专栏/基于方程式的圆弧齿锥齿轮设计

基于方程式的圆弧齿锥齿轮设计

2023年04月09日 15:16--浏览 · --点赞 · --评论
超异步耦合
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      很多UP主都上传过锥齿轮建模的视频,但大多都是单个锥齿轮的建模,对于锥齿轮的装配却介绍的不甚清楚。

      而事实上在一个有效装配中,两个互相啮合的锥齿轮是互相影响的互遏关系,所以基于单个锥齿轮的无参数关联的建模没有任何用处。

https://www.bilibili.com/video/BV1Nc411s7Dj?t=2.6

                                                                 锥齿轮装配

如上图,锥齿A和锥齿B的各自轴心以确定的sigma角度装配,两个齿轮的锥心重合,通过调整齿数来调整传动比,就算只调整其中一个齿轮的齿数,同时两轮各自的分锥角delta1,delta2也会随动影响才会保持正确的装配。

本文将介绍如何创建一个弧锥齿轮组,在一切开始之前,你需要准备一套inventor软件(或者其他支持极坐标方程的软件),以及你需要一定程度的软件熟练度,因为本文不会赘述软件的基本操作。

单独创建一个文件夹以进行该工程,创建一个装配体文件,命名为锥齿轮装配体,在装配体中创建一个零件作为布局零件,其目的是作为总的参数库和装配依据。

在布局零件参数表中输入以下参数,并写好注释———作为一名优秀的设计师,要养成良好的参数表建模习惯。

hx= 0.8                                                '齿高系数

M= 7.2                                                    '模数

d1= M * z1                                          '锥齿A分度圆

z1= 12                                                    '齿数

delta1= atan(sin(sigma) / (i + cos(sigma) )) '分锥角

z2= 25                                                        '齿数

delta2= sigma - delta1                              '分锥角

sigma= 80                                               '轴交角

hap= ( hx ) * M                                          '齿顶高

hfp= (hx + cx ) * M                                      '齿根高

cx= 0.25                                                     '顶隙系数

d2= z2 * M                                                '锥齿B分度圆

a= 30                                                        '压力角

b= bzs + bpy * 2                                         '运算齿宽

i= z2 / z1                                                     '传动比

betam= 25                                                                                                    '中点螺旋角

beta1= asin(( 1  / D0 ) * ( R + ( Rm * ( D0 * sin(betam) - Rm ) ) / R ))            '大端螺旋角

R= d1 / ( sin(delta1) * 2  )                                                                             '大端锥距

Rm= R - b / 2                                                                                             '中点锥距

Ri= R - b                                                                                             '小端锥距

D0= 114.3                                                                                             '刀盘直径

beta2= asin(( 1  / D0 ) * ( Ri + ( Rm * ( D0 * sin(betam) - Rm ) ) / Ri )) '小端螺旋角

sitaf= atan(hfp / R)                                                                               '齿根角

sitaa= atan(hap / R)                                                                         '齿顶角

cs3= ( 3  * cos(betam) / 2  + cos(3  * betam) / 2  ) / 2         'cos^3(betam)    曲线齿轮当量系数

zhx1= z1 / ( cos(delta1) * cs3 )                          '齿轮A的当量齿数

zhx2= z2 / ( cos(delta2) * cs3 )                          '齿轮B的当量齿数

chxz= 0.28                                                          '齿厚修正

CGYJ= 0.15  * M                                               '齿根圆角

CDYJ= 0.1  *M                                                '齿顶圆角

bzs= 35                                                          '实际齿宽

bpy= 1.5                                                       '齿宽偏移(用于切除)

