【期刊-齿轮设计】基于SolidWorks的齿轮实体设计.pdf

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1、第1 8 卷第2 期北华航天工业学院学报V 0 1 1 8N o 22 0 0 8 年4 月J o u r n a lo fN o r t hC h i n aI n s t i t u t eo fA e r o s p a c eE n g i n e e r i n gA o r 2 0 0 8_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一Ifl I _ _ 基于S o l i d W o r k s 的齿轮实体设计韩伟娜1郭敏2(1 北华航天工业学院机械工程系，河北廊坊0 6 5 0 0 0；2 廊坊职业技术学院机械工程系，河北廊坊0 6 5 0 0 0)摘要：结合计算机辅

2、助设计制造的需要，基于S o l i d W o r k s 软件平台，对渐开线齿轮的三维造型方法进行了探讨，提出了在S o h d W o r k s 环境下实现参数化齿轮实体设计的四种方法。这些方法扩充了S o l i d W o r k s 在齿轮方面的应用，提高了齿轮的设计效率。关键词：S o l i d W o r k s；渐开线齿轮；三维造型；参数化中图分类号：T H l 2 2文献标识码：A文章编号：1 6 7 3 7 9 3 8(2 0 0 8)0 2 0 0 1 3 0 30 前言S o l i d W o r k s 是基于W i n d o w s 的三维C A D 软件

3、，具有全面的参数化特征造型功能，灵活的装配设计和约束检验，能快速生成工程图，同时还具有强大的数据转换接口。但该软件在参数绘图方面的功能模块还不完善，如本身没有齿轮设计模块，绘制齿轮时只能用近似圆弧代替渐开线齿廓曲线。要实现齿轮造型，主要是精确地绘制渐开线。在S o l i d W o r k s 中，一般是采用插件或者调用零件库的方法来进行精确齿轮模型的快速建立，还有借助于程序或其它软件得到精确渐开线齿廓，再进行建模。1齿轮三维建模方法1 1 用T o o l b o x 进行建模T o o l b o x 三维零件库是同S o l i d W o r k s 完全集成的三维标准零件库。设计人

4、员在S o l i d W o r k s 的环境下，选择要加入的标准机械零件，只需设置相应标准和类型，利用拖拉放置的方式，便可把标准机械零件加入至组合件中，也可自行将标准零件添加到零件库中，以节省日后建立标准零件的时间。首先需要开启T o o l b o x 的插件。单击菜单“工具”“插件”，将S o l i d W o r k sT o o l b o x 和S o l i d W o r k sT o o l b o xB r o w s e r 前的复选框选中。单击任务窗格中的设计库图标，弹出设计库列表栏，如图1所示。展开T o o l b o x 下的工程标准选择“I S O”文件夹

5、“动力传动”文件夹选择“齿轮”，在下端的列表框中出现齿轮类标准件的图标。右键单击“直斜接齿轮”图标，在弹出的菜单中选择“生成零收藕日期：2 0 0 7 1J 一2 6作者简介：韩伟娜(1 9 7 9 一)女，讲师。硕士，河北石家庄人。主要从事数控技术、C A D C A M 方面的教学与研究工作。件”，弹出参数设计对话框，S o l i d W o r k s 自动根据输入的参数生成齿轮零件。然后再添加轴孑L 等其它特征，如图2 所示为建立的直齿锥齿轮模型。图2 直齿锥齿轮1 2 用G e a r T r a x 插件建模C a m n e t i c s 公司的G e a r T r a x

6、 插件，专门用于精确齿轮的自动设计。安装完G e a r T r a x 后，在桌面上一1 3 一 万方数据2 0 0 8 年4 月北华航天工业学院学报第1 8 卷出现G e a r T r a x 的图标。双击该图标，弹出主程序界面。G e a r T r a x 可以设计多种类型的齿轮，包括直齿轮、斜齿轮、锥齿轮、链轮、齿形带齿轮、蜗轮和蜗杆、花键、V 带齿轮等。其主要特点是：直观易用，功能强大；英制径节和公制模数可选；齿轮所有参数均可由用户控制。将程序主界面切换至B e v e lG e a r s(锥齿轮)选项卡，如图3 所示。节距数值选择为“模数节距”，选择模数“5 0 M o d

