SolidWorks画渐开线齿轮的方法 - CAD之家
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SolidWorks画渐开线齿轮的方法
　　本文研究了用SolidWorks画渐开线齿轮的相关方法。
　　SolidWorks是面向产品级的机械设计工具，除了具有强大的零件建模、装配、生成工程图等功能外，还可对产品进行动画制作、辅助制造、有限元分析和数据管理等，因此广泛应用于汽车制造、工程机械、航空航天及国防工业等各个领域。
　　齿轮传动是现代机械中最常见的一种传动形式。渐开线齿廓的齿轮具有较好的传动性能，而且便于制造、安装和测量，所以渐开线齿廓曲线是应用最多的齿廓曲线。在参数化设计过程中为了保证齿轮建模的准确性，经常需要对渐开线齿廓曲线进行精确绘制。将SolidWorks应用于齿轮三维模型的建立是非常方便同时又很精确的方法。本文详细介绍了用描点法、参数法和利用插件法等三种在SolidWorks中进行齿轮建模的方法和技巧，具有很强的实用性。
　　1描点法齿轮建模
　　描点法是齿轮建模最基本的方法。利用Solidworks进行齿轮零件的建模时，最棘手的一步是绘制精确的齿廓曲线草图。Solidworks不像Pro/E那样能够通过程序控制直接生成渐开线。要绘制比较精确的渐开线齿廓曲线，首先需要建立合适的参数方程，计算曲线上若干点的坐标值，将这些点绘制出来。再用"插入曲线"的命令连接这些点，从而绘制出一条渐开线齿廓曲线。有了齿廓曲线草图，就可以通过拉伸、放样或扫描等命令来建立齿轮的三维模型了。
　　1.1渐开线齿廓曲线的数学模型
　　建立如图1所示的直角坐标系。设渐开线上任一点的坐标为(z，y，x)。渐开线的参数方程可表示为;
　　1.2描点绘制齿廓曲线
　　将基圆半径公式代入(1)式，并将φ值离散化。例如将φ在取值范围内均分为20等份，利用Matlab软件将φ初值设为0，终值设为φmax。通过Matlab计算可得到渐开线上21个型值点的坐标值，将其存为文本文件的格式。
　　在solidWorks中插入自由端点曲线，调用此渐开线上型值点的坐标文件，可生成齿轮轮廓的渐开线曲线。用上述方法生成一段模数m=2、齿数z=21的直齿圆柱齿轮的渐开线齿廓，结果如图2所示。
　　渐开线具有"基圆内无渐开线"的特性，因此当基圆直径大于或小于齿根圆直径时齿廓曲线的情况是不一样的。计算临界时齿轮的齿数：
　　因此当齿轮齿数z≥42时，基圆直径小于齿根圆直径，齿轮齿廓曲线自齿根圆至齿顶圆均为渐开线;当齿轮齿数名&42时，基圆直径大于齿根圆直径，齿轮齿廓曲线自基圆开始直至齿顶圆为渐开线，基圆以内的齿廓曲线即齿根的过渡曲线部分不是渐开线，由加工齿轮时的刀具齿顶圆角切出。取过渡曲线圆角半径为：
　　ρf≈0.38m=0.76
　　作出齿根过渡曲线。接下来用齿槽中心角的角平分线镜像刚才得到的曲线，就得到标准直齿圆柱齿轮的一个齿槽的齿廓曲线，如图3所示。图中中心角的一半为：
　　1.3齿轮建模
　　用"拉伸"特征生成一个圆柱，其直径等于齿顶圆直径。用上面做出的齿槽的齿廓曲线草图在圆柱上应用"拉伸切除"特征切出一个齿槽，"阵列"特征即可得到标准直齿圆柱齿轮的三维模型，如图4所示。
　　也可对齿槽的齿廓曲线草图利用"放样"、"扫描"等特征生成斜齿轮、锥齿轮及蜗轮蜗杆。
　　由前面描点法的建模过程可以看出，首先要建立齿廓曲线的数学模型，求取曲线上点的坐标，然后根据坐标值描绘出齿廓曲线草图，最后通过S0lidworks的三维建模功能建立齿轮的三维模型。取的点越多，求得的齿廓曲线的精度就越高。这种建模方法是一个通用的方法，只要建立不同的参数方程就可以对各种不同齿廓形状的齿轮进行三维建模。但是从上文叙述的过程可以看出其过程比较繁琐。为此给出了另外两种方法：参数法和利用插件法进行齿轮建模。
　　2参数法齿轮建模
　　参数法是利用描点法中论述的相应齿廓曲线算法编写程序，建立一个通用的齿轮模版文件。在进行齿轮建模时调用相应的模版文件，通过修改相应参数，自动生成所需要的齿轮模型。
