齒輪參數

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齒輪參數范文第1篇

根據齒輪箱體的靜力學分析結果及結構特點選取設計變量，同時根據齒輪箱體材料的鑄造性能和齒輪箱體結構的最小壁厚，在保證原結構的外形尺寸不變的條件下，確定各設計變量的取值范圍。設計變量及取值范圍如表1所示。1．3狀態變量的確定齒輪箱體既是切割器傳動布置的容器，也是整個切割器提升、夾緊的主要受力部分。齒輪箱體的剛性和強度直接關系到切割器的剛性。因此，主要考慮切割器的最大應力與變形。鑄鐵材料在強度范圍內，變形一般不大。故選取齒輪箱體的最大應力為狀態變量如表2所示。齒輪箱體優化設計的目的是:在保證齒輪箱體的機械性能不變、強度滿足要求的情況下，其結構質量最小。因為在密度不變的條件下，齒輪箱體的體積最小時，其質量也最小，所以選取齒輪箱體的體積作為目標函數。其中，X=［x1，x2，…，xn，…，xN］T為N維設計變量組成的向量;V(X)為目標函數;J為不等式約束的數目;gj(X)為約束函數;XL≤X≤XU為設計變量定義域，XL與XU分別為設計變量的下限和上限。

2齒輪箱的優化設計的計算

有限元軟件ANSYS的優化模塊提供了兩種優化方法:一階分析法和零階分析法。其中，零階分析法是最常用的方法，可以解決大部分的實際工程問題。而一階方法使用偏導數，計算量大，計算精度高但不能保證得到最佳結果［7，9］。因此，本文選用零階分析法來對齒輪箱體進行優化設計。ANSYS的優化設計部分命令流如下:

3齒輪箱優化前后結果比較及分析

為了方便生產制造對齒輪箱優化后的數據進行圓整。齒輪箱優化前后以及取整后的比較如表2所示。優化取整后齒輪箱體的應力云圖，如圖7所示;箱蓋的應力云圖，如圖8所示。

4結論

齒輪參數范文第2篇

關鍵詞：漸開線 基圓 關系式 可變截面掃描 鏡像

漸開線齒輪傳動由于其定傳動比、運動精度高、沖擊振動較小等優點被廣泛應用于機械傳動中。Pro/E可變截面掃描特征可加入描述漸開線生成規律的關系式，利用此關系式可繪制任一齒數模數的漸開線齒面；在Pro/E中采取恰當的方法很容易滿足在分度圓上齒厚與齒槽寬相等這一設計要求，從而精確完整的完成標準漸開線直齒輪的三維模型設計。

1、漸開線的形成原理及其特性

當一直線沿半徑為的圓作純滾動時（如圖1所示），此直線上任意一點K 的軌跡AK 稱為該圓的漸開線，該圓稱為基圓，該直線稱為發生線，漸開線所對應的中心角稱為漸開線AK 段的展角。

漸開線齒面上的截面線到中心線的距離在圖1中OK用表示，在圖2中用表示，則，設為圖1中的弧度值，則在發生線沿基圓作純滾動形成漸開線齒面的過程中始終存在著如下的數量關系：

2、Pro/E漸開線齒面生成原理

作漸開線齒輪的關鍵在于作漸開線齒面，Pro/E用可變截面掃描特征作漸開線齒面。首先繪制一個圓心角約15°的基圓，（見圖5所示基圓，用于限制齒面的掃描的范圍），然后選取此基圓弧作為產生漸開線齒面的原始軌跡線，在草繪界面繪制掃描截面線，截面線是平行于齒輪中心線的直線，（也就是圖2中剖面初始位置與終止位置的夾角，剖面繞齒輪中心線旋轉），在掃描過程度中，隨著值逐漸加大，截面線離開中心的距離為（見圖1、圖2）將按關系式2不斷加大，并且此截面線始終位于垂直于基圓的剖面內，部面的旋轉角度由所作基圓的圓心角決定，一般15°即可，這樣掃描的結果就得到了漸開線齒面。

