[发明专利]一种小模数渐开线花键精确建模方法

说明书

本发明公开了一种小模数渐开线花键精确建模方法，首先分析基本参数齿数、模数、压力角、变位系数。由基本参数得出齿形参数分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、基本齿槽宽。其次采用VB驱动程序形成渐开线导入AUTOCAD，采用基本参数选取一段渐开线作为齿轮轮齿的齿线。采用CAD工具画出整个齿轮轮廓。最后导入CATIAV5拉伸建模得出实体，进行齿轮其他部位的设计。经过实际加工验证取得良好的效果得出该方法为切实可行的方法之一。

技术领域

本发明涉及一种建模方法，具体涉及一种小模数渐开线花键精确建模方法。

背景技术

渐开线花键在机械传动以及机械连接中使用非常广泛，工程技术人员在设计中经常需要创建三维模型用来分析齿轮箱的结构以及装配结构的优化与检查。传动部件的有限元分析等都需要三维建模。传统模式小批量渐开线花键或者圆柱齿轮单件试样时需要订购专用滚刀或者插齿刀具以及需要订购专用工装夹具需要投入巨大的成本。此时精确建模显得尤为重要。精确建模后可以采用高精度线切割进行快速加工快速装配快速进行首样阶段的测试。

传统模式建模比较复杂首先需要计算渐开线花键的参数，采用三维软件UG、Pro/ENGINEER,Solidworks软件进行建模时需要将计算公式全部导入软件f(x)中，然后采用公式曲线进行参数化驱动VB得出渐开线的轮廓点，通过拟合工具将展成点逐个拟合连接起来就得到一段渐开线，此过程比较费时。渐开线绘制从基圆开始到齿顶圆结束，基圆到齿根圆部分为非渐开线，用直线和圆弧绘制。绘制时只需要绘制出齿的一侧齿形轮廓，再通过镜像，绘制出另一侧的齿行轮廓。此种方法绘制渐开线时较为复杂且渐开线精度受到拟合点的约束无法得到精确的渐开线。当遇到变位齿轮时轮齿的分度圆法向齿厚的变化会加剧建模的难度且调整异常困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是一种小模数渐开线花键精确建模方法，采用一种新的建模方式，可以有效解决现有技术中的不足。

本发明是通过以下技术方案来实现的：一种小模数渐开线花键精确建模方法，包括以下几个步骤：

S1、首先分析基本参数齿数、模数、压力角、变位系数，由基本参数得出齿形参数分度圆直径、齿顶圆直径、齿根圆直径、基圆直径、基本齿槽宽；

S2、其次，采用VB驱动程序形成渐开线导入AUTOCAD，采用基本参数选取一段渐开线作为齿轮轮齿的齿线，采用CAD工具画出整个齿轮轮廓；

S3、最后，导入CATIAV5拉伸建模得出实体，进行齿轮其它部位的设计。

作为优选的技术方案，渐开线的绘制方法包括以下步骤：

(一)渐开线的参数方程以及VB程序驱动渐开线；

(二)渐开线内花键建模过程；

(三)渐开线花键建模过程。

作为优选的技术方案，渐开线的参数方程以及VB程序驱动渐开线：

x＝rb*cos(θ)+rb*rad(θ)*sin(θ)

y＝rb*sin(θ)-rb*rad(θ)*cos(θ)

rb---基圆半径

BK---渐开线发生线

θk---渐开线上K点的展角

rK---渐开线上K点的向径

αK---渐开线K点的压力角；

由以上公式可知渐开线的形成完全与基圆半径有关，由此可采用VB程序参数化的方式精确建立渐开线。

作为优选的技术方案，渐开线内花键建模过程如下：

基圆直径Db＝mz cosα