　　打开一个直齿圆柱齿轮的模版文件，如图5(a)所示，在"方程式"选项上点击右键。选"编辑方程式"弹出图5(b)所示的对话框。在该对话框内点击右侧第三个按钮"编辑所有"，修改齿轮的参数。修改完成后重建模型，就得到新的齿轮三维模型了。
　　该方法的难点在于模版文件的建立，不过，从Designmotor网站可以免费下载一些模版文件，如图6所示。从图中可以看出。用该方法不但可以创建直齿圆柱齿轮模型，也可以创建斜齿轮、锥齿轮、蜗轮蜗杆等。但是如果要对一种新的齿轮机构建模，例如渐开线齿球齿轮，就必须先创建新的模版。
　　3插件法齿轮建模
　　利用插件法是一种非常方便的齿轮建模方法。SolidWorks应用领域广泛，提供了丰富的数据接口，目前市场上有很多成熟的第三方插件可供选用，其中功能强且易学易用的插件之一为GearTrax，打开后界面如图7所示。在GearTrax中选定齿轮参数后，点击右下角"绘制"，即可完成齿廓曲线绘制。之后在SolidWorks中通过拉伸、切除特征等一系列操作，最终可得到直齿圆柱齿轮的三维模型。
　　填写螺旋角8的值可绘制相应斜齿轮模型，点击其它选项卡可选择创建锥齿轮、蜗轮蜗杆等的三维模型。此外，该插件还支持创建链轮、同步带轮、V带轮、花键等三维模型。
　　4 结论
　　三种建模方法的特点是：
　　1)描点法是构建齿轮参数化模型通用的方法。它可以推广至各种不同齿廓曲线齿轮的建模。需要建立相应的齿廓曲线的数学模型，利用计算软件求得一系列离散点的坐标值，在三维造型软件中描点绘出齿廓曲线草图后，进行拉伸或切除等命令即可得到齿轮的三维模型。其过程较为繁琐。优点是只要建立精确的数学模型，多取些型值点就可以获得较高的曲线精度，从而提高三维模型的精度。
　　2)参数法需要有相应的模版文件。模版文件将描点法中的分析曲线、建立数学模型、计算型值点坐标等过程编写好程序，将程序内置，界面通常比较简单。对常用的标准齿轮建模，如直齿轮、锥齿轮和涡轮等。如果精度要求不是很高，用这种方法是很方便的。用户只需输入参数，就可以方便而迅速地建立需要的模型了。
　　3)利用插件法也是一种便捷的建模方法，但必须获得开发商授权。这三种在SolidWorks中建立渐开线齿轮三维模型的方法具有很强的实用性，实际使用时可根据情况灵活应用。对进一步进行齿轮有限元分析、齿轮啮合运动学和动力学分析等具有重要意义。solidworks视频教程：
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solidworks教程资料：
solidworks2012实例-传动轴
&&& 本例创建的传动轴如图13-69所示。图13-70所示为传动轴二维工程图。传动轴在机械中常用
来传递动力和扭矩。创建传动轴时，首先生成传动轴的一端轴径，然后根据图纸尺寸依次进行拉伸，
生成其他轴径，接着设置基准面，创建键槽，最后创建轴端的螺纹，并进行相应的倒角操作。
solidworks创建轴基础造型
1.新建文件。
启动SolidWorks2012.单击菜单栏中的&文件&-&新建&命令，或单击&标准&工
具栏中的&新建&按钮，在弹出的&新建SolidWorks文件&对话框中，单击&零件&
按钮，然后单击&确定&按钮，创建一个新的零件文件。
2.solidworks绘制草图。
在&FeatureManager设计树&中选择&前视基准面&作为绘图基准面，然后单击&草图&
工具栏中的&圆&按钮，绘制一个圆，圆的中心在原点。
3.标注尺寸。
单击菜单栏中的&工具&-&标注尺寸&-&智能尺寸&命令，或单击&尺寸/几何关
系&工具栏中的&智能尺寸&按钮，标注图的直径尺寸，结果如图13-71所示。
4.创建凸台拉伸1。
单击菜单栏中的&插入&-&凸台/基体&-&拉伸&命令，或单击&特征&工具
栏中的&拉伸凸台/基体&按钮，系统弹出&凸台-拉伸&属性管理器，在&深
度&文本框中输入&8&，然后单击&确定&按钮，生成的凸台拉伸实体如图13-72
5.设置基准面。
选择如图13-72所示的轴段端面，然后单击&标准视图&工具栏中的&正视于&按钮，
将该基准面转为正视方向。
6.绘制草图。
在选择的绘图基准面上，单击&草图&工具栏中的&圆&按钮，绘制一个圆，此圆
与轴段端面圆同心,圆的直径为14mm。
7.创建凸台拉伸2.
