虽然Solidworks可以用toolbox自己生成直齿轮,但自己画可以加深对齿轮的认识,也可以熟悉下曲线方程的应用。
假定齿轮参数如下:
本文齿轮参数设模数为m=2,齿数为z=60,压力角20°,齿宽B=15,则根据相关的公式得到:
分度圆直径:d=mz=120mm
齿顶圆直径:da=(z 2)m=124mm
齿根圆直径:df=(z-2.5)m=115mm
分度圆齿厚:s=0.5πm=π
齿轮齿根圆角:r=0.38m=0.76
注:当压力角为20度时,齿轮齿数在41及以下,基圆直径大于齿根圆直径,齿数在42及以上,基圆直径小于齿根圆直径,本例为第二种情况。
1、对于直齿圆柱齿轮,当基圆大于齿根圆时,整个齿形就会分为:工作部分和非工作部分,工作部分为渐开线,非工作部分为过渡曲线,它们可用计算法、查表法、和代圆弧法来确定。
2、当基圆小于齿根圆时,由于过渡曲线部分不参与啮合,因此可以做成任意曲线,只要不妨碍共轭齿条(或齿轮)齿顶的运转即可,通常用直线、圆弧与铣刀齿形的渐开线部分连接。
渐开线方程
接下来我们打开Solidworks软件,新建零件,进入草图。
单击“工具”选项,在下拉菜单中点击“方程式”选项,输入如下全局变量。
全局变量
然后点击选项,将单位改成弧度。
更改单位
在前视基准面下新建一个草图,在样条曲线选项下选择方程式驱动的曲线,并输入上述渐开线方程式,得到渐开线曲线注:输入公式时,引用参数要打双引号,且在英文输入法
输入曲线方程
这样我们就得到了曲线草图。
曲线草图
再次以前视图做草图2,分别话四个圆,尺寸随意标注。
草图2
打开方程式选项卡,在特征下面点击方程式的下属空白框,然后单击草图上的尺寸标注,就会出现“D2@草图2”,在数值/方程式下选择全局变量下的“da”.
定义da
同理,可以完成齿顶圆、齿根圆、分度圆及基圆的草图绘制。
草图2定义
在草图2下将草图1的样条曲线转换为实体引用,隐藏草图1,原因是因为我们不好直接对参数化建模的渐开线作剪裁,所以曲线救国。作一条构造线,用于渐开线的镜像,同时将分度圆剪裁掉,留下一小段,并将小段分度圆两头分别与构造线和渐开线重合。
镜像用构造线
标注圆弧尺寸(单击上下两点,再单击圆弧),并附上方程式S/2(半齿厚)。
镜像
镜像后,裁剪多余曲线(只留下齿根圆,齿顶圆局部,分度圆改成构造线),同时画上齿根圆角,并附上方程式。
裁剪及齿根圆角
拉伸草图2,并圆弧阵列60齿,即可得到齿轮模型。
齿轮模型
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