Как построить эвольвенту в компасе

Создание шестерни в Компас-3D

В этом уроке мы научимся создавать зубчатые колеса. Зубчатое колесо (шестерня) является основной деталью зубчатой передачи в виде диска с зубьями и предназначена для передачи вращения между валами. Различают 2 основных вида зубчатых колес – цилиндрические (прямозубые, косозубые, шевронные, с круговыми зубьями и др.) и конические (с круговым (винтовым) и прямым зубом). Построить профиль шестерни обычными инструментами Компас-3D, такими как выдавливание и вырезание выдавливанием является проблематичным, так как профиль зуба шестерни строится по сложной кривой – эвольвенте.

Видеокурс по этой теме

Видеокурс «Основы конструирования в КОМПАС-3D v19»

Видеокурс направлен на