CREO参数化设计齿轮LuPeng

1、. . CREO2.0参数化设计齿轮零件齿轮传动是最重要的机械传动之一。齿轮零件具有传动效率高、传动比稳定、结构紧凑等优点。因而齿轮零件应用广泛,同时齿轮零件的结构形式也多种多样。根据齿廓的发生线不同,齿轮可以分为渐开线齿轮和圆弧齿轮。根据齿轮的结构形式的不同,齿轮又可以分为直齿轮、斜齿轮和锥齿轮等。本章将详细介绍用Pro/E创建标准直齿轮、斜齿轮、圆锥齿轮、圆弧齿轮以及蜗轮蜗杆的设计过程。3.1直齿轮的创建3.1.1渐开线的几何分析图3-1渐开线的几何分析渐开线是由一条线段绕齿轮基圆旋转形成的曲线。渐开线的几何分析如图3-1所示。线段s绕圆弧旋转,其一端点A划过的一条轨迹即为渐开线。图中点x1,y1的坐标为：x1=r*cos,y1=r*sin 。对于Pro/E关系式,系统存在一个变量t,t的变化范围是01。从而可以通过x1,y1建立x,y的坐标,即为渐开线的方程。ang=t*90s=/2x1=r*cosy1=r*sinx=x1+s*siny=y1-s*cosz=0以上为定义在xy平面上的渐开线方程,可通过修改x,y,z的坐标关系来定义在其它面上的方程,在此不再重复。3.1.2直齿轮的

2、建模分析本小节将介绍参数化创建直齿圆柱齿轮的方法,参数化创建齿轮的过程相对复杂,其中要用到许多与齿轮有关的参数以及关系式。直齿轮的建模分析如图3-2所示：1创建齿轮的基本圆这一步用草绘曲线的方法,创建齿轮的基本圆,包括齿顶圆、基圆、分度圆、齿根圆。并且用事先设置好的参数来控制圆的大小。2创建渐开线用从方程来生成渐开线的方法,创建渐开线,本章的第一小节分析了渐开线方程的相关知识。3镜像渐开线首先创建一个用于镜像的平面,然后通过该平面,镜像第2步创建的渐开线,并且用关系式来控制镜像平面的角度。4拉伸形成实体拉伸创建实体,包括齿轮的齿根圆实体和齿轮的一个齿形实体。这一步是创建齿轮的关键步骤。5阵列轮齿将上一步创建的轮齿进行阵列,完成齿轮的基本外形。这一步同样需要加入关系式来控制齿轮的生成。6创建其它特征创建齿轮的中间孔、键槽、小孔等特征,并且用参数和关系式来控制相关的尺寸。图3-2 齿轮的建模分析3.1.3直齿轮的建模过程1输入基本参数和关系式1单击,在新建对话框中输入文件名gear,然后单击；2在主菜单上单击 工具参数,系统弹出参数对话框,如图3-3所示；图3-3 参数对话框3在参数对话框

3、内单击按钮,可以看到参数对话框增加了一行,依次输入新参数的名称、值、和说明等。需要输入的参数如表3-1所示；名称值说明名称值说明M3模数DB_基圆直径Z25齿数DF_齿根圆直径ALPHA20压力角D_分度圆直径HAX1齿顶高系数DD0_凹槽直径CX025顶系系数BB0_凹槽深度B10齿轮宽度DD115轴孔直径HA_齿顶高LL1_键槽高HF_齿根高LL2_键槽宽X0变位系数LL3_小孔到原点DA_齿顶圆直径DD2_小孔直径表3-1 创建齿轮参数注意：表3-1中未填的参数值,表示是由系统通过关系式将自动生成的尺寸,用户无需指定。完成后的参数对话框如图3-4所示：图3-4 参数对话框4在主菜单上依次单击工具关系,系统弹出关系对话框,如图3-5所示；5在关系对话框内输入齿轮的分度圆直径关系、基圆直径关系、齿根圆直径关系和齿顶圆直径关系。由这些关系式,系统便会自动生成表3-1所示的未指定参数的值。输入的关系式如下：ha=*mhf=*md=m*zda=d+2*hadb=d*cosdf=d-2*hf完成后的关系对话框如图3-5所示；图3-5 关系对话框2创建齿轮基本圆1在工具栏内单击按钮,系统弹出草

4、绘对话框；2选择FRONT面作为草绘平面,选取RIGHT面作为参考平面,参考方向为向左,如图3-6所示。单击草绘进入草绘环境；图3-6 草绘对话框3在绘图区以系统提供的原点为圆心,绘制一个任意大小的圆,并且标注圆的直径尺寸。在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；4在模型中右键单击刚刚创建的草图,在弹出的快捷菜单中单击选取 编辑；5在主菜单上依次单击 工具关系,系统弹出关系对话框,如图3-7所示；6在关系对话框中输入尺寸关系如下：D11=d其中D11为圆的直径尺寸代号,注意尺寸代号视具体情况会有所有同。d为用户自定义的参数,即为分度圆直径。通过该关系式创建的圆即为分度圆；图3-7 关系对话框7继续在工具栏内单击按钮,系统弹出草绘对话框；8在草绘对话框内单击按钮,进入草绘环境；9在绘图区以系统提供的原点为圆心,绘制一个任意大小的圆,并且标注圆的直径尺寸。在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；10在模型中右键单击刚刚创建的草图,在弹出的快捷菜单中单击选取 编辑；11在主菜单上依次单击 工具关系,系统弹出关系对话框；12在关系对话框中输入尺寸关系如下：D12=da其中D12为圆的直径尺寸代号,da

