Solidworks渐开线齿轮画法

（三）使用 Solidworks 设计库绘制齿轮
其实使用这种方法生成齿轮放在这一类里有点不合适， 但主要是不放在这儿的话也不知道该放在哪儿了， 就 暂且这么放着吧。 完整版的 Solidworks， “设计库”“Toolbox”“ISO”下有“动力传动”设计库，通过设置参数可以生 成需要的齿轮， 不过设计库里的齿轮好像只能生成标准齿轮， 变位齿轮无法生成。 如下图所示， 是使用 Solidworks 设计库生成齿轮的过程。
完成后， 在基圆与齿根圆之间加圆弧与齿根圆相切 （半径 0.76mm） 。绘制方法可参考如下：画圆，标注尺寸， 约束与齿根圆相切，约束过点；放大并仔细查看约束过点处是否出现曲线交叉导致闭环，并作适当处理。最后 镜像圆角，将不必要的曲线设置为构造线，对齿根圆进行剪切等。
-3-
百思论坛（http://www.baisi.net/forum-64-1.html） ，共建交流平台
5、拉伸，生成实体齿轮 对 4 中得到的草图进行拉伸可得到如图所示齿廓， 并对该拉伸特征进行圆周阵列， 就可以得到完整的齿轮模 型了。 注：在上面，也可以不对齿根圆进行剪切，而经过两次拉伸得到含 1 个齿的齿轮，再单独对齿廓特征进行圆 周阵列得到完整齿轮模型。
-4-
百思论坛（http://www.baisi.net/forum-64-1.html） ，共建交流平台
8
百思论坛（http://www.baisi.net/forum-64-1.html） ，共建交流平台
（二）使用齿轮插件（GearTrax 或迈迪插件生成齿轮）
GearTrax 主要用于齿轮的精确自动设计和齿轮副设计， 也是比较简单的齿轮生成方法， 只是注意要使用正确 的插件版本。以 GearTrax 为例，该插件具有向下兼容 Solidworks 主程序的功能，即高版本的 GearTrax 可以正常 驱动低版本主程序。 各版本的 GearTrax 插件欢迎大家到“百思论坛”“Solidworks 版块”下的资料整理贴下载，网址如下： http://www.baisi.net/thread-3027806-1-1.html GearTrax 插件界面如下图所示：
百思论坛（http://www.baisi.net/forum-64-1.html） ，共建交流平台
Solidworks 渐开线齿轮画法
—— buaazhang 制作 注：1、下面所绘制的齿轮参数为： 模数=2，齿数=30，压力角=20 度。 2、讲解使用的 Solidworks 主程序为 2007 版。
4.2、标注齿厚 s 的尺寸。 齿厚 s=p/2=pi*m/2=pi=3.14。 下面对齿厚进行标注，右键属性查看该标注的全名（此处为 D6） 。接下来使用智能尺寸，或方程式修改 D6 为 3.14mm。
5、重新镜像齿廓 重新绘制中心线，并使该中心线过上面得到的 3.14mm 齿厚线的中点，重新使用镜像，复制齿廓并将原齿廓 设置为构造线，剪切掉多余部分曲线。
-1-
百思论坛（http://www.baisi.net/forum-64-1.html） ，共建交流平台
4、画中心线，镜像、剪裁 4.1、取任意角度（粗略估计为一个齿宽度左右即可）画一条中心线，镜像 2 中得到的曲线，并进行适当剪 裁。这里需要注意的是，剪裁时应选对镜像前源曲线进行剪裁。
-2-
百思论坛（http://www.baisi.net/forum-64-1.html） ，共建交流平台
并在“曲面放样”属性下的轮廓中选择草图 2（竖起线）和草图 4（草图点） ，在中心线参数中选择草图 3（半圆 弧） ，单击确定，如图所示。
上面， “中心线参数”的作用是：约束从放样的两个轮廓（草图 2 和草图 4）之间形成的中间轮廓都是“中 心线参数” （草图 3）的法向。 6、仍然选择上面使用的基准面进入新的草图绘制，选中 5 中得到的曲面的边线并“转换实体引用” ，这样， 近似渐开线就得到了。 7、最后，简单检验一下绘制的“渐开线”是否符合要求。 用上面的基准面进入草图，先绘制一段超点任意、与基圆同直径的弧线并且圆心重合，通过约束定义圆弧起 点与“渐开线”起点重合；再绘制一条起点为圆弧终点、斜向下的直线，通过约束定义其与圆弧相切、另一端点 与“渐开线”重合。绘制好后，分别标注直线和圆弧的长度，并将这两个尺寸设置为“从动” 。拖动直线与圆弧 的重合点，在不同位置观察圆弧和直线的长度是否一致。
Baidu Nhomakorabea
II 直接使用 Solidworks 主程序生成齿廓曲线
在 SolidWorks 中绘制渐开线的方法有很多，一般认为使用方程式得到的渐开线最为精确。实际上除了使用 方程，在 Solidworks 中还可以通过曲面生成近似的渐开线，尽管这种方法得到的渐开线只是近似的，但对于一般 普通建模来说也可以达到精度要求了。 （一） “曲面放样”生成渐开线 曲面生成渐开线有很多中方法，如“曲面扫描” 、 “曲面放样”等，这里只给大家介绍“曲面放样”生成渐开 线，因为对于初学者这种方法比较容易理解。 1、首先新建一个零件，使用前视基准进入草图绘制，在草图中心分别绘制直径为 60mm 和任意尺寸的圆， 将直径 60mm 的圆设定为构造线，对这两个圆标注尺寸，并且使用 I 中方法为实线圆的直径添加方程式，如下图 所示。
