齿轮滚刀全参数化计算机辅助设计
摘要：介绍了齿轮滚刀全参数化计算机辅助设计软件中有关滚刀各部分尺寸计算、自动生成零件图、切齿仿真、被切齿轮对啮合仿真的实现方法，并介绍了三维啮合仿真的动画制作过程。
关键词：齿轮滚刀计算机辅助设计切齿仿真啮合仿真
Whole Parameter Computer Aided Design for Gear Hobs
Qu Baiqing et al
Abstract：The practical methods about dimension calculation,auto-drafing for spare parts pattem,tooth cutting emulation and engaging emulation for a pair of gears being cutted in the software of the whole parameter CAD for gear hobs are introduced．The procedure of the animation of the three dimensional gear engaging emulation is also presented．
Keywords：gear hob CAD tooth cutting emulation gear engaging emulation 一、引言
齿轮滚刀是加工直齿和斜齿圆柱齿轮最常用的刀具。用传统方法对齿轮滚刀进行设计时，由于参数太多，计算复杂，绘图繁琐，不仅设计效率低，而且容易发生错误。更重要的是，在齿轮加工完毕之前，一般没有把握确定滚刀设计是否合理，用其加工的齿轮齿廓曲线是否准确，也无法证实被切削的一对啮合齿轮在运行过程中是否会发生干涉现象等。
目前，AutoCAD软件在机械制造业中的使用已日益广泛。因此，在
AutoCAD下开发齿轮刀具的计算机辅助设计软件具有很高的实用价值和广阔的应用前景。本文所述为作者开发的齿轮刀具计算机辅助设计软件包中齿轮滚刀CAD的方法与实现过程。文中解决了在齿轮滚刀CAD过程中参数计算、自动生成滚刀零件图、切齿仿真、三维啮合仿真的动画制作等问题。二、几何模型与参数计算
在此，齿轮滚刀的基本蜗杆为阿基米德蜗杆，其轴剖面廓形与齿条相同，所以在切齿仿真过程中，滚刀用齿条刀代替。齿条刀（滚刀轴剖面廓形）上几何参数与关键点如图1所示。
图1齿条刀上的几何参数
1．用户坐标原点的确定
选取齿条刀的节线与齿间中心线的交点O为用户的坐标原点。
2．齿条刀上齿形关键点的计算
在绘制齿条刀之前，需要算出其齿形上的关键点（如图1所示）的坐标值：
x1＝0，y1＝h－H；
x2＝t／2－s／2－｜y1｜tgα，y2＝y1；
x3＝x2－H tgα－r sinα／tg［（90°＋α）／2］，
y3＝hr cosα／tg［（90°＋α）／2］；
x4＝x2，y4＝h；
x5＝t／2，y5＝h；
x rc＝x2＋H tgα＋r／tg［（90°＋α）／2］，
y rc＝h－r；
t＝πm
其中α为齿形角。
3．滚刀结构的设计与有关参数
齿轮滚刀的尺寸参数非常复杂，其零件图的绘制与尺寸标注涉及到几十个尺寸参数，如外廓尺寸、轴向齿形尺寸、切削部分的前角、铲齿量、刀槽各部分尺寸、刀槽螺旋角、支承台各部分尺寸、内孔尺寸、键槽各部分尺寸等，应根据各参数之间的关系分别予以计算，在此，由于篇幅所限不一一列出。
三、滚刀零件图的程序编制
在AutoCAD下开发机械设计软件，可直接用Autolisp语言编制绘图程序。Autolisp的绘图功能较强，可支撑各种类型的绘图机、打印机，给绘图带来诸多方便。本文所讨论的齿轮滚刀计算机辅助设计软件均采用Autolisp语言编制绘图程序。我们将滚刀零件图分成四部分并分别定义为块，即图框与标题栏块、主视图图块、左视图图块及轴剖面廓形图图块。当输入有关参数后，便会显示相应的视图图块。然后将这些块插入图幅适当的位置，制成幻灯片存入库中。在切齿仿真与啮合仿真校验无误后，再进行全参数化尺寸标注、形位公差及表面粗糙度标注。
图2为被加工齿轮模数m＝3．25mm，齿数Z＝30，轴孔直径D＝23mm 时，所形成的滚刀零件图。考虑文章版面与图形的清晰，图2所示的滚刀零件图按一定比例缩小，并删除了图框标题栏、部分尺寸及其它一些标注。
图2齿轮滚刀零件图
四、动态切齿仿真与啮合仿真的实现
本文根据齿轮齿条的啮合原理进行切齿仿真。假定进刀量为常数，当滚刀旋转一周时，齿轮转动一个齿。滚刀从开始加工时的第一次径向进刀到第二次径向进刀，齿轮毛坯应旋转360°，这样不断滚动进刀，直至加工完毕。由于程序中用齿条刀代替滚刀，所以就存在着齿条刀的切向进刀和径向进刀的换算问题。齿条刀的径向进给与滚刀相同，而切向进给的速度与齿坯转速必须成一定的比例。齿坯每转过一个角度θ2，则滚刀转动角度φ，齿条刀的切向走刀量为S，则
因为
t n＝πm n
所以
设Z1，Z2分别为滚刀与被切齿轮的齿数，这时Z1＝1，Z2就是传动比，则
即
以下是切齿仿真与啮合仿真的程序流程图。
在程序流程图中，ee1＝h／n，h为所加工齿轮的全齿高，n为进刀次数；θ＝2π／Z，θ为转过一个轮齿时所对应的弧度，Z为被加工齿轮的全齿高；θ2＝θ／mm，其中mm为齿坯转过一个齿时齿条刀切削的次数；i0为齿条刀的插入点，mm与n的值越大，则所加工的齿轮精度越高，但考虑到计算机的运行速度，也不可取太大的值。图3和图4分别为切齿仿真和啮合仿真停止运动时的图样。
图3切齿仿真图样
图4啮合仿真图样
五、啮合仿真的三维动画处理
在AutoCAD中实现啮合仿真的效果并不十分理想，在屏幕上看到的齿轮动态啮合运动有些闪动。这是因为AutoCAD无法实现命令的同步执行，即使有少数透明的命令，也仍然难以做到同步执行。因此，本软件选用3D studio 进行处理，结果证明三维啮合仿真动画效果非常理想。下面简单介绍用3D studio处理啮合仿真的过程。
（1）在AutoCAD R13下精确插入两齿轮块b、c，并用explode命令解块。再用extrude命令将两齿轮拉伸成具有相同厚度的齿轮实体；
（2）根据需要可用AutoCAD中求交、求并及求差命令形成各种不同轮辐的齿轮。然后改变视点，本文程序中所用的视点为（1，1，1），这样就形成了两齿轮处于静止啮合状态的三维视图；
（3）进行三维视图的拾取并定义为．3DS文件，接着将其送到3D studio 中，以便对其进行处理。退出AutoCAD；
（4）启动3D studio，载入所做的．3DS文件，这时屏幕中矩形图框中便出现了三视图和三维视图；
（5）分别用explode和light命令对传入的图象进行解块和光源设置；
