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1、锥齿轮的创建锥齿轮在机械工业中有着广泛的应用，它用来实现两相交轴之间的传动，两轴的相交角一般采用 90 度。锥齿轮的轮齿排列在截圆锥体上，轮齿由齿轮的大端到小端逐渐收缩变小，本节将介绍参数化设计锥齿轮的过程。3.3.1 锥齿轮的建模分析与本章先前介绍的齿轮的建模过程相比较，锥齿轮的建模更为复杂。参数化设计锥齿轮的过程中应用了大量的参数与关系式。锥齿轮建模分析（如图 3-122 所示）：（1）输入关系式、绘制创建锥齿轮所需的基本曲线（2）创建渐开线（3）创建齿根圆锥（4）创建第一个轮齿（5）阵列轮齿图 3-122 锥齿轮建模分析3.3.2 锥齿轮的建模过程1输入基本参数和关系式（1）单击 ，在新
2、建对话框中输入文件名 conic_gear,然后单击 ；（2)在主菜单上单击 “工具” “参数” ，系统弹出“参数”对话框，如图 3-123 所示；图 3-123 “参数”对话框（3）在“参数”对话框内单击 按钮，可以看到“参数”对话框增加了一行，依次输入新参数的名称、值、和说明等。需要输入的参数如表 3-3 所示；名称 值 说明 名称 值 说明M 2.5 模数 DELTA _ 分锥角Z 24 齿数 DELTA_A _ 顶锥角Z_D 45 大齿轮齿数 DELTA_B _ 基锥角ALPHA 20 压力角 DELTA_F _ 根锥角B 20 齿宽 HB _ 齿基高HAX 1 齿顶高系数 RX _
3、锥距CX 0.25 顶隙系数 THETA_A _ 齿顶角HA _ 齿顶高 THETA_B _ 齿基角HF _ 齿根高 THETA_F _ 齿根角H _ 全齿高 BA _ 齿顶宽D _ 分度圆直径 BB _ 齿基宽DB _ 基圆直径 BF _ 齿根宽DA _ 齿顶圆直径 X 0 变位系数DF _ 齿根圆直径表 3-3 创建齿轮参数注意：表 3-3 中未填的参数值，表示是由系统通过关系式将自动生成的尺寸，用户无需指定。（4）在主菜单上依次单击 “工具” “关系” ，系统弹出“关系”对话框；（5）在“关系”对话框内输入齿轮的基本关系式。由这些关系式，系统便会自动生成表 3-4 所示的未指定参数的值，
4、完成后的“关系”对话框如图 3-124 所示；图 3-124“关系”对话框2创建基本曲线（1）创建基准平面。在工具栏内单击 按钮，或者依次在主菜单上单击 “插入” “模型基准” “平面” 。系统弹出“基准平面”对话框，按如图 3-125 的设置创建基准平面“DTM1” ；图 3-125“基准平面”对话框（2）在“基准平面”对话框的偏移项内输入偏移距离为“d/(2*tan(delta)” ，单击【确定】完成。（3）将偏移距离添加到“关系”对话框，在主菜单上依次单击 “工具” “关系” ，在弹出的“关系”对话框内添加关系式，如图 3-126 所示；图 3-126“关系”对话框（4）创建基准轴。在工
5、具栏内单击 按钮，创建通过“FRONT”面与“RIGHT”面的基准轴“A_1”,如图 3-127 所示；图 3-127“基准轴”对话框（5）草绘曲线。在工具栏内单击 按钮，选择“FRONT”面作为草绘平面，选取“RIGHT”面作为参考平面，参考方向为向“顶” ，如图 3-128 所示。单击【草绘】进入草绘环境；图 3-128“草绘”对话框（6）绘制如图 3-129 所示的二维草图，标注如图示的尺寸，尺寸大小任意，保证图形的基本外形；图 3-129 绘制二维草图（7）将尺寸代号添加到“关系”对话框中，在主菜单上依次单击 “工具” “关系”，系统弹出“关系”对话框，添加如图 3-130 所示的关系
