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鄭州模具培訓(xùn)-SolidWorks漸開線齒輪的繪制方法

作者:admin 來源: 日期:2011-12-5 20:52:52 人氣: 標(biāo)簽:鄭州模具培訓(xùn) SolidWorks 齒輪
 

 現(xiàn)在中國使用SolidWorks軟件的用戶越來越多,對于一些初學(xué)者,在齒輪的繪制過程中會遇到很多問題。本文筆者就是針對這一主題而寫,希望對那些還處于齒輪建模迷惑中的讀者有一些拋磚引玉的作用,提高設(shè)計者的軟件使用水平,開拓一條新的設(shè)計思路。閱讀本文前,讀者朋友應(yīng)當(dāng)先完成SolidWorks基本模塊的學(xué)習(xí),或者是有一定的軟件使用經(jīng)歷和基礎(chǔ)。

一、明確設(shè)計目的

齒輪在機(jī)械傳動設(shè)計中是重要的傳動零件,它有很多其(鄭州模具設(shè)計培訓(xùn))他傳動機(jī)構(gòu)無法比 擬的優(yōu)點,如傳動效率高(一般在0.9以 上),傳動平穩(wěn)(斜齒輪尤為突出),傳動力矩大,準(zhǔn)確的瞬時傳動比,壽命 長,而且可以改變傳動方向等,這些優(yōu) 點決定了齒輪在動力傳動和運動傳動中 占有不可動搖的地位。一般齒輪的齒廓 都是漸開線,那么如何在SolidWorks中繪 制漸開線呢?在開篇之前先請讀者思考 一個問題:為什么要繪制精確的“漸開 線”齒輪呢?是為了做運動模擬?出2D 的工程圖?到C N C里進(jìn)行加工?還是作為CAE的分析模型呢?

當(dāng)然,如果我們的目的不同,那么 我們的齒輪就有不同的繪制方法。請看 下面的詳細(xì)講解。

二、簡化齒輪的繪制

1.利用SolidWorks自帶插件

“Toolbox”生成齒輪

對于出圖和用于運動模擬的用戶,可以用簡化的“漸開線”齒輪代替,這樣不但可以大大簡化建模的時間,而且可以充分利用現(xiàn)有的計算機(jī)資源。在SolidWorks的Toolbox插件中就有齒輪模塊,下面就具體介紹一下這種方法。

(1)首先在插件中打開Toolbox插件,如圖1所示。點擊“確定”就可以在右邊的“任務(wù)窗格”設(shè)計庫中找到“Toolbox”了,如圖2所示。

鄭州solidworks培訓(xùn)
(2 )目前雖然在“GB”中還沒有齒輪,但是可以用其他標(biāo)準(zhǔn)中的齒輪代替。下面就以“AnsiMetric”標(biāo)準(zhǔn)為例,介紹Toolbox中調(diào)用齒輪的方法。

在Toolbox的目錄中通過“AnsiMetric”→“動力傳動”→“齒輪”,在這里系統(tǒng)已經(jīng)給出了常用的齒輪形式, 我們需要哪種形式的齒輪就可以生成哪種,如圓柱直齒輪,這里翻譯成了“正齒輪”。具體參數(shù)設(shè)置,如圖3所示。

(3)通過一系列的設(shè)置,我們就可以得到想要的齒輪了,如果還達(dá)不到自己的要求,就可以在現(xiàn)有的齒輪基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。如要孔板形式的齒輪,就可以用一個“旋轉(zhuǎn)切除”命令和一個“拉伸切除”命令完成。具體操作如圖4所示。接著再添加幾個孔,如圖5所示。

鄭州pre/e培訓(xùn)

(4)這樣這個齒輪就差不多完成了,如果用戶齒輪有其他的形式,當(dāng)然可以自己再做進(jìn)一步的修改。修改完以后就可以保存了。注意這里建議用“另存為”,因為直接點擊保存,系統(tǒng)會自動保存到Toolbox配置的路徑中去,那就會添加不必要的麻煩。當(dāng)然如果就想保存 到Toolbox的配置路徑,那么就直接保存 即可。Toolbox的配置路徑更改有很多方法,如可(鄭州數(shù)控模具培訓(xùn))以在“選項”→“異型孔向?qū)?Toolbox”→“配置”,也可以在菜單中找到,還可以在“設(shè)計窗格”→“設(shè)計庫”→“預(yù)覽里點擊右鍵”找到。打開以后就能進(jìn)入Toolbox配置的歡迎界面,如圖6所示。

這里直接點擊“3.定義用戶設(shè)定”,就切換到了用戶設(shè)定界面,如圖7所示。這里可以直接選擇“生成 零件”,然后在“在此文件夾生成零件:”選擇保存的路徑,最后保存退出就可以了。

2.生成齒輪GB工程圖

有了上面的齒輪模型,我們就可以根據(jù)這個模型出GB的工程圖了,但是在SolidWorks的工程圖中,所有的模型都是按照真實的投影顯示,而GB中齒輪的畫法要求用簡化畫法(只畫出一個齒的齒廓,甚至一個齒也不畫),那又如何實現(xiàn)?其實實現(xiàn)這一目的也很容易,在出工程圖的時候可以用不同的配置,這樣就能避開出圖與國標(biāo)簡化的矛盾,具體操作如下。

(1)生成一個新配置。在剛才建立齒輪模型的基礎(chǔ)上生成新的配置,這個配置就是我們出工程圖時的真實投影實體。選擇已有的“完整齒輪”配置,用鍵盤的“Ctrl+C”和“Ctrl+V”來復(fù)制 一個配置,然后用鼠標(biāo)緩慢雙擊配置名字,改成“簡化齒輪”。如圖8所示。