3、Pro/E漸開線齒面生成的關系式模板

如圖3所示：式（1）表示所作齒輪的基圓半徑；式（2）表示弧度與角度的轉換；式（3）表示的初始值為0，=a=（關系式中用a表達更方便）；式（4）表示求解方程；式（5）表示關系式3所描述的角度關系；式（6）表示求出滿足式（5）的a值；式（7）表示在掃描過程中截面線離開中心線的距離隨a變化而變化的關系。

實際應用上述模板時將Rb=X的X數值改為基圓的半徑，sd#號中的#改成輸入關系式時呈現的號碼即可，如圖6所示在輸入關系式時應輸入sd5=Rb *（1+a^2）^0.5。

4、用Pro/E作齒輪的步驟

步驟一 確定齒輪的齒數、模數、齒頂圓、齒根圓、基圓、分度圓、基圓等重要參數，以齒數為18齒、模數為10毫米的標準漸開線齒輪為例，各參數如圖4所示；齒頂高系數為，頂隙系數為，變位系數。

步驟二 以齒頂圓為直徑，作出齒坯；繪制約15°圓心角的基圓，繪制好的圖形如圖示5所示。

步驟三 用可變截面掃描特征產生齒輪漸開線齒面。

（1）選取步驟二所作的基圓作為原始軌跡線。

（2）點擊草繪按鈕繪制圖6所示的直線，此直線就是用于掃描形成漸開線齒面的截面線，截面線起初不要對齊基圓，截面線的長度大于或等于齒輪的寬度即可，標示此截面線距離中心線的距離，不用修改此距離，點工具菜單下的關系時，此距離變為表達式變為sd#，在關系式對話框中輸入圖3所示的關系式，將關系式模板中的Rb的數值改為基圓的半徑值，sd#中的#改為與圖6所示的水平尺寸代碼一致即可，圖6中#=5。

按上述步驟生成的曲面如圖7左邊所示漸開線齒面。

步驟四 鏡像步驟三所作的曲面，由于節圓與分度圓位置重合，因此這個位置的齒槽寬剛好是與其配對的齒輪的分度圓周齒厚，因此分度圓上的齒厚與齒槽寬必然相等，如圖7所示，求出該漸開線齒面與分度圓的交點PNT0，將此交點繞逆時針方向旋轉360/4Z角度（Z為齒數，本文中Z=18），便得到PNT1，通過此交點及齒輪的中心線可求得一平面，用此平面將漸開線曲面鏡像，如此可確保漸開線上齒厚與齒槽寬相等，鏡像平面及鏡像得到的二漸開線曲面如圖7所示。

步驟五 用所作的二曲面及齒根圓繪制截面切割出一個齒槽并倒圓角。在模型樹上選取齒槽切割特征和圓角特征單擊右鍵并點擊“組”將其合并為一組，將此組特征繞齒輪中心線旋轉陣列成18份即完成所有輪齒的繪制，所繪制的輪齒如圖8所示。

步驟六 用拉伸、倒角、旋轉等命令完成齒輪的其它特征的設計。

5、結語

本文介紹的Pro/E Wildfire 3.0平臺下標準漸開線圓柱齒輪的參數化設計方法，根據漸開線的形成原理提出了其用Pro/E設計標準漸開線齒輪的關系式模板，此公式模板可供同行借鑒引用，文中在實踐中提出的鏡像漸開線曲面的方法確保了分度圓上齒厚與齒槽寬相等，從而更加精確的完成漸開線齒輪的設計。

本方法不僅快捷高效易學易推廣，而且齒輪的齒形與理論化的一致，為后續齒輪機構的動態仿真、有限元分析和數控加工等提供了完美的模型基礎。

參考文獻

[1]林清安.PRO/ENGINNEER零件設計高級篇[M].北京：清華大學出版社，2005：181-218.