7、u l e”，点选“弧齿锥齿轮设置”项用于生成弧面锥齿轮，小齿轮齿数2 3，大齿轮齿数4 6。主界面右端是齿轮的几何参数，是根据输入的模数、齿数等经过自动计算得到的。其中一些参数右上角的小按钮为绿色，单击弹出数值输入对话框，可以修改该参数。图3G e a r T r a x 程序界面T r a x 是以齿轮副进行设计的，单击界面上的“P i n i o nA c t i v e”或者“G e a rA c t i v e”，就能在大齿轮和小齿轮之间切换。单击“绘制”按钮，G e a r T r a x 自动调用S o l i d W o r k s，以输入的参数值为依据，建立精确齿轮的三维模型

8、，如图4 为建立的弧齿锥齿轮模型。利用G e a r T r a x 只能得到一个齿轮基体，齿轮的其它构造特征需要手动添加，例如轴孔、键槽等等。图4 弧齿锥齿轮同样功能的插件还有济南法恩特集成技术有限公司开发的F n t 3 D 标准库，该库基于S o l i d W o r k s 使用，并根据中国国家标准，收录了常规的螺栓、螺母、垫圈、轴承和电机等机电标准件，以方便在三维建模时直接调用。1 3 用C A X A 电子图板生成渐开线进行建模C A X A 电子图板，作为一种优秀的国产软件在齿轮的设计方面，可以直接生成齿轮的渐开线齿廓，但是在C A X A 电子图板中建立实体模型没有在S o

9、l i d W o r k s 中简单方便。因此可将在C A X A 电子图板中生成的齿轮的渐开线齿廓导人S 曲d w o r k s 中。首先在C A X A 电子图板中，依次点击菜单栏上的“绘制”“高级曲线”“齿轮”，弹出“渐开线齿轮齿形参数”对话框，输入齿轮的模数、压力角、齿数、变位系数等齿型参数后，生成全部齿数的齿形图，如图5 所示。图5 齿廓预显对话框因为S c d i d w o r k s 和C A X A 电子图板可以与D W G格式的文件建立联系，所以依次点击“文件”“数据接口”“D W G D X F 文件输出”，将其保存为D W G 文件格式。打开S o l i d W

10、o r k s 进入到主界面，直接打开刚才保存的D W G 文件，以草图输入到新零件，并将数据单位设置为“毫米”，点击完成即生成齿轮草图。再进行齿轮基体构建，三维齿轮模型就建立成功。如图6 为建立的圆柱齿轮模型。一1 4 一图6 圆柱齿轮 万方数据第2 期韩传娜等：基予S o l i d W o r k s 的齿轮实体设诗2 0 0 8 年4 月1 4 用编程法成渐开线进行建模渐开线齿廓可以用鲞焦坐标参数方程表示，因此可应用V B 或C 语言编写一个生成渐开线髓线的程序，并将其保存成t x t 文件。依次点击S o l i d W o r k s 中菜单选项“插入”“魏线”“通过X Y Z 点

11、的益线”，在弹出的对话框中单击“浏览”按钮，打开渐开线文件，单击对话框中的“确定”按钮，渐开线出现在羼幕上。本文中不再详细论述。2 缝语使用T o o l b O X 是齿轮建模最简单的一种方法，月该方法得到的齿轮麓满足一般工程机械的纛拟装配。但是，在T o o l b o x 中，仅含有最基本的几个参数值，臆用场合比较狭窄。G e a r T r a x 通过指定畿轮类型、模数和齿数、歪力角，自动计算其它相关参数，再借助于S o l i d W o r k s自动生成具有精确齿形的齿轮，提供了一种简单易用的齿轮实体造型王具。剥用C A X A 电子图板与S o l i d W o r k s