（6）用renderer命令分别给两齿轮选择材料和颜色，进行渲染，生成TGA 文件；
（7）用axis命令分别给两齿轮定义转动轴；
（8）动画处理
①退回keyframe状态，根据让一齿轮Z1绕其转轴转
动180°，则另一齿轮Z2转动－，使当前的帧数为零，最后帧数为5；
②单击Renderer／View／……／Flc，选择User视图，生成动画；
③生成．Flc文件；
④在Renderer／View／……／Flc提示中选择Flc项，并拾取OK进行播放；
⑤检查效果，如果达到设计要求，则证明滚刀设计符合要求，将生成的动画文件拷贝到播放器（如ANIPLAY或FLIPLAY）中，以便随时播放。否则要进行有关参数的调整，直到满意为止。
六、结束语
本文所述齿轮滚刀的计算机辅助设计软件、滚刀零件图采用了全参数化设计，包括其中的尺寸标注。对于表面粗糙度、形位公差等可直接用所开发的图块进行插入标注。这样就大大减少了用户的工作量。为了适应现代工业对效率及精度与日俱增的要求，特别在加工小齿轮时，人工造成的误差是不可忽视的。本文所述软件的程序中采用了布尔运算，这样所设计的滚刀可加工出精度很高的齿轮。所设计的切齿仿真与啮合仿真检验贴近现实，可视性强。因为二维动态切齿仿真的效果很好，在此没有进行三维动画制作，如果要进行三维动画制作，其方法与三维啮合仿真动画制作类似，但对计算机的主频和内存的要求较高。
优秀设计 摘要 随着社会的进步和市场经济的激烈竞争，对工程设计提出了更高、更新的要求，CAD 正是适应这一要求的产物。目前，我国CAD技术的应用取得了较好的成绩，但由于CAD 技术涉及面广，影响因数多，在实际应用方面还不可能完全满足要求。二次开发是CAD 技术应用取得实效的关键环节，因此，结合具体的专业CAD二次开发更具有实际意义。 由于变压器绘图在变压器设计绘图中占的比例大，变压器设计中频繁的重复计算和绘图。本次毕业设计开发了实用的变压器参数化绘图程序，从而提高了产品的设计效率和质量，降低了产品成本，能为企业获得较好的社会效益和经济效益。变压器参数化绘图系统使用AutoLISP和DCL编写，程序采用模块化的设计理念设计，提高了程序的生命力，本系统大大的缩短了产品设计周期，使企业提高了产品开发效率和设计质量。 关键词:Autolisp ，参数化绘图，变压器，计算机辅助设计
ABSTRACT As the development of society, the competitiveness of economy and market get increasingly fierce, and then high and new requirement has been put forward. CAD (Computer-Aided Design) technique is the very outcome of this requirement. Recently, in CAD technique application, we have gotten a great success. However, involving in a large scale and with too many fac tors, it’s impossible to meet all the requirements in the actual application of the CAD technique. The re-develop is the key ring for CAD technique to make a real effect; therefore, the Re-develop Technology CAD in a certain field will be more effective. Because the Transformer Mapping accounts for a large proportion in Transformer Design Mapping, calculation and mapping repeat again and again in the Transformer Design. In this Graduation Design, a practical parameterized mapping program design of transformer has been developed, and therefore improved the designing efficiency and the quality of products, reduced the cost and is helpful for enterprises to gain a better social and economical benefit. The transformer parameterized mapping system is composed in Auto LISP and DCL; in designing the program, Modular Idea is applied to improve the vitality of the program. This system greatly shortens the design circle of products and improves the R&D efficiency and quality of products. Key words: AutoLISP，the parameterized mapping，transformer，computer-aided desig