DJ= 0.2  * M                                                 '倒角


其中,betam是刀盘定义圆在齿宽中点的螺旋角,如果betam=0,那么就是零度圆弧齿锥齿轮。


在布局中创建草图

其目的是作为齿轮的装配依据,三条线的顶点是两个齿轮的锥心,中间的线是齿轮的啮合线。

如此便大菊以腚,我们已经定义了齿轮组的基本参数。

在装配体中,创建第二个零件,命名为锥齿A,在锥齿A的参数表中点击左下的“链接”,引入布局零件参数,这就是布局控制齿轮参数的原理。

接下来就是在网上找来资料,吸收前人的智慧

就算身为学渣,也不要被名头吓倒,要有照虎画猫的自信。

论文的前面介绍的球面渐开线的原理,学渣不必过于深究,反正也搞不明白。我们直接找到方程式。

软件参数设计中只识别英文括号!!!

第一个极坐标方程式是大端两侧的齿廓曲线,

接下来在“锥齿A”中编辑

我们需要创建上述极坐标方程中所需的参数,根据齿轮的基本原理,于是得出

deltaf=delta1 - sitaf

deltaa=delta1 + sitaa

zf=z1

zx1=zhx1                              'zhx1是当量齿数

dx1=zx1*M                               '当量分度圆

dbx1=dx1 * cos(a)                   '当量基圆

hb=( dx1 - dbx1 )

sitab=atan(( ( hb ) / 2 ul ) / R)

deltab=delta1 - sitab

这个方程唯一的难点就是齿厚角的计算(尝试过inv函数,但并不成功),论文作者没有详细介绍。

通过我初中数学打下的基础(确信),通过直觉可以判断-----基圆齿厚角就藏在PHI方程所定义的角度变化中。

因为PHI定义的是渐开线扫描点以Z轴为轴心旋转的角度,我们只需要通过PHI方程先算出在分度圆上PHI的角度,同时我们已知了分度圆齿厚角。于是得出:

sdkjl=( 1 ul / sin(deltab) * acos(( cos(delta1 + 0 ul * ( deltaa - delta1 )) / cos(deltab) )) - acos(( tan(deltab) / tan(delta1 + 0 ul * ( deltaa - delta1 )) )) )            '渐开线在分度圆上时PHI角度。

所以基圆齿厚角     

sbmjl=360 deg / zf / 2 ul + sdkjl * 2 ul

(另外提一嘴,在用平面极坐标方程设计圆柱直齿轮时,也可以用同样的方法算出齿廓任意点的齿厚角)

于是我们就有了极坐标方程组

大端渐开线A:

rho=R  

theta=deltaf+t*(deltaa-deltaf) 

 phi=1/sin(deltab)*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) ))  



大端渐开线B(外侧):

rho=R                                                                                                                                                                  

 theta=deltaf+t*(deltaa-deltaf)                                                                                                                                            

  phi=-(1/sin(deltab)*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )))-(360 deg / zf - sbmjl)

论文里面的PHI, THETA 和软件定义的相反,但是无伤大雅

只要按对应的次序输入方程式,注意将T的起点设为0.4,不然会报错,具体原因后面解释。

这样我们就得到了一个缺了半截的曲线。

创建论文中所需的参数

R0=D0/2                          ,刀盘半径

L1=sqrt(( Rm ) ^ 2 ul + ( R0 ) ^ 2 ul - 2 ul * Rm * ( R0 ) * sin(betam))

S0=180 deg - acos(( (L1) ^ 2 ul + (R0) ^ 2 ul - (R) ^ 2 ul ) / ( 2 ul * L1 * R0 ))

创建论文中的参数

SK=180 deg - acos(( ( L1 ) ^ 2 ul + ( R0 ) ^ 2 ul - ( R - b ) ^ 2 ul ) / ( 2 ul * L1 * R0 ))

j0=atan(( R0 * sin(S0) / ( L1 + R0 * cos(S0) ) ))

jk=atan(( R0 * sin(SK) / ( L1 + R0 * cos(SK) ) ))

q0=j0 / sin(delta1)

qk=jk / sin(delta1)

