[发明专利]一种余弦线齿廓的非圆齿轮副三维实体建模方法

权利要求书

1.一种余弦线齿廓的非圆齿轮副三维实体建模方法，其特征在于包括如下步骤：

(1)设定非圆齿轮副主动轮与从动轮之间的中心距及传动比函数，列出主动轮节曲线、从动轮节曲线在极坐标系下的方程；

(2)进行坐标转换，将主动轮节曲线、从动轮节曲线在极坐标系下的方程转化为笛卡尔坐标系下的方程；

(3)令主动轮转角φ₁在0～2π之间进行线性插值，在EXCEL表格中计算不同转角值所对应的主动轮节曲线、从动轮节曲线上的点坐标值；

(4)将计算得到的主动轮节曲线、从动轮节曲线上的点坐标值分别保存在记事本文件中，将记事本文件的后缀名由txt修改为dat；

(5)打开UG NX软件，将步骤(4)得到的dat记事本文件导入，以连点成线的方式分别生成主动轮节曲线、从动轮节曲线；

(6)创建齿坯

在UG NX中测量主动轮或者从动轮的节曲线长度L，设定与主动轮、从动轮共轭的圆柱形插齿刀的齿数为z，则插齿刀的模数

选择主动轮节曲线进行曲线偏置，设定齿顶高系数ha^*，偏置距离为ha＝ha^*×M，得到主动轮齿顶曲线，沿Z轴负方向对其进行拉伸，得到主动轮齿坯；采用同样的方法，选择从动轮节曲线为对象，偏置距离为ha＝ha^*×M，得到从动轮齿顶曲线，沿Z轴负方向对其进行拉伸，拉伸距离与主动轮齿坯相同，得到从动轮齿坯；

(7)创建插齿刀的三维模型

在UG NX软件中新建模型文件，创建齿廓为余弦线的圆柱形插齿刀实体模型，计算插齿刀分度圆直径D＝M×z，在插齿刀的一个端面上，以端面中心为圆心，以D为直径画出分度圆草图；

(8)将齿坯与插齿刀进行装配

在UG NX软件中新建装配文件，将主动轮齿坯与插齿刀装配在一起，主动轮节曲线与插齿刀分度圆相切，在主动轮齿坯上以X轴负半轴与节曲线的交点为对象，在插齿刀上以任意一个轮齿在分度圆上的中心点为对象，两点重合，得到主动轮齿坯与插齿刀装配文件；

从动轮齿坯与插齿刀进行装配时，从动轮节曲线与插齿刀分度圆相切，除此之外，在从动轮齿坯上以X轴负半轴与节曲线的交点为起点，在节曲线上取距离起点弧长为的点为对象，在插齿刀上以任意一个轮齿在分度圆上的中心点为对象，两点重合，得到从动轮齿坯与插齿刀装配文件；

(9)运动仿真

在UG NX中打开主动轮齿坯与插齿刀的装配文件，切换到运动仿真模块，依据设定连杆、设定运动副、设定驱动、设定约束、设定追踪、设定解算方案、求解计算的步骤，进行运动仿真，运动仿真的求解过程中会在每一个计算步保存插齿刀的位置及模型；

采用同样方式，进行从动轮齿坯与插齿刀的装配模型运动仿真过程；

(10)非圆齿轮实体模型提取

主动轮齿坯与插齿刀装配模型运动仿真求解完成后，点击几何体—提升体进行操作，在提升体对话框中选择主动轮齿坯为提升的目标对象，点击确认，完成提升体的设置；将部件导航器中的提升体选择为目标，得到主动轮的三维模型；

从动轮的三维实体模型提取方式及步骤与主动轮相同，得到从动轮的三维模型；

(11)非圆齿轮副的创建

在UG NX中新建装配文件，完成主从动轮的装配，在零位线处，保证主动轮的齿槽与从动轮的轮齿刚好啮合，得到非圆齿轮副三维模型。

2.根据权利要求1所述的余弦线齿廓的非圆齿轮副三维实体建模方法，其特征在于：所述(8)将齿坯与插齿刀进行装配具体如下：

在UG NX软件中新建装配文件，将主动轮齿坯与插齿刀装配在一起，主动轮节曲线与插齿刀分度圆相切，在主动轮齿坯上以X轴负半轴与节曲线的交点为对象，在插齿刀上以任意一个轮齿在分度圆上的中心点为对象，两点重合，得到主动轮齿坯与插齿刀装配文件；

从动轮齿坯与插齿刀进行装配时，从动轮节曲线与插齿刀分度圆相切，除此之外，在从动轮齿坯上以X轴负半轴与节曲线的交点为起点，在节曲线上取距离起点弧长为的点为对象，在插齿刀上以任意一个轮齿在分度圆上的中心点为对象，两点重合，得到从动轮齿坯与插齿刀装配文件。