m0 h
  中端弦齿高:H中01 = 10.8763507974273           H中02= 3.46461893390626
  v8 p; E! T) g  ~& l9 ~0 \6 p, z    当量齿数:  Z当1= 13.8677720647845          Z当2= 100.52083301397 . K. s' B# U+ L- E0 z
    冠轮齿数:   Z冠= 37.336309405189 : z; M9 V( g- L$ P/ C% u
刨齿机用齿角:  Y1  = 3.97204342785341           Y2= 3.50196319118004
6 o, O! M9 E& m: t$ q" F+ T当量齿轮重合度:  ε= 1.48862769037762 ) J! j, Z" A( {! J+ P1 W# h
: z2 M2 x4 N4 ^
% H7 R, ~3 }6 I: O/ y9 B
输出的样条线文件输入到PROE软件后的截屏图:
% W# Y( \) _' v; V% Q6 n. S3 S3 j4 i: F- m8 L$ S; L1 f
2.JPG : `0 r2 x7 L" \( {. A
: T" t. m  D* b. ?' ]3 ?2 ?6 A
ug中输入样条线的截屏图:
% J# m  e9 g9 d) h" P. D6 M" T7 }: P. J* R
3.JPG $ _, s/ U/ ]) W; U: w6 n  S- w

  W5 B& J- p# l& A# z4 J输出的样条线在UG中略加改动看到的初步图:* x0 r8 Y2 _3 X1 c

8 l9 Z8 A' D' P 4.JPG   P8 F  m+ M  I* W5 o$ i
4 I: ~0 R% [4 ?( |' W5 ?
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:
6 |7 ]% O. E$ Z% Y# E0 D
' [, `2 s' B+ V: ]: w0 ~& E; Z9 } 5.JPG
& x. V% n2 O7 t! E# d
( E2 k3 Z+ Z- I& R做好的一个曲面:
7 g# |0 p% a+ ^8 I7 S" j# M$ k% d1 F$ H9 B( F
6.JPG
8 u9 L3 t3 e- ~$ W8 v* E% m& o  H
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 E0 L  ?6 [% V  a; I% F& e" |
4 L! f* L" X$ p& S% d$ b
7.JPG + m" [% H, D/ S) I* J$ ^
9 x+ C* o# D! k% G" K
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1.7:4 w& A7 b/ W8 i  w, ^6 P7 M% I

+ D/ ]! x( s2 y* `+ _% ~( i4 F 8.JPG
+ a: L/ c- v5 i: z; Y# I9 E. [" n6 G. E
倒好的一个齿根:7 [* z2 ?  Z  Z. g
4 `3 U* D8 `! y/ i
9.JPG
" i2 k6 z8 t8 T  W5 V- @5 a+ V
# P  I: g6 l% ?8 U( [全部倒好齿根圆的这对齿轮:
. s( s* S6 O" w' ~- W9 O& O# a
1 Z% }/ a$ A7 ?+ i! Q 10.JPG
! `! W& F% t& R9 A7 R( M+ `
3 A2 X& E; L0 R% c2 ~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:
9 w2 Q) X* [) {4 s4 S) b* h1 L, D9 G# c" d  l
11.JPG
0 O3 J) N( v' |$ Z5 ?6 d6 M2 S; X0 b, x+ o0 c; [% }$ {
大小轮全部完成建模过程:8 t& ?8 y/ \# W
: J( O6 ^1 S' [: X! _) [
12.JPG + F! r. Q, M2 c& g4 G

6 h+ l% v' c7 x大小轮建模结束:: Q  u! g3 p7 D

- i5 }" D$ _' z, f: T# t# v 13.JPG + x  d2 i" b$ |5 G! z: u7 a

' s; k  Y: u$ N进行啮合位置的安排:& S" r8 x# k  F) Z# K+ @

, P# k, i2 L  y) k+ d 14.JPG ; ~! H6 y- l; c5 a, U" A
4 R" E2 [  E$ j) {7 K
对小轮的可锻造性分析,本例中拨模角略小:+ B2 u  S, Z# U* d2 U

# D0 W3 B7 R4 I; `$ u 15.JPG 9 O& z. L% z1 ^$ C) ~
/ w* o3 K7 r# R) ?1 R0 c+ R
运动仿真后看到的啮合区域:: \) B* w; r( l9 f

  C$ I7 b5 f3 i" J; U6 w7 |) D 13-35.gif 3 L5 h# g% o9 t7 |; o
) e4 o2 I+ ^8 q6 L; q4 ?
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
4 `: `9 @9 I3 Y4 n6 h- l. b. `/ ^+ ]+ T) K1 J7 o4 q8 N
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:8 q: G. G  ]: d  x+ Y& v; z& D3 Q$ X& x
% e8 q' @) H, r
小轮的一个齿面:  C: n0 j9 P9 L" Z- @" {' i% f: [
5 z. Y7 t0 k" C$ m- n8 m
D1.gif 0 [( g, k% T7 i# e: Q9 E( p* x

7 h- _# G. E. U. K# }1 b0 T小轮的另一个齿面:
/ m2 H* ?( q- p1 N, C6 u# x9 `. l
D11.gif 2 r0 \# z; ?& o' v( h+ s7 Q
4 l" ]1 _, g3 i& Z2 B" ^
大轮的一个齿面:% p7 ]' h6 Z) e5 f! P% b8 ^5 ~
# a" Z( i  B; p" o' U
D2.gif , w4 n# s2 i- S" \# k

0 i0 \/ a' B# V大轮的另一个齿面,太大了,分成了二块压缩文件:7 E, q, a& I& f7 c; m
% T( y& J8 m, G5 _* ]4 M3 N
D22.part1.rar (976.56 KB, 下载次数: 315) 9 z% d& w! F2 M6 @+ m) K
, U# _! M9 t* O! o1 v4 O4 }( R8 B
D22.part2.rar (613.45 KB, 下载次数: 249) $ J. d/ }8 T' c" k+ b

* i) _8 C: i- j1 c- U0 W9 M$ o  r大轮模型与齿面点的重合图:! n4 X8 b- l2 Q( V. T' h( r. ^
& P% H& W% C* K3 L) u
模型与点.gif ) m8 K( h% p& W, Z# u# z* E9 Z1 P

5 k. \$ }) E# ~7 ]小轮齿面与齿面点的重合图:
6 I6 |7 F7 T' M$ Y
3 b3 D; m* \- T1 C0 U+ W$ Q 小轮模型与点.gif
  R5 g% ]5 U9 u; j3 }/ U% U
  q/ B+ Q( `! E/ Z6 |5 X  b, |
' h/ Z' f8 s- ]' [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:/ o* d5 N$ a* y6 N

# V4 U% X$ `7 i" N# d/ `" p大轮的二个齿面的点集:0 k! d; t% q! u( D
+ s7 Z; Y3 c' L; u! j$ a+ o) N
D22.gif   ]3 X' H, ?4 N3 @! V8 e% r* b

( v8 Z, @, A9 r4 C4 L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
6 K% i; z8 G0 Q$ A/ T/ D5 F: M0 ^" u# C1 F

& G0 _/ o+ u  Q0 i! e, R* ?    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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