E斜齿轮传动的建模、装配及受力分析E斜齿轮传动的建模、装配及受力分析?.2V01.29陕西科技大学JOURNALOFSHAANXIUNIVERSITYOFSCIENCE&TECHNOLOGYApr.2011?81?文章编号:i000—5811(2011)02—0081—04基于PRO/E斜齿轮传动的建模,装配及受力分析屈毅,葛正浩,李艳妮,张凯凯(陕西科技大学机电工程学院,陕西西安710021)摘要:研究了在Pro/EngineerWildfire4.0环境下对渐开线斜齿轮进行参数化设计的方法,b5E2RGbCAP保证了齿廓的准确性,同时在该环境下进行了虚拟装配和运动仿真,观察了齿轮的运动状态,最后借助此软件的分析模块对斜齿轮传动进行了受力分析,结果表明大大提高了设计效率.关键词:斜齿轮;建模;装配;受力分析中图法分类号:TH132.413文献标识码:A0引言齿轮传动可以达到很高的圆周速度(300m/s)和转速(105r/min),传递功率达到了105kW.目前齿p1EanqFDPw轮向着高硬度,高精度,大功率,高速度的方向发展,其设计与制造技术发展很快.齿轮的机械加工,热处理,测量所用的工具,加工和测量设备,材料等都是比较复杂的,有时因具体条件限制而对设计者有较大的制约,设计齿轮必须全面考虑齿轮的强度,硬度,精度和寿命要求.采用适当可行的加工方法和测量方法,选定合适的材料和热处理以及润滑剂和润滑方法,设计合理结构,以保证质量和满足使用要求.1斜齿轮渐开线的创建渐开线是由一条线段绕齿轮的基圆旋转而成的曲线,渐开线的几何分析如图1所示,线段绕圆弧旋转,其一端点A划过一条轨迹即为渐开线[1].如图1所示,点(,Y)的坐标为z一rcosO,Y=rsin0(r为DXDiTa9E3d基圆半径).首先打开Pro/E4.0软件,新建名称为gear—prt的文件,选择mrrlns—part—solid模式,进入零件设计环境,点击工具栏中的图标(曲线),在弹出的对话框中点击"从方程"一"完成",系统提示要选择笛卡图1渐开线的几何分析图尔坐标系,之后打开记事本,再次输入如图2所示的渐开线方程.对于Pro/E中的关系式,系统存在一个变量t,t的变换范围为O,1,可以通过点B(x,3,)建立点A(x,3,)的坐标,即为渐开线方程:0=90?f,r一,s=p?r?/2,=r?c.s,=rsinO,x=z+?sinO,yc--s?cosO;2=oRTCrpUDGiT以上定义为XY平面上的渐开线方程,也可通过修改X,y,Z的坐标关系来定义其他面的坐标方程.2斜齿轮传动的装配2.1正确啮合条件平行轴斜齿轮在端面内的啮合相当于直齿轮的啮合,所以其正确啮合的条件为端面模数及端面压力角相等.平行轴斜齿轮传动的两基圆柱螺旋角必须相等,=士,因外啮合齿轮的螺旋角大小相等,方向相*收稿日期:201I-Ol一13作者简介:屈毅(1985一)男,陕西省户县人,在读硕士生,研究方向:凸轮机构的CAD/CAE反,而内啮合时方向相同,故式中负号用于外啮合,正号用于内啮合,于是得到平行轴斜齿轮正确啮合条件:仁或仁?一土一士所以,对于所要装配的齿轮组,在建模的过程中应完全满足正确的啮合条件.2.2标准齿轮的安装对于一对模数,压力角和螺旋角分别相等的外啮合标准斜齿轮,其分度圆上的齿厚等于齿槽宽.若把两轮安装成其分度圆相切的状态,也就是两轮的节圆与分度圆重合,则能实现无侧隙啮合传动,这时的啮合角等于分度圆的压力角,而中心距称为标准中心距.因两轮轮齿间无侧隙存在,故标准中心距就是标准齿轮外啮合的最小中心距,其值为:口=r1+r2:(2)对齿轮啮合时,为了避免一轮的齿顶端与另一轮的齿槽底相抵触,并能有一定的空隙储存润滑油,则应使一轮的齿顶圆与另一轮的齿根圆之间留有一定的空隙,此空隙沿半径方向测量,称为顶隙.齿顶隙为:f=CCOsfl(3)此时顶隙为标准值.启动Pro/E4.0后,建立一个名为gear—asm的装配文件,选用mmns—asia—design模板,进入零件装5PCzVD7HxA配的模式进行标准安装.在工具栏中点击图标(装配),在弹出的路径中选择所需的零件,首先选择机架,机架上的安装距离是根据公式(2)得到的齿轮中心距,接下来在装配面板中选择"销钉"的连接方式,在绘图界面中选择齿轮的轴线和机架上安装齿轮的轴线,之后选择齿轮端面与机架端面的匹配,输入相应的距离,利用主菜单中的"应用程序"一"机构",进入机构图2装配结果3斜齿轮传动的动力学分析3.1轮齿及轴的受力分析仿真环境,利用凸轮副的连接方式,使齿轮的啮合面接触,点击工具栏中的图标(凸轮),系统弹出"凸轮从动机构连接定义"对话框,选择两个啮合面,...