1.一种渐开线蜗轮蜗杆精确建模及装配方法,其特征在于:该渐开线蜗轮蜗杆精确建模及装配的方法具体步骤如下:S1:蜗轮的建模,
1)在零件设计环境中,创建蜗轮毛坯三维基本实体;
2)在线框和曲面设计环境下,通过法则曲线生成渐开线上若干个型值点,利用四阶三次的插值B样条曲线构建出相应的蜗轮渐开曲线,其渐开线上各点关于横坐标x、纵坐标y的法则曲线表达式如下所示:其中rb为基圆半径,50表示渐开线的选取范围是0°‑50°;
3)在零件设计环境下,对拟合完成的蜗轮渐开线经过“三维投影”、先后绘制分度圆、齿顶圆和齿根圆草图、“镜像”一系列操作后完成齿槽的二维图绘制,得到齿槽截面草图;
4)在零件设计环境下,首先设置扫掠线中心轴与蜗轮的中心距,并完成创建螺旋线作为渐开线齿廓的扫掠轨迹;
5)在零件设计环境下,通过对蜗轮毛坯开槽定义后生成一个齿槽,在模型树上选取该齿槽,使用圆周阵列定义后完成蜗轮的全部齿形,创建出完整的蜗轮;
S2:蜗杆的建模,
1)在零件设计环境中,创建蜗杆毛坯三维基本实体;
2)在线框和曲面设计环境下,在空间坐标系中设置螺旋线起点坐标值,使用螺旋线定义后得到蜗杆扫描螺旋线;
3)在线框和曲面设计环境下,蜗杆齿轮的渐开线生成方法与S1中蜗轮渐开曲线生成方法类似,其渐开线上各点关于横坐标x、纵坐标y的法则曲线表达式如下所示:x=rb(cos(50t)+tsin(50t))
y=rb(sint‑tcost)
其中rb为基圆半径,50表示渐开线的选取范围是0°‑50°;
4)在零件设计环境下,使用开槽定义后生成蜗杆齿槽,创建出完整的蜗轮;
S3:蜗轮蜗杆装配,
将蜗杆螺旋线上的移动点和蜗轮上的装配点设置距离为零啮合在一起,通过控制蜗杆螺旋线上两点,起点和移动点之间的长度达成蜗轮蜗杆的运动。
2.根据权利要求1所述的一种渐开线蜗轮蜗杆精确建模及装配方法,其特征在于:S1中,选取总体坐标原点为蜗轮中心,由装配的中心距确定蜗轮蜗杆的空间相对位置,中心距为a=m(q+z2)/2,其中,m为模数,q为蜗杆直径系数,z2为蜗轮齿数。
3.根据权利要求1所述的一种渐开线蜗轮蜗杆精确建模及装配方法,其特征在于:S1中根据渐开线生成规律及函数关系,在蜗轮基本实体二维平面上,利用法则曲线生成构成渐开线的若干个型值点,再由系统对这些型值点进行样条拟合,从而生成渐开线,型值点越多,渐开线精确程度越高。
4.根据权利要求1所述的一种渐开线蜗轮蜗杆精确建模及装配方法,其特征在于:S1中为了提高装配时蜗轮蜗杆啮合效果,投影在二维平面上的渐开线对称轴应与水平轴重合,这样能保证齿槽轮廓关于水平轴线轴对称,也有利于蜗轮蜗杆的装配时定位。
5.根据权利要求1所述的一种渐开线蜗轮蜗杆精确建模及装配方法,其特征在于:S1中扫掠螺旋线的中心轴与蜗轮轴线为中心距。
6.根据权利要求1所述的一种渐开线蜗轮蜗杆精确建模及装配方法,其特征在于:S2中选取总体坐标原点为蜗杆轴线中心。
7.根据权利要求1所述的一种渐开线蜗轮蜗杆精确建模及装配方法,其特征在于:S2中扫掠螺旋线的起点(x,y,z),其中|x|长度应稍大于蜗杆毛坯一侧轴端长度,y=0,|z|为蜗杆齿顶圆半径。
8.根据权利要求1所述的一种渐开线蜗轮蜗杆精确建模及装配方法,其特征在于:S2中根据渐开线生成规律及函数关系,在蜗杆基本实体二维平面上,利用法则曲线生成构成渐开线的若干个型值点,再对这些型值点样条拟合,从而生成渐开线,型值点越多,渐开线精确程度越高。
9.根据权利要求1所述的一种渐开线蜗轮蜗杆精确建模及装配方法,其特征在于:S2中做一条垂直于蜗杆轴线且穿过蜗杆螺旋线起点的直线,蜗杆齿槽关于该直线对称,并给予齿槽其他约束,包括定义齿槽轴向齿距、蜗杆齿根圆半径、蜗杆齿顶圆半径、压力角以及蜗杆分度圆半径。
10.根据权利要求1所述的一种渐开线蜗轮蜗杆精确建模及装配方法,其特征在于:S3中将蜗杆螺旋线,蜗杆齿顶圆上移动点和蜗轮齿槽,蜗轮齿根圆上一点设置距离为零啮合在一起,通过控制蜗杆螺旋线上两点,起点和移动点之间的长度达成蜗轮蜗杆的运动,具体为,经过平移、旋转操作使得蜗杆起点和移动点确定的平面和蜗轮中心平面重合,使得蜗轮蜗杆有较好的装配位置,设置蜗杆和蜗轮上的点距离为零,继而设置蜗杆轴线与蜗轮垂直轴线之间距离为中心距,完成蜗轮蜗杆的三维装配。