齒輪參數范文第3篇

關鍵詞：漸開線圓柱齒輪　通用模板　參數化　精確性

中圖分類號：THl32.41　文獻標識碼：A　文章編號：1007-3973(2011)003-022-02

齒輪是機電產品的重要基礎零件，在車輛齒輪傳動、工業齒輪傳動、齒輪裝備的開發設計中，齒輪的開發設計無疑是一項繁重的工作。隨著計算機輔助設計(CAD)和計算機集成制造(CIM)技術的發展，產品的動態仿真、干涉檢查、有限元分析、數控加工等計算機輔助工程(CAE)得以實現，而齒輪的精確建模是動態仿真、干涉檢查、有限元分析、數控加工的前提。美國PTC公司基于參數化和單一數據庫技術開發的PRO／E軟件，使產品的設計與更改變得簡易靈活，應用PRO／E的參數化造型功能，不需二次開發，就可以直接設置參數，添加關系式，建立精確的參數化齒輪模型，避免了用圓弧替代漸開線的近似建模方法。

參數化建模可以提高建模的效率和準確性，從而使工程設計人員節約出大量的時間，用于解決其它技術課題。參數化建模的關鍵是用參數，公式，表格，特征等驅動圖形以達到改變圖形的目的，參數化的目的是通過調整參數來修改模型，在原有基礎上能十分方便地創建形狀上相似的模型。應用參數化設計便于實現系列化設計，可縮短產品研發周期，減少重復設計，降低研發成本。

通用圓柱齒輪的精確建模及參數化，難點在于：a.變位齒輪端面齒廓的精確繪制，b.螺旋線的繪制及左右旋向處理；c.斜齒輪輪齒特征的形成及直、斜齒輪通用化的實現；d.參數化驅動的建立。

漸開線變位斜齒輪參數化建模過程

1、創建PRT文件，在[工具]菜單中選擇[參數]，在參數對話框中添加表1所列參數

2、在[工具]菜單中選擇[關系]，在關系對話框中輸入以下關系式

ha=1

／*定義齒高系數(ha*)

c=0.25

／*定義齒頂系數(c*)

d=m*z／cos(BETA)

／*定義分度圓直徑

da=d+2*(ha+x)*m

／*定義齒頂圓直徑

df=d-2*(ha+c-x)*m

／*定義齒根圓直徑

db=m*z*cos(a)

／*定義基圓直徑

r=0.38*m

／*定義齒根圓角

3、草繪圓

分別草繪分度圓、齒頂圓、齒根圓、基圓，并給每個草繪圓賦值d，da，df，db，使其參數化。

4、創建漸開線，鏡像漸開線

創建基準曲線，在[曲線選項]菜單中選擇[從方程]，確定后在[設置坐標類型]菜單中選擇[笛卡爾]，然后在打開的記事本編輯器中輸入如下漸開線方程

alpha=40*t

theta=(tan(alpha)－alpha*(pi／180))*(180／pi)

rk=(db／2)／cos(alpha)

x=rk*cos(theta)

y=rk*sin(theta)

z=0

準確繪制變位斜齒輪端面齒廓曲線的關鍵是如何對已經生成的漸開線進行鏡像處理。創建步驟，a.在分度圓與已經生成的漸開線的交點處建立一個基準點，b.建立齒輪軸線；c.以齒輪軸線和基準點建立第一個基準面；d.以齒輪軸線和第一個基準面為參照，建立第二個基準面，與第一個基準面的夾角是θ=180／Z-90*(pi+4*X*tan(A))／z／pi；e以第二基準面為鏡像平面，鏡像漸開線，結果如圖1所示。

5、創建齒廓曲線

以兩個漸開線、齒頂圓及齒根圓為參照曲線，草繪齒廓曲線，并建立齒根圓角，添加關系令齒根圓角半徑等于r，使其參數化。

6、創建螺旋線

在通過齒輪軸線的TOP平面上草繪一個斜直線，標注并添加關系，令斜直線與齒輪端面的夾角等于90-BETA，令斜直線的軸向長度等于B，完成后如圖所示。這樣，當參數化驅動時，想要得到右旋斜齒輪，就在參數對話框里給BETA賦正值，要想得到左旋斜齒輪，就給BETA賦負值。如果想得到直齒輪，就給BETA賦值為0。

