使用solidworks绘制齿轮前,我们首先要了解齿轮的基础知识,如果你并不了解齿轮,就开始用solidworks进行齿轮建模,多半做出来的模型你自己都不敢确认是否正确。即使我们用solidworks中的Toolbox或者其他solidworks绘制齿轮的插件快速的获取一个齿轮模型,我相信你仍然不敢确定这个齿轮模型是否正确。
我们先介绍与一下齿轮的基本知识:
这里以标注直齿轮为例,齿轮的基本参数有齿数Z、模数m、压力角phi、齿宽B。通过这些基本参数,使用齿轮的公式进行计算,我们可以得到齿轮的基圆Db、分度圆D、齿根圆Df、齿顶圆Da这四个基本的圆,最后我们只要找到基圆上的渐开线,就可以通过渐开线来得到齿轮轮齿的轮廓。
齿轮的基圆是齿轮渐开线的起点位置,齿轮的分度圆是一对齿轮啮合的位置;对于非变位齿轮,在分度圆上的每个齿的齿厚S等于齿槽宽,根据这个特点我们可以得到每个齿在圆周方向上均分的角度为360/(2*Z)。
另外还有一个关键的知识我们需要知道,对于一个标准直齿轮,当齿轮的齿数小于41,齿轮的基圆直径会大于齿根圆直径;当齿轮的齿数等于41或42时,齿轮基圆的直径会和齿根圆直径相等;当齿轮的齿数大于42时,齿轮基圆直径会小于齿根圆直径。由于尺寸齿槽槽底的位置是齿根圆,在建模的过程中,我们就需要注意基圆上的渐开线根据需要是否要连接到齿根圆上。
下面猫亮设计来介绍一下齿轮的具体建模方法
我们以30个齿的齿轮为例,我们将以下参数通过【工具】→【方程式】输入到solidworks中,建立基本的全局变量。
“M”= 2’模数
“Z”= 30’齿数
“B”= 16’齿厚
“phi”= 20’压力角
“D”= “M” * “Z”‘分度圆直径
“Db”= “D” * cos ( “phi” )’基圆直径
“Hax”= 1’齿顶高系数
“Cx”= 0.25’顶隙系数
“Hf”= ( “Hax” “Cx” ) * “M”‘齿根高
“Ha”= “Hax” * “M”‘齿顶高
“Df”= “D” – 2 * “Hf”‘齿根圆直径
“Da”= “D” 2 * “Ha”‘齿顶圆直径
新建一个草图,绘制齿轮的基圆Db、分度圆D、齿根圆Df、齿顶圆Da,我们先对圆使用智能尺寸标注出直径尺寸,然后使用修改尺寸,输入“=”,将尺寸链接到全局变量上。
新建一个草图,使用方程式驱动的曲线绘制齿轮的渐开线,方程式类型选择参数性,输入渐开线方程。
X (“Db”/2)*(cos(t) sin(t)*t)
Y (“Db”/2)*(sin(t)-cos(t)*t)
如果你觉得比较懵,齿轮渐开线的基本知识可以看看前面的内容。
如何使用solidworks画齿轮渐开线?介绍两种方法
再次新建一个草图,使用【转换为实体引用】,将渐开线转换为新草图中的曲线使用,从圆心引出一条构造线,连接至渐开线与分度圆的交点,然后按下图在从圆心引出一条构造线,标注这两条构造线直接的角度,在角度中输入“=90/Z”,为什么这个角度要这么输入,前面已经介绍过了,就不多解释了。
最后,我们用草图命令中的镜像实体命令,将渐开线以中间的构造线为参考线,镜像出另外一半构造线。
完成渐开线的镜像以后,将齿轮单个齿的轮廓草图补充完整。
使用凸台拉伸,将齿根圆和齿拉伸成为一个实体,在拉伸的深度中输入“=B”。
对拉伸后的单个齿的齿根位置添加圆角后,使用圆周阵列,选择单个齿的侧面、顶面和圆角面,阵列的数量输入“=Z”。
最后使用拉伸切除命令,将齿轮中间的圆孔和键槽做出来。
使用solidworks的方程式画圆柱直齿轮的建模步骤到这里就结束了,如果你对齿轮还有所困惑,那么请亲自动手画一个圆柱齿轮,当你成功画出一个齿轮后,你将不会再停留在对齿轮的外观认知上了。
正所谓在技术层面上,你到底懂不懂,你的技术水平在哪里,高手和你聊两句就知道了。