单击菜单栏中的&插入&-&凸台/基体&-&拉伸&命令，或单击&特征&工具栏
中的&拉伸凸台/基体&按钮，弹出&凸台-拉伸&属性管理器:在&深度&文
本框中输入&2&，然后单击&确定&按钮，完成第二轴段的创建，结果如图13-73
8.绘制其他轴段。
重复上面的操作,依次绘制传动轴的其他轴段,各轴段的尺寸如图13-74所示，传动轴
实体外形如图13-75所示。
solidworks创建键槽
1.创建键槽草图基准面.
在&FeatureManager设计树&中选择&上视基准面&选项，然后单击菜单栏中的&插入&
&参考几何体&-&基准面&命令，或单击&参考几何体&工具栏中的&基准面&按
钮，弹出&基准面&属性管理器，如图13-76所示，在&偏移距离&文本框中输入
&7&，单击&确定&按钮，生成的键槽草图基准面，如图13-77所示。
2.正视基准面。
选择如图13-77所示的基准面然后单击&标准视图&工具栏中的&正视于&按钮，
正视该基准面，并将绘图区进行局部放大。
3.绘制键槽草图。
使用草图工具绘制键槽草图轮廓,如图13-78所示。
4.创建键槽特征.
单击菜单栏中的&插入&-&切除&-&拉伸&命令，或单击&特征&工具栏中的&拉
伸切除&按钮，系统弹出&切除-拉伸&属性管理器;在&深度&文本框中输入&3&，
然后单击&确定&按钮，生成的键槽如图13-79所示。
5.创建第二个键槽。
重复上面的操作,绘制第二个键槽草图，尺寸如图13-80所示。设置拉伸切除深度为
3mm，结果如图13-81所示。
solidworks创建螺纹和倒角特征
1.绘制螺旋线。
1)选择如图13-82所示的表面1，然后单击&标准视图&工具栏中的&正视于&按钮,
将该表面作为绘制图形的基准面。单击&草图&工具栏中的&草图绘制&按钮,再
单击&转换实体引用&按钮,将表面1的边线转换为草图实体。
2）单击菜单栏中的&插入&-&曲线&~&螺旋线/涡状线&命令，或单击&曲线&工具
栏中的&螺旋线/涡状线&按钮，弹出&螺旋线/涡状线&属性管理器；如图13-83所
示，选择定义方式为&螺距和圈数&，设置螺距为&2&,圈数为&10&，勾选&反向&复
选框,设里起始角度为&270&,选择方向为&顺时针&,最后单击&确定&按钮,生
成的螺旋线如图13-84所示.
2.设置基准面.
