杨利红,李光照，张 淳

(1.陕西工业职业技术学院， 陕西 咸阳 712000; 2.陕西科技大学 机电工程学院， 陕西 西安 710021)

基于Pro/E的渐开线直齿锥齿轮的参数化设计*

杨利红1,李光照1，张 淳2

(1.陕西工业职业技术学院， 陕西 咸阳 712000; 2.陕西科技大学 机电工程学院， 陕西 西安 710021)

利用Pro/E强大参数化设计造型的功能，阐述了可控制起动行星齿轮减速装置中渐开线直齿锥齿轮的参数化设计造型的复杂过程，对此装置后期的模拟装配和制造有很大的实际意义。

Pro/E；参数化；锥齿轮

1 创建锥齿轮的三维模型的过程

针对图1可控制起动行星齿轮[1]减速装置[2]中锥齿轮(与磁粉制动器CZ连接)进行参数化设计，其设计过程比较复杂，在绘制其三维模型之前应输入设计参数和参数化关系式，具体如图2和图3所示。

图1 可控制起动行星齿轮减速装置传动方案简图

图2 参数设置 图3 关系式

具体关系式[3-4]如下：

ha=(hax+x)*m

hf=(hax+cx-x)*m

h=(2*hax+cx)*m

delta=atan(z/z_asm)

d=m*z

db=d*cos(alpha)

da=d+2*ha*cos(delta)

df=d-2*hf*cos(delta)

hb=(d-db)/(2*cos(delta))

rx=d/(2*sin(delta))

theta_a=atan(ha/rx)

theta_b=atan(hb/rx)

theta_f=atan(hf/rx)

delta_a=delta+theta_a

delta_b=delta-theta_b

delta_f=delta-theta_f

ba=b/cos(theta_a)

bb=b/cos(theta_b)

bf=b/cos(theta_f)

D0=d/(2*tan(delta))

(1) 创建二维曲线 由以上关系式可以在Pro/E的二维绘图环境中绘制其大端和小端的齿顶圆、分度圆、基圆、齿根圆的曲线圆，具体如图4所示。

(2) 轮齿的完成 在两组四个同心圆中心绘制笛卡尔坐标系，从方程中创建样条曲线，即轮齿单侧齿廓曲线，如图5所示，绘制具体的曲线方程如下：

r=db/cos(delta)/2

theta=t*60

x=r*cos(theta)+r*sin(theta)*theta*pi/180

y=r*sin(theta)-r*cos(theta)*theta*pi/180

z=0

镜像单侧齿廓曲线，如图6所示，并在二维环境下完成大端、小端轮齿的齿形端面，并用扫描混合的命令完成第一个轮齿，如图7、8所示。

图4 参数设置 图5 单侧齿廓曲线

图6 镜像齿廓曲线

(3) 阵列轮齿 把扫描混合后的第一个轮齿采用阵列的命令完成其总体结构，选择“轴”命令，阵列数目是齿数[5]，完成后的锥齿轮三维模型如图9所示。

图7 轮齿端面

图8 扫描混合第一个轮齿 图9 轮齿阵列

2 结 语

运用Pro/E三维绘图工具完成锥齿轮的参数化设计过程，充分体现了该软件强大的参数化设计功能，为可控制起动行星齿轮减速装置中其它齿轮的设计节约了时间，也为后续的模拟装配缩短了时间，同时对以后齿轮轮齿的分析、制造加工都具有重大意义。

[1] 饶振刚. 行星齿轮传动设计[M].北京:化学工业出版社,2003.

[2] 张 淳,王亚峰,王 铖. 可控制起动行星齿轮减速装置传动方案的研究[J].机械设计,2003 ,20 (3) :32-33.

[3] 孙 桓，陈作模.机械原理[M].北京：高等教育出版社，2003.

[4] 濮良贵，纪铭刚. 机械设计[M].第七版.北京：高等教育出版社，2004.

[5] 冯 玮，华 林，黄海浪.变位齿轮参数化建模技木及其机构运动仿真[J].机械制造，2008(8):10-13.

Parametric Design of Involute Spur Bevel Gear Based on Pro/E

YANG Li-hong1， LI Guang-zhao1, ZHANG Chun2

(1.ShaanxiPolytechnicInstitute,XianyangShaanxi712000,China；2.SchoolofMechanicalandElectricalEngineering,ShaanxiUniversityofScience&Technology,Xi′anShaanxi710021,China)

By using the powerful modeling functions of Pro/E parametric design, the complex process of parametric design modeling of the involute spur bevel gear in the controllable start planet gear reducer is described，which has the real meaning for the late assembly and manufacturing.

Pro/E; parametric design; bevel gear

2013-11-19

陕西工业职业技术学院科研项目：渐开线齿轮参数化造型与轮齿应力分析的研究(编号：ZK13-01)

杨利红(1983-)，女， 河南濮阳人，讲师，研究方向：现代设计理论与方法。

TH132

A

1007-4414(2014)01-0176-02