12、 结合实现齿轮的三维建模，方便实用，秃需赡买价格昂贵的专用插件，是一种实用性较高的建模方法。利用编程法生成渐开线实现齿轮三维造型的方法，能实现许多人工难以实现的曲线、曲谣等特殊结构，使仿真设计更趋真实。对于其它复杂的齿轮轮齿只是馥线的形状不同，其原理基本樱嗣。相对予以上三种方法，要求使用者具备一定的编程知识。参考文献：【1 江洪。S o l i d W o r k s 巍械设计窦倒壤辑 强】。筑衷：视城王韭出版社，2 0 0 6。2 侯永涛，黄娟S o l i d W o r k s 机械设计实用教程 M 北京：化学工娩出版社，2 0 0 6。3 汪淡S o l i d W o r k s 蜜

13、铡鳃析整线蘧瓣仿真浚染 M j E 京：机械工业f 版社，2 0 0 4 E n t i t yD e s i g no fG e a r sB a s e do nS o l i d W o r k sH A NW e i n 0G U OM i n 2(1 M e c h a n i c a lE n g i n e e r i n gD e p a r t m e n t，N o r t hC h i n aI n s t i t u t eo fA e r o s p a c eE n g i n e e r i n g，L a n g f a n g0 6 5 0 0 0，C h i

14、 n a；2 M e c h a n i c a lE n g i n e e r i n gD e p a r t m e n t，L a n g f a n gP o l y t e c h n i cI n s t i t u t e，L a n g f a n g0 6 5 0 0 0，C h i n a A b s t r a c t：T h i sa r t i c l ei n t r o d u c e dt h et h r e e-d i m e n s i o n a lm o l d i n gd e s i g nf o ri n v o l u t eg e a r

15、 sb a s e do nS o l i d W o r k s，a n dp u tf o r w a r df o u rm e t h o d so fp a r a m e t e r i z e de n t i t yd e s i g no fg e a r sa i m i n gt oe x t e n dt h ea p p l i c a t i o no fS o l i d W o r k si ng e a rf i e l d sa n dt oi m p r o v et h ee f f i-c i e n c yo fg e a rd e s i g n

16、i n g K e yw o r d s：s o l i d W o r k s；i n v o l u t eg e a r s；t h r e e-d i m e n s i o n a lm o l d i n gd e s i g n；p a r a m e t e f i z e1 5 万方数据基于SolidWorks的齿轮实体设计基于SolidWorks的齿轮实体设计作者：韩伟娜，郭敏，HAN Wei-na，GUO Min作者单位：韩伟娜,HAN Wei-na(北华航天工业学院,机械工程系,河北,廊坊,065000)，郭敏,GUOMin(廊坊职业技术学院,机械工程系,河北,廊坊,0

17、65000)刊名：北华航天工业学院学报英文刊名：JOURNAL OF NORTH CHINA INSTITUTE OF AEROSPACE ENGINEERING年，卷(期)：2008，18(2)引用次数：0次 参考文献(3条)参考文献(3条)1.江洪 SolidWorks机械设计实例解析 20062.侯永涛.黄娟 SolidWorks机械设计实用教程 20063.江洪 SolidWorks实例解析-曲线曲面仿真渲染 2004 相似文献(10条)相似文献(10条)1.期刊论文 陈绚.陈锦昌.杨安.詹伟杰.CHEN Xuan.CHEN Jin-chang.YANG An.ZHAN Wei-Jie

18、 基于SolidWorks 渐开线齿轮的三维辅助设计-江西科学2006,24(3)探讨了基于SolidWorks的二次开发技术,研究如何利用Visual Basic程序语言在SolidWorks中强大的三维绘图功能进行计算机三维辅助设计;并以渐开线齿轮的设计与绘制为例,提出了通过程序计算后利用SolidWorks曲线连接阵列点构建封闭齿廓的方法.实践证明该方法为其它CAD二次开发平台绘画渐开线齿轮提供可借鉴之处.2.期刊论文 梁立军.张威.谭威 Solidworks与AutoCAD相结合生成渐开线齿轮三维实体模型-沈阳航空工业学院学报2004,21(3)Solidworks和AutoCAD已成