那么齿根的齿形方程


齿根线A:

rho=(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))/cos(atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))      

 theta=deltaf     

PHI=betaf-((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta1)-q0)                           




黄标处有错误,对应的是beta_a,齿顶偏角

通过论文的提示,我们需要算出齿根偏角betaf

betaf=acos(( ( cos(deltaf) / cos(deltab) ) ^ ( ( -1 ul ) ^ ( sign(deltab - deltaf) ) ) )) / sin(deltab) - acos(( tan(deltab) / tan(deltaf) ) ^ ( ( -1 ul ) ^ ( sign(deltab - deltaf) ) ))

式中,“ ^ ( ( -1 ul ) ^ ( sign(deltab - deltaf) )”是一个倒函数的后缀,其原理是,

当a=sign(b),如果b>=0,a=1;b<0,a=0。这个sign函数在其他软件中虽然功能一样,但是定义不同,需酌情使用。

目的是解决齿轮构型中的老大难问题,当到达一定齿数时,基圆DB会大于齿根圆DF(对应的角度DELTAB也会大于DELTAF),这时候如果有类似arccos(cos(deltab)/cos(deltaf))的运算,软件便会因为arcos的运算机制而报错。

所以“ ^ ( ( -1 ul ) ^ ( sign(deltab - deltaf) )”的作用是当分子大于分母时,将底数自动转换为倒数。

我们还可以用这个方法,(a-b)/sqrt((a-b)^2),当a-b大于0时,返回1,小于0时返回-1。


这个问题对应了前文中的缺了半截的函数曲线,因为坑爹的是,inventor的表达式曲线不支持sign函数,同样也不能进行根号下为0(sqrt(0))的运算。所以在曲线的下半段会报错。

我们也可以单独创建一个变量名,以备用

dhs=( ( -1 ul ) ^ ( sign(deltab - deltaf) ) )                                                          ’倒函数



言归正传

根据上文的原理,我们可以通过PHI方程算出根圆齿厚角,

sitafmjl=( 1 ul / sin(deltab) * acos(( cos(deltaf + 0 ul * ( deltaa - deltaf )) / cos(deltab) ) ^ dhs) - acos(( tan(deltab) / tan(deltaf + 0 ul * ( deltaa - deltaf )) ) ^ dhs) )                      '渐开线在齿根时,齿根PHI角度

  sfmjl=  360 deg / zf / 2 ul + ( sdkjl - sitafmjl ) * 2 ul                           ‘根圆齿厚角

于是另一侧的

齿根线B:       

rho=(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))/cos(atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))      

 theta=deltaf

PHI=betaf-((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta1)-q0)-(360/zf-sfmjl)

创建betaa

betaa=( acos(cos(deltaa) / cos(deltab)) / sin(deltab) - acos(tan(deltab) / tan(deltaa)) )



齿顶线A可以直接抄下来


齿顶线A:

rho=(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))/cos(atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))

theta=deltaa

phi=betaa-((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta1)-q0)


同样,另一侧的齿顶线需要先算出齿顶齿厚角

t1dhs=( ( deltaf + t1 * ( deltaa - deltaf ) ) - deltab ) / sqrt(( ( deltaf + t1 * ( deltaa - deltaf ) ) - deltab ) ^ 2 ul)                                                   ’使t=1时的倒函数

sitaamjl=( 1 ul / sin(deltab) * acos(( cos(deltaf + t1 * ( deltaa - deltaf )) / cos(deltab) ) ^ t1dhs) - acos(( tan(deltab) / tan(deltaf + t1 * ( deltaa - deltaf )) ) ^ t1dhs) )                              '渐开线在齿顶时,齿顶PHI角度

samjl=360 deg / zf / 2 ul - ( sitaamjl - sdkjl ) * 2 ul                                            '齿顶齿厚角


于是


齿顶线B:

rho=(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))/cos(atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))

theta=deltaa    

phi=betaa-((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta1)-q0)-(360/zf-samjl)