齿轮滚刀变模数设计 前言 ** 看到论坛上有人问起，再想想自己好久没有总结经验了。于是发帖。 ** 这些东西可是在书上找不到的。 ** 因为该经验为个人经验，不涉及公司机密，且无专利限制，可以拿来和同仁共享。 ** 版权所有。转载注明出处。 1, 原理 1.1 变模数设计在原理上的可行性上非常简单。齿轮配对啮合和齿轮齿条啮合的基本条件之一，就是基节相等，即m1*cos(a1)=m2*cos(a2)，所以从理论上来说，对于被加工齿轮参数(m1, a1)，有无数个滚刀参数(m2, a2)与之配合。 1.2 滚刀在滚切过程中可近似看作齿条。齿轮齿形为滚刀刀刃包络线。 1.3 TIF为滚齿工序所要求有效渐开线起始点。如果后续工序有剃齿或磨齿需要留余量，则TIF指去除余量后有效渐开线的起始点。滚刀的设计基本要求之一，就是能够得到TIF。 2, 设计的好处 2.1 TIF 得到所要求的TIF是变模数设计的主要目的。很多情况下，客户图纸要求的TIF非常低，而滚刀干涉所得到的过渡曲线部分非常大，你已经采取了所有其他的办法，都不行。于是，减小压力角吧。 小压力角的齿条，在啮合中啮合系数更大，得到的起始点能够大幅下移。形象地说，能够往齿底方向更伸得下去。如果你有齿轮齿条模拟软件，能够看得很清楚，对比很鲜明。汉江以前没有模拟软件，现在可能已经有了。 如果通过变模数，已经把压力角压到不能接受的地步，还是离TIF很远，OK, 联系客户吧。 有时候客户希望能用一把刀切削几个规格的齿轮。往往同时满足所有的TIF要求是很困难的。这种情况下变模数无疑是你最好的帮手。 2.2 优化齿形参数 既然减小压力角能够将TIF的压力大幅降低，那么齿形参数的设计就不用捉襟见肘，那就尽情发挥你的设计才能吧。 2.3 使用原有设计 汽车变速器齿轮和所用齿轮刀具，绝大部分是非标。但是接到一份齿轮图纸，请不要急着设计新刀。你可以找你以前模数相近的设计，然后通过变模数设计，来校核是否能够使用原有设计。 2.4 部分标准化 甚至，对大客户或者系统解决方案，你可以进行一些部份的标准化。将能够滚刀规格的数量大幅下降。 2.5 优化侧后角和顶后角的组合 设计时可以通过改变压力角，变大或者变小，来调节侧后角，从而达到优化其与顶刃后角的组合。 3, 应用的好处 3.1 成本 减少滚刀规格，意味着滚刀制造成本降低。滚刀供应商会报给你更低的价格。 减少滚刀规格，也意味着降低了在滚刀采购上的资金运转量，降低了库存，降低了管理成本。 齿轮经常有试验项目或者不正常中断项目。这时会有一批滚刀成为闲置。2.3中所述能够帮上一部分忙。如果是客户愿意，还可以将旧滚刀重新磨齿形，投入使用。这时候变模数设计就能够提供更多的可能性。 3.2 切削性能 优化的参数，如2.2和2.5中所述，能够改善切削条件，提高滚刀的切削性能。 还有一个容易被忽略的好处是，模数变小（虽然幅度很小），能够增加每排牙齿的数量，从而增加窜刀次数，提高滚刀寿命。这个好处不是很明显。 4, 生产的好处 4.1 成本 滚刀的生产成本对批量非常敏感，特别是3件以内（含）。而汽车齿轮滚刀的批量，大部分是这个范围。所以降
一、主要技术参数 根据任务要求，确定齿轮泵的理论设计流量q t . 二、根据公式选定齿轮泵的转速n ，齿宽系数k b 及齿数z 1.齿轮参数的确定及几何要素的计算 确定设计的零件在工作时的工作介质的粘度，然后再由表一进行插补可得此 次设计的最大节圆线速度V 。即： 节圆线速度V ： 601000V ???= n D π 式中D ——节圆直径（mm ） n ——转速 表2.1 齿轮泵节圆极限速度和油的粘度关系 流量与排量关系式为： n 00P Q = 0Q ——流量·· 0P ——理论排量（ml/r ） 2.齿数Z 的确定
应根据液压泵的设计要求从流量、压力脉动、机械效率等各方面综合考虑。从泵的流量方面来看，在齿轮分度圆不变的情况下，齿数越少，模数越大，泵的流量就越大。从泵的性能看，齿数减少后，对改善困油及提高机械效率有利，但使泵的流量及压力脉动增加。 目前齿轮泵的齿数Z 一般为6-19。对于低压齿轮泵，由于应用在机床方面较多，要求流量脉动小，因此低压齿轮泵齿数Z 一般为13-19。齿数14-17的低压齿轮泵，由于根切较小，一般不进行修正。 3.确定齿宽。齿轮泵的流量与齿宽成正比。增加齿宽可以相应地增加流量。而齿轮与泵体及盖板间的摩擦损失及容积损失的总和与齿宽并不成比例地增加，因此，齿宽较大时，液压泵的总效率较高.一般来说，齿宽与齿顶圆尺寸之比的选取围为0.2～0.8，即： ）（8.0~2.0B =a D 20m 66.6q 1000Z B = Da ——齿顶圆尺寸（mm ） 4.确定齿轮模数。 对于低压齿轮泵来说，确定模数主要不是从强度方面着眼，而是从泵的流量、压力脉动、噪声以及结构尺寸大小等方面。 通过对不同模数、不同齿数的齿轮油泵进行方案分析、比较结果，确定此型齿轮油泵的齿轮参数，最后得到齿轮的基本参数即模数m 齿数Z 齿宽b 。 得到齿轮的齿数后，若齿轮的齿数≥17则不会发生根切的现象，所以在这里不考虑修正，接下来按照标准公式计算齿轮的基本参数。 （1）理论中心距mz D A f ==0
滚刀设计软件的开发思路与实践 拙笔：社会咸菜 春末夏初，东北的小伙伴们，秋裤脱了没？反正南方的MM们已经很轻凉了。 简单调皮的问候后，进入正题。 齿轮是机械行业同仁们接触最多的一类零件，几乎所有与机械相关的技术教育和技能教育的专业课程里面都有关于齿轮的内容。然而，即便是渐开线圆柱齿轮这种最基本的齿轮类型，大家在学校学到的也只是其最简单的几种情形，毕竟所有的参数都是标准值，至于滚刀嘛，也就简单提了一下。 在齿轮行业，尤其是需要大批量使用齿轮的细分行业里，很难见到那么标准的东西。具体说来，有非标模数的、非标压力角的、非标齿顶高系数的、非标顶隙系数的、齿顶有倒角的、齿根过渡圆弧有特殊要求的、齿面有精加工余量的、过渡曲线有沉切的、渐开线范围有要求的等等。这就对滚刀设计质量提出了很高的要求。 滚齿加工是展成包络的过程，我们无法从工件图纸上直接读出关于刀具的全部重要细节，这些都给手工设计和经验设计增加了障碍，使得非专业的滚刀设计者无法通过简单计算、查阅齿轮手册或者在各种资料的推荐范围内取值等方法设计出出满足要求的滚刀，也无法判定刀具商提供的设计方案是否合理。 可喜的是，计算机绘图软件、程序开发软件已经大量普及，很多中青年从业人员能编写计算机程序，主流的计算机绘图软件也有供使用者进行二次开发的接口。本人也利用VB6.0和AutoCAD做了实践，取得了预期效果，设计出了具有基本功能的滚刀设计软件。在此将思路和大概过程分享给大家。 一、滚刀设计的输入 设计齿轮滚刀首先要知道工件的必要信息以及滚刀的基本参数初设值。 具体如下：
也许有小伙伴会问：上表中两个模数和两个压力角，它们一定是分别相等的，写出来不是多此一举么？而且表中的还不一样。在此我做一个说明，在有些特殊情况下（要求更小的渐开线起始元、更大的齿面精加工余量、更高的粗加工效率等），滚刀设计需要做一下转位处理，其表现形式就是滚刀的模数和压力角与齿轮的都不相等。本案例已经包含了这一项，详见下文。 二、滚刀设计的主要步骤 1，转位设计 渐开线圆柱齿轮有如下性质：对于一个给定的齿轮，其基元直径、基元齿距、导程、齿数、齿顶元、齿根圆都是定值。模数、压力角、螺 旋角、分度元等参数为相互关联的可变值。可人为给定其中一个，即可 利用几何关系和前述定值计算出其它几个。具体如下： Mn1*cos(An1)= Mn2*cos(An2) -----------------基元不变 Mn1 /Sin(B1)= Mn2 /Sin(B2) -----------------导程不变给定了新的压力角An2，就可以算出与之匹配的模数Mn2和螺旋角B2。有新的模数、压力角、螺旋角做基础，其它齿轮参数计算就很简单 了，在此不赘述。 基于新的参数设计刀具的方法就是转位设计。设计刀具时通常不首先使用转位方法，只有在常规方法下设计不出满足要求的刀具时才会这 样做。 2，滚刀初步设计 依据原齿轮参数或转位后的齿轮参数，利用齿轮手册上的刀具设计