在&FeatureManager设计树&中选择&右视基准面&作为绘图基准面，然后单击&标准
视图&工具栏中的&正视于&按钮，将该基准面转为正视方向。
3.绘制螺纹牙型草图。
单击&视图&工具栏中的&局部放大&按钮，将绘图区域局部放大，绘制螺纹牙型草图。
尺寸如图13-85所示。单击&标准&工具栏中的&重建模型&按钮，重建零件模型。
4.创建螺纹。
单击菜单栏中的&插入&-&切除&-&扫描&命令,或单击&特征&工具栏中的&扫
描切除&按钮,弹出&切除&扫描,属性管理器;单击&轮廓&按钮,二选择绘图区
中的螺纹牙型草图;单击&路径&按钮,选择螺旋线作为路径草图,最后单击&确
定&按钮,生成的螺纹如图13-86所示。
单击菜单栏中的&插入&-&特征&-&倒角&命令，或单击&特征&工具栏中的&倒
角&按钮，弹出如图13-87所示的&倒角&属性管理器，选择如图13-86所示的传动
轴右端面边线，在&距离&文本框中输入&1&，单击&确定&按钮,生成的传动
轴实体如图13-88所示。
6.保存文件。
单击菜单栏中的&文件&-&保存&命令，将零件文件保存为&传动轴&。
-实例传动轴如下：
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ICP备案号:浙ICP备在solidworks如何画斜齿轮
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三种方法：1、软件自带的toolbox内就有斜齿轮、正齿轮、锥齿轮、内齿圈、齿条等；分英寸,米制,国标等.2、使用geartrax插件（需破解）.3、使用迈迪工具集（不用破解）.
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伞齿轮用GearTrax插件或toolbox怎么画
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本人是机械小白，学solidworks有一段时间了，最近把家里的一套上世纪80年代老机械图纸翻出练练手，大部分零件绘画还算简单，但是其中有个是关于绘制伞齿轮的，我知道齿轮学问很多，跟着图纸上面标的画，发现有过定义的地方，我也装了GearTrax2007这个齿轮插件，但是对于这么多的参数一窍不通，我把图纸上传，各位帮我看看，这个伞齿轮怎么用插件绘制，可能图纸上面本身有过定义的错误，先不用管了，就是想搞明白一些，齿轮插件对应图纸的参数怎么填写。。。4 B# T7 `: H) a' }, n8 x
[ 本帖最后由 好奇心驱使 于
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我也正想知道呢。手头上有两种尺寸的伞孤锥齿，用geartrax调不了自己要的直径。不知有没有详细点的geartrax制齿教程
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这工具我都弄不了& d6 K% d9 \% A* K! E
是不是我的SW出的问题？; U$ J&&N: p9 U1 j. D5 W! P4 g
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看看三维资源中能不能直接生成想要的
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我以前也遇到过这种齿轮，跟北齿的前辈讨论过，用geartrax没做出来，看有没有高人能解决。
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这个齿轮已经用插件画出来了，和图纸上的有细微差别
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画单个的伞齿轮" \4 M8 T, F&&N# y( H1 D) Q0 a
是没有意义的，伞齿轮幅一般是要求配对画的。
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谢谢楼主分享，学习了
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Geartrax画的齿轮和标准齿轮有一定的误差 不过对3D显示来说精度是够的
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好久没有更新了，出差了很久！工作以后总感觉人人网不是原来的校内了！谢谢大家一直来的支持！
solidworks中齿轮如何配合
今天在群里有人问齿轮怎么配合，我就做了一下，下望大家支持。首先做画一个齿轮，模数，齿数，压力角自己定，如下图
复制一个，分别命名为齿轮1、齿轮2.分别在齿轮1，和齿轮2中添加草图（就是在表面上画一跟直线），如下
记住两根线一个是中心到齿顶圆的那一段中点，另一个是齿根圆的那一段中点。画一个底座如下
把他们装配起来
如图所示，那两根直线的作用是让两个齿轮正好在啮合的位置，两根直线配合关系是重合，然后将重合的约束删除（如果不删除会过约束，它本身只起到一个定位的作用，定好位置之后没用了，可以隐藏了）。这时候不要去转动齿轮，一动齿就会错位。直接添加约束：配合----机械配合----齿轮配合-这时候分别点选两齿轮的齿顶圆就可以了，完成。齿轮齿条的配合方法同上，大家也可以试一下。我把源文件上传到我的共享网盘CAD俱乐部中去，大家...
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记住，装配时首先插入的是底座，因为第一个件默认是固定的。
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