内蒙古工业大学本科毕业论文
(4)建立齿轮基本齿形.拉伸上一步连接的曲线,拉伸方向为-ZC,参数设置如:StartDistance=0,EndDistance=Para_option,FirstOffset=0,SecondOffset=0,TaperAngle=0.继续利用拉伸命令,单击“Sol-id Face”按钮,选择如图5所示的实体平面,连续四次单击“OK”按钮.参数设置如下: StartDistance=0,End Distance=Db/2-D_root/2+0. 5,FirstOffset=0, SecondOffset=0,TaperAngle=0,最后将其与上面刚建立的拉伸实体进行合并(Unite)
图4-6 连接曲线
图4-7 连续曲线拉伸形成的实体
利用“Trim Body”命令对上述拉伸实体进行修剪,修剪面为第(2)步中创建的第二个参考平面,再利用“Instance”中的“MirrorBody”命令对修剪后的实体进行镜像,最后将两部分实体求和,即可得到如图4-8所示的基本齿形.
图4-8 齿轮的基本齿形
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接着建立两个基准平面:其中一个为平行于圆柱底面的对称平面;另一个为与圆柱外表面相切且靠近基本齿形的平面,然后利用对称操作建立圆柱上表面一侧的基本齿形,并对其进行拉伸求差和偏置平面操作.
4.3.3直齿锥齿轮的建立
(1)对圆柱体拔模.利用“Taper”命令对圆柱体进行拔模.参数设置:Angle=cone_root_angle,“Type”选择“以边拔模”方式,并选择圆柱底边,拔模方向为+ZC,并选择圆柱的上边缘.
(2)对上方的基本齿形进行比例缩放.利用“Scale Body”命令对上方的基本齿形进行比例缩放,“Type”选择“轴对称”方式,并设置参数AlongAxis=1,OtherDirections=scale,然后选择锥台下底面圆心为参考点,选择+ZC方向为参考轴,即可得到如图4-9所示的结果
(3)拉伸齿形.以2.2的（4）中与圆柱外表面相切且靠近基本齿形的基准平面为草图平面,以图4-5中的直线1的右端点为起点绘制一条垂直直线,将该直线作为被投影曲线,选择锥台外表面作为投影平面,生成投影曲线(两条).然后利用扫掠和抽取几何元素特征操作,以上面所生成的投影线为引导线,即可建立锥齿的一个基本齿形.
对该齿形和锥台进行求和特征操作,然后进行环形阵列最后利用拉伸齿顶圆进行齿形修剪即可得到一个直齿锥齿轮,参数设置: StartDistance=0, End Distance=H_gear,TaperAngle=cone_top_angle,模型如图4-10所示
图4-9 拔模和比例缩放结果
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图4-10 直齿锥齿轮
4.3.4内锥齿轮的建立
同样根据“内齿轮的轮齿相当于外齿轮的齿槽,内齿轮的齿槽相当于外齿轮的轮齿这一原理,我们利用布尔运算中的减(Subtract)操作即可完成相应的内锥齿轮的三维参数化建模,具体操作步骤如下:
以图4-10所示的直齿锥齿轮为基体,利用基本曲线(Basic Curves)功能绘制一圆,其圆心为坐标原点,直径为D_top然后拉伸该圆建立一圆柱实体,拉伸方向为
+ZC,
参
数
设
置
:StartDistance=0,End
Distance=H_gear,
FirstOffset=0,Second Offset=0,TaperAngle=0.接着利用布尔运算中的减(Subtract)操作命令,以该圆柱实体为目标体,以直齿锥齿轮为工具体,建立内锥齿轮的雏形,最后为其添加孔、键槽以及背锥等工程特征,即可得到内锥齿轮的三维实体模型如图4-11所示。
图4-11 内锥齿轮
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方法二：
4.4建模过程: 4.4.1生成齿轮线
启动Unigraphics，在工具条中选择新建文件按钮，或者在菜单栏中选择“文件—>新建”，出现新部件文件对话框，输入文件名“YuanZhui_CL”，单位为毫米，单击“ok”后进入Unigraphics集成开发环境。选择“应用—>建模”，进入建模功能模块，选择“工具—>表达式”，在表达式对话框中输入如 下表达式:
齿数z1=20，z2=40， 传动比i12=z2/z1， 分度圆压力角alfa=20， 模数m=5， 齿顶高系数ha=1， 径向间隙系数c=0.25， 轴角efsi=90，
分度圆锥角deta1=efsi-deta2，deta2=deg(tan(i12))， 锥距R=hypot(d1,d2)/2， 齿宽B=R/3， 齿顶高ha1=m*ha， 齿根高hf1=m*(ha+c)，
分度圆直径d1=m*z1，d2=m*z2， 当量齿数zv1=z1/cos(deta1)，
当量齿轮分度圆直径dv1=d1/cos(deta1)， 当量齿轮齿顶圆直径dva1=dv1+2*ha1， 当量齿轮基圆直径dvb1=dv1*cos(alfa)， 当量齿轮齿根圆直径dvf1=dv1-2*hf1。
除了以上计算几何尺寸的表达式外，还要输入生成齿廓线（渐开线）的表达式：
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a=0，b=90，t=0，s=(1-t)*a+t*b，u=rad(s)，当量齿轮基圆半径rvb1=dvb1/2，xt=rvb1*sin(s)-rvb1*u*cos(s)yt=rvb1*cos(s)+rvb1*u*sin(s)zt=0
当所有表达式输入完毕后，单击确定。选择“插入—>曲线—>规律曲线”，出现规律曲线对话框，选择“根据公式”，以t作为系统变量，xt作为变量x的函数表达式，yt作为变量y的函数表达式，zt作为变量z的函数表达式，以坐标原点为基点生成90°范围内的一段渐开线，如图4-12所示。
图4-12 以坐标原点为基点生成90°范围内的一条渐开线
4.4.2裁剪渐开线
选择“插入—>曲线—>基本曲线”，出现基本曲线对话框，选择“画圆”根据当量齿轮齿顶圆直径dva1和齿根圆直径dvf1生成齿顶圆和齿根圆两条曲线。
选择“编辑—>曲线—>裁剪”，出现裁剪曲线对话框，样条延伸采用“自然的”，选中“关联输出”，输入曲线采用“隐藏”，以齿顶圆为边界将齿顶圆以外的多余部分裁剪掉；样条延伸采用“线性的”，其它选项不变，以齿根圆为边界将渐开线从基圆延长到齿根圆
4.4.3生成另一侧渐开线
首先建立一些辅助线，选择“插入—>曲线—>基本曲线”，根据当量齿轮分度圆直径dv1生成分度圆，从分度圆与渐开线交点出发作一条通过原点的直线；选择“编辑—>变换”，将刚生成的直线沿顺时针方向旋转（复制）90/zv1度，得到一条镜像线；选择“编辑—>变换—>选中渐开线—>通过一直线镜像”，得到