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2009年全国技工教育和职业培训
优秀教研成果评选活动参评论文
(用小4号仿宋体)

基于Pro/E的斜齿圆柱齿轮三维模型参数化设计

基于Pro/E的斜齿圆柱齿轮三维模型参数化设计
【摘要】齿轮结构一般有轮齿,齿槽,端面,法面,齿顶圆,齿根圆,基圆,分度圆.是机械设计中使用频率较高的零件,也是机械传动中关键性零件.随着科学技术的飞跃发展,齿轮传动在国防,民用,工业,农业等方面应用极为广泛.因此,怎样生产齿轮成为发展机械工业的一个重要环节.为此,通过PRO/E程序化及参数化设计,可得到所需要的传动件的三维模型及工程图,从而为机械设计带来方便和快捷.
【关键词】 参数化设计 方法 材料 变更参数
概 述
齿轮机构是现代机械产品中应用最广泛的传动机构之一 ,可用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力 ,具有传动效率高 ,结构紧凑 ,工作可靠 ,寿命长等优点.因此 ,齿轮的三维实体模型在现代齿轮机构的设计中有着广泛的应用背景.
(一)斜齿圆柱齿轮简介
.
如上图 a 所示,发生面上的直线 KK 不平行于基圆柱的轴线,而是与其有一个角度,当发生面沿基圆柱面作纯滚动时,直线 KK 的轨迹就是斜齿圆柱齿轮的齿廓曲面.
1. 啮合情况
两斜齿轮啮合时,两齿廓曲面的接处线仍然是齿廓曲面与啮合面的交线,当轮齿一端进入啮合时,轮齿的另一端要滞后一个角度才能进入啮合,即轮齿是先由一端进入啮合,到另一端退出啮合,其接触线由短变长,再由长变短.(如上图 b 所示)
2. 一对斜齿圆柱齿轮的正确啮合条件(Meshing Condition)
(1)两齿轮的法向模数和法向压力角应分别相等,即
,;
(2)同时两斜齿轮螺旋角还要满足:
其中,外啮合时, 旋向相反,取负号;内啮合时 旋向相同,取正号.
(3)因为 绝对值相等,所以其端面模数及端面压力角也分别相等,即
,
(二)斜齿轮传动的主要优缺点
与直齿轮传动比较,斜齿轮传动具有下列主要的优点:
啮合性能好.在斜齿轮传动中,其轮齿的接触线为与齿轮轴线倾斜的直线,轮齿开始啮合和脱离啮合都是逐渐的,因而传动平稳,噪声小,同时这种啮合方式也减小了制造误差对传动的影响.
重合度大.这样就降低了每对轮齿的载荷,从而相对的提高了齿轮的承载能力,延长了齿轮的使用寿命,并使传动平稳.
斜齿标准齿轮不产生根切的最少齿数较直齿轮着少,因此,采用斜齿轮传动可以得到更为紧凑的机构.
斜齿轮传动的主要缺点:在运动时会产生轴向推力.
说明:
1,轴齿轮传动机构又称为平面齿轮传动机构.
2,轴齿轮传动机构和交错轴齿轮传动机构统称为空间齿轮传动机构.
3,传动的齿轮封闭在箱体内,润滑良好;开式传动的齿轮是完全外露的,不能保证良好润滑;半开式传动的齿轮浸在油池内,装有防护罩,不封闭.
齿轮传动主要优点:传动效率高,结构紧凑,工作可靠,寿命长,传动比准确.
齿轮机构主要缺点:制造及安装精度要求高,价格较贵,不宜用于两轴间距离较大的场合.
(三)齿轮传动设计准则
对一般工况下的齿轮传动,其设计准则是:
保证足够的齿根弯曲疲劳强度,以免发生齿根折断.
保证足够的齿面接触疲劳强度,以免发生齿面点蚀.

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