参数化图库的步骤 1.绘图以及尺寸标注 由于图形入库必须先进行参数化，所以应该按照一定的标准进行图形的绘制和尺寸标注。为了使图形能够正确的被参数化，在图形绘制标注的过程中，应该注意以下几个问题： ●绘图 在绘图的过程中应该注意图形绘制的精准，对于相交、连接以及相切的对象应该尽量保持打开对象捕捉模式或者其它模式辅助绘图，更加准确的绘制图形，如在绘制水平线和垂直线的时候应该打开正交模式。 ●尺寸标注 足够的尺寸标注是图形能够参数化的前提，可以看作是一种约束，使参数化后的图形可以通过标注和基点确定被参数化图形的位置和形状。 注：水平线、垂直线、平行和垂直及相切关系是系统默认的，无需标注。 ●生成参数化图形 生成参数化图形最重要的条件就是要有足够多的约束，也就是说要有足够多的标注能够确定图形的形状，基点的位置对于参数化图形的尺寸计算基准，也就是说其它点的坐标都要通过基点和标注来确定，因此约束条件是否充分是图形是否能够进行参数化的一个重要条件，欠约束的部分不能进行尺寸驱动，但是可以随着其它尺寸变化。
2.参数化 使用CRE这个命令或者点击屏幕菜单下面的参数化设计》参数化处理 ，这时命令行提示指定基点，为了保险起见，应该对已经参数化的图形进行检测，看看是否能正常驱动。 参数化过程中需要注意的问题： 在执行参数化命令后，可能有些实体没有正确被参数化，这时需要用setpara命令修改那些没有被正确参数化实体的表达式，这样才 能生成正确的参数化图形。同样也可以用setpara命令查看已经被 正确参数化的实体的表达式。 处理相同尺寸圆弧只需要标注其中之一即可，系统自动识别图形中尺寸相等的圆弧。 系统会自动识别图形中的对称尺寸，对称尺寸必须是相对图形中心线的对称尺寸。 完全约束图形欠约束图形 已经参数化了并且录入了3组数据的零件，需要用这3组数据出库看看图形是否变形，是否与标准和Mechanical一样。 3.定义变量表达式 把参数化图形中的标注的实际尺寸值转换成字母以及表达式，这些字母需要和机械标准保持一致。 4.入库 添加零件类
课程设计 课程名称CAD/CAE 综合训练 题目名称齿轮泵CAD/CAE综合设计分析 学生学院机电工程学院 专业班级机械设计制造及其自动化2007级6班学号3107000248 学生姓名陈凯 指导教师卜研 成绩评定 教师签名 2010年6月28日
广东工业大学课程设计任务书 齿轮泵产品CAD/CAE 题目名称 综合设计分析 学生学院机电工程学院 专业班级机械设计制造及其自动化2007级6班 姓名陈凯 学号3107000248 一、课程设计的内容 1．设计齿轮泵结构模型； 2．在Unigraphics NX 4.0/NX 5.0平台上建立齿轮泵结构的三维参数化、变量化实体模型。 3. 根据产品的功能及设计要求建立组件的装配模型； 4．在Unigraphics NX 4.0/NX 5.0平台上按国家制图标准绘制工程图。 可以适当补充完成下列设计内容： 1. 对所设计的模型设置光照、背景、材料纹理等条件，完成模型渲染，输出模型高质量的视觉效果图； 2．1).根据有限单元分析法的基本原理和思想，对所设计的机构进行静力学分析，包括设计分析模型简化、单元网格划分、材料特性定义、约束定义、载荷及边界条件定义、模型分析解算等； 2). 根据机构运动学的基本原理和方法，在产品三维参数化实体装配模型的基础上，定义机构的运动副、运动驱动、运动关系，创建运动分析模型，利用ADAMS解算器完成运动分析求解； 3．后处理及仿真，输出有限单元分析(或机构运动分析) 结果(包括：应力、应变云图，变形过程动画仿真；或机构运动仿真动画，运动件轨迹，主要运动件位移、速度、加速度、加加速度曲线图)，根据分析结果提出修改意见或方案。 二、课程设计的要求与数据 1．采用参数化实体建模技术，进行产品结构的三维参数化、变量化实体(装配)模型的设计； 2．通过变量、表达式和Associative Curve等建立图素间的关联关系，修
齿轮滚刀全参数化计算机辅助设计 摘要：介绍了齿轮滚刀全参数化计算机辅助设计软件中有关滚刀各部分尺寸计算、自动生成零件图、切齿仿真、被切齿轮对啮合仿真的实现方法，并介绍了三维啮合仿真的动画制作过程。 关键词：齿轮滚刀计算机辅助设计切齿仿真啮合仿真 Whole Parameter Computer Aided Design for Gear Hobs Qu Baiqing et al Abstract：The practical methods about dimension calculation,auto-drafing for spare parts pattem,tooth cutting emulation and engaging emulation for a pair of gears being cutted in the software of the whole parameter CAD for gear hobs are introduced．The procedure of the animation of the three dimensional gear engaging emulation is also presented． Keywords：gear hob CAD tooth cutting emulation gear engaging emulation 一、引言 齿轮滚刀是加工直齿和斜齿圆柱齿轮最常用的刀具。用传统方法对齿轮滚刀进行设计时，由于参数太多，计算复杂，绘图繁琐，不仅设计效率低，而且容易发生错误。更重要的是，在齿轮加工完毕之前，一般没有把握确定滚刀设计是否合理，用其加工的齿轮齿廓曲线是否准确，也无法证实被切削的一对啮合齿轮在运行过程中是否会发生干涉现象等。 目前，AutoCAD软件在机械制造业中的使用已日益广泛。因此，在
机械原理综合实训课程 设计计算说明书 设计题目: 外啮合齿轮泵的设计 班级: 2013 级材料一班班 学号：201310112113 学生: 唐柑培 指导教师: 李玉龙 起止日期: 2015 年 5 月11 日至 2015 年5月22 日
成都学院（成都大学） 机械工程学院 【机械原理】综合实训课程任务书