6、式；图 3-130“关系”对话框3创建大端齿轮基本圆（1）创建基准平面。在工具栏内单击 按钮，或者依次在主菜单上单击 “插入” “模型基准” “平面” 。系统弹出“基准平面”对话框，按如图 3-131 的设置创建基准平面“DTM2” 。平面与“ FRONT”面为法向关系，并且穿过图 3-132 所示的“参照曲线1”；图 3-131“基准平面”对话框（2）创建基准点。在工具栏内单击 按钮，或者依次在主菜单上单击 “插入” “模型基准” “点” “点” 。系统弹出“基准点”对话框，创建经过如图 3-132 所示两条曲线的基准点“PNT1” 。图 3-132 创建基准点完成后的“基准点”对话框如图
7、3-133 所示；图 3-133“基准点”对话框参照曲线 1参照曲线 2（3）草绘曲线。在工具栏内单击 按钮，选择“DTM2”面作为草绘平面，选取“FRONT”面作为参考平面，参考方向为向“顶” ，如图 3-134 所示。单击【草绘】进入草绘环境；图 3-134 草绘”对话框（4）绘制如图 3-135 所示的二维草图，标注如图示的尺寸，尺寸大小任意，保证图形的基本外形。图 3-135 绘制二维草图注意绘制一条直线，目的是为了在下面的步骤中创建坐标系的方便；（5）添加关系式。将大端齿轮基本圆的关系式添加到“关系”对话框中，在主菜单上依次单击 “工具” “关系” ，在弹出的“关系”对话框内添加关系
8、式，如图 3-136 所示；直线图 3-136“关系”对话框4创建小端齿轮基本圆（1）创建基准平面。在工具栏内单击 按钮，或者依次在主菜单上单击 “插入” “模型基准” “平面” 。系统弹出“基准平面”对话框，按如图 3-137 的设置创建基准平面“DTM3” 。平面与“ FRONT”面为法向关系，并且穿过图 3-138 所示的“参照曲线1”；图 3-137“基准平面”对话框（2）创建基准点。在工具栏内单击 按钮，或者依次在主菜单上单击 “插入” “模型基准” “点” “点” 。系统弹出“基准点”对话框，创建经过如图 3-138 所示两条曲线的基准点“PNT2” 。 图 3-138 创建基准点
9、完成后的“基准点”对话框如图 3-139 所示；图 3-139“基准点”对话框（3）草绘曲线。在工具栏内单击 按钮，选择“DTM3”面作为草绘平面，选取“FRONT”面作为参考平面，参考方向为向“左” ，如图 3-140 所示。单击【草绘】进入草绘环境；图 3-140“草绘”对话框（4）绘制如图 3-141 所示的二维草图，标注如图示的尺寸，尺寸大小任意，保证图形参照曲线 1参照曲线 2的基本外形。图 3-141 绘制二维草图注意绘制一条直线，目的是为了在下面的步骤中创建坐标系的方便；（5）添加关系式。将小端齿轮基本圆的关系式添加到“关系”对话框中，在主菜单上依次单击 “工具” “关系” ，在
10、弹出的“关系”对话框内添加关系式，如图 3-142 所示；图 3-142“关系”对话框5创建渐开线（1）创建坐标系 CS0。在工具栏内单击 按钮，系统弹出 “坐标系”对话框，在“原始”选项卡里，单击选取“PNT1”点作为参照。在“坐标系”对话框内打开“定向”直线选项卡，选取图 3-143 所示的 “曲线 1”为 y 轴的负向参照， “曲线 2”为 x 轴正向参照。图 3-143 创建坐标系完成后的“坐标系”对话框如图 3-144 所示，单击【确定】完成坐标系 CS0 的创建；图 3-144“坐标系”对话框（2）创建坐标系 CS1。在工具栏内单击 按钮，系统弹出 “坐标系”对话框，在“原始”选项
11、卡里，单击选取坐标系 CS0 作为参照。在“ 坐标系”对话框内打开“定向”选项卡，进行如图 3-145 所示的设置，单击 【确定】完成坐标系 CS1 的创建。曲线 1曲线 2图 3-145“坐标系”对话框（3）将坐标系 CS1 与 CS0 的关系式添加到“关系”对话框内。在模型树内右键单击坐标系 CS1，在弹出的快捷菜单内单击 “编辑” 。在主菜单上依次单击 “工具” “关系” ，系统弹出“关系”对话框，单击如图 3-146 所示的尺寸。图 3-146 添加尺寸关系添加关系式为“D38=360*cos(delta)/(4*z)+180*tan(alpha)/pi-alpha ”，完成后的“关系
