[發明專利]一種余弦線齒廓的非圓齒輪副三維實體建模方法

有效

• 申請號: 202010562463.2
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN111553039B
• 公開（公告）日: 2023-02-24
• 發明（設計）人: 史諾;劉瓊;張雪寧
• 申請（專利權）人: 西安航空學院
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;F16H55/08
• 代理公司: 西安眾和至成知識產權代理事務所(普通合伙) 61249
• 代理人: 強宏超

1.一種余弦線齒廓的非圓齒輪副三維實體建模方法，其特征在于包括如下步驟：

(1)設定非圓齒輪副主動輪與從動輪之間的中心距及傳動比函數，列出主動輪節曲線、從動輪節曲線在極坐標系下的方程；

(2)進行坐標轉換，將主動輪節曲線、從動輪節曲線在極坐標系下的方程轉化為笛卡爾坐標系下的方程；

(3)令主動輪轉角φ₁在0～2π之間進行線性插值，在EXCEL表格中計算不同轉角值所對應的主動輪節曲線、從動輪節曲線上的點坐標值；

(4)將計算得到的主動輪節曲線、從動輪節曲線上的點坐標值分別保存在記事本文件中，將記事本文件的后綴名由txt修改為dat；

(5)打開UG NX軟件，將步驟(4)得到的dat記事本文件導入，以連點成線的方式分別生成主動輪節曲線、從動輪節曲線；

(6)創建齒坯

在UG NX中測量主動輪或者從動輪的節曲線長度L，設定與主動輪、從動輪共軛的圓柱形插齒刀的齒數為z，則插齒刀的模數

選擇主動輪節曲線進行曲線偏置，設定齒頂高系數ha^*，偏置距離為ha＝ha^*×M，得到主動輪齒頂曲線，沿Z軸負方向對其進行拉伸，得到主動輪齒坯；采用同樣的方法，選擇從動輪節曲線為對象，偏置距離為ha＝ha^*×M，得到從動輪齒頂曲線，沿Z軸負方向對其進行拉伸，拉伸距離與主動輪齒坯相同，得到從動輪齒坯；

(7)創建插齒刀的三維模型

在UG NX軟件中新建模型文件，創建齒廓為余弦線的圓柱形插齒刀實體模型，計算插齒刀分度圓直徑D＝M×z，在插齒刀的一個端面上，以端面中心為圓心，以D為直徑畫出分度圓草圖；

(8)將齒坯與插齒刀進行裝配

在UG NX軟件中新建裝配文件，將主動輪齒坯與插齒刀裝配在一起，主動輪節曲線與插齒刀分度圓相切，在主動輪齒坯上以X軸負半軸與節曲線的交點為對象，在插齒刀上以任意一個輪齒在分度圓上的中心點為對象，兩點重合，得到主動輪齒坯與插齒刀裝配文件；

從動輪齒坯與插齒刀進行裝配時，從動輪節曲線與插齒刀分度圓相切，除此之外，在從動輪齒坯上以X軸負半軸與節曲線的交點為起點，在節曲線上取距離起點弧長為的點為對象，在插齒刀上以任意一個輪齒在分度圓上的中心點為對象，兩點重合，得到從動輪齒坯與插齒刀裝配文件；

(9)運動仿真

在UG NX中打開主動輪齒坯與插齒刀的裝配文件，切換到運動仿真模塊，依據設定連桿、設定運動副、設定驅動、設定約束、設定追蹤、設定解算方案、求解計算的步驟，進行運動仿真，運動仿真的求解過程中會在每一個計算步保存插齒刀的位置及模型；

采用同樣方式，進行從動輪齒坯與插齒刀的裝配模型運動仿真過程；

(10)非圓齒輪實體模型提取

主動輪齒坯與插齒刀裝配模型運動仿真求解完成后，點擊幾何體—提升體進行操作，在提升體對話框中選擇主動輪齒坯為提升的目標對象，點擊確認，完成提升體的設置；將部件導航器中的提升體選擇為目標，得到主動輪的三維模型；

從動輪的三維實體模型提取方式及步驟與主動輪相同，得到從動輪的三維模型；

(11)非圓齒輪副的創建

在UG NX中新建裝配文件，完成主從動輪的裝配，在零位線處，保證主動輪的齒槽與從動輪的輪齒剛好嚙合，得到非圓齒輪副三維模型。

2.根據權利要求1所述的余弦線齒廓的非圓齒輪副三維實體建模方法，其特征在于：所述(8)將齒坯與插齒刀進行裝配具體如下：

在UG NX軟件中新建裝配文件，將主動輪齒坯與插齒刀裝配在一起，主動輪節曲線與插齒刀分度圓相切，在主動輪齒坯上以X軸負半軸與節曲線的交點為對象，在插齒刀上以任意一個輪齒在分度圓上的中心點為對象，兩點重合，得到主動輪齒坯與插齒刀裝配文件；

從動輪齒坯與插齒刀進行裝配時，從動輪節曲線與插齒刀分度圓相切，除此之外，在從動輪齒坯上以X軸負半軸與節曲線的交點為起點，在節曲線上取距離起點弧長為的點為對象，在插齒刀上以任意一個輪齒在分度圓上的中心點為對象，兩點重合，得到從動輪齒坯與插齒刀裝配文件。