论文中没有给出小端渐开线的直接提示,以下是我自己推出来的

小端渐开线A(本侧):

rho=R-b  

theta=deltaf+t*(deltaa-deltaf) 

phi=1/(sin(deltab))*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) ))

-q0k



小端渐开线B(外侧):

rho=R-b                                                                                                                                                                  

 theta=deltaf+t*(deltaa-deltaf)                                                                                                                                             

 phi=-(1/(sin(deltab))*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )))-(360 deg / zf - sbmjl)-q0k



于是我们得出了如图的曲线组


新建一个三维草图,用三维样条曲线连接,并打上相切和固定约束。千万不要在画方程式的草图里画连接线,不然会报错。

创建边界嵌片并缝合曲面。

在合适的原始坐标系平面画草图

之所以引用bpy参数,是为了缩小齿坯,以便充分地切除。

将锥齿A的参数表做一下汇总

da1= d1 + 2 ul * hap * cos(delta1)                   背锥齿顶圆

zx1= zhx1                                                       当量齿数

df1 =d1 - 2 ul * hfp * cos(delta1)                    背锥齿根圆

db1 =d1 * cos(a)                                             背锥基圆

dx1= M * zx1                                                  当量分度圆

dbx1= dx1 * cos(a)                                        当量基圆

dfx1 =dx1 - 2 ul * hfp                                   当量齿根圆

dax1= dx1 + 2 ul * hap                                    当量齿顶圆

L1 =sqrt(( Rm ) ^ 2 ul + ( R0 ) ^ 2 ul - 2 ul * Rm * ( R0 ) * sin(betam)) 刀盘中心与锥心距离

S0= 180 deg - acos(( (L1) ^ 2 ul + (R0) ^ 2 ul - (R) ^ 2 ul ) / ( 2 ul * L1 * R0 )) 刀盘圆心大端圆心偏角

R0= D0 / 2 ul                                                         刀盘半径

SK =180 deg - acos(( ( L1 ) ^ 2 ul + ( R0 ) ^ 2 ul - ( R - b ) ^ 2 ul ) / ( 2 ul * L1 * R0 )) 刀盘圆心小端圆心偏角

j0 =atan(( R0 * sin(S0) / ( L1 + R0 * cos(S0) ) )) 大端圆心偏角

jk= atan(( R0 * sin(SK) / ( L1 + R0 * cos(SK) ) )) 小端圆心偏角

q0= j0 / sin(delta1)                                        大端球面偏角

qk= jk / sin(delta1)                                     小端球面偏角

deltaf =delta1 - sitaf                                            齿根锥角

deltaa= delta1 + sitaa                                     齿顶锥角

sitab= atan(( ( hb ) / 2 ul ) / R)                         基锥角

hb= ( dx1 - dbx1 )                                        基锥高

deltab= delta1 - sitab                                基圆锥角

betaf= acos(( ( cos(deltaf) / cos(deltab) ) ^ ( ( -1 ul ) ^ ( sign(deltab - deltaf) ) ) )) / sin(deltab) - acos(( tan(deltab) / tan(deltaf) ) ^ ( ( -1 ul ) ^ ( sign(deltab - deltaf) ) )) 齿根球面角

betaa =( acos(cos(deltaa) / cos(deltab)) / sin(deltab) - acos(tan(deltab) / tan(deltaa)) ) 齿顶球面角

