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Solidworks 在基于渐开线性质的渐开线齿轮制作过程
发表时间:2013-11-29

    很多人问solidworks是否能够制作渐开线齿轮,是不是必须借助其它二维软件转化的二维图或者插件来完成渐开线齿轮的制作。其实不然,不借助于其它二维软件或插件的帮助,仅用SW的做图功能,完全可以做出准确的渐开线齿轮。
本文章将详细介绍一下Solidworks在基于渐开线性质的渐开线齿轮制作方面的一般过程。
   

    步骤1——生成毛坯件
   

    假定要画的齿轮m=2,齿数Z=20的标准的直齿圆柱齿轮,其齿顶圆直径为φ44,齿厚一般为10倍的模数即为20。首先要拉伸出一个圆柱(事实上工厂加工齿轮也是从圆柱毛坯开始的)。打开SW,新建一个零件,选前视基准面,进入草图,画一个φ44的圆,请注意圆心要定在原点,退出草图,选拉伸,拉伸距离输入20,退出得到一个圆柱。

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    步骤2——生成渐开线齿轮的齿廓
   

    1)根据分度圆公式画出齿轮分度圆

    选取圆柱的上表面,进入草图环境,过圆心做一条竖直的中心线OO’,再过圆心做一条中心线OA,与竖直中心线的夹角为4.5°(因为齿数是20, 故过分度圆的齿形和齿槽的和为18°,半个齿槽即为4.5°)。过圆心做一个圆,直径为40,这就是分度圆,我们知道标准齿轮的压力角为20°,其实严格意义上,应该是分度圆上的压力角为20。

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    2)利用压力角的定义,画出渐开线和齿廓。

    A点是齿廓上与分度圆的交点,显然它是渐开线上的一点过圆心。再做一条中心线OB,与刚才做的线夹角为20°。过A点做AC⊥OB ,交于C点,因为基圆半径rb=m*Z/2cos20°,即为分度圆半径乘20°角的余弦。因此以OC为半径做的圆即为基圆。因AC⊥OB,故AC相切于基圆,AC被称为渐开线的发生线,根据渐开线的性质,渐开线是从基圆上某一点开始,且从这一点到C点的弧长等于AC。假定此点为D,即弧CD=AC(直线),由于AC已知,D点唯一确定,标注AC尺寸显示为6.84, 因AC尺寸已由已知尺寸确定,标注时,电脑出现一个提示框,是否将该尺寸设为从动,点确定。用点命令在基圆上任意点一点,标注此点与C点的弧长,并修改为6.84,至此,D点被确定。标注CD间弧长时,直接选取两点时显示的是弦长,你会发现一个箭头,在基圆上点一下,即显示为弧长。
做中心线连接OD,过O点做一中心线,标注其与OD的夹角,修改为40°,此线与基圆交与E点,过E点做一条中心线EF,运用几何约束使其垂直于OE,标注DE的弧长,此弧长为已确定尺寸13.12,因而又出现是否设置为从动尺的对话框,点确定。标注EF的长度,修改为 13.12,发现此点被唯一确定。显然此点也为渐开线上一点,点样条曲线工具,连接F、A、D三点,此曲线即为所求的渐开线。若要更精确,可多设几个角度,最好使被确定的点在齿顶圆范围内,但最后一个点要在齿顶圆外面。因齿根圆半径为m*Z/2-1.25*m,即与分度圆相差点1.25 m,也就是2.5 ,将分度圆向内偏移2.5,定出齿根圆。过D点做直线与圆弧,即齿根圆角,圆弧的半径为0.38 m =0.76。过O 点为圆心做圆,通过F点。以竖直中心线为以称轴,镜像渐开线、直线、圆弧,得出一个完整的齿槽轮廓。
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    步骤3:圆周阵列出其它齿(生成渐开线齿轮)
   

    改变基圆和分度圆的线型属性,剪去多余的线条,退出草图,点拉伸切除,距离设20,退出,一个齿槽就切出来了。点一下视图----临时轴,先找好旋转轴,点一下圆周阵列,出现对话框,找到圆柱中心的中心线,设数量为20,特征先刚做好的齿槽,退出,一个20齿的标准正圆柱齿轮就做好了。至于内孔和键槽,就不多说了,渐开线齿轮制作完毕。

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