Построение объемных моделей зубчатых колес на основе 3D ПРМ

В общем случае зубчатое колесо представляет собой комплекс конструктивных элементов:

- ступицы, благодаря которой колесо устанавливается и центрируется на валу;

- диска, посредством которого крутящий момент от вала через ступицу передается на обод колеса;

- обода с зубчатым венцом - посредством которого вращение передается к другому зубчатому колесу.

Геометрия зубчатого колеса является типовой, т.к. каждое из используемых в механизмах колес, как правило, содержит весь комплекс перечисленных выше элементов (рис.10).

Рис.10 - Модели колес

Модель в виде комплексного представителя конструкции колеса (без зубчатого венца и шлицов) представлена на рис. 11.

Рисунок 11 - Комплексный представитель

Такой комплексный представитель включает как конструкцию конического, так и цилиндрического колес, а также возможность, при необходимости, моделирования зубчатого венца на ободе и шлицов во втулке ступицы.

Модели комплексного представителя колеса соответствуют два файла с информацией о геометрии параметрической модели: «Колесо зубчатое.xls», созданного в среде MS Excel и «Колесо зубчатое.cat», сохраненного в каталоге фрагментов системы ADEM.

1.Откроем файл …\Урок_8\«Колесо зубчатое.xls» (рис.12).

Рисунок 12 - Фрагмент таблицы MS Excel (файл «Колесо зубчатое.xls»)

В соответствии с параметрами, указанными в чертеже комплексного представителя (см. рис. 11) введем в ячейки новой строки «N» листа таблицы MS Excel «Исх. данные» предварительно согласованные с ГОСТ 6033-80 на шлицы (лист «ГОСТ Шлицы») и ГОСТ 13755-81 на профиль зуба (лист «ГОСТ Зубья») данные с эскиза нашей детали - значения основных параметров:

- m, z, b – модуль, количество зубьев и ширина зубчатого венца;

- , , - углы наклона диска и обода. В случае построения модели цилиндрического колеса, значения углов ( и ) следует обнулить;

- Dшл. и m – наружный диаметр и модуль шлицов;

- d2 и d3 –диаметры центрирующих проточек;

- L, L1, L2, L3 и C – ширина ступицы, расстояние от левого торца ступицы до диска, ширина левой центрирующей проточки, длина шлицов и толщина полотна диска.

При этом в соответствии с рекомендациями справочника конструктора автоматически вычисляются параметры, производные от основных: z, d1 – число и внутренний диаметр шлицов; d4, d5, d6, d7 – диаметры ступицы; g – толщина обода; d8 – внутренний диаметр обода (рис.13).

Рис.13 - Ввод параметров с чертежа

2.Сохраним файл с введенными нами параметрами под именем «Колесо зубчатое N_. xls», где N – номер варианта задания.

3.Запустим ADEM 8.1 и прочтем из каталога фрагментов файл «Колесо зубчатое.cat» (рис. 14).

Рис.14 - Встраивание параметров из файла «Колесо зубчатое N_.xls» в параметрическую модель

Для построения модели нашего колеса, нажав кнопку Excel, найдем и подключим (в меню Книга) файл, с нужными нам параметрами (записанный нами файл «Колесо зубчатое N_. xls»). В меню «Параметры Excel» под именем «Колесо зубчатое N_. xls», укажем Лист 2 книги MS Excel (рассчитанные параметры) и Размер колонки 5, OK (см. рис.14).

При этом в таблице параметров должны появиться значения новых, нами введенных при выполнении п.1 значений размеров (рис.15).

Рис.15 - Параметрическая модель колеса

4.Указав на только что сформированную (вторую сверху) строку в таблице параметров, получим нужную нам геометрию модели колеса (см. рис.15), ОК. Для установки модели в начало координат последовательно нажмем, в качестве точки привязки – Home, Пробел на запрос: Направление – Пробел, Esc, Q, E (рис. 16а). Затем, последовательно выделив ребра (рис.16б), скруглим их или «снимем фаски» под зубья (рис.16в).

а б в

Рис.16 - Порядок построения модели колеса

Теперь последовательно осуществим моделирование цилиндрического зубчатого венца на ободе колеса и шлицов внутри ступицы насадного колеса.