标准齿轮3D模型绘制方法_pro/e教程
1、----------gear齿轮加工----------
齿轮加工提供最基本的模数m(英制DP),齿轮数Z,压力角a,齿轮厚度H
齿轮加工没有齿数的话提供分度圆直径d,还有齿轮的精度等级,
一般齿轮图纸都有一个小表格的,上面的数据都有
齿轮加工方式一般有滚齿、插齿、铣齿,精度要求高的还有磨齿
齿轮加工对应的机器和刀具有滚齿机和滚齿刀、插齿机和插齿刀,卧式铣床和齿轮铣刀、磨齿机和齿轮砂轮
齿顶圆直径要精确,因为要关系到角度问题
实在测不准确,就测两个轮的中心距
然后说明两个齿轮的齿数,厚度,孔径,键槽
齿轮的直径计算方法
齿顶圆直径=(齿数+2)*模数(正常齿)
分度圆直径=齿数*模数
齿根圆直径=(齿数-2.5)*模数(正常齿)
例:
M=4、齿32齿顶圆直径=(32+2)*4=136mm
分度圆直径=32*4=128mm
齿根圆直径=(32-2.5)*4=118mm
这种计算方法针对所有的模数直形齿轮(不包括变位齿轮)
模数表示齿轮牙的大小
-------------理论-------------
齿轮模数=分度圆直径d/齿数z=齿轮外径/(齿数+2)=齿距p/圆周率π
由于在上式中π为一无理数,不便于作为基准的分度圆的定位
为了便于计算,制造和检验,现将比值p/π人为地规定为一些简单的数值,
并把这个比值叫做模数(module),以m表示,即令其单位为mm
模数m是决定齿轮尺寸的一个基本参数
齿数相同的齿轮模数大,则其尺寸也大
为了便于制造,检验和互换使用,齿轮的模数值已经标准化了
模数的标准化数值参考GB1357-87
第一系列有:
0.1,0.12,0.15,0.2,0.25,0.3,0.4,0.5,
0.6,0.8,1,1.25,1.5,2,2.5,3,4,5,
6,8,10,12,16,20,25,32,40,50.(优先选用第一系列)
第二系列有
0.35,0.7,0.9,1.75,2.25,2.75,3.25,
3.5,3.75,4.5,5.5,6.5,
7,9,11,14,18,22,28,36,45
齿轮副,由两个啮合的齿轮组成的基本机构
nternal gear pair:有一个齿轮是内齿轮的齿轮副
齿轮模数国家标准为GB1357-78
-------------1.基本参数-------------
模数m
齿数z
压力角npa(法向)
螺旋角sa
齿顶高系数han
顶隙系数cn
变位x
齿厚b(H)
------------2.可求出参数-------------
齿顶高ha
齿根高hf
端面压力角pa(斜齿)
齿顶圆da
分度圆d
基圆db
齿根圆df
---------
3.齿顶高系数
han(法向)和hat(端面)
hat=han*cosβ
正常齿制=1 短齿制=0.8
4.顶隙系数(径向间隙)
cn(法向)和ct(端面)
ct=cn*cosβ
正常齿制=0.25 短齿制=0.3
5.变位系数x:
xt=xncosβ
---------
6.齿厚s
7.齿槽宽e
8.周节p=s+e
s(齿厚)=e(齿槽宽)时=πm/2(齿距/2)
9.齿根倒角R
HAX<1 R=0.46*M
HAX>=1 R=0.38*M
==============绘制(斜齿例)==============
步聚1:
tool-->parameters-->add parameters(增加提供的齿轮参数):
M:5 法向模数normal module
Z:25 齿轮齿数number of teeth
NPA:20 法向压力角(在分度圆上)normal pressure angle;(也叫齿形角tooth profile)
SA:16 螺旋角Spiral angle at a point任意点螺旋角; helix angle螺旋角(在分度圆上);helical lead(螺旋导程);hand of helix(旋向)
HAN:1 齿顶高系数
CN:0.25 顶隙系数(径向间隙系数)
X:0 变位系数Modification coefficient或shifting coefficient
B:50 齿轮系数(齿厚)
步聚2:
tool-->relation-->enter(输入参数关系)
说明:
ha=(han+x)*m 齿顶高
hf=(han-x+cn)*m 齿根高
pa=atan(tan(npa))/cos(sa)=npa/cos(sa) 端面压力角
d=m*z/cos(pa) 分度圆
da=d+2*hf 齿顶圆
db=d*cos(npa) 基圆
df=d-2*hf 齿根圆
实输:
ha=(han+x)*m
hf=(han-x+cn)*m
pa=npa/cos(sa)
d=m*z/cos(pa)
da=d+2*hf
db=d*cos(npa)
df=d-2*hf
步聚3:
top面为基准(其他默认),
草绘圆(4个同心,尺寸任意)
tool-->relation-->enter(指定圆直径与参数的关系)
sd0=df
sd1=db
sd2=d
sd3=da
步聚4:(可省)
选中分度圆,右键属性设线型为:"ctrlfont-s-l"型虚线
步聚5:(可省)
设定新的坐标系,以默认坐标系prt_csys_def为原点参照,点至
orientation面板,绕Y轴旋转30度
得到新坐标系cso_csys_def
步聚6:
点曲线按纽,点选from equation->弹出对话框,点选sco坐标系,点选cartesian(卡笛尔),
弹出rel.ptd-Notepad界面,输入下面的渐开线方程式(involute equation)
r=db/2
