基于Pro/E的弧齿锥齿轮参数化精确建模

以啮合原理为基础,在Pro/E环境下研究了弧齿锥齿轮三维精确设计方法。通过齿轮曲线方程生成齿槽大、小端球面渐开线以及齿根、齿顶处的齿形曲线,并沿齿宽方向插入若干辅助球面渐开线;利用边界混合功能沿各渐开线及齿形曲线扫描建立齿槽齿面片体,由其切割齿形坯得到齿槽实体;将齿槽实体和齿形坯进行布尔减运算并环形阵列,最后添加轮毂实体,从而实现了弧齿锥齿轮的参数化精确建模。经虚拟装配检验,齿轮副啮合过程中无干涉现象发生。文中的参数化精确建模方法为弧齿锥齿轮三维设计与分析提供了有效途径。

基于UG/Open的球面渐开线弧齿锥齿轮参数化精确建模

将球面渐开线理论应用于弧齿锥齿轮的建模中,创建了球面渐开线齿面形成的基本原理。从弧齿锥齿轮齿面的精确形状出发,求解出了组成齿轮大小端面齿廓的各部分曲线及齿线的参数化方程表达式,并对过渡圆角曲线部分作了优化的推导和处理。以UG为二次开发平台,运用UG/Open GRIP语言完成由端面齿廓曲线沿齿线扫略的球面渐开线参数化精确建模。根据二次开发所输出的齿轮模型提出有关齿面重构的优化方案,并再次运用UG/Open GRIP语言完成其程序编制,以便为球面渐开线弧齿锥齿轮的设计和加工提供条件。

球面渐开线弧齿锥齿轮参数化建模

基于球面渐开线形成原理,推导出了球面渐开线的参数化方程。根据纵向齿形是弧齿锥齿轮的齿面与节锥交线的性质,建立了齿向曲线参数化方程。齿根曲线和齿顶曲线分别是齿根圆弧和齿顶圆弧,由此分别建立了齿根参数化曲线和齿顶参数化曲线方程。齿面和齿根的过渡圆角部分,通过倒角圆方法进行优化处理。针对弧齿锥齿轮轮齿端面特征,给出了精确划分轮齿有限元网格的方法。对某弧齿锥齿轮副,在MATLAB环境下获得了含齿根过渡曲面的精确轮齿有限元模型,为齿轮啮合的应力分析和修形提供了精确的数字模型。