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1、SolidWorkS渐开线齿轮的绘制方法现在中国使用SolidWorks软件的用户越来越多，对于一些初学者，在齿轮的绘制过程中 会遇到很多问题。本文笔者就是针对这一主题而写，希望对那些还处于齿轮建模迷惑中的 读者有一些抛砖引玉的作用，提高设计者的软件使用水平，开拓一条新的设计思路。阅读 本文前，读者朋友应当先完成SolidWorks基本模块的学习，或者是有一定的软件使用经 历和基础。一、明确设计目的齿轮在机械传动设计中是重要的传动零件，它有很多其他传动机构无法比拟的优点， 如传动效率高（一般在0.9以上），传动平稳（斜齿轮尤为突出），传动力矩大，准确的瞬时 传动比，寿命 长，而且可以改变传动方
2、向等，这些优点决定了齿轮在动力传动和运动传 动中占有不可动摇的地位。一般齿轮的齿廓都是渐开线，那么如何在SolidWorks中绘 制渐开线呢?在开篇之前先请读者思考一个问题：为什么要绘制精确的“渐开线”齿轮呢？ 是为了做运动模拟?出2D的工程图?到C N C里进行加工?还是作为CAE的分析模型呢？当然，如果我们的目的不同，那么我们的齿轮就有不同的绘制方法。请看下面的详 细讲解。二、简化齿轮的绘制1.利用SolidWorks自带插件“Toolbox ”生成齿轮对于出图和用于运动模拟的用户，可以用简化的“渐开线”齿轮代替，这样不但可以 大大简化建模的时间，而且可以充分利用现有的计算机资源。在Sol
3、idWorks的Toolbox插 件中就有齿轮模块，下面就具体介绍一下这种方法。（1）首先在插件中打开Toolbox插件，如图1所示。点击“确定”就可以在右边的“任 务窗格”设计库中找到“Toolbox” 了，如图2所示。(2 )目前虽然在“ GB ”中还没有齿轮，但是可以用其他标准中的齿轮代替。下面就以 “AnsiMetric”标准为例，介绍Toolbox中调用齿轮的方法。在Toolbox的目录中通过“AnsiMetric”一“动力传动”一“齿轮”，在这里系统已 经给出了常用的齿轮形式，我们需要哪种形式的齿轮就可以生成哪种，如圆柱直齿轮，这 里翻译成了 “正齿轮”。具体参数设置，如图3所示。
4、完整齿轮总茧舞齿个数狩度昼处的压为翁齿面宽度勰g样式在模型中希垩看到 的轮齿的数量齿轮回转中心孔配散 的标雎轴的直径Metric - Sj)gJir gi$sr囹3仁| . iziam.cz.il(3)通过一系列的设置，我们就可以得到想要的齿轮了，如果还达不到自己的要求，就 可以在现有的齿轮基础上进行修改。如要孔板形式的齿轮，就可以用一个“旋转切除”命 令和一个“拉伸切除”命令完成。具体操作如图4所示。接着再添加几个孔，如图5所示。用联认设置进行确ffj . IZH rra cn(4)这样这个齿轮就差不多完成了，如果用户齿轮有其他的形式，当然可以自己再做进 一步的修改。修改完以后就可以保存了。
5、注意这里建议用“另存为”，因为直接点击保存， 系统会自动保存到Toolbox配置的路径中去，那就会添加不必要的麻烦。当然如果就想保存 到Toolbox的配置路径，那么就直接保存即可。Toolbox的配置路径更改有很多方法， 如可以在“选项”一“异型孔向导/Toolbox”一配置”，也可以在菜单中找到，还可以 在“设计窗格”一“设计库”一“预览里点击右键”找到。打开以后就能进入Toolbox配 置的欢迎界面，如图6所示。这里直接点击“3.定义用户设定”，就切换到了用户设定界面，如图7所示。这里可 以直接选择“生成零件”，然后在“在此文件夹生成零件：”选择保存的路径，最后保存 退出就可以了。2.生
6、成齿轮GB工程图有了上面的齿轮模型，我们就可以根据这个模型出GB的工程图了，但是在SolidWork ，的工程图中，所有的模型都是按照真实的投影显示，而GB中齿轮的画法要求用简化画法(只 画出一个齿的齿廓，甚至一个齿也不画)，那又如何实现?其实实现这一目的也很容易，在 出工程图的时候可以用不同的配置，这样就能避开出图与国标简化的矛盾，具体操作如下。(1) 生成一个新配置。在刚才建立齿轮模型的基础上生成新的配置，这个配置就是我们 出工程图时的真实投影实体。选择已有的“完整齿轮”配置，用键盘的“Ctrl+C”和“Ctr l+V”来复制一个配置，然后用鼠标缓慢双击配置名字，改成“简化齿轮”。如图8所