雙擊“簡化齒輪”配置,將其激活。然后切換到“設(shè)計樹”,找到輪齒陣列的 特征“TeethCuts”,選擇它,這樣在模型上就會顯示和它有關(guān)的數(shù)值,如圖9所示。

其中齒數(shù)“30”已經(jīng)加入了方程式,雙擊“30”,打開尺寸編輯界面, 配置類型選為“此配置”,然后點擊“編輯方程式”,在打開的“編輯方程式”對話框里會看到一個文本形式的方程,記下它。然后關(guān)閉“編輯方程式” 對話框。在“方程式-齒輪”對話框中的表頭“方程式”中找到剛才的表達(dá)式, 如圖10所示。

拖動表頭“方程式”后面的豎線,查看完整的“方程式”。我們發(fā)現(xiàn)在圖10中的三個方程都指向一個數(shù)值,這里我們要將這三個方程都壓縮掉,把前面的“對勾”去掉,點擊“確定”,這樣就可以隨意修改了。用前面的方法點選TeethCuts特征,然后在繪圖區(qū)域點擊“30”,輸入“2”,確定后,這樣齒輪就成了只有兩個齒槽的齒輪(也就是一個齒),再出工程圖就沒問題了。有的時候在這一步可能會有錯誤,其實是因為剛才我們旋轉(zhuǎn)切除的草圖有些線條未找到,可以進(jìn)入其草圖,將找不到參考的約束刪除,然后添加新的約束。

(2)生成工程圖。點擊“從零件/ 裝配體制作工程圖”→“選擇圖紙模板” →“選擇需要的視圖”,如圖11 所示。

三、漸開線的畫法

繪制漸開線齒輪,首先要有一條漸開線。在SolidWorks中繪制漸開線的方法有很多,下面就以常用的漸開線的繪制 為例進(jìn)行敘述。

1.曲面生成漸開線

曲面生成漸開線有很多中方法,如曲面掃描、曲面放樣等。這里只給大家介紹曲面放樣生成漸開線,因為對于初 學(xué)者這種方法比較容易理解。

(1)首先新建一個零件,用一個默認(rèn)基準(zhǔn)面進(jìn)入草圖,在草圖中心繪制一個圓,并且標(biāo)注尺寸,如圖12所示。注意:為了以后定位容易,可以將圓心和原點重合。

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(2)保存后退出,然后用上面草圖的基準(zhǔn)面再建立一張新的草圖,在上面繪制如圖13所示的圖形。中心線繪制水平直徑,實線繪制豎直線,并且標(biāo)注尺寸,尺寸的大小可以假設(shè),因為后面要鏈接到方程式。

(3)保存后退出,在設(shè)計樹的“注解”上點擊右鍵,選擇“顯示注解”和“顯示特征尺寸”。雙擊直線的尺寸“添加方程式”,在彈出的“添加方程式”界面中顯示了剛才直線尺寸的名字(D1@草圖2),然后點擊圓的直徑尺寸(D1@草圖1),輸入“*pi/2”,這樣這條線段的長度就與開始圓的一半保持一致了,如圖14和圖15所示。

(4)從生成草圖1和草圖2的基準(zhǔn)面新建一個草圖,在這個草圖中繪制一個半徑與草圖1的圓一樣大的半圓,并且圓心重合,圓弧的兩點分別與圓的兩個點重合,如圖16所示。

(5)退出上面的草圖,然后還是在這個基準(zhǔn)面上新建一個草圖,這次將一個點放在圖16中的點上(紅圈處的點), 確定后退出草圖。

(6)這樣就繪制了4張草圖,通過這4張草圖就可以放樣出“漸開線”。點擊曲面工具中的曲面放樣 ,也可以到菜單中的“插入”→“曲面”→“放樣曲面”中找到。在“曲面”→“放樣”屬性下的輪廓中選擇草圖2和草圖4,在中心線參數(shù)中選擇草圖3,點擊綠色(鄭州ug培訓(xùn))對勾確認(rèn),如圖17所示。

鄭州機(jī)械模具設(shè)計培訓(xùn)
其中“中心線參數(shù)” 的作用是:從放樣的兩個輪廓(草圖2和草圖4)之間形成的中間輪廓都是“中心線參數(shù)”(草圖3)的法向。然后形成了漸開線,如圖18所示。

(7)下面簡單檢驗一下繪制的“漸開線”是否符合要求。用上面的基準(zhǔn)面進(jìn)入草圖,繪制一段與這個基圓同直徑的弧線,圓心重合,一端與“漸開線”的起點重合,另一端點繪制一條相切線,使圓弧與線始終相切,直線相切端的端點與切點重合。繪制好這些后再分別標(biāo)出直線的長度和圓弧的弧長,將這兩個尺寸都變?yōu)椤皬膭印,最后將直線的另一端與“漸開線”重合,拖動直線與漸開線的重合點,在不同位置觀察圓弧和直線的長度是否一致,如圖19所示。

現(xiàn)在基本上每個點都能夠達(dá)到弧長和直線長相等,但是如果將小數(shù)點的位數(shù)加長,就會發(fā)現(xiàn)幾乎沒有一個點是一樣的。這是因為在SolidWorks中的放樣線條都是用一段一段的短線逼近的,如果需要精度較高的漸開線就不能簡單地應(yīng)用上面的方法。在下期的文章中將給大家介紹一個可以實現(xiàn)更精確的漸開線形成方法。

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