[發明專利]一種漸開線蝸輪蝸桿精確建模及裝配方法

有效

• 申請號: 201810329758.8
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108763626B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 曹巖;趙迪;王永明;白瑀
• 申請（專利權）人: 西安工業大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06T17/00
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 李振文

1.一種漸開線蝸輪蝸桿精確建模及裝配方法，其特征在于：該漸開線蝸輪蝸桿精確建模及裝配的方法具體步驟如下：

S1：蝸輪的建模，

1)在零件設計環境中，創建蝸輪毛坯三維基本實體；

2)在線框和曲面設計環境下，通過法則曲線生成漸開線上若干個型值點，利用四階三次的插值B樣條曲線構建出相應的蝸輪漸開曲線，其漸開線上各點關于橫坐標x、縱坐標y的法則曲線表達式如下所示：

其中r_b為基圓半徑，50表示漸開線的選取范圍是0°-50°；

3)在零件設計環境下，對擬合完成的蝸輪漸開線經過“三維投影”、先后繪制分度圓、齒頂圓和齒根圓草圖、“鏡像”一系列操作后完成齒槽的二維圖繪制，得到齒槽截面草圖；

4)在零件設計環境下，首先設置掃掠線中心軸與蝸輪的中心距，并完成創建螺旋線作為漸開線齒廓的掃掠軌跡；

5)在零件設計環境下，通過對蝸輪毛坯開槽定義后生成一個齒槽，在模型樹上選取該齒槽，使用圓周陣列定義后完成蝸輪的全部齒形，創建出完整的蝸輪；

S2：蝸桿的建模，

1)在零件設計環境中，創建蝸桿毛坯三維基本實體；

2)在線框和曲面設計環境下，在空間坐標系中設置螺旋線起點坐標值，使用螺旋線定義后得到蝸桿掃描螺旋線；

3)在線框和曲面設計環境下，蝸桿齒輪的漸開線生成方法與S1中蝸輪漸開曲線生成方法類似，其漸開線上各點關于橫坐標x、縱坐標y的法則曲線表達式如下所示：

x＝r_b(cos(50t)+tsin(50t))

y＝r_b(sint-tcost)

其中r_b為基圓半徑，50表示漸開線的選取范圍是0°-50°；

4)在零件設計環境下，使用開槽定義后生成蝸桿齒槽，創建出完整的蝸輪；

S3：蝸輪蝸桿裝配，

將蝸桿螺旋線上的移動點和蝸輪上的裝配點設置距離為零嚙合在一起，通過控制蝸桿螺旋線上兩點，起點和移動點之間的長度達成蝸輪蝸桿的運動。

2.根據權利要求1所述的一種漸開線蝸輪蝸桿精確建模及裝配方法，其特征在于：S1中，選取總體坐標原點為蝸輪中心，由裝配的中心距確定蝸輪蝸桿的空間相對位置，中心距為a＝m(q+z₂)/2，其中，m為模數，q為蝸桿直徑系數，z₂為蝸輪齒數。

3.根據權利要求1所述的一種漸開線蝸輪蝸桿精確建模及裝配方法，其特征在于：S1中根據漸開線生成規律及函數關系，在蝸輪基本實體二維平面上，利用法則曲線生成構成漸開線的若干個型值點，再由系統對這些型值點進行樣條擬合，從而生成漸開線，型值點越多，漸開線精確程度越高。

4.根據權利要求1所述的一種漸開線蝸輪蝸桿精確建模及裝配方法，其特征在于：S1中為了提高裝配時蝸輪蝸桿嚙合效果，投影在二維平面上的漸開線對稱軸應與水平軸重合，這樣能保證齒槽輪廓關于水平軸線軸對稱，也有利于蝸輪蝸桿的裝配時定位。

5.根據權利要求1所述的一種漸開線蝸輪蝸桿精確建模及裝配方法，其特征在于：S1中掃掠螺旋線的中心軸與蝸輪軸線為中心距。

6.根據權利要求1所述的一種漸開線蝸輪蝸桿精確建模及裝配方法，其特征在于：S2中選取總體坐標原點為蝸桿軸線中心。

7.根據權利要求1所述的一種漸開線蝸輪蝸桿精確建模及裝配方法，其特征在于：S2中掃掠螺旋線的起點(x，y，z)，其中|x|長度應稍大于蝸桿毛坯一側軸端長度，y＝0，|z|為蝸桿齒頂圓半徑。

8.根據權利要求1所述的一種漸開線蝸輪蝸桿精確建模及裝配方法，其特征在于：S2中根據漸開線生成規律及函數關系，在蝸桿基本實體二維平面上，利用法則曲線生成構成漸開線的若干個型值點，再對這些型值點樣條擬合，從而生成漸開線，型值點越多，漸開線精確程度越高。