3d-модели зубчатых передач в пакете autocad



Скачать 41.57 Kb.
Дата14.05.2013
Размер41.57 Kb.
ТипДокументы
3D-МОДЕЛИ ЗУБЧАТЫХ ПЕРЕДАЧ В ПАКЕТЕ AutoCAD
Хейфец А.Л., Логиновский А.Н.

Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск

e-mail: heifets@yandex.ru
Современные технологии изготовления деталей машин требуют создания их точных объемных 3D-моделей. Это относится и к зубчатым передачам, в моделировании которых существует много упрощений и условностей. Пакет AutoCAD позволяет воспроизвести в моделях точную геометрию зубчатых и червячных зацеплений. Покажем это на нескольких примерах.

Цель работы – построение моделей цилиндрических, конических и червячных передач с геометрически точным воспроизведением формы зуба.

Модели создавали как solid-объекты в пакете AutoCAD 2007…9. Расчет передач выполняли в соответствии с [1].

Цилиндрическая прямозубая передача. Исходные данные: контур по ГОСТ 13755 – 81 без смещения, число зубьев шестерни z1 = 20, колеса z2 = 30, модуль m = 3, угол зацепления α = 20°. Расчет выполняем в соответствии с [1].

Построим эвольвентные участки профилей зубьев шестерни и колеса как сечения эвольвентных геликоидов [2] (рис. 1).

  1. Рассчитываем радиусы ρ1 и ρ2 основных окружностей шестерни и колеса по формуле:

ρ0 = (mzcos α) ⁄ 2.

  1. Строим командой Helix одновитковые спирали с радиусами ρ1 и ρ2 и высотой h = 50 мм (высоту витка можно взять произвольно).

  2. Вычисляем углы подъема спиралей:

 = (180  arctg (h / 2π ρ)) / π.

  1. Построим касательные к основным окружностям в точках начала спиралей и повернем их на углы подъема спиралей, т.е. создадим касательные к спиралям.

  2. Для предотвращения самопересечения поверхности подрежем касательные на 0.1 от точек касания [2].

  3. Используя касательные в качестве образующих, командой Sweep формируем эвольвентный геликоид как поверхность, затем командой Thicken, задав толщину 0.00001, преобразуем поверхность в объект solid.

  4. Применив команду Section, получаем эвольвенты как сечения геликоидов плоскостями оснований. Формируем профиль зуба толщины s вращением (Rotate) эвольвент по делительной окружности вокруг центров O1 и O2 до совмещения с полюсом зацепления P (рис. 2).

Используя команды редактирования и моделирования, окончательно формируем 3D-модель зубчатой пары (рис. 3).

Построение эвольвентных участков зуба как сечения геликоидов позволяет моделировать зубчатые передачи, например, воспроизводить смещение исходного контура (коррегирование колес).


Цилиндрическая косозубая передача (рис. 4). Исходные данные: число зубьев шестерни z1= 41, колеса z2= 82, нормальный модуль mn = 4, угол наклона линии зуба  = 10°15′, ширина венца шестерни b1 = 32, колеса b2 = 26, контур по ГОСТ 13755 – 81 без смещения.


Эвольвентные профили зубьев создадим в торцовых плоскостях зубчатых колес по той же методике, что и для прямозубой передачи (рис. 5, а). Используем параметры [1]: торцовый модуль mt = 4,07; делительные диаметры d1 = 166,71; d2 = 333,41. Для определения траектории сдвига l1 и l2 контуров зубьев по ширине венцов построим одновитковые спирали с диаметрами, равными делительным диаметрам колес и углами подъема, равными углу  = 10°15′ (рис. 5, б). Применяя команды Sweep и Slice, формируем зубья шестерни длиной 32 и колеса – 26 (рис. 5, в).

Создаем зубчатые венцы (Array) и диски колес (Cylinder). Выполним сопряжения (Fillet) ножек зубьев с цилиндрической поверхностью впадин. Окончательно строим косозубую цилиндрическую передачу (см. рис. 4).

К
оническая прямозубая передача.
Исходные данные: число зубьев шестерни z1 = 18, колеса z2 = 20, внешний окружной модуль me = 5, межосевой угол передачи 90°.

Эвольвентные профили зубьев конических колес построим на развертках внешних дополнительных конусов λ1 и λ2 по уже упомянутой методике (см. рис.1, 2). Выступающие концы эвольвент “обрежем” окружностями внешних диаметров выступов. Поворотом вокруг центров C1 и C2 совместим профили с центром зацепления P (рис. 9, а). Преобразуем (Region) профили в “области” и развернем их на 90° перпендикулярно образующей делительного конуса. Установим маркер точки в вершину зубчатых колес O. Указывая в качестве сечений профили и маркер точки, сформируем заготовки (Loft) зубьев в виде конических 3d-объектов (на рис. 6, а показан только зуб шестерни). Полученные заготовки обрезаем (Subtract) коническими поверхностями δa, λ, λ′.