目录 一、外啮合齿轮泵工作原理············ 二、电机型号以及减速装置的选型········ 三、齿轮副参数的确定·············· 四、齿轮绘制················· 五、设计小结················· 六、参考文献················
一、外啮合齿轮泵工作原理 外啮合齿轮泵简介 图 1 是外啮合齿轮泵的工作原理图。由图可见，这种泵的壳体内装有一对外啮合齿轮。由于齿轮端面与壳体端盖之间的缝隙很小，齿轮齿顶与壳体内表面的间隙也很小，因此可以看成将齿轮泵壳体内分隔成左、右两个密封容腔。当齿轮按图示方向旋转时，右侧的齿轮逐渐脱离啮合，露出齿间。因此这一侧的密封容腔的体积逐渐增大，形成局部真空，油箱中的油液在大气压力的作用下经泵的吸油口进入这个腔体，因此这个容腔称为吸油腔。随着齿轮的转动，每个齿间中的油液从右侧被带到左侧。在左侧的密封容腔中，轮齿逐渐进入啮合,使左侧密封容腔的体积逐渐减小，把齿间的油液从压油口挤压输出的容腔称为压油腔。当齿轮泵不断地旋转时，齿轮泵的吸、压油口不断地吸油和压油，实现了向液压系统输送油液的过程。在齿轮泵中，吸油区和压油区由相互啮合的轮齿和泵体分隔开来，因此没有单独的配油机构。 齿轮泵是容积式回转泵的一种，其工作原理是：齿轮泵具有一对互相啮合的齿轮，齿轮（主动轮）固定在主动轴上，齿轮泵的轴一端伸出壳外由原动机驱动，
XX学院 毕业设计 题目基于solidworks的齿轮油泵设计系别 专业 班级 姓名 学号 指导教师 日期
设计任务书 设计题目： 基于Solidworks的齿轮油泵设计 设计要求： 1.收集关于齿轮油泵的资料，并详细了解齿轮油泵的各个组成部分及其作用；知道齿轮油泵的工作原理； 2.了解三维软件Solidworks的发展历程，并能熟练运用Solidworks进行零件建模设计，装配设计，仿真设计； 3.提交毕业论文，完成毕业设计。 设计进度要求： 第一周：选择课题，勾勒基本的设计思路 第二周：查找与其有关的资料，确定总体方案设计 第三周：进行齿轮油泵的设计和计算 第四周：写出草稿，画出草图，让老师检查 第五周：撰写毕业论文 第六周：修改论文、定稿、打印 第七周：提交论文并准备答辩 第八周：参加答辩 指导教师（签名）：
摘要 在现代社会中，科技成果的应用已成为推动生产力发展的重要手段。把其他国家的科技成果加以引进，消化吸收，改进提高，再进行创新设计，进而发展自己的新技术，是发展民族精神的捷径。称这一过程为反求工程。反求设计的流程是对原有零件进行分析和测绘，绘制装配示意图-绘制零件草图-确定尺寸与公差-绘制零件图-装配图-对零件图和装配图进行复核。 可以看出，对设计对象进行测绘是反求设计的重要内容。 SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，Solidworks 功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks 的三大特点，使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量，并已经成功地应用为最广泛的中、高端CAD产品，逐步成为其他三维CAD软件追赶和仿效的标准。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。 本论文就是以反求设计为理论支撑，以零部件测绘为主要内容，应用SolidWorks 对齿轮油泵各零件进行三维建模，充分利用SolidWorks的参数、关系式、零件库等知识对各组成零、部件进行建模，再完成各部件装配和总装配，最后对总体机构进行运动仿真。通过一系列操作的完成，真实再现齿轮油泵的工作，对零部件的设计有很大的帮助。 关键词：齿轮油泵，Solidworks，齿轮，参数化
绪论 一、课程设计容 根据齿轮油泵的工作原理和零件图，看懂齿轮油泵的全部零件图，并将标准件按其规定标记查出有关尺寸。应用AutoCAD软件绘制所有正式零件图，装配图（A3图纸幅面1），用UG绘制所有正式零件的三维图形。 二、齿轮油泵工作原理 齿轮油泵示意图 工作原理部分：齿轮油泵是依靠一对齿轮的传动把油升压的一种装配，泵体12有一对齿轮，轴齿轮15是主动轮，轴齿轮16是被动轮，如下图所示。动力从主动轮输入，从而带动被动轮一起旋转。转动时齿轮啮合区的左方形成局部真空，压力降低将油吸入泵中，齿轮继续转动，吸入的油沿着泵体壁被输送到啮合处的右方，压力升高，从而把高压油输往需要润滑的部位。 防渗漏：为使油泵不漏油，泵体和泵盖结合处有密封垫片13（垫片形状与泵体、泵盖结合面相同），主动轴齿轮伸出的一端处填料压盖防漏装置，由填料10、填料压盖9、
螺栓组（件18、件8）组成。 连接与定位：泵体与泵盖之间用螺钉18连接，为保证相对位置的准确，用定位销11定位。 齿轮油泵工作原理 拆装顺序：泵体---主动轴和被动轴---垫片、泵体—定位销—螺钉 ---填料---压盖 三、齿轮油泵零件之间的公差配合 1. 齿轮端面与泵体、泵盖之间为32K6； 2. 齿顶圆与泵体孔为Φ48H7/d7； 3. 主动轴齿轮、被动轴齿轮的两支承轴与泵体、泵盖下轴孔为Φ16H7/h6； 4. 填料压盖与泵体孔径为Φ32H11/d11。 四、齿轮油泵的其它技术要求 1. 装配后应当转动灵活，无卡阻现象； 2. 装配后未加工的外表面涂绿色。
第一章 二维零件图
第一章绘制三维零件图 第一节、泵盖 齿轮油泵泵盖如图所示。 具体建模步骤如下： 图 1-1 泵盖 一、整体建模 1、打开UG,新建模型。在菜单栏中选择“插入”\“设计特征”\“长方体”命令。系统弹出“长方体”对话框。如图1-2a所示。 2、在“类型”下拉表框中选择“两点和高度”选项,单击按钮弹出点对话框设置两点位置，相对于wcs坐标系第一点位置为（42，21,0）、第二点为（-42、-21、0），在“尺寸”选项中输入高度为10mm。点击确定建立一个长84mm、宽42mm、高10mm的长方体，完成如图1-2b所示
哈尔滨理工大学 《数字化设计与仿真》技能训练 题目： 院、系： 姓名： 学号： 指导教师： 2015年1 月 6 日
