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基于ProE的2K_H行星减速器的参数化设计和仿真动画.pdf

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基于 ProE 的 2K-H 行星减速器的参数化设计和仿真动画

——从齿轮的建立开始

第一部分：零件设计部分

（一）齿数的确定

2K-H 型行星减速器的要求如下：2K—H 型行星减速器，要求的减速比为 5.33，设行星轮数

k=4，并采用标准齿轮传动，试确定各轮的齿数。假定模数m=2.5，齿宽 b=50mm。

首先需要解决的是齿数的问题，各轮的齿数应该满足下条件：

由配齿公式：

可以计算得知：Z1 : Z2 : Z3 : N = 3 : 5 : 13 : 2.5

取 Z1=30 得 Z2=50 ; Z3=130 （为避免根切，在的取值要大于等于 17，节省材料的话选择

最小满足条件齿数，这里为了是模型看起来更大，选择了z1=30）

验算邻接条件：（Z1+Z2）sin（π/k）=56.6 > 50+2 = Z2+2*hax 满足条件。

对 N 做一个说明：若在 A 位置能装入第 2 个行星轮，须使齿轮 1 转过 N 个完整的齿，即 j

恰好为中心轮 1 个齿距 P 所对应圆心角的整数倍。

（二）齿轮的参数化建模

齿轮的参数建模，关键问题有以下几点：

1、弄清楚齿轮设计的关键参数。齿轮的参数有哪些呢，查看课本会看到这些：模数m，齿

数 z，齿顶圆直径 da，齿根圆直径 df，基圆直径 db，分度圆直径 d，齿距 p，齿厚 s，

齿槽宽 e，齿高 h，齿顶高 ha，齿根高 hf，齿顶高系数 hax，顶隙系数 cx，压力角 alpha，

有时候会用到变位系数x。

看起来参数繁多，其实有章可循。齿轮的问题关键在于模数，模数的确定根据齿轮的失

效形式进行确定，这里不做讨论。题目中已经给定了模数，齿宽。通常正常齿制的

hax=1.0，cx=0.25，alpha=20 度，x=0.对于建模来说，这些都是已知量。结合齿轮的

相关公式，可以得到下面的表格：

2.1渐开线的参数化画法

模数 m

齿数 z

已

齿顶高系数 hax

知

顶隙系数 cx

量

齿宽 b

压力角 alpha

变位系数 x

齿顶高 ha=(hax+x)*m

齿根高 hf=(hax+cx-x)*m

可

分度圆直径 d=m*z

求

量

齿顶圆直径 da=d+2*ha

基圆直径 db=d*cos(alpha)

齿根圆直径 df=d-2*hf

表 2-1 齿轮参数表

图 1-1 渐开线的几何分析

线段 s 绕圆弧旋转，其一端点 A 划过的轨迹即为渐开线。图中点（x1，y1）的坐标为：

x1=r*cos（ang），y1=r*sin（ang）。在 pro/E 中，系统存在一个变量 t，0<=t<=1,通过 x1，

y1 建立（x，y）坐标，即为渐开线的方程。

2.2渐开线齿轮建模分析

ang=t*90

r=db/2

s=(PI*r*t)/2

x1=r*cos（ang）

y1=r*sin（ang）

x=x1+(s*sin(ang))

y=y1-(s*cos(ang)

z=0

（1）创建基本圆

1）新建零件，取名zxl_1，取消缺省模板，选择mmns_part_solid模板.进入工

作界面之后首先创建各种参数（类似于C 语言里面各种常量和变量的定义）。

2）单击主菜单上的“工具”—“参数”，弹出参数对话框如下图所示：

3）单击左下角的添加参数，修改参数名称和初始值，说明里面写好备注，

其它项不要动。将表 2-1 里面的参数都添加进去(参数不区分大小写)。X 完成后

如下：

4）参数定义好了之后就要定义关系了，所谓的关系就是表达式，因为通过上面

的分析我们知道了很多尺寸是需要计算才能得到了，而添加关系就是添加计算

的表达式和把参数跟图中实际的尺寸相关联的赋值语句。具体操作是在主菜单

上依次单击“工具”—“关系”，弹出“关系”对话框,并在里面输入表 2-1 列

出的要求的量的表达式：

这个时候会发现下面有个“局部参数”，单击展开，看到里面就是刚才添加的一

下参数，而且在这个地方也可以编辑。添加关系，单击确定之后，再次打开关

系对话框，在局部参数里面，通过计算或者赋值得到的量会被锁定：

“源”变为了“关系”，而其它的是“用户定义的”。

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