参数化渐开线斜齿轮建模我的方法

sunwei.shen

Pro/E参数化渐开线斜齿轮建模方法，此文出处Sunwei的博客https://sunwei-sunwei.blogspot.com
    论坛上关于斜齿轮的教程和Part并不少，但我觉得它们总是不够完美。比如：不能以参数的形式改变斜齿轮的螺旋方向，螺旋角度太大会再生不了……。可 能是我的要求太过苛刻了吧。经本人N久的思考，终于想出了一些方法吧。如下图是同一个Part的两个不同的螺旋方向截图，螺旋角可以很大，整个齿面可旋转 到0°～355°范围内。肺话少说，以下是我的建模过程。

1.编辑Program。
在INPUT和END INPUT之间加入以下内容：

TOOTH_NUMBER NUMBER
"Enter the number of teeth: "
MODULE NUMBER
"Enter the module: "
PRESSURE_ANGLE NUMBER
"Enter the pressure angle: "
HELIX_ANGLE NUMBER
"Enter the helix angle: "
HELIX_DIRECTION YES_NO
"Select the Left or Right direction (YES=Left-side / NO=Right-side): "
FACE_WIDTH NUMBER
"Enter the face width: "

在RELATIONS和END RELATIONST之间加入以下内容：

TOOTH_NUMBER=ABS(TOOTH_NUMBER)
MODULE=ABS(MODULE)
PRESSURE_ANGLE=ABS(PRESSURE_ANGLE)
HELIX_ANGLE=ABS(HELIX_ANGLE)
FACE_WIDTH=ABS(FACE_WIDTH)
PITCH_RAD = TOOTH_NUMBER*MODULE/2
ADDENDUM_RAD = PITCH_RAD+1*MODULE
DEDENDUM_RAD = PITCH_RAD-1.25*MODULE
BASE_RAD = PITCH_RAD*COS(PRESSURE_ANGLE)
IF HELIX_DIRECTION==YES
TOOTH_HELIX = FACE_WIDTH*TAN(HELIX_ANGLE)/PITCH_RAD*(180/PI)
ELSE
TOOTH_HELIX = -FACE_WIDTH*TAN(HELIX_ANGLE)/PITCH_RAD*(180/PI)
ENDIF
ROLL_ANGLE=SQRT((ADDENDUM_RAD+0.5)^2-BASE_RAD^2)/BASE_RAD
THETA_AT_RP=SQRT(PITCH_RAD^2-BASE_RAD^2)/BASE_RAD*(180/PI)-PRESSURE_ANGLE

保存退出并赋予参数数值，随便合理就OK了。如：齿数（TOOTH_NUMBER）=20、模数（MODULE）=1、压力角（PRESSURE_ANGLE）=20、螺旋角（HELIX_ANGLE）=15、螺旋方向（HELIX_DIRECTION）=yes（YES左旋/NO右旋）、齿厚（FACE_WIDTH）=3。

2.创建齿顶圆ADDENDUM_CIRCLE、分度圆PITCH_CIRCLE、齿根圆DEDENDUM_CIRCLE拉伸曲面
齿顶圆为Both Side/Capped Ends；分度圆和齿根圆均为Open Ends，深度为Up to Surface，如下图为尺寸所加入的关系内容。其中358°是控制齿根圆开口的，可保证齿形转过180°仍能顺利生成。


3.以方程的形式创建螺旋线

Inster=>Datum=>Curve=>From Equation选择默认的PRT_CSYS_DEF坐标系，点先圆柱坐标Cylindrical，在记事本中加入以下方程：
r=PITCH_RAD
theta=t*TOOTH_HELIX-TOOTH_HELIX/2+90
z=FACE_WIDTH/2-t*FACE_WIDTH

4.以方程的形式创建齿形曲线
<1>Inster=>Datum=>Curve=>From Equation选择默认的PRT_CSYS_DEF坐标系，点先圆柱坐标Cylindrical，在记事本中加入以下方程：

A=ROLL_ANGLE*t
r=BASE_RAD*sqrt(1+A^2)
theta=A*180/PI-atan(A)-THETA_AT_RP+90+90/tooth_number-TOOTH_HELIX/2
z=FACE_WIDTH/2

<2>创建通过齿形曲线的端点且垂直于齿形曲线的Datum Plane（如下图1）。
<3>以Datum Plane镜像齿形曲线，并用逼近合并两曲线。（如下图2）


5.以方程的形式创建第2条齿形曲线
<1>Inster=>Datum=>Curve=>From Equation选择默认的PRT_CSYS_DEF坐标系，点先圆柱坐标Cylindrical，在记事本中加入以下方程：

A=ROLL_ANGLE*t
r=BASE_RAD*sqrt(1+A^2)
theta=A*180/PI-atan(A)-THETA_AT_RP+90+90/tooth_number+TOOTH_HELIX/2
z=-FACE_WIDTH/2

<2>用步骤4的方法创建Datum Plane。
<3>镜像曲线合并之。


6.创建齿面
<1>.以Swept Blend创建齿面，特征属性垂直于轨迹线（注意非原始轨迹线），并草绘Section，Section旋转角度均为0°。如果采用Select Section的方式，Wildfire将无法再生，我研究了N久也不知何解。进入第一个草绘后以Use Edge选择步骤4的合并曲线，Done；第二个草绘同样以Use Edge选择步骤5的合并曲线，Done。2001的命令过程如下：Swept Blend/Done=>Sketch Sec/Norm To Traj/Done，如下图：

<2>.接着用Surface=>Transform=>Move/Copy旋转出另一齿面，旋转轴采用默认坐标系PRT_CSYS_DEF的Y轴，旋转角度180°，Done。
<3>.将两个齿面分与齿根圆Merge在一起。如下图1
<4>.Copy齿顶圆的两个端面，与上一步的齿面Merge在一起。倒圆角，圆角半径加入以下关系式0.4*MODULE。如下图2


7．阵列出齿形
<1>.以Surface=>Transform=>Move/Copy旋转第二个齿形，旋转轴采用默认坐标系PRT_CSYS_DEF的Z轴，旋转角度加入关系式360/TOOTH_NUMBER，Done。
<2>.阵列刚才旋转的齿形，选用角度尺寸为驱动尺寸。增量值和数量暂可任意。之后给增量值加入关系式360/TOOTH_NUMBER，给阵列数量P加入关系式TOOTH_NUMBER-1，再生。
<3>.先将第一个齿形与齿顶圆合并，再将第二个旋转出来的齿形（也就是上面第一个旋转出来的齿形）与齿顶圆合并。用参考阵列合并所有齿形。如下图。


8.将曲面生成实体

总结：此法做出来的Gear文件大小跟以前的方法比应该是最小的了。欢迎大家对此方法提出意见。想要本人Part的朋友可在本人Blog评论处留下联系方式。Thanks！

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