怎么做圆柱体(SolidWorks 创建齿轮模型的几种方法)

Posted 2023-05-26

篇首语：聪明在于勤奋，天才在于积累。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了怎么做圆柱体(SolidWorks 创建齿轮模型的几种方法)相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

怎么做圆柱体(SolidWorks 创建齿轮模型的几种方法)

1.描点法

描点法是构建齿轮参数化模型通用的方法。利用 SolidWorks 进行齿轮零件的建模时，如何绘制精确的齿廓曲线草图是关键一步。首先需要将齿轮渐开线方程转换成直角坐标形式，将坐标数值转成齿轮．txt 格式的文件；然后打开 SolidWorks 软件，先做齿轮基圆体，用曲线指令中的“通过 XYZ 点的曲线”明令，调入齿轮．txt 文件；最后，用 SolidWorks 的作图基本命令画出齿形，通过放样或扫描等特征生成三维齿轮模型。采用描点法的建模过程较为繁琐，但其优点是只要建立精确的数学模型，多取些点就可以获得较高的曲线精度，从而提高三维模型的精度。

2.参数法

参数法就是建立一个通用的齿轮模版文件，模版文件可以将描点法中的分析曲线、建立数学模型、计算型值点坐标等过程编写好程序，将程序内置，通常应用界面比较简单，用户只需输入齿轮相应参数，就可以方便而迅速地建立起模型。采用参数法建模时难点在于模板文件的建立，但对于创建直齿圆柱齿轮及斜齿轮等常用标准齿轮可在网上下载适用 SolidWorks 软件的齿轮模板，如果要创建新的齿轮机构就须先创建新的模板。

3.插件法

利用插件法是一种很便捷的建模方法，但必须获得开发商授权。

3.1Toolbox 中自带齿轮工具

在 SolidWorks2007 版本以前没有 Toolbox。在 SolidWorks2008 版本及以后版本的安装时需要安装 Toolbox 才能使用此功能。 Toolbox 里可以插入齿轮，不过最好是在装配界面里面操作，才可以修改所需齿数和模数等参数。生成的齿轮齿形为圆弧，无变位，一般场合适用。使用 geartrax 时要注意所用 SolidWorks 版本的语言，有的需要在英文版本中使用 geartrax 插件，使用该插件可以快速生成一对齿轮，精确齿形，可加入变位、齿宽等。FNT 三维齿轮插件是很好的齿轮副设计工具，具有精确齿形，可加入变位、齿宽等参数，可进行强度校核、生成检验公差值及生成齿轮设计报告，是齿轮三维设计的理想工具。

4.不采用插件快速构建齿轮模型方法

现以构建一个齿数为 18，模数 2．5，压力角为 20° 的渐开线直齿圆柱齿轮为例，具体操作描述如下。

4.1借助 CAXA 软件

该方法可操作性强，方便快捷，借助 CAXA 电子图板，可以快速精确绘制齿轮齿形轮廓线。运行 CAXA 电子图板，点击主菜单＂绘制＼齿轮＂，弹出如图 1 所示的齿形参数对话框。在对话框中输入相应参数，点击下一步，弹出如图 2 所示对话框，有效齿数输入 18，点击完成，出现齿轮齿形轮廓线如图 3 所示，将此图形以“齿形．dwg”格式保存。

图 1 齿轮参数对话框

图 2 齿形预显对话框

图 3 齿形轮廓线

图 4 调入齿形图形文件

图 5 齿轮模型

运行 SolidWorks，打开以“齿形．dwg”格式保存的齿轮齿形轮廓线图形，弹出如图 4 所示对话框，打开方式选择＂输入到新零件＂，点击完成，完成在 SolidWorks 中绘制齿形轮廓线草图。利用 SolidWorks 拉伸功能，按齿宽尺寸对草图进行拉伸，建立渐开线圆柱直齿轮三维模型如图 5 所示。借助 CAXA 电子图板绘制齿轮齿形轮廓线图形，绘制的轮廓线是非常精确的，建立的齿轮三维模型也是非常准确的，最后通过 SolidWorks 的切除功能，可建立齿轮轴孔及键槽部分的结构，并且可多次引入生成多联齿轮，但操作较为麻烦。

4.2用圆弧替代渐开线

直接在 SolidWorks 中可以将渐开线进行简化，用圆弧画法近似，然后再进行圆周阵列。

步骤 1：在特征树中选择“前视基准面”作为草图绘制基准面，分别绘制齿顶圆、齿根圆、分度圆和基圆，如图 6 所示，命名为齿轮草图。

步骤 2：选择“齿轮草图”所在平面作为草图绘制基准面，在分度圆上取一点 A，连接 OA 并取中心点 O1，以 O1 为中心 O1A为半径作圆，交基圆于 B 点，以 B 点为圆心，BA 为半径作圆，在齿顶圆与基圆之间得到 CD 弧，在基圆与齿根圆之间以 r＝0．2 m（m 为模数）圆弧光滑连接，如图 7 所示，命名为“齿形绘制草图”

步骤 3：过圆心 O 作与 OA 夹角为 5°（齿距弧度 360°/18＝ 20°的 1/4）的两条线段 OA1 和 OA2，保留 A1A2 段，裁剪和删除掉其他的线条，即可得到半边齿形，用镜像命令形成另一半齿形，最终单齿齿形草图如图 8 所示

步骤 4：采用圆周阵列命令，完成图 9 所示齿轮轮齿草图。

步骤 5：齿廓完成后，利用拉伸方式完成齿轮建模。

5.方程式驱动的曲线

SolidWorks2007 版本以后可采用 “方程式驱动的曲线”工具，这种方法可以帮助用户设计生成所需要的精确数学曲线图形。对于有些在其他坐标系下定义的曲线方程，例如极坐标系方程，使用者可以使用基本的数学方法先将该坐标系下的曲线方程转换到笛卡尔坐标系，以后就可以重新定义该曲线了。关于 “方程式曲线 ” 对话框其他的选项功能可以参照 SolidWorks 帮助文件详细了解使用方法。在 SolidWorks 界面中调出方程式曲线对话框，如图 10a 所示，输入相应参数后绘制渐开线曲线如图 10b 所示。

然后在特征树中选择“前视基准面”作为草图绘制基准面，分别绘制齿顶圆、齿根圆、分度圆和基圆，如图 11 所示。当齿轮齿数大于或等于 42 时，基圆直径小于齿根圆直径，齿轮齿廓曲线自齿根圆至齿顶圆均为渐开线。当齿轮齿数小于 42 时，基圆直径大于齿根圆直径，齿轮齿廓曲线自基圆开始直至齿顶圆为渐开线，如图 12 所示，基圆以内的齿廓曲线即齿根的过渡曲线部分不是渐开线，可以在基圆与齿根圆之间以 r＝ 0．2 m（m 为模数）圆弧光滑连接，作出齿根过渡曲线。

接下来可采用镜像得到齿形，完成齿轮建模。