目录 摘要........................................................................................................................................ III 一、技能训练的目的.......................................................................................................... - 1 - 二、主要技术参数与要求.................................................................................................. - 2 - 三、实物拆装与测绘.......................................................................................................... - 3 - 四、原理分析与计算.......................................................................................................... - 5 - 1、工作原理分析........................................................................................................ - 5 - （1）下泵盖的尺寸确定...................................................... 错误！未定义书签。 （2）上泵盖的尺寸确定...................................................... 错误！未定义书签。 （3）泵体的尺寸确定.......................................................... 错误！未定义书签。 （4）齿轮轴的尺寸确定...................................................... 错误！未定义书签。 （5）主动轴的尺寸确定...................................................... 错误！未定义书签。 （6）从动轴尺寸确定........................................................ 错误！未定义书签。 （7）螺钉的选择及尺寸确定 .............................................. 错误！未定义书签。 五、参数化设计与仿真.................................................................................................... - 13 - 1、零件建模.................................................................................. 错误！未定义书签。 （1）下泵盖的建模.............................................................. 错误！未定义书签。 （2）上泵盖的建模.............................................................. 错误！未定义书签。 （3）中段的建模.................................................................. 错误！未定义书签。 （4）弹性挡圈的建模.......................................................... 错误！未定义书签。 （5）螺钉的建模.................................................................. 错误！未定义书签。 2、虚拟装配.................................................................................. 错误！未定义书签。 为全部建模完成的零件进行装配 ........................................ 错误！未定义书签。 六、工程图图样设计............................................................................ 错误！未定义书签。 1、装配图设计.............................................................................. 错误！未定义书签。 （1）装配图的转换.............................................................. 错误！未定义书签。 （2）装配图的标注.............................................................. 错误！未定义书签。 2、零件图的设计.......................................................................... 错误！未定义书签。 (1)零件图的转换.................................................................. 错误！未定义书签。 (2)零件图的标注.................................................................. 错误！未定义书签。 七、技术经济评价.............................................................................. 错误！未定义书签。结束语.................................................................................................... 错误！未定义书签。参考文献................................................................................................ 错误！未定义书签。
