[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

本發明公開了一種漸開線蝸輪蝸桿精確建模及裝配方法，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，S2：蝸桿的建模，S3：蝸輪蝸桿裝配，本發明通過利用漸開線參數方程構建蝸桿螺旋線的基礎上實現了漸開線蝸桿的三維實體建模，并進而利用已建立好的漸開線蝸桿完成與之配合傳動的漸開線蝸輪的三維實體建模，最后完成漸開線蝸輪、漸開線蝸桿的三維實體嚙合裝配。

技術領域

本發明涉及機械傳動零件技術領域，具體為一種漸開線蝸輪蝸桿精確建模及裝配方法。

背景技術

蝸輪蝸桿傳動屬于重要的機械傳動類型之一，能夠實現空間兩交錯軸間的傳動，具有傳動比大、傳動平穩、結構緊湊、噪聲低等優點，所以在各類機械傳動系統中廣泛應用。但是用傳統方法進行制造，存在過程復雜、效率低下、容易出錯等問題。為了提高產品設計效率，縮短研發周期及改善蝸輪蝸桿嚙合的質量，蝸輪蝸桿的參數化裝配設計地位和作用尤為重要。

目前，蝸輪蝸桿參數化裝配設計難點在于蝸輪蝸桿之間的嚙合問題，即在保證正確嚙合條件的前提下使得蝸輪蝸桿裝配體干涉達到最小。零件的參數化設計是裝配體參數化設計的基礎，根據蝸輪蝸桿的裝配關系對設計參數進行合理規劃及準確的三維建模，確保參數化過程中尺寸關聯和傳遞的完整性、精準性及高效性。因此，需要一種參數化的設計方法對漸開線蝸輪蝸桿進行三維實體建模并裝配。

發明內容

本發明的目的在于提供一種漸開線蝸輪蝸桿精確建模及裝配方法，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1.1中蝸輪齒輪漸開線生成方法類似，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)+t?sin(50t))

y＝r_b(sint-t?cost)

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，