SK05 =180 deg - acos(( ( L1 ) ^ 2 ul + ( R0 ) ^ 2 ul - ( R - b * 0.5 ul ) ^ 2 ul ) / ( 2 ul * L1 * R0 )) 中点参数

jk05= atan(( R0 * sin(SK05) / ( L1 + R0 * cos(SK05) ) ))                     中点参数

qk05= jk05 / sin(delta1)                                                                   中点参数

q0k= qk - q0                                                                                     偏转参数

zf= z1                                                                                           分角阵列参数

dhs= ( ( -1 ul ) ^ ( sign(deltab - deltaf) ) )                                        倒函数

sitafmjl= ( 1 ul / sin(deltab) * acos(( cos(deltaf + 0 ul * ( deltaa - deltaf )) / cos(deltab) ) ^ dhs) - acos(( tan(deltab) / tan(deltaf + 0 ul * ( deltaa - deltaf )) ) ^ dhs) ) 渐开线在齿根时,齿根PHI角度

sitaamjl =( 1 ul / sin(deltab) * acos(( cos(deltaf + t1 * ( deltaa - deltaf )) / cos(deltab) ) ^ t1dhs) - acos(( tan(deltab) / tan(deltaf + t1 * ( deltaa - deltaf )) ) ^ t1dhs) ) 渐开线在齿顶时,齿顶PHI角度

t1 =1 ul                                                                                         使t=1时的自设参数

t1dhs =( ( deltaf + t1 * ( deltaa - deltaf ) ) - deltab ) / sqrt(( ( deltaf + t1 * ( deltaa - deltaf ) ) - deltab ) ^ 2 ul)                                                                                   使t=1时的倒函数

sdkjl =( 1 ul / sin(deltab) * acos(( cos(delta1 + 0 ul * ( deltaa - delta1 )) / cos(deltab) )) - acos(( tan(deltab) / tan(delta1 + 0 ul * ( deltaa - delta1 )) )) ) 渐开线在分度圆上时PHI角度

sfmjl= 360 deg / zf / 2 ul + ( sdkjl - sitafmjl ) * 2 ul                                 齿根齿厚角

samjl= 360 deg / zf / 2 ul - ( sitaamjl - sdkjl ) * 2 ul                               齿顶齿厚角

sitabmjl =( 1 ul / sin(deltab) * acos(( cos(deltab + 0 ul * ( deltaa - deltab )) / cos(deltab) ) ^ dhs) - acos(( tan(deltab) / tan(deltab + 0 ul * ( deltaa - deltab )) ) ^ dhs) ) T=0时的基圆PHI角度,可以选用用这个参数

sbmjl =360 deg / zf / 2 ul + sdkjl * 2 ul                                                  基圆齿厚角

下面是锥齿A的方程汇总

曲线方程

说明:以下的方程在inventor中需要将theta与phi对调。

大端渐开线A:

rho=R  

theta=deltaf+t*(deltaa-deltaf) 

 phi=1/sin(deltab)*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) ))  



大端渐开线B(外侧):

rho=R                                                                                                                                                                  

 theta=deltaf+t*(deltaa-deltaf)                                                                                                                                            

  phi=-(1/sin(deltab)*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )))-(360 deg / zf - sbmjl)



小端渐开线A(本侧):

rho=R-b  

theta=deltaf+t*(deltaa-deltaf) 

phi=1/(sin(deltab))*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) ))

-q0k



小端渐开线B(外侧):

rho=R-b                                                                                                                                                                  

 theta=deltaf+t*(deltaa-deltaf)                                                                                                                                             

 phi=-(1/(sin(deltab))*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )))-(360 deg / zf - sbmjl)-q0k


齿根线A:

rho=(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))/cos(atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))      

theta=deltaf   

PHI=betaf-((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta1)-q0)                           

                            



齿根线B:       

rho=(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))/cos(atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))      

 theta=deltaf

PHI=betaf-((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta1)-q0)-(360/zf-sfmjl)




齿顶线A:

rho=(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))/cos(atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))

theta=deltaa

phi=betaa-((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta1)-q0)



齿顶线B:

rho=(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))/cos(atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))

theta=deltaa    

phi=betaa-((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta1)-q0)-(360/zf-samjl)



中段渐开线A(本侧):

RHO=R-0.5*b

THETA=deltaf+t*(deltaa-deltaf)

