三型行星齿轮流量计运动仿真分析

　　1　三型行星齿轮流量计的实体建模

　　三维实体造型软件SolidWorks是由美国Solid-Works公司开发的。软件产品自1995年问世以来,以其优异的性能、易用性和创新性,极大地提高了机械设计的效率,在与同类软件的激烈竞争中已经确立了它的市场地位。SolidWorks是一套基于特征的参数化机械设计自动化软件,它采用了大家所熟悉的Microsoft Windows图形用户界面。使用这套简单易学的工具,能快速、方便地按照其设计思想绘制出草图及三维实体模型;在设计过程中,可运用特征、尺寸及约束功能,准确制作设计模型,并绘制出详细的工程图;根据各零件间的相互装配关系,可快速实　　现零部件的装配,完成总体设计任务。

　　基于SolidWorks软件绘制齿轮的功能不是很强大,本文采用北航开发的CAXA绘图软件生成渐开线齿轮二维草图,然后导入SolidWorks生成齿轮实体模型。该软件内置有画渐开线齿轮的模块,只要输入基本的参数即可得到渐开线齿轮的端面齿形。

　　本文输入的基本参数:模数m=3,中心齿轮齿数z1=19,径向齿轮齿数z2=14,内齿轮齿数z3=47,压力角α=20°,变位系数x=0,齿顶高系数h*a=1,齿顶隙系数c*=0·25,齿顶过渡圆角半径r1=0 mm,齿根过渡圆角半径r2=1 mm,绘图精度为0·01,有效齿数分别为z1=1、z2=14、z3=47,将绘出的端面齿形保存为*.dwg格式的文件,将绘制的齿形图插入SolidWorks中进行拉伸,拉伸厚度B=30,接着生成其他特征,完成齿轮建模。

　　下面以建立三型行星齿轮流量计的中心齿轮齿数为19,模数为3,宽度为30,压力角为标准压力角为例,来说明如何用SolidWorks结合CAXA电子图板实现直齿圆柱齿轮的实体造型过程:

　　(1)生成齿廓

　　打开CAXA电子图板,新建一个文件。然后,开始用CAXA电子图板来画一个齿轮的轮廓,依次点击菜单栏上的绘制(D)→高级曲线(A)→齿轮(G),如图1所示,填入相应的参数即可。

　　将有效齿数改为要得到的齿轮参数,在这里将其改为21,模数为3,压力角为标准压力角20°,变位系数为0,其他采用系统默认参数,这就完成了齿轮齿廓的绘制,按下一步到图2所示的对话框。下一步就是将建立好的齿轮齿廓线导入Solid-Works,将其保存为*.dwg文件格式,在SolidWorks和CAXA电子图板中都可以方便地打开;接下来,在SolidWorks中,就可以完成直齿圆柱齿轮的实体设计,即齿轮的建模。

　　(2)生成实体

　　打开SolidWorks进入到主界面,新建一个零件文件,选择前视面进行插入,依次点击菜单栏上的插入→DXF/DWG,通过路径找到齿廓保存的文件,选择该文件,点击打开即完成了将齿轮齿廓渐开线导入SolidWorks中。在齿廓的内部绘制轴孔,再将草图拉伸就可以了。因为SolidWorks的图形用尺寸来驱动的,所以最后将整个齿轮进行标注尺寸即完成整个设计过程,在此将齿轮的宽度设为30,绘制完成的齿轮如图3所示。