Распределим зубья по коническим поверхностям впадин и достроим конструктивные элементы конической передачи (рис. 6, б).

Червячная передача. Исходные данные: тип червяка – ZA, число заходов z1= 2, коэффициент диаметра червяка q = 8, количество зубьев колеса z2 = 37, модуль m = 8, угол подъема линии витка γ = 14°02′10″.

Для формирования винтовых выступов червяка командой Helix создадим винтовую линию l1 с углом γ и диаметром делительной окружности червяка (рис. 7, а). Построим осевое сечение витка. Скопировав и повернув (Rotate) на 180° это сечение вместе с винтовой линией, получим второй виток l2 и его сечение. Указав в качестве образующих сечения витков, а направляющих – винтовые линии, получим (Sweep) винтовые выступы червяка.

Для получения зубчатого венца червячного колеса строим в осевой плоскости червяка эвольвентный профиль зуба; в качестве траектории его l3 сдвига используем отрезок такой же винтовой линии, что и у червяка; командой Sweep сдвигаем эвольвентный профиль по отрезку винтовой линии. Создадим торовую поверхность впадин колеса и круговым массивом расположим на ней зубья (рис. 7, б). Достроим остальные конструктивные элементы червячной передачи: фаски, скругления и т.д. (рис. 7, в).

Выводы. Показано, что AutoCAD позволяет создавать геометрически точные 3d-модели зубчатых и червячных передач. Это дает возможность эффективнее решать вопросы их расчета, проектирования и изготовления.


Приведенные модели могут быть предложены студентам для реферативной работы с целью более глубокого понимания ими геометрии и конструктивных особенностей зубчатых зацеплений.
Литература

  1. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя / под. ред. И.Н. Жестковой. – 8-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 2001. – Т. 2. – 397 c.

  2. Хейфец А.Л., Логиновский А.Н. 3D-модель торса // Проблемы геометрического моделирования в автоматизированном проектировании и производстве. Сборник материалов 1-ой международной научной конференции. Под ред. В.И. Якунина. – М.: МГИУ, 2008. – 419 с.

Похожие:

3d-модели зубчатых передач в пакете autocad iconУтверждено Методическим Советом ф-та №5от 19. 01. 2001 профилирование эвольвентных зубчатых колес методические указания к курсовому проектированию по курсу
Расчет геометрических параметров цилиндрических эвольвентных зубчатых передач внешнего зацепления 6
3d-модели зубчатых передач в пакете autocad iconБ. П. Тимофеев, М. В. Абрамчук
Сравнение табличных значений параметров точности зубчатых колёс и передач в стандартах: iso 1328 и гост 1643-81
3d-модели зубчатых передач в пакете autocad iconИсследование процесса зацепления цилиндрических зубчатых передач
Колеблющийся поверхностный слой зубьев представлен как амортизатор, появляющийся при работе передачи в результате приспособляемости...
3d-модели зубчатых передач в пакете autocad iconПравила выполнения чертежей различных изделий условные изображения зубчатых колес, реек, червяков и звездочек цепных передач гост 402-68 (ст сэв 286-76) москва 1998
...
3d-модели зубчатых передач в пакете autocad iconНарезание зубчатых прямозубых колёс с модулем>15мм
Цель работы: изучить особенности производства крупномодульных зубчатых колёс различными методами. Выяснить, от чего зависит их точность...
3d-модели зубчатых передач в пакете autocad iconИсследование профилей мелкомодульных зубчатых колес цель работы: 1 моделирование эвольвентного профиля
Мелкомодульные зубчатые передачи находят широкое применение в приборах. Передача состоит из двух зубчатых колес. Колесо с меньшим...
3d-модели зубчатых передач в пакете autocad iconИсследование профилей мелкомодульных зубчатых колес цель работы: 1 моделирование эвольвентного профиля
Мелкомодульные зубчатые передачи находят широкое применение в приборах. Передача состоит из двух зубчатых колес. Колесо с меньшим...
3d-модели зубчатых передач в пакете autocad iconРеализация модели предметной области интеллектуальной аос сапр компас
Обзор современных сапр: p-cad 2002, orcad 2, quartus II 2, autocad 2008, solidworks 2008, компас-3d v10 plus 16
3d-модели зубчатых передач в пакете autocad iconобоснование параметров гидротехнических сооружений
Проведены исследования в области проектирования гидротехнических сооружений, проработаны основные способы обоснования их параметров,выполнены...
3d-модели зубчатых передач в пакете autocad iconМеханическая коробка передач
Легковый автомобили Fiat Punto (Фиат Пунто) easy mta e5 5P, 1,4 л., 77 л с. Роботизированная коробка передач
Разместите кнопку на своём сайте:
ru.convdocs.org


База данных защищена авторским правом ©ru.convdocs.org 2016
обратиться к администрации
ru.convdocs.org