SolidWorks-画渐开线直齿轮的三种画法

SolidWorks 2014画渐开线直齿轮的三种画法

摘要：本文详细介绍了SOLIDWORKS 画渐开线直齿轮的三种画法，分别是方程式驱动的参数法、TOOLBOX 标准库取样法以及GEAR TRAX 插件法，个人觉得GEAR TRAX 插件做出来的齿轮最精确，但是因为要下载插件比较繁琐，TOOLBOX 方法比较简单，但模型不够精确，方程式法需要对齿轮相关的参数有一定的了解，非常值得学习。

0 前言

本文针对的是初级学习者，所以对于SOILDWORKS 的大神一笑而过就好，勿喷。这三种方法百度上都有，但不够集中，初学者学起来很费劲，所以我就将三种方法集中起来供大家参考。

本文齿轮参数设模数为m=2，齿数为z=50，压力角ο20=α，齿宽B=20，则根据相关的公式得到：

分度圆直径：d=mz=100mm

齿顶圆直径：da=（z+2）m=104mm

齿根圆直径：df=（z -2.5）m=95mm

基圆直径：db=mzcos α=93.969mm

分度圆齿厚：s=0.5m π=π

齿轮齿根圆角：r=0.38m

注：当压力角为20度时，齿轮齿数在41及以下，基圆直径大于齿根圆直径，齿数在42及以上，基圆直径小于齿根圆直径，本例为第二种情况。

1、对于直齿圆柱齿轮，当基圆大于齿根圆时，整个齿形就会分为：工作部分和非工作部分，工作部分为渐开线，非工作部分为过渡曲线，它们可用计算法、查表法、和代圆弧法来确定。

2、当基圆小于齿根圆时，由于过渡曲线部分不参与啮合，因此可以做成任意曲线，只要不妨碍共轭齿条（或齿轮）齿顶的运转即可，通常用直线、圆弧与铣刀齿形的渐开线部分连接。

我们这里统一将齿根圆与基圆的过度设成圆角，大小为0.38m 。

渐开线方程式：ϕϕϕsin cos b b r r x +=

ϕϕϕcos sin b b r r y -=

这里rb=db/2，是基圆半径，ϕ为渐开线走过的角度，这里取0~π/4就好。

1 方程式法

打开SOLIDWORKS ，新建一个文件，打开方程式，方程式在工具选项卡里面

在全局变量下输入需要的齿轮参数

单击确定，首先将度改为弧度工具>选线>文档属性>单位

单击确定，在前视基准面下新建一个草图，在样条曲线选项下选择方程式驱动的曲线，并输入上述渐开线方程式，得到渐开线曲线

注：输入公式时，引用参数要打双引号，且在英文输入法下

退出草图，在前视基准面下新建草图，画出基圆，齿根圆，分度圆，齿顶圆，并随意标注

打开方程式选项卡，在特征下面点击方程式的下属空白框，然后单击草图上的尺寸标注，就会出现“D4@草图2”，在数值/方程式下选择全局变量下的“da”

同理，完成齿根圆，基圆，分度圆的方程式创建，这里创建一个方程式后，尺寸标注会看不见，只需要点击一下左边树状的草图，，标注就会显现出来

在草图2下将草图1的样条曲线转换为实体引用，隐藏草图1，原因是因为我们不好直接对参数化建模的渐开线作剪裁，所以曲线救国

作一条构造线，用于渐开线的镜像，同时将分度圆剪裁掉，留下一小段，并将小段分度圆两头分别与构造线和渐开线重合

尺寸标注小段分度圆，标注圆弧的时候先单击上下两点，在=再单击圆弧

打开方程式选项卡，在方程式项目下添加方程式，单击刚刚的尺寸标注，输入参数

重新打开草图2，镜像渐开线，并剪裁

单击3点圆弧按钮，选择创建两段圆弧，并标注，两段圆弧坐相等约束，并分别与基圆、分度圆相切

打开方程式选项，选择刚才的标注，在数值/方程式下选择r，即齿根圆角

重新打开草图2，剪裁曲线，为了避免剪裁曲线后方程式错误，可以将不需要的曲线设置成构造线

拉伸草图，得到一个齿，然后阵列，选择外圆面和特征

2 Toolbox库选择法

打开SolidWorks，选择任务窗格，然后选择toolbox

选择国标GB

选择动力传动，齿轮，正齿轮，右键，生成零件

设置模数，齿数，压力角

并另存为零件，可以看到，生成的齿轮没有齿根圆角，渐开线也不够标准，不适合用于受力分析，但适合用于齿轮表示的地方

3 Gear Trax插件法

下载gear trax插件，/s/1jIvqPee

根据里面的说明说安装，为了避免错误，我上传的是英文包，英语稍微差一点的可以对照中文界面

选择直齿轮，将模数设置为2，单位为metric，在pinion的teeth下设置为50，facewidth 设置为20，在右边create in cad中选择pinion only，其他的默认

然后单击下面第二个图标，等待，然后自动创建完成

可以看到，齿轮建立很标准，同时如果有螺旋角，还可以很方便的建立螺旋齿轮

结论

本文介绍了SOLIDWORKS的三种齿轮建立方法，借此抛砖引玉，方便初学者，当然还有别的方法，读者可以自行百度，个人觉得第一种方程式法很有挑战性，对于学者以后的参数

化建模有很大的借鉴意义，而插件法可以用于有限元或动力学仿真，得到的结果会比较准确。