12、”对话框如图 3-147 所示；单击尺寸d38z图 3-147“关系”对话框（4）创建渐开线。依次在主菜单上单击 “插入” “模型基准” “曲线” ，或者在工具栏上单击 按钮，系统弹出“曲线选项”菜单管理器，如图 3-148 所示；图 3-148 “曲线选项”菜单管理器（5）在“曲线选项”菜单管理器上依次单击 “从方程” “完成” ，弹出“得到坐标系”菜单管理器，如图 3-149 所示；图 3-149“得到坐标系”菜单管理器（6）在绘图区单击选取坐标系 CS1 作为参照，弹出“设置坐标类型”菜单管理器，如图 3-150 所示；图 3-150“设置坐标系类型”菜单管理器（7）在“设置坐标类型”菜
13、单管理器中单击 “笛卡尔” ，系统弹出一个记事本窗口；（8）在弹出的记事本窗口中输入曲线的方程，如下：r=db/cos(delta)/2theta=t*60x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180z=0（9）保存数据，退出记事本，单击如图 3-151 所示“曲线：从方程”对话框中的【确定】 ，完成后的曲线如图 3-152 所示；图 3-151 “曲线：从方程”对话框图 3-152 完成后的渐开线（10）创建齿轮小端上的渐开线。为了视觉上的清晰，可以先将齿轮大端的基本圆曲线隐藏
14、。用相同的方法，创建坐标系 CS2，选取如图 3-153 所示的点“PNT2”作为坐标系CS2 的放置参照。在“坐标系”对话框内打开“定向”选项卡，选取图 3-153 所示的“曲线 1”作为 y 轴的负向参照， “曲线 2”为 x 轴正向参照。图 3-153 创建坐标系完成后的“坐标系”对话框如图 3-154 所示，单击【确定】完成坐标系 CS2 的创建；图 3-154“坐标系”对话框（11）创建坐标系 CS3。在工具栏内单击 按钮，系统弹出 “坐标系”对话框，在“原始”选项卡里，单击选取坐标系 CS2 作为参照。在“ 坐标系”对话框内打开“定向”选项卡，进行如图 3-155 所示的设置，单击
15、 【确定】完成坐标系 CS3 的创建。曲线 1曲线 2图 3-155“坐标系”对话框（12）将坐标系 CS3 与 CS2 的关系式添加到“关系”对话框内。在模型树内右键单击坐标系 CS3，在弹出的快捷菜单内单击 “编辑” 。在主菜单上依次单击 “工具” “关系” ，系统弹出“关系”对话框，单击如图 3-156 所示的尺寸。图 3-156 添加尺寸关系添加关系式为“D44=360*cos(delta)/(4*z)+180*tan(alpha)/pi-alpha ”，完成后的“关系”对话框如图 3-157 所示；单击尺寸d44z图 3-157“关系”对话框（13）用相同的方法创建齿轮小端的渐开线。
16、选取坐标系 CS3 作为参照，坐标系类型为“笛卡尔” ，渐开线方程为：r=(db-2*bb*sin(delta_b)/cos(delta)/2theta=t*60x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180z=0完成后的渐开线如图 3-158 所示；图 3-158 完成后的渐开线6镜像渐开线（1）创建基准点“PNT3” 。在工具栏内单击 按钮，或者依次在主菜单上单击 “插入” “模型基准” “点” “点” ，系统弹出“基准点”对话框，如图 3-159所示。在绘图区选取齿轮大端的渐开线和分度圆曲线作为参照，如图 3-160。图 3-159“基准点”对话框
