基于proagener的销齿摆线齿轮三维设计

基于proagener的销齿摆线齿轮三维设计

0销齿传动的原理及测量模型齿裂齿轮是一种独特的机械传动方式。通常用于矿山机械、重型运输机械和工程机械。销齿传动(也有称为针齿传动或钝齿传动)的传动件主要由摆线齿轮(小齿轮)和销轮(大齿轮)组成,一般主动轮为摆线齿轮(如图1所示),从动轮为销轮。销齿传动的传动原理如图2所示。销齿传动多用于一些大型、特大型的传动结构,如矿山设备中的无链牵引采煤机,选矿用的轮式分选机等。在本文中,对销齿传动中的摆线齿轮称为销齿摆线齿轮,其齿形轮廓设计和测绘方法,有关的技术论著并不多。在销齿传动中,摆线齿轮的齿廓的形状误差直接影响到销齿传动的质量和传动系统运行的寿命。摆线齿轮的齿廓形状有其特殊性,这一点给加工制造增加了难度,至今其齿廓的加工还不能像渐开线齿轮那样采用标准滚刀实现共轭切削加工,只能采用成形铣削等仿形加工的方法,因此,销齿摆线齿轮的加工必须由摆线齿廓外形图来提供支持,利用Pro/E的曲线方程功能可以很精确地将销齿摆线齿轮的齿廓形状表达出来,所以,探讨利用Pro/E进行销齿摆线齿轮的三维设计方法具有实际的意义。1齿轮压裂的名词定义、齿宽的分类和压裂方程的建立(1)齿段的齿形销齿摆线齿轮的轮齿如图3所示,其轮齿齿廓曲线可分为4个部分。在销齿摆线齿轮齿廓中,只有b段是传动的啮合工作齿廓。(2)dp—销齿摆线齿轮的名词定义销齿摆线齿轮的名词定义,见图3。齿轮的齿数z齿轮的节距p=(2～2.5)dp(1)齿轮的节圆直径d=pπz(2)d=pπz(2)齿顶高ha=(0.8～0.9)dp(3)齿根圆角半径ρf=(0.515～0.52)dp(4)齿根圆角中心至节圆的距离c=(0.04～0.05)dp(5)式中dp——销轮的柱销直径。齿根高hf=ρf+c(6)齿顶圆直径da=d+2ha(7)齿根圆直径df=d-2hf(8)(3)b价值/齿廓即轴类摆线的形成原理如图2所示。销齿摆线齿轮节圆O,销轮节圆O′。圆O′是固定导圆,圆O是回转圆。当回转圆O沿固定圆O′作纯滚动时,O上的一点M的轨迹MM′曲线叫作圆的外摆线,其曲线方程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——销齿摆线齿轮和销轮的节圆半径;φ——齿轮转动的角度。在图2中,圆O上任意点M是有一定直径要求的,以M为圆心,rp为半径的圆就是销轮上的柱销。当圆外摆线MM′发生时,同时形成的柱销圆P的包络线PP′就是圆外摆线的等距曲线,也就是销齿摆线齿轮上的工作齿廓。由于存在零件的加工误差,其实际等距曲线应做一定的修正,修正值一般为1/2c,即实际的曲线方程为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确定摆线齿轮利用方程(11)、(12),可以使用Pro/E的基准曲线命令中的FromEquation命令作出摆线的实际曲线,进而利用常用的Pro/E命令完成摆线齿轮的设计。下面以我厂的立轮分选机中的销齿传动系统为例,简单介绍一下销齿摆线齿轮的Pro/E设计方法有关的齿轮参数如下:销齿摆线齿轮齿数z1=11销轮柱销数z2=110实测销轮节距t=115柱销半径rp=25根据式(2)可以求出:销齿摆线的节圆半径r1=201.3柱销中心圆半径r2=2013.3根据以上参数,使用记事本编辑器编辑如下公式,完成后保存在指定的文件夹中并退出。r1=201.3r2=2013.3rp=25c=0.08rpphi=90*t(t=0～1,为Pro/E的内定参数)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版进行销齿摆线齿轮设计的简要步骤:(1)建立新的Part文件;(2)建立销齿摆线齿轮的基体;(3)建立基准曲线;(4)以FromEquation命令建立基准曲线(摆线)特征;(5)利用Cut命令建立单个齿槽特征;(6)以圆柱的中心线为旋转轴旋转复制上一步所做CUT特征;(7)阵列复制特征,完成全部齿形的绘制;(8)销齿摆线齿轮其它部分的建立。3摆线修正方程在实际检验中的应用(1)利用Proengineer,可以非常精确地将摆线齿轮的齿廓工作曲线表达出来,而且具体的作图步骤也非常简单。实际工作齿廓曲线方程的建立是最关键的一步,本文中摆线修正方程是作者根据有关参考资料和实际应用需要推导出来的,经过实际检验完全达到设计要求,可以直接借用。(2)在ProE中建立的销齿摆线齿轮实体模型,可以被转