对于齿轮来说，建模的难点主要体现在齿形（也就是齿廓曲线）的生成上。 从生成齿廓曲线方法的角度看，可大致分为使用外部导入数据生成齿廓曲线、直接使用 Solidworks 主程序 生成齿廓曲线以及使用第三方软件生成齿廓曲线。 Solidworks 从 2010 版开始， 在方程式驱动的曲线中可以输入参数方程， 而 2011 版可以输入由方程驱动的 3D 曲线，因此使用 2011 版的用户，可以用渐开线的参数方程来画标准齿轮；对于使用版本较低的用户，绘制渐开 线则稍微复杂一点。 本文将主要讲解如何使用 2010 之前版本绘制渐开线齿廓， 使用 2011 版绘制精确渐开线齿轮的方法将另文单 独说明。
7
百思论坛（http://www.baisi.net/forum-64-1.html） ，共建交流平台
III 使用第三方软件生成齿廓曲线 （一）使用 CAXA 导入渐开线齿廓
1、在 CAXA 中使用“齿轮” 绘制功能，设置齿轮相关参数，并选择生成的“有效齿数”为齿轮全齿数
30，保存文件并另存为“.dwg”格式；
百思论坛（http://www.baisi.net/forum-64-1.html） ，共建交流平台
I 使用外部导入数据生成齿廓曲线
使用外部导入数据生成齿廓曲线， 实质就是生成渐开线齿廓的过程。 不过注意的是使用导入数据生成的曲线 不是以草图形式存在的，在使用需要在草图中进行“转换实体引用”得到草图中可用于编辑的曲线，因此，应先 导入数据生成曲线。 1、绘制渐开线。 以笛卡尔坐标表示的渐开线，其方程为： Xt=(Db/2*cos(20))*(t*sint+cost) Yt=(Db/2*cos(20))*(sint-t*cost) 其中，t 表示旋转过的角度，单位为弧度。 1.1、下面将使用笛卡尔坐标下的渐开线公式，在 excle 中生成渐开线的离散点坐标。当然，当 t 在[0，pi]内 取值，并且步长足够小时，有理由相信得到的离散点构成的曲线就是渐开线。
1.2、将需要的坐标值 Xt、Yt、Z 复制到 txt 文件中（Solidworks 读入外部数据时，要求有 3 个坐标值，尽管 此处 Z 坐标始终为 0，但也要计入坐标中） 。 1.3、在 Solidworks 中使用“插入”“曲线”“通过 xyz 点的曲线” ，选中 2.2 中的 txt 文件，单击“确定” 生成曲线。 2、转换实体引用。 “工具”“草图绘制工具”“转换实体引用” ，选中 1 中生成的曲线，这样就能得到可用于在草图中编 辑的曲线了。 3、画分度圆（直径 Db） 、基圆（直径 Db*cos(20)） 、齿顶圆、齿根圆 如下图所示，基圆直径与分度圆直径间存在一定关系，因此在画出各圆后，要使用“工具”“方程式” “添加”指定基圆直径的表达式。具体方法是：先在草图中画出 4 个圆，再添加基圆直径的表达式。 注：如下图所示，D2、D1 分别表示使用“智能尺寸”进行标注时的顺序号，也可以通过右键属性查看某一 标注的全名， “@草图 1”表示圆所处的草图，另外也可以通过属性查看圆的名称。
4、保存并退出上面的草图，然后还是使用上面的基准面绘制一个新的草图，这次的草图是绘制一个点，该 点与上图中红圈处的点重合。确定后退出草图。 5、这样，就得到了 4 张草图。通过这 4 张草图就可以放样出“渐开线”了。使用“工具”“曲面放样” ，
5
百思论坛（http://www.baisi.net/forum-64-1.html） ，共建交流平台
(二)使用 Solidworks 方程式得到渐开线 Solidworks 2010 及 2011 版均能通过方程式定义渐开线参数方程， 因此使用 2010 及以上版本生成渐开线相对 较容易，使用 2010 之前版本方程式得到渐开线的方法，由于自己没有找到参考的，所以本文中暂时就不包括了， 后面会对此进行补充。
2、使用用草图 1 的基准面绘制一张新的草图，并绘制如图所示的图形：中心线绘制水平直径，实线绘制竖 直线并为其标注尺寸，尺寸的大小任意。接下来，按照渐开线的定义（向径等于其绕过的圆弧长度）为竖起线添 加方程式“"D1@草图 2" = "D2@草图 1" * pi/2” 。 3、使用草图 1 和草图 2 的基准面再绘制一张新的草图，在这个草图中绘制一个半径与草图 1 中的圆一样大 的半圆，并且圆心重合，圆弧的两点分别与圆的两个点重合，如图所示。
9
2、在 Solidworks 中打开保存的“齿轮.dwg” ，提示“默认模板无效” ，单击“确定” ； 在弹出的“DXF/DWG 输入”对话框中选择“输入到新零件” ，单击“完成”进入 Solidworks 草图绘制界面；
3、如果导入的草图如上图所示有中心线的话，将中心线删除； 4、有时，由于不同软件绘图精度设置不同，导致导入的草图“开环” ，为了保证能正确“拉伸”生成齿轮， 在进入“拉伸”前先使用“工具”“样条曲线工具”“套合样条曲线” ，并全选上面导入的草图（直接用鼠 标框选即可） ，单击确定生成套合样条曲线； 5、 “拉伸”生成齿轮。
观察发现，现在基本上每个点都能够达到弧长和直线长相等。但是如果将小数点的位数加长，就会发现几乎 没有一个点是一样的。这是因为在 SolidWorks 中的放样线条都是用一段一段的短线段逼近的，如果需要精度较 高的渐开线就不能简单地应用上面的方法了！
6
百思论坛（http://www.baisi.net/forum-64-1.html） ，共建交流平台