[发明专利]一种用于直齿或斜齿的非圆柱齿轮的建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种传动零件的建模方法，特别是一种利用计算机绘图软件强大的二次开发功能实现对直齿或斜齿的非圆柱齿轮建模的方法。

背景技术

直齿或斜齿的非圆柱齿轮是机械领域用于传递平行轴运动和动力最基础的零件之一，广泛应用于矿山、冶金、建筑和运输等各种机械设备。随着计算机技术的高速发展，齿轮的设计制造正在朝向由计算机辅助设计、制造、分析和测量方向发展。进行计算机辅助设计，首先需要一个齿轮的三维几何模型，目前常见的直齿和斜齿非圆柱齿轮的建模方法主要是利用现有的大型商业软件或对大型商业软件进行二次开发完成的，这种建模方式需要进行繁琐的数学计算，并且每次建模只能为单一的某个特定类型的齿轮建立模型，不能用于其它不同类型的直齿和斜齿非圆柱齿轮的建造模型，例如渐开线齿轮的模型不能用于摆线齿轮。另外，每对一个不同类型的直齿或斜齿的非圆柱齿轮进行建模，都需要根据实际的具体要求，进行具体的三维造型，这就要求设计者具有很高的齿轮和软件方面的专业知识，工作复杂繁琐，不易掌握，因此迫切一种统一简便的齿轮三维建模方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种通用的简单易学的直齿或斜齿的非圆柱齿轮的建模方法，适用于各种不同直齿或斜齿的非圆柱齿轮的三维实体模型的建造。

技术方案

一种用于直齿或斜齿的非圆柱齿轮的建模方法，包括如下步骤：

(1)用计算机创建齿廓曲线参数化模块，在部件环境下，通过曲线组或云点逐一创建齿每个轮齿齿面曲面；

(2)在部件环境下，逐一创建每一个轮齿的实体；

(3)在部件环境下，创建齿轮齿根非圆柱实体；

(4)合并轮齿和齿轮齿根非圆柱实体、通过修整即得完整的虚拟三维齿轮仿真实体；

其特征在于：所述步骤(1)在用计算机创建齿廓曲线参数化模块，通过齿廓曲线组或云点完成一个轮齿齿面曲面，选用如下的参数方程来完成：

z＝u+lcosγ

其中，

cosγ＝tanβcosα，

cosλ=cosαsinγ,]]>

u(θ)=∫0θrdθtanβ,]]>

x-齿面上一点的横坐标；            y-齿面上一点的纵坐标；

z-齿面上一点的轴向坐标；        r-为齿轮节曲线向径；

θ-齿轮节曲线上的角；           θ_i-第i个齿面在端面节曲线上的角；

l-齿面法线长；                  α-齿面法线的方向角，0≤α≤π；

γ-齿面法线的方向角，0≤γ≤π  β-为斜齿轮的螺旋角；

τ-中间变量；                   λ-中间变量，0≤λ≤2π；

-基本参变量；                       u-基本参变量；

上述方法中，所述步骤(1)中当β＝0，λ＝α，θ＝0，γ＝π/2，且u＝z时，齿形为直齿。

上述方法中，所述步骤(1)中的轮齿齿面曲面可以通过齿廓曲线参数方程手工输入、截取、修整完成，也可以把齿廓曲线参数方程用计算机语言编程并作为宏程序，运行该程序取得轮齿的封闭草图，并截取、修整完成。

上述方法中，所述步骤(2)、(3)、(4)可以运用一系列布尔逻辑运算命令完成。

有益效果