用[拉伸]命令創建分度圓曲面，然后用[投影]命令將前面建立的斜直線投影在分度圓曲面上，就形成了齒輪的螺旋線，螺旋角等于BETA，如圖2所示。

7、創建齒坯

以草繪的齒頂圓為草繪曲線，拉伸出齒輪的齒坯。8用可變剖面掃描工具切第一個齒槽

打開[可變剖面掃描工具]，并選擇移除材料選項，如圖所示。然后先選擇齒輪軸線，按住Ctrl鍵再選擇螺旋線，在特征定義操控面板(圖3)內單擊‘參照’菜單，彈出對話框如圖4所示。進入草繪剖面環境，以步驟5)繪制的齒廓曲線為參照繪制剖面。特征創建完成后如圖5所示。用[可變剖面掃描工具]創建斜齒輪輪齒的優點是只需要一個掃描截面，操作相對簡單省時。

9、陣列齒槽

選擇軸陣列的方式，對第一個齒槽進行陣列，生成其它輪齒，并對陣列角度和陣列數量添加關系，使其參數化，完成的模型如圖6所示。然后根據需要創建齒輪其它特征，如軸7L、鍵槽等。

10、參數化驅動的應用

對模型進行參數修改時，在[工具]菜單中選擇[參數]，更改齒數，模數，變位系數，螺旋角等參數，更新數模，得到相應的右旋齒輪、左旋齒輪及直齒輪數模，見圖7、圖8和圖9。

制作齒輪參數化設計模板

建立參數化模型之前，打開PRO／E安裝目錄下／Templates文件夾中的零件模板mmns_pan_solid.prt，將其保存副本到工作目錄，命名為helical_gear.prt，然后打開helical_gear.prt，在該文件基礎上進行齒輪的參數化設計，完成后，將該文件拷貝到PRO／E安裝目錄Templates文件夾下，這樣就形成了一個齒輪三維模型的參數化零件設計模板。

11、結束語

精確的齒輪建模為齒輪開發的CAE、CAM等后續階段創造了必要條件。對于普通設計人員來說，要使用PRO／E提供的建模方法準確的進行齒輪三維造型也不是太容易的事，需要花費不少的時間來熟悉并記憶。工程設計中，設計人員或標準化人員可應用此方法建立零件設計模板，設計時可以很方便的調入模板進行參數修改，得到所需要的精確模型，變繁雜為簡單，大大提高了設計獎效率和準確性。

參考文獻：

[1]機械設計手冊編委會.機械設計手冊[M].機械工業出版社，2005.3.

[2]周四新等編著.Pro／ENGINEERWildfire2.0實例教程[M].機械工業出版社.

[3]曹德權，唐定勇.Pro／ENGINEERWildfire 2.O中文版基礎設計[M].北京：電子工業出版社.

齒輪參數范文第4篇

一、準雙曲面齒輪副基本幾何設計

準雙曲面齒輪副幾何參數如圖1所示：兩軸線與P點的位置決定了準雙曲面齒輪傳動的性質。K1K2節垂線，ε大齒輪軸截面上偏置角，r1小圓節圓半徑，r2大圓節圓半徑。E為偏置距，Σ軸夾角，η小輪軸截面上偏置角。節平面為兩節錐的共切面，節錐面為雙曲面的近似。

二、準雙曲面齒輪設計參數計算方法

隨著計算機技術的發展，電子表格軟件、數據庫也不斷發展，向準雙曲面齒輪繁瑣數據的計算和智能化使用，提供了極大的方便。使用現代計算機電子表表軟件，可以進行準雙曲面齒輪表格定制、處理復雜繁瑣的數據，進行非常方便、快捷的數據分析和計算。

