基于proagener的銷齒擺線齒輪三維設(shè)計

基于proagener的銷齒擺線齒輪三維設(shè)計

0銷齒傳動的原理及測量模型齒裂齒輪是一種獨(dú)特的機(jī)械傳動方式。通常用于礦山機(jī)械、重型運(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)械。銷齒傳動(也有稱為針齒傳動或鈍齒傳動)的傳動件主要由擺線齒輪(小齒輪)和銷輪(大齒輪)組成,一般主動輪為擺線齒輪(如圖1所示),從動輪為銷輪。銷齒傳動的傳動原理如圖2所示。銷齒傳動多用于一些大型、特大型的傳動結(jié)構(gòu),如礦山設(shè)備中的無鏈牽引采煤機(jī),選礦用的輪式分選機(jī)等。在本文中,對銷齒傳動中的擺線齒輪稱為銷齒擺線齒輪,其齒形輪廓設(shè)計和測繪方法,有關(guān)的技術(shù)論著并不多。在銷齒傳動中,擺線齒輪的齒廓的形狀誤差直接影響到銷齒傳動的質(zhì)量和傳動系統(tǒng)運(yùn)行的壽命。擺線齒輪的齒廓形狀有其特殊性,這一點(diǎn)給加工制造增加了難度,至今其齒廓的加工還不能像漸開線齒輪那樣采用標(biāo)準(zhǔn)滾刀實現(xiàn)共軛切削加工,只能采用成形銑削等仿形加工的方法,因此,銷齒擺線齒輪的加工必須由擺線齒廓外形圖來提供支持,利用Pro/E的曲線方程功能可以很精確地將銷齒擺線齒輪的齒廓形狀表達(dá)出來,所以,探討利用Pro/E進(jìn)行銷齒擺線齒輪的三維設(shè)計方法具有實際的意義。1齒輪壓裂的名詞定義、齒寬的分類和壓裂方程的建立(1)齒段的齒形銷齒擺線齒輪的輪齒如圖3所示,其輪齒齒廓曲線可分為4個部分。在銷齒擺線齒輪齒廓中,只有b段是傳動的嚙合工作齒廓。(2)dp—銷齒擺線齒輪的名詞定義銷齒擺線齒輪的名詞定義,見圖3。齒輪的齒數(shù)z齒輪的節(jié)距p=(2～2.5)dp(1)齒輪的節(jié)圓直徑d=pπz(2)d=pπz(2)齒頂高h(yuǎn)a=(0.8～0.9)dp(3)齒根圓角半徑ρf=(0.515～0.52)dp(4)齒根圓角中心至節(jié)圓的距離c=(0.04～0.05)dp(5)式中dp——銷輪的柱銷直徑。齒根高h(yuǎn)f=ρf+c(6)齒頂圓直徑da=d+2ha(7)齒根圓直徑df=d-2hf(8)(3)b價值/齒廓即軸類擺線的形成原理如圖2所示。銷齒擺線齒輪節(jié)圓O,銷輪節(jié)圓O′。圓O′是固定導(dǎo)圓,圓O是回轉(zhuǎn)圓。當(dāng)回轉(zhuǎn)圓O沿固定圓O′作純滾動時,O上的一點(diǎn)M的軌跡MM′曲線叫作圓的外擺線,其曲線方程x1=(r1+r2)cosφ?r2cos(r1r2+1)φ(9)y1=(r1+r2)sinφ?r2sin(r1r2+1)φ(10)x1=(r1+r2)cosφ-r2cos(r1r2+1)φ(9)y1=(r1+r2)sinφ-r2sin(r1r2+1)φ(10)式中r1,r2——銷齒擺線齒輪和銷輪的節(jié)圓半徑;φ——齒輪轉(zhuǎn)動的角度。在圖2中,圓O上任意點(diǎn)M是有一定直徑要求的,以M為圓心,rp為半徑的圓就是銷輪上的柱銷。當(dāng)圓外擺線MM′發(fā)生時,同時形成的柱銷圓P的包絡(luò)線PP′就是圓外擺線的等距曲線,也就是銷齒擺線齒輪上的工作齒廓。由于存在零件的加工誤差,其實際等距曲線應(yīng)做一定的修正,修正值一般為1/2c,即實際的曲線方程為x=(r1+r2)cosφ?r2cos(r1r2+1)φ?(rp+12c)cosβ(11)y=(r1+r2)sinφ?r2sin(r1r2+1)φ+(rp+12c)sinβ(12)x=(r1+r2)cosφ-r2cos(r1r2+1)φ-(rp+12c)cosβ(11)y=(r1+r2)sinφ-r2sin(r1r2+1)φ+(rp+12c)sinβ(12)其中β=90?(r1r2+1)φβ=90-(r1r2+1)φ2確定擺線齒輪利用方程(11)、(12),可以使用Pro/E的基準(zhǔn)曲線命令中的FromEquation命令作出擺線的實際曲線,進(jìn)而利用常用的Pro/E命令完成擺線齒輪的設(shè)計。下面以我廠的立輪分選機(jī)中的銷齒傳動系統(tǒng)為例,簡單介紹一下銷齒擺線齒輪的Pro/E設(shè)計方法有關(guān)的齒輪參數(shù)如下:銷齒擺線齒輪齒數(shù)z1=11銷輪柱銷數(shù)z2=110實測銷輪節(jié)距t=115柱銷半徑rp=25根據(jù)式(2)可以求出:銷齒擺線的節(jié)圓半徑r1=201.3柱銷中心圓半徑r2=2013.3根據(jù)以上參數(shù),使用記事本編輯器編輯如下公式,完成后保存在指定的文件夾中并退出。r1=201.3r2=2013.3rp=25c=0.08rpphi=90*t(t=0～1,為Pro/E的內(nèi)定參數(shù))beta=90-(r1/r2+1)(phi)x=(r1+r2)cos(phi)-r2cos(r1/r2+1)phi-(rp+1/2c)cos(beta)y=(r1+r2)sin(phi)-r2sin(r1/r2+1)phi+(rp+1/2c)sin(beta)z=0以下是利用Pro/E2001版進(jìn)行銷齒擺線齒輪設(shè)計的簡要步驟:(1)建立新的Part文件;(2)建立銷齒擺線齒輪的基體;(3)建立基準(zhǔn)曲線;(4)以FromEquation命令建立基準(zhǔn)曲線(擺線)特征;(5)利用Cut命令建立單個齒槽特征;(6)以圓柱的中心線為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)復(fù)制上一步所做CUT特征;(7)陣列復(fù)制特征,完成全部齒形的繪制;(8)銷齒擺線齒輪其它部分的建立。3擺線修正方程在實際檢驗中的應(yīng)用(1)利用Proengineer,可以非常精確地將擺線齒輪的齒廓工作曲線表達(dá)出來,而且具體的作圖步驟也非常簡單。實際工作齒廓曲線方程的建立是最關(guān)鍵的一步,本文中擺線修正方程是作者根據(jù)有關(guān)參考資料和實際應(yīng)用需要推導(dǎo)出來的,經(jīng)過實際檢驗完全達(dá)到設(shè)計要求,可以直接借用。(2)在ProE中建立的銷齒擺線齒輪實體模型,可以被轉(zhuǎn)