三维轮齿建模方法介绍及比较

小小红太阳

SolidWorks四川    SolidWorks作为一款主流的三维造型设计软件，已成为一种世界性的标准化三维实体模型设计系统，受到工程技术人员的一致好评。但是它的草图绘制功能不够强大，直接绘制齿轮的渐开线轮廓，并运用拉伸、放样等命令来完成三维模型比较困难。笔者通过学习总结出几种建模方法。因方法各有利弊，初学者比较容易掌握其中的1-2种建模方法，来解决齿轮的建模问题。

1 常见的几类建模方法
    SolidWorks提供了较强的数据转换功能，可以直接调用AutoCAD的二维图形数据文件，并根据调入的二维模型转化为三维模型。

    利用AutoCAD自带的Autolisp开发工具，首先编制一个生成渐开线曲线的程序，再生成相应的渐开线，来完成齿轮的轮廓线的绘制，并保存成AutoCAD通用的“渐开线.dwg”格式文件。运行SolidWorks软件，并在“文件”菜单中打开AutoCAD绘制保存好的“渐开线.dwg”文件，选择输入到新的零件→下一步→输入到2D草图→合并点→完成，这样就建立了齿轮的轮廓图。最后运用SolidWorks中的拉伸命令→定义齿厚→拉伸切除命令完成键槽→完成整个齿轮的三维建模。

    CAXA电子图板是我国自主开发的功能齐全的通用CAD软件系统，适合于所有需要二维绘图的场合。CAXA电子图板带有种类齐全的参量国标图库，因此在设计齿轮时，可以把两个软件结合起来使用，实现快速准确地建模。具体步骤为：利用软件自带的国标图库直接绘制齿轮的轮廓线→保存成.dwg格式→打开SolidWorks软件→在SolidWorks软件中打开齿轮的轮廓线→用特征中的拉伸命令→定义齿面的厚度→用拉伸切除命令来完成孔和键槽的生成。


    渐开线轮廓的绘制采用已知点进行曲线拟合的近似画法，通过确定渐开线轮廓与分度圆、基圆、齿顶圆的3个交点，然后采用样条曲线命令，过3点绘制渐开线完成1/2的轮廓绘制，再使用镜像命令完成整个轮廓的绘制。详细绘图和计算见图1和表1。

    GearTrax2012齿轮插件单文件版，适用于SolidWorks，是著名的齿轮生成器，简单易用，如图3所示，只要设置数据与创建就行。解压即可使用，最好是在SolidWorks英文界面下使用，这样才会生成一个完整的齿轮，如图4所示。不然在中文界面只会生成一个齿，中英文在“工具”-“选项”勾上“使用英文菜单”或者不切换成英文版本而勾上“使用英文特征和文件名称”也是可行的。

kmliro_2017

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