三、準雙曲面齒輪仿真加工

在數控加工之前，通過在軟件上進行仿真加工，不僅可以檢測出加工過程中的參數計算設置情況，刀具、工件是否變形、過載情況，而且利用數控加工仿真，可對加工中的幾何參數，力學性能作出分析與評價，以此改善切削條件，提高加工質量。成形法加工大齒輪：在CATIA軟件或UG軟件中，基于調整的參數，建立機床坐標系、大齒輪坐標系、刀盤坐標系。根據調整參數，完成建模。采用成形法加工大齒輪。刀傾法加工小齒輪：小齒輪與搖臺間存在滾比，可以在三維AutoCAD軟件中，根據機床調整參數，建立機床坐標系、小齒輪坐標系、刀盤坐標系，之后，根據滾比，建立輪坯一系列包絡線，包絡線擬合成曲面，由曲面生成切削體，利用陣列和布爾操作，完成建模。采用刀傾法加工小齒輪。此時，就可以進行數控加工的仿真加工了。如圖所示。優化曲面加工工藝，確定合理參數。反復進行參數設置，進行仿真加工，選取最佳參數，確定最優方案。準雙曲面齒輪仿真加工如圖3所示。

四、結束語

齒輪參數范文第5篇

【關鍵詞】KISSsoft 齒輪 膠合 接觸溫度

【中圖分類號】TH132.41 【文獻標識碼】A 【文章編號】1672-5158（2013）04-0100-01

1、引言

高速重載的齒輪傳動因齒面間的壓力大、瞬時溫度高、效果差，相嚙合的兩齒面會發生粘焊現象。此時，兩齒面又在做相對滑動，相粘接的部分可能會被撕破，齒面沿滑動方向形成溝痕，即為膠合。膠合會對齒面產生嚴重破壞，影響齒輪傳動的穩定性，并且會影響齒輪壽命。因此在設計時，應該考慮所設計的齒輪擁有良好的抗膠合能力。溫度作為影響齒輪膠合的主要因素，在材料限定條件下，有效的降低齒輪最大接觸溫度可提高齒輪的抗膠合性能。本文主要從螺旋角和端面模數這兩個參數來探討其對齒輪抗膠合性能的影響。

2、KISSsoft建模研究

在KISSsys模塊中，輸入實物原始參數。齒輪材料使用18CrNiMo7-6，軸材料使用45鋼，軸承為角接觸球軸承。端面模數mn=2.5mm，螺旋角β=14.1411°；z1=66，齒寬64mm，右旋；z2=33，齒寬70mm，左旋。建立如圖1所示齒輪箱模型。經分析得，在該工況下，齒輪膠合溫度為356.78℃。

2.1 螺旋角對齒輪抗膠合性能影響

對于斜齒輪傳動來說，螺旋角過小斜齒輪的優點不明顯，過大則軸向力增大，一般取β=8°～25°。這里以螺旋角為自變量，其他參數不變。分別取如下表所示的螺旋角值，利用KISSsoft動力學分析得到齒輪最大接觸溫度，統計如下表：

由以上曲線可知，隨著螺旋角的增大，齒面最大接觸溫度呈下降趨勢。這說明，隨著螺旋角的增大，齒輪抗膠合能力都有所提升。

2.2 端面模數對齒輪抗膠合性能影響

若保持齒輪齒數不變修改端面模數，會使得中心距有一定的變化，這對齒輪箱的大小產生一定的影響，不符合實際的安裝需求。因此，在這里以中心距為定值修改齒輪的端面模數，即修改了齒輪的齒數。分別取如下表所示的齒數值（大齒輪），利用KISSsoft動力學分析得到齒輪最大接觸溫度，統計如下表：

由以上曲線可知，隨著大齒輪齒數增加（端面模數減小），齒面最大接觸溫度呈下降趨勢。這說明，在中心距不變的條件下，隨著端面模數的減小，齒輪抗膠合能力都有所提升。