PHI=1/sin(deltab)*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) ))-(qk05-q0  )



中段渐开线B(外侧):

RHO=R-0.5*b

THETA=deltaf+t*(deltaa-deltaf)

PHI=1/sin(deltab)*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) ))-(360deg/zf-sfj-t*(saj-sfj))-(qk05-q0  )



接下来创建齿轮B,但是我们

大可不必从零开始创建,我们可以在装配界面右键零部件复制齿轮A,也可以在文件夹复制一个副本,

将文件名和显示名换成“锥齿B”。

需要注意的是,锥齿A和锥齿B不仅参数不同,弧齿的旋转方向也是相反的。


接下来我们要将锥齿B中所有外部引用的参数后缀1改成2,比如d1改成d2,z1改成z2,delta1改成delta2......这一步需要自己体悟,不做多言。

对于一段锥齿A左旋的齿根线

rho=(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))/cos(atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))      

theta=deltaf   

PHI=betaf-((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta1)-q0) 

只需要将

PHI=betaf-((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta1)-q0) 

改成

PHI=betaf+((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta2)-q0)  

就变成了锥齿B的右旋齿根线,其根源在于将betaf后面的-号改成+号。

于是锥齿B的方程组

曲线方程

说明:以下的方程在inventor中需要将theta与phi对调。

大端渐开线A:

rho=R  

theta=deltaf+t*(deltaa-deltaf) 

 phi=1/sin(deltab)*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) ))  



大端渐开线B(外侧):

rho=R                                                                                                                                                                  

 theta=deltaf+t*(deltaa-deltaf)                                                                                                                                            

  phi=-(1/sin(deltab)*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )))-(360 deg / zf - sbmjl)



小端渐开线A(本侧):

rho=R-b  

theta=deltaf+t*(deltaa-deltaf) 

phi=1/(sin(deltab))*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) ))+q0k



小端渐开线D(外侧):

rho=R-b                                                                                                                                                                  

 theta=deltaf+t*(deltaa-deltaf)                                                                                                                                             

 phi=-(1/(sin(deltab))*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )))-(360 deg / zf - sbmjl)+q0k


齿根线A:

rho=(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))/cos(atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))      

theta=deltaf  

PHI=betaf+((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta2)-q0)                                     



齿根线B:       

rho=(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))/cos(atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))      

theta=deltaf  

PHI=betaf+((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta2)-q0)-(360/zf-sfmjl)



齿顶线A:

rho=(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))/cos(atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))

theta=deltaa

phi=betaa+((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta2)-q0)



齿顶线B:

rho=(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))/cos(atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))

theta=deltaa    

phi=betaa+((atan((R0*sin(S0+t*(SK-S0)))/(L1+R0*cos(S0+t*(SK-S0)))))/sin(delta2)-q0)-(360/zf-samjl)



中段渐开线A(本侧):

RHO=R-0.5*b

THETA=deltaf+t*(deltaa-deltaf)

PHI=1/sin(deltab)*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) ))-(qk05-q0  )



中段渐开线B(外侧):

RHO=R-0.5*b

THETA=deltaf+t*(deltaa-deltaf)

PHI=1/sin(deltab)*acos(cos(deltaf+t*(deltaa-deltaf) )/cos(deltab))-acos(tan(deltab)/tan(deltaf+t*(deltaa-deltaf) ))-(360deg/zf-sfj-t*(saj-sfj))-(qk05-q0  )



这样我们便做好了两个锥齿轮的建模,

将各自的轴心与布局草图的草图轴线约束(下图的虚线),并约束原始坐标系的顶点,就完成了位置装配

在装配环境中打开参数表,链接布局中的传动比i或者,z1,z2。

定义传动比约束。

如此我们的弧齿锥齿轮装配体便大功告成!

我们可以在布局参数表中修改模数M,和齿数z1,z2,以及轴交角sigma。整个装配体会保持随动状态。


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