王 敏，齊 偉，孟 琳

山東安信機(jī)械制造有限公司，山東泰安 271619

基與Solid Edge平臺(tái)的斜齒輪3D造型及公法線測(cè)量的研究

王 敏，齊 偉，孟 琳

山東安信機(jī)械制造有限公司，山東泰安 271619

本文主要介紹基與Solid Edge平臺(tái)的斜齒輪3D造型及公法線測(cè)量的研究。利用漸開線坐標(biāo)方程在Microsoft Excel電子表格中創(chuàng)建齒輪輪廓，采用螺旋除料法實(shí)現(xiàn)齒槽造型，并用空間測(cè)量法測(cè)量公法線長(zhǎng)度。

Solid Edge；斜齒輪3D造型；公法線；測(cè)量

1 斜齒輪3D造型

1.1 斜齒輪單個(gè)齒槽造型創(chuàng)建的方法

1）確定斜齒輪的設(shè)計(jì)參數(shù)。斜齒輪的所有幾何尺寸都由它的設(shè)計(jì)參數(shù)所決定。因此，在斜齒輪建模之前，首先確定其設(shè)計(jì)參數(shù)。

2）建立斜齒輪幾何尺寸關(guān)系式。在斜齒輪幾何造型中需要端面參數(shù)。

3）畫斜齒輪特征圓及構(gòu)造齒輪漸開線曲線。進(jìn)草繪環(huán)境，畫斜齒輪特征圓。

用漸開線坐標(biāo)方程繪制漸開線，首先必須創(chuàng)建方程的坐標(biāo)系。在“特征”工具欄上，單擊“坐標(biāo)系”按鈕。以齒輪特征圓圓心為坐標(biāo)系的原點(diǎn)建立XYZ坐標(biāo)系。

在“結(jié)構(gòu)”工具欄上，單擊“根據(jù)表創(chuàng)建曲線”命令。在“插入對(duì)象”對(duì)話框上，設(shè)置“創(chuàng)建新的電子表格”選項(xiàng)，并單擊“確定”，進(jìn)入Excel電子表格，在電子表格中輸入漸開線的坐標(biāo)方程。根據(jù)機(jī)械原理，漸開線的坐標(biāo)方程為：

式中u為Y軸起始角度，rad；

r為基圓半徑；

Y軸起始角度公式：u=tgαk。

式中α─漸開線在點(diǎn)K的壓力角，可取0～π/4

X、Y、Z坐標(biāo)數(shù)據(jù)必須分別駐留在電子表格的A、B、C列中。此命令不讀取任何位于那些列以外的數(shù)據(jù)。另外，盡可能多得輸入一些數(shù)據(jù)，以使曲線精確，輸入完畢后，點(diǎn)擊保存。再單擊“關(guān)閉并返回”以更新曲線并關(guān)閉Excel表。通過(guò)選擇新建的坐標(biāo)系統(tǒng)，一條構(gòu)建的漸開線曲線創(chuàng)建完成。

4）繪制單個(gè)齒槽輪廓。在“特征”工具欄上，選擇“草圖”命令，選擇齒輪特征圓所在平面進(jìn)入草圖輪廓繪制環(huán)境。根據(jù)已有的一條漸開線繪制單個(gè)齒槽輪廓。

5）齒輪毛坯實(shí)體拉伸。在“特征”工具欄上，選擇“拉伸”命令，在拉伸-創(chuàng)建自選項(xiàng)里選擇“從草圖選擇”，再選擇齒輪頂圓草圖，輸入拉伸長(zhǎng)度30，完成拉伸。

6）第一個(gè)齒槽造型 在“特征”工具欄上，選擇“草圖”命令，畫齒輪毛坯的軸。選擇“螺旋除料”命令，在螺旋選擇項(xiàng)里選擇“垂直”，選擇齒輪毛坯的軸作為旋轉(zhuǎn)軸，選擇齒槽輪廓草圖，在齒輪參數(shù)選項(xiàng)中選擇“螺距和圈數(shù)”并輸入螺距971.03（螺距方程：l=πd/tgβ）和圈數(shù)1。輸入除料長(zhǎng)度30，完成第一個(gè)齒槽造型。

1.2 斜齒輪全部齒形的創(chuàng)建

在“特征”工具欄上，選擇“陣列”命令，選擇第一個(gè)齒槽作為零件特征，然后單擊“接受”進(jìn)入陣列環(huán)境。在“繪制”工具欄上單擊“圓形陣列”，選擇陣列半徑（任意選擇），輸入斜齒輪齒數(shù)20作為陣列數(shù)，完成陣列。這樣就完成了全部斜齒輪的造型。

2 公法線測(cè)量

1）拉伸分度圓曲面。在“特征”工具欄上，選擇“拉伸曲面”命令，在拉伸曲面-創(chuàng)建自選項(xiàng)里選擇“從草圖選擇”，再選擇齒輪分度圓草圖，輸入拉伸長(zhǎng)度30，完成曲面拉伸。

2）繪制相交曲線。在“特征”工具欄上，選擇“相交曲線”命令，選擇拉伸曲面和齒輪齒面，生成相交曲線。

3）公法線測(cè)量。將視圖調(diào)整到齒輪側(cè)面，在窗口上選擇“檢查”命令，選擇“測(cè)量最小距離”命令，選擇測(cè)量公法線需用的兩條相交曲線。完成公法線的測(cè)量。

基與Solid Edge平臺(tái)的斜齒輪3D造型及公法線測(cè)量已完成，完成以上操作需有一定的Solid Edge繪圖基礎(chǔ)。

TP31

A

1674-6708（2010）21-0096-01

王敏，研究方向：采煤機(jī)、減速器、液壓支架、電機(jī)車