绪论 一、课程设计内容 根据齿轮油泵的工作原理和零件图，看懂齿轮油泵的全部零件图，并将标准件按其规定标记查出有关尺寸。应用AutoCAD软件绘制所有正式零件图，装配图（A3图纸幅面1张），用UG绘制所有正式零件的三维图形。 二、齿轮油泵工作原理 齿轮油泵示意图 工作原理部分：齿轮油泵是依靠一对齿轮的传动把油升压的一种装配，泵体12内有一对齿轮，轴齿轮15是主动轮，轴齿轮16是被动轮，如下图所示。动力从主动轮输入，从而带动被动轮一起旋转。转动时齿轮啮合区的左方形成局部真空，压力降低将油吸入泵中，齿轮继续转动，吸入的油沿着泵体内壁被输送到啮合处的右方，压力升高，从而把高压油输往需要润滑的部位。 防渗漏：为使油泵不漏油，泵体和泵盖结合处有密封垫片13（垫片形状与泵体、泵盖结合面相同），主动轴齿轮伸出的一端处填料压盖防漏装置，由填料10、填料压盖9、螺栓组（件18、件8）组成。
连接与定位：泵体与泵盖之间用螺钉18连接，为保证相对位置的准确，用定位销11定位。 齿轮油泵工作原理 拆装顺序：泵体---主动轴和被动轴---垫片、泵体—定位销—螺钉---填料---压盖 三、齿轮油泵零件之间的公差配合 1. 齿轮端面与泵体、泵盖之间为32K6； 2. 齿顶圆与泵体内孔为Φ48H7/d7； 3. 主动轴齿轮、被动轴齿轮的两支承轴与泵体、泵盖下轴孔为Φ16H7/h6； 4. 填料压盖与泵体孔径为Φ32H11/d11。 四、齿轮油泵的其它技术要求 1. 装配后应当转动灵活，无卡阻现象； 2. 装配后未加工的外表面涂绿色。
第一章 二维零件图
第一章绘制三维零件图 第一节、泵盖 齿轮油泵泵盖如图所示。 具体建模步骤如下： 图1-1 泵盖 一、整体建模 1、打开UG,新建模型。在菜单栏中选择“插入”\“设计特征”\“长方体”命令。系统弹出“长方体”对话框。如图1-2a所示。 2、在“类型”下拉表框中选择“两点和高度”选项,单击按钮弹出点对话框设置两点位置，相对于wcs坐标系第一点位置为（42，21,0）、第二点为（-42、-21、0），在“尺寸”选项中输入高度为10mm。点击确定建立一个长84mm、宽42mm、高10mm的长方体，完成如图1-2b所示 图1-2a 长方体对话框图1-3b 3、在菜单栏中选择“插入”\“设计特征”\“圆柱”命令。系统弹出“圆柱”对话框。
参数化设计 目录 概述 参数化设计是Revit Building的一个重要思想，它分为两个部分：参数化图元和参数化修改引擎。Revit Building中的图元都是以构件的形式出现，这些构件之间的不同，是通过参数的调整反映出来的，参数保存了图元作为数字化建筑构件的所有信息。参数化修改引擎提供的参数更改技术使用户对建筑设计或文档部分作的任何改动都可以自动的在其它相关联的部分反映出来，采用智能建筑构件、视图和注释符号，使每一个构件都通过一个变更传播引擎互相关联。构件的移动、删除和尺寸的改动所引起的参数变化会引起相关构件的参数产生关联的变化，任一视图下所发生的变更都能参数化的、双向的传播到所有视图，以保证所有图纸的一致性，毋须逐一对所有视图进行修改。从而提高了工作效率和工作质量。 参数化设计在CAD中的应用 用CAD方法开发产品时，零件设计模型的建立速度是决定整个产品开发效率的关键。产品开发初期，零件形状和尺寸有一定模糊性，要在装配验证、性能分析和数控编程之后才能确定。这就希望零件模型具有易于修改的柔性。参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化，使之成为任意调整的参数。对于变量化参数赋予不同数值，就可得到不同大小和形状的零件模型。 在CAD中要实现参数化设计，参数化模型的建立是关键。参数化模型表示了零件图形的几何约束和工程约束。几何约束包括结构约束和尺寸约束。结构约束是指几何元素之间的拓扑约束关系，如平行、垂直、相切、对称等；尺寸约束则是通过尺寸标注表示的约束，如距离尺寸、角度尺寸、半径尺寸等。工程约束是指尺寸之间的约束关系，通过定义尺寸变量及它们之间在数值上和逻辑上的关系来表示。 在参数化设计的本质及意义
% 武汉科技大学 本科毕业设计（论文） · 题目：中高压外啮合齿轮泵设计 姓名： 专业： 学号： 指导教师： 【 武汉科技大学机械工程学院 二0一三年五月
目录 摘要.................................................................. I Abstract.......................................................................... II 1绪论. (1) 研发背景及意义 (1) 齿轮泵的工作原理 (2) 齿轮泵的结构特点 (3) 外啮合齿轮泵基本设计思路及关键技术 (3) 2 外啮合齿轮泵设计 (5) 齿轮的设计计算 (5) 轴的设计与校核 (7) 齿轮泵的径向力 (7) 减小径向力和提高齿轮轴轴颈及轴承负载能力的措施 (8) 轴的设计与校核 (8) 卸荷槽尺寸设计计算 (11) 困油现象的产生及危害 (11) 消除困油危害的方法 (13) 卸荷槽尺寸计算 (15) 进、出油口尺寸设计 (17) 选轴承 (17) 键的选择与校核 (17) 连接螺栓的选择与校核 (18) 泵体壁厚的选择与校核 (18) 总结 (19) 致谢 (20) 参考文献 (22)
摘要 外啮合齿轮泵是一种常用的液压泵，它靠一对齿轮的进入和脱离啮合完成吸油和压油，且均存在泄漏现象、困油现象以及噪声和振动。减小外啮合齿轮泵的径向力是研究外啮合齿轮泵的一大课题，为减小径向力中高压外啮合齿轮泵多采用的是变位齿轮，并且对轴和轴承的要求较高。为解决泄漏问题，低压外啮合齿轮泵可采用提高加工精度等方法解决，而对于中高压外啮合齿轮泵则需要采取加浮动轴套或弹性侧板的方法解决。困油现象引起齿轮泵强烈的振动和噪声还大大所短外啮合齿轮泵的使用寿命，解决困油问题的方法是开卸荷槽。 关键词：外啮合齿轮泵，变位齿轮，浮动轴套，困油现象，卸荷槽 （此毕业设计获得2013届优秀毕业设计荣誉，共有5张零件图，1张装配图，并且有开题报告、外文翻译、答辩稿，答辩ppt，保证让你的毕业设计顺利过关！先找份好的工作，不再为毕业设计而发愁！！！有需要零件图和装配图的同学请联系）
中国矿业大学银川学院本科毕业设计 （2014 届） 题目基于solidworks的齿轮油泵设计 系别机电动力与信息工程系 专业机械工程及自动化 年级10级机械2班 学生姓名张为林 指导教师张超 2014年4月14日
设计任务书 设计题目： 基于Solidworks的齿轮油泵设计 设计要求： 1.收集关于齿轮油泵的资料，并详细了解齿轮油泵的各个组成部分及其作用；知道齿轮油泵的工作原理； 2.了解三维软件Solidworks的发展历程，并能熟练运用Solidworks进行零件建模设计，装配设计，仿真设计； 3.提交毕业论文，完成毕业设计。 设计进度要求： 一：选择课题，勾勒基本的设计思路 二：查找与其有关的资料，确定总体方案设计 三：进行齿轮油泵的设计和计算 四：写出草稿，画出草图，让老师检查 五：撰写毕业论文 六：修改论文、定稿、打印 七：提交论文并准备答辩 八：参加答辩 指导教师（签名）：