7、示。项;嚓斑EE原有配置割S派俺g C邮y of盘龄摆荒区乾怛-电触迎德型购网简世就|齿捻|宜命名吧萱图莒贫制T一个配置双击“简化齿轮”配置，将其激活。然后切换到“设计树”，找到轮齿阵列的特征“T eethCuts”，选择它，这样在模型上就会显示和它有关的数值，如图9所示。其中齿数“3 0”已经加入了方程式，双击“30”，打开尺寸编辑界面，配置类型选为“此配置”，然 后点击“编辑方程式”，在打开的“编辑方程式”对话框里会看到一个文本形式的方程， 记下它。然后关闭“编辑方程式”对话框。在“方程式-齿轮”对话框中的表头“方程式” 中找到刚才的表达式，如图10所示。拖动表头“方程式”后面的竖线，查看
8、完整的“方程式”。我们发现在图10中的三个 方程都指向一个数值，这里我们要将这三个方程都压缩掉，把前面的“对勾”去掉，点击 “确定”，这样就可以随意修改了。用前面的方法点选TeethCuts特征，然后在绘图区域 点击“30”，输入“2”，确定后，这样齿轮就成了只有两个齿槽的齿轮（也就是一个齿）， 再出工程图就没问题了。有的时候在这一步可能会有错误，其实是因为刚才我们旋转切除 的草图有些线条未找到，可以进入其草图，将找不到参考的约束删除，然后添加新的约束。IM1BII囹而Mu心妹商沼IK , MyrTLtEethOTeetrid., hl Lirri_tE et h 迎T七 etn.A3050l
9、,rr.itShaw t编辑所有日，“IJJMsbdEH 吧50515211& iarnete rS1 Ba sPro E thickness Bas fro!(ba?e profileggmm16rnmMW(2) 生成工程图。点击“从零件/装配体制作工程图”一“选择图纸模板”一“选择 需要的视图”，如图11所示。扣iitrrtwinm 对孙加u胡时 夹咿5M.I 魏心 AB-A5Gf-Mft 二卷愣汇初注盈.显耍榄椀是使的，并且谁 搀句了褐鹿的目，检，都么就可以让 计薛机目力耍质标趣营信息.粮 根的国不是嘉册锻更点.图I三、渐开线的画法绘制渐开线齿轮，首先要有一条渐开线。在SolidWork
10、s中绘制渐开线的方法有很多， 下面就以常用的渐开线的绘制为例进行叙述。1.曲面生成渐开线曲面生成渐开线有很多中方法，如曲面扫描、曲面放样等。这里只给大家介绍曲面放 样生成渐开线，因为对于初学者这种方法比较容易理解。(1) 首先新建一个零件，用一个默认基准面进入草图，在草图中心绘制一个圆，并且标 注尺寸，如图12所示。注意：为了以后定位容易，可以将圆心和原点重合。(2) 保存后退出，然后用上面草图的基准面再建立一张新的草图，在上面绘制如图13 所示的图形。中心线绘制水平直径，实线绘制竖直线，并且标注尺寸，尺寸的大小可以假 设，因为后面要链接到方程式。图以（3）保存后退出，在设计树的“注解”上点击
11、右键，选择“显示注解”和“显示特征尺 寸”。双击直线的尺寸“添加方程式”，在弹出的“添加方程式”界面中显示了刚才直线 尺寸的名字（D1草图2），然后点击圆的直径尺寸（D1草图1），输入*pi/2”，这样这条 线段的长度就与开始圆的一半保持一致了，如图14和图15所示。(4) 从生成草图1和草图2的基准面新建一个草图，在这个草图中绘制一个半径与草图1的圆一样大的半圆，并且圆心重合，圆弧的两点分别与圆的两个点重合，如图16所示。(5) 退出上面的草图，然后还是在这个基准面上新建一个草图，这次将一个点放在图1 6中的点上(红圈处的点)，确定后退出草图。(6) 这样就绘制了 4张草图，通过这4张草图就
12、可以放样出“渐开线”。点击曲面工具 中的曲面放样，也可以到菜单中的“插入”一“曲面”一“放样曲面”中找到。在“曲面” 一 “放样”属性下的轮廓中选择草图2和草图4,在中心线参数中选择草图3,点击绿色对 勾确认，如图17所示。其中“中心线参数”的作用是：从放样的两个轮廓(草图2和草图 4)之间形成的中间轮廓都是“中心线参数”(草图3)的法向。然后形成了渐开线，如图18 所示。曲面放轩一 一 一tn；图S3堆麟数:(7) 下面简单检验一下绘制的“渐开线”是否符合要求。用上面的基准面进入草图，绘 制一段与这个基圆同直径的弧线，圆心重合，一端与“渐开线”的起点重合，另一端点绘 制一条相切线，使圆弧与线始终相切，直线相切端的端点与切点重合。绘制好这些后再分 别标出直线的长度和圆弧的弧长，将这两个尺寸都变为“从动”，最后将直线的另一端与 “渐开线”重合，拖动直线与渐开线的重合点，在不同位置观察圆弧和直线的长度是否一 致，如图19所示。Qi 图禹& c：ni现在基本上每个点都能够达到弧长和直线长相等，但是如果将小数点的位数加长，就 会发现几乎没有一个点是一样的。这是因为在SolidWorks中的放样线条都是用一段一段的 短线逼近的，如果需要精度较高的渐开线就不能简单地应用上面的方法。在下期的文章中 将给大家介绍一个可以实现更精确的渐开线形成方法