5、为用户自定义的参数,即为齿顶圆直径。通过该关系式创建的圆即为齿顶圆；13重复712步骤,创建另外两个齿轮的基本圆,分别为齿根圆和基圆,基中齿根圆的尺寸关系式为：D13=df基圆的尺寸代号为：D14=db完成后的基本圆曲线如图3-8所示,完成后的关系对话框如图3-9所示。图3-8 完成后的基本圆曲线图3-9 完成后的关系式3创建渐开线1依次在主菜单上单击 插入模型基准曲线,或者在工具栏上单击按钮,系统弹出曲线选项菜单管理器,如图3-10所示；图3-10 曲线选项菜单管理器2在曲线选项菜单管理器上依次单击 从方程完成,弹出得到坐标系菜单管理器,如图3-11所示；图3-11得到坐标系菜单管理器3在绘图区单击选取系统坐标系为曲线的坐标系,弹出设置坐标类型菜单管理器,如图3-12所示；图3-12 设置坐标系类型菜单管理器4在设置坐标类型菜单管理器中单击 笛卡尔,系统弹出一个记事本窗口；5在弹出的记事本窗口中输入曲线的方程,如下：ang=90*tr=db/2s=PI*r*t/2xc=r*cosyc=r*sinx=xc+s*siny=yc-s*cosz=0渐开线的创建是齿轮创建过程中的一个难点,渐开

6、线方程的推导已经在本章第一节中做了详细的介绍；6保存数据,退出记事本,单击曲线：从方程对话框中的确定,如图3-13所示；图3-13曲线：从方程对话框7完成后的曲线如图3-14所示；图3-14 完成后的渐开线4镜像渐开线1在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击 插入模型基准点点,系统弹出基准点对话框,如图3-15所示；图3-15基准点对话框2单击分度圆曲线作为参照,按住Ctrl键,单击渐开线作为参照,如图3-16所示。在基准点对话框内单击 确定,完成基准点PNT0的创建；图3-16选取参照曲线3在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击 插入模型基准轴,系统弹出基准轴对话框,如图3-17所示；4在绘图区单击选取TOP面作为参考平面,按住Ctrl键,单击选取RIGHT面作为参考,在基准轴对话框内单击确定,完成轴A_1的创建；5在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击 插入模型基准平面,系统弹出基准平面对话框；6在绘图区单击选取A_1轴作为参照,按住Ctrl键,继续单击基准点PNT0作为参照,如图3-17所示；图3-17基准平面对话框7继续在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击 插

7、入模型基准平面,系统弹出基准平面对话框,如图3-18所示；图3-18基准平面对话框8在绘图区单击选取刚刚创建的DTM1面作为参考平面,按住Ctrl键选取A_1轴作为参考。在偏距文本框内输入旋转角度为 360/4*z,系统提示是否要添加特征关系,单击 是； 9在基准平面对话框内单击确定,完成基准平面的创建；10将关系式添加到关系对话框。在绘图区右键单击刚刚创建的基准平面DTM2,在弹出的快捷菜单上单击 编辑。11在主菜单上单击 工具关系,系统弹出关系对话框。此时系统显示DTM1面和DTM2面间的夹角尺寸代号。单击该尺寸代号,尺寸代号将自动显示在关系对话框中,输入的关系式为：d202=360/在关系对话框内单击确定完成添加关系式；12在绘图区单击渐开线特征,然后在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单上单击 编辑镜像。系统弹出镜像特征定义操控面板,如图3-19所示；图3-19镜像特征定义面板13在绘图区单击选取刚刚创建的DTM2平面作为镜像平面,在镜像特征定义操控面板内单击按钮,完成渐开线的镜像。完成后的曲线如图3-20所示。图3-20完成后的镜像渐开线5创建齿根圆1在工具栏内单击按钮,或者依次在主菜单内单击 插入拉伸,弹出拉伸定义操控面板,在面板内单击 放置定义,弹出草绘定义对话框；2选择FRONT面作为草绘平面,选取RIGHT面作为参考平面,参考方向为向左,如图3-21所示。单击草绘进入草绘环境；图3-21草绘对话框3在工具栏内单击按钮,在绘图区单击选取齿根圆曲线,如图3-22所示。在工具栏内单击按钮,完成草图的绘制；图3-22 完成齿根圆曲线4在拉伸特征定义操控面板内单击选取实体按钮、拉伸到指定深度按钮,在拉伸深度文本框内输入深度值为B,如图3-23所示。回车后系统提示是否添加特征关系,单击 是；图3-23拉伸定义面板5拉伸深度自动调整到用户设置的参数B的值,在 拉伸特征定义操控面板内单击按钮,完成齿根圆的创建,完成后的齿根圆如图3-24所示。图3-24 完成后的齿根圆6将关系式添加到关系对话框,在模型树中右键单击齿根圆特征,在弹出的快捷菜单中单击 编辑；7在主菜单上单击 工具关系,系统弹出关系对话框。此时系统显

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