19、为许多中小企业的流行设计软件,利用两者的各自优点,能够充分完成企业所需的设计任务.为了提高三维实体模型的精确性和作图效率,介绍了基于当今流行CAD软件AutoCAD和Solidworks的渐开线齿轮三维实体模型的生成方法.首先,通过Autolisp编程生成齿轮样条曲线,然后,利用Solidworks的文件转换功能,生成渐开线齿轮三维实体模型.3.期刊论文 朱延红.姚素芬.ZHU Yan-hong.YAO Su-fen 基于Solidworks和CAXA电子图板的渐开线齿轮快速三维建模方法-陕西科技大学学报（自然科学版）2008,26(5)结合SOLIDWORKS软件三维建模功能和CAXA电子图

20、板软件的二维参数化绘制渐开线齿轮齿廓的功能,提出了一种渐开线齿轮快速精确三维建模新方法.该方法利用CAXA参数化生成齿轮齿廓二维草图,再将草图输入到SOLIDWORKS中进行三维建模,从而大大提高了齿轮的三维建模效率和精度.4.期刊论文 迮素芳.ZE Sufang 渐开线齿轮的SolidWorks参数化三维建模方法-现代机械2008(6)介绍了采用面向对象的编程语言Visual Basic6.0对三维实体造型软件SolidWorks进行二次开发,对渐开线齿轮进行参数化实体建模的方法,实现渐开线齿轮快速精确建模,为数控加工齿轮提供加工模型.5.期刊论文 李丛德.王得胜.LI Cong-de.WA

21、NG De-sheng 基于VB的SolidWorks渐开线齿轮二次开发方法研究-机电工程技术2008,37(11)SolidWorks由于其强大的三维设计功能而在工业三维模型设计中有着广泛的应用.根据加工精度要求用等误差直线逼近法计算节点坐标,用样条曲线连接各节点形成渐开线.在SolidWorks中建立准确的渐开线齿轮模型,并用Visual Basic语言编制程序进行二次开发,实现了参数化绘图,提高了三维造型设计的自动化水平.6.期刊论文 张彦富.夏春.ZHANG Yan-fu.XIA Chun SolidWorks实现渐开线齿轮三维建模-机械设计与制造2005(11)推导出直角坐标系下渐开

22、线齿轮齿廓线方程,利用SolidWorks API编写了生成渐开线圆柱齿轮三维实体模型的程序,设计了输入齿轮基本参数的表单界面,使得渐开线三维模型的建立变得非常简单.同时对进行Solid Works二次开发一般过程进行了介绍.7.期刊论文 王义文.王战中.韩彦军.程林章.WANG Yi-wen.WANG Zhan-zhong.HAN Yan-jun.CHENG Lin-zhang Solidworks二次开发在渐开线齿轮三维造型中的应用-自动化技术与应用2005,24(6)本文介绍了用Visual Basic为编程语言对Solidworks进行二次开发,实现渐开线齿轮三维实体参数化造型的方法.

23、8.期刊论文 王战中.王义文.韩彦军.程林章 SolidWorks二次开发在渐开线齿轮三维造型中的应用-机械工程师2005(6)介绍了用Visual Basic为编程语言对SolidWorks进行二次开发,实现渐开线齿轮三维实体参数化造型的方法.9.期刊论文 魏勇.邬向伟.周文洲.WEI Yong.WU Xiang-wei.ZHOU Wen-zhou 基于SolidWorks二次开发技术的渐开线齿轮参数化设计-煤矿机械2009,30(6)基于SolidWorks2004三维设计平台,利用VB6.0程序设计语言和SolidWorks API编程接口,实现了渐开线齿轮参数化设计,提高了齿轮设计的效率和精度.10.期刊论文 韦林.WEI Lin 基于Solidworks的渐开线齿轮参数化设计-柳州职业技术学院学报2009,9(1)依据齿轮的参数化设计思想,提出一个可行的参数化设计框架.然后结合Solidworks2006的功能特点,给出了渐开线齿轮详细的参数化设计流程和设计细节.并对设计过程中涉及的一些关键技术进行了分析和论述.本文链接：http:/