【軟件技巧】利用SolidWorks自帶插件“Toolbox”生成齒輪

2016-09-12 by:CAE仿真在線來源:互聯(lián)網(wǎng)

現(xiàn)在中國使用SolidWorks軟件的用戶越來越多,對于一些初學者,在齒輪的繪制過程中會遇到很多問題。本文筆者就是針對這一主題而寫,希望對那些還處于齒輪建模迷惑中的讀者有一些拋磚引玉的作用,提高設計者的軟件使用水平,開拓一條新的設計思路。閱讀本文前,讀者朋友應當先完成SolidWorks基本模塊的學習,或者是有一定的軟件使用經(jīng)歷和基礎。

一、明確設計目的
齒輪在機械傳動設計中是重要的傳動零件,它有很多其他傳動機構(gòu)無法比擬的優(yōu)點,如傳動效率高(一般在0.9以上),傳動平穩(wěn)(斜齒輪尤為突出),傳動力矩大,準確的瞬時傳動比,壽命長,而且可以改變傳動方向等,這些優(yōu)點決定了齒輪在動力傳動和運動傳動中占有不可動搖的地位。一般齒輪的齒廓都是漸開線,那么如何在SolidWorks中繪制漸開線呢?在開篇之前先請讀者思考一個問題:為什么要繪制精確的“漸開線”齒輪呢?是為了做運動模擬?出2D的工程圖?到CNC里進行加工?還是作為CAE的分析模型呢?
當然,如果我們的目的不同,那么我們的齒輪就有不同的繪制方法。請看下面的詳細講解。

二、簡化齒輪的繪制

1.利用SolidWorks自帶插件 “Toolbox”生成齒輪
對于出圖和用于運動模擬的用戶,可以用簡化的“漸開線”齒輪代替,這樣不但可以大大簡化建模的時間,而且可以充分利用現(xiàn)有的計算機資源。在SolidWorks的Toolbox插件中就有齒輪模塊,下面就具體介紹一下這種方法。
(1)首先在插件中打開Toolbox插件,如下方第一幅圖所示。點擊“確定”就可以在右邊的“任務窗格”設計庫中找到“Toolbox”了,如下方第二圖所示。

(2 )目前雖然在“GB”中還沒有齒輪,但是可以用其他標準中的齒輪代替。下面就以“AnsiMetric”標準為例,介紹Toolbox中調(diào)用齒輪的方法。
在Toolbox的目錄中通過“AnsiMetric”→“動力傳動”→“齒輪”,在這里系統(tǒng)已經(jīng)給出了常用的齒輪形式, 我們需要哪種形式的齒輪就可以生成哪種,如圓柱直齒輪,這里翻譯成了“正齒輪”。具體參數(shù)設置,如下圖所示。

(3)通過一系列的設置,我們就可以得到想要的齒輪了,如果還達不到自己的要求,就可以在現(xiàn)有的齒輪基礎上進行修改。如要孔板形式的齒輪,就可以用一個“旋轉(zhuǎn)切除”命令和一個“拉伸切除”命令完成。具體操作如圖4所示。接著再添加幾個孔,如圖5所示。

(4)這樣這個齒輪就差不多完成了,如果用戶齒輪有其他的形式,當然可以自己再做進一步的修改。修改完以后就可以保存了。注意這里建議用“另存為”,因為直接點擊保存,系統(tǒng)會自動保存到Toolbox配置的路徑中去,那就會添加不必要的麻煩。當然如果就想保存到Toolbox的配置路徑,那么就直接保存即可。Toolbox的配置路徑更改有很多方法,如可以在“選項”→“異型孔向?qū)?Toolbox”→“配置”,也可以在菜單中找到,還可以在“設計窗格”→“設計庫”→“預覽里點擊右鍵”找到。打開以后就能進入Toolbox配置的歡迎界面,如圖6所示。

這里直接點擊“3.定義用戶設定”,就切換到了用戶設定界面,如圖7所示。這里可以直接選擇“生成零件”,然后在“在此文件夾生成零件:”選擇保存的路徑,最后保存退出就可以了。

2.生成齒輪GB工程圖
有了上面的齒輪模型,我們就可以根據(jù)這個模型出GB的工程圖了,但是在SolidWorks的工程圖中,所有的模型都是按照真實的投影顯示,而GB中齒輪的畫法要求用簡化畫法(只畫出一個齒的齒廓,甚至一個齒也不畫),那又如何實現(xiàn)?其實實現(xiàn)這一目的也很容易,在出工程圖的時候可以用不同的配置,這樣就能避開出圖與國標簡化的矛盾,具體操作如下。

(1)生成一個新配置。

在剛才建立齒輪模型的基礎上生成新的配置,這個配置就是我們出工程圖時的真實投影實體。選擇已有的“完整齒輪”配置,用鍵盤的“Ctrl+C”和“Ctrl+V”來復制一個配置,然后用鼠標緩慢雙擊配置名字,改成“簡化齒輪”。如圖8所示。

雙擊“簡化齒輪”配置,將其激活。然后切換到“設計樹”,找到輪齒陣列的特征“TeethCuts”,選擇它,這樣在模型上就會顯示和它有關的數(shù)值,如圖9所示。

其中齒數(shù)“30”已經(jīng)加入了方程式,雙擊“30”,打開尺寸編輯界面, 配置類型選為“此配置”,然后點擊“編輯方程式”,在打開的“編輯方程式”對話框里會看到一個文本形式的方程,記下它。然后關閉“編輯方程式” 對話框。在“方程式-齒輪”對話框中的表頭“方程式”中找到剛才的表達式, 如圖10所示。

拖動表頭“方程式”后面的豎線,查看完整的“方程式”。我們發(fā)現(xiàn)在圖10中的三個方程都指向一個數(shù)值,這里我們要將這三個方程都壓縮掉,把前面的“對勾”去掉,點擊“確定”,這樣就可以隨意修改了。用前面的方法點選TeethCuts特征,然后在繪圖區(qū)域點擊“30”,輸入“2”,確定后,這樣齒輪就成了只有兩個齒槽的齒輪(也就是一個齒),再出工程圖就沒問題了。有的時候在這一步可能會有錯誤,其實是因為剛才我們旋轉(zhuǎn)切除的草圖有些線條未找到,可以進入其草圖,將找不到參考的約束刪除,然后添加新的約束。

(2)生成工程圖。

點擊“從零件/ 裝配體制作工程圖”→“選擇圖紙模板” →“選擇需要的視圖”,如圖11 所示。