theta=t*60
z=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180
x=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180
y=0
->点退出->SAVE->CURVE:Frome Equation界面
点ok完成渐开线建立
步聚7:
以渐开线和分度圆交点创建一个基准点PNT0
以"FRONT"和"RIGHT"交线创建基准轴A_1
以PNT0和A_1创建新基准面DTM1
将DTM1旋转360/(z*4)
弹出提醒窗点->YES->ok,生成DTM2基准面(这个基准面交于渐开线)
步聚8:
点拉伸按纽,同样以top面为基准,用边界选取纽->Loop复选框打勾,
拉伸齿根圆
拉伸高度为B,弹出对话框,YES
再做一次,
曲面拉伸分度圆(曲面拉伸)
拉伸高度为B,弹出对话框,YES
步聚9:
点草绘按纽,同样以top面为基准,画齿根倒R角的齿廓
绘图区右键点references,设齿根圆、DTM2为参照,在DTM2上画辅助中心线,
用弧或圆或倒R角命令画R1.9的圆特征,(用弧命令时,需先画<R1.9的弧,才能标上尺寸),
建议用倒R画法,约束两边R相等,添加R=0.38*M关系
点边界按纽,
分别在齿根圆、齿顶圆、渐开线上将齿形轮廓画出,将渐开线延长至齿根圆(注意方程式曲线在边界化前进行约束),
剪除多余线条
检查一遍特征环闭及相切约束,点"勾"完成齿廓形状的绘制
步聚10:
回到主菜单,Edit->Feature Operations->copy->move->(默认All Feat;Independent)->done
点选齿廓->ok
弹出FEAT Copy\MOVE FEATURE菜单
Translate(转移)->Crv/Edg/Axis->A_1轴->Flip(方向调对),Okay
弹出窗口输入B
->点勾
回转到FEAT Copy\MOVE FEATURE菜单后,点
Rotate->Crv/Edg/Axis->A_1轴->Okay
输入角度时注意对着箭头确定方向(单几何面拉伸是以负方向增厚的,没有箭头时对着坐标原点方向),
点"flip"纽,确保为正角度值旋转,且特征旋转后与螺旋线方向一致
输入2*b*tan(sa)*180/(pi*d)
->点勾
->Done Move
弹出Group Elements和
Menu Manager菜单(GP VAR DIMS几何变量尺寸,有dim1或和dim2复选),点Done->
Group Eelments菜单置为当前,点OK
->Done
完成齿廓复制(检查旋向实为左向)
步聚11:
再点草绘按纽,以"FRONT"为基准面,右键点references,选顶端边线为参照,在中心位以A_1底端为起点向左上画斜线,夹角设为sa
弹出框,点YES,完成螺旋斜线绘制
紧接着,(如不是连续操作,可在Model Tree中选所绘制的斜线)
回到主菜单,Edit->project->references面板->下拉默认project a sketch->sketch下拉(当前为所绘制斜线OK)->surfaces(投影曲面)选要投在的曲面,
dirction reference(默认为特征所在的绘制面FRONT基准面)
确认投影曲线生成
步聚12:
回到主菜单,Insert->swept blend->
"Reference"面板
"trajectories"->
点选曲面上的投影曲线->origin N 打勾(设作【拉伸面】垂直轨迹的检查参照,该处已默认)
section plane contorl->
normal trajectory(【拉伸面】垂直于轨迹,已默认)
horizontal/vertical control->
如该下拉为Automatic(该状态时下面会多一个"X dirction reference at start"下拉项)下拉改为
normal to surface(【拉伸面】垂直于曲面,正常默认是该选项)->
注意确认箭头方向为径向_垂直于曲面(如有误时,Next纽点亮,可切换)
切至"Sections"面板
"selected sections"->
选起始截面,增加第二个截面
改到实体拉伸预览,完成扫描混合
步聚13:(可省)
回到主菜单,Edit->copy->Edit->past special->复选apply move/rotate...项打勾,
->点rotate features纽,
->点transformations->
设旋转角为360/z
弹出增加特征关联的提醒->YES->
点选A_1轴,(这里可以不进子面板)
->YES
完成第二个齿特征的复制
说明:子面板中"direction reference"项的
"No Items"会变为"A_1:F8(DATUM AXIS)"
有关联公式的不能预览->直接点"勾"
步聚14:
点取复制生成的第二个齿的"Moved Copy1",
点阵列按纽->点Dimension下拉选axis->点选A_1轴->
阵列个数z-1="24"->
旋转角360/z
弹出增加特征关联的提醒->YES->
说明:这里是绕轴做阵列,所以Dimension面板下的Direction 1、2都不用设,不用进子面板就可
完成特征的阵列
步聚15:
回到主菜单,点layers纽->在"03___PRT_ALL_CURVES"右键->隐藏
在层树中右键->save status
完成所有曲线特征的隐藏
步聚16:
点保存,文件将存放至预设的工作目录