摘要 本课题是依据齿轮油泵的装配图为基础进行完善设计，应用SolidWorks进行总体造型和部分零件的造型测绘及分析以及使用Autocad2007进行两个齿轮油泵组成零件的绘制，完成齿轮油泵重要零件的设计，绘制出齿轮油泵的零件图，并对齿轮油泵材料的选择，齿轮的计算，公差配合，粗糙度及技术条件与原则综合分析，对机械零部件的绘制进行详细的测绘和说明。 SolidWorks软件是世界上第一个基于Windows开发的三维CAD系统，Solidworks 功能强大、易学易用和技术创新是SolidWorks 的三大特点，使得SolidWorks 成为领先的、主流的三维CAD解决方案。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及提高产品质量，并已经成功地应用为最广泛的中、高端CAD产品，逐步成为其他三维CAD软件追赶和仿效的标准。SolidWorks 不仅提供如此强大的功能，同时对每个工程师和设计者来说，操作简单方便、易学易用。 本论文就是以齿轮油本为理论支撑，以计算零部件尺寸为主要内容，应用SolidWorks对齿轮油泵各零件进行三维建模，充分利用SolidWorks的参数、关系式、零件库等知识对各组成零、部件进行建模，再完成各部件装配和总装配，最后对总体机构进行运动仿真。通过一系列操作的完成，真实地模拟实现齿轮油泵的工作，对零部件的设计有很大的帮助。 关键词：齿轮油泵，Solidworks，齿轮，参数化齿轮计算零件设计
A NOVEL HO B DESIGN FOR PRECISION INVOLUTE GEARS: PART II The following paper outlines the development of a new precision gear hob design for machining involute gears on conventional gear-hobbing machines. By Stephen P. Radzevich, Ph.D. Abstract This pa per is a imed a t the development of a novel design of precision gea r hob for the ma chining of involute gea rs on a conventiona l gea r-hobbing ma chine. The reported resea rch is ba sed on the use of funda menta l results obta ined in a na lytica l mecha nics of gea ring. For solving the problem, both the descriptive-geometry-ba sed methods (further DGB-methods) together with pure a na lytica l methods ha ve been employed. The use of DGB-methods is insightful for solving most of the principa l problems, which consequently ha ve a n a na lytica l solution. These a na lytica l methods provide a n exa mple of the a pplica tion of the DG/K-method of surfa ce genera tion ea rlier developed by the a uthor. For interpreta tion of the results of resea rch, severa l computer codes in the commercia l softwa re Ma thCAD/Scientific were composed. Ultimately, a method of computation of parameters of design of a hob with straight-line lateral cutting edges for the machining of precision involute gears is developed in the paper. The coincidence of the stra ight-line la tera l cutting edges of the hob with the stra ight-line cha ra cteristics of its genera ting surfa ce elimina tes the ma jor source of devia tions of the hobbed involute gea rs. The rela tionship between ma jor principal design parameters that affect the gear hob performance are investigated with use of vector algebra, matrix calculus, and elements of differential geometry. Gear hobs of the proposed design yield elimination of the principal and major source of deviation of the desired hob tooth profile from the actual hob tooth profile. The reported results of research are ready to put in practice. This is the conclusion of a two-part series. Part I can be downloaded at [https://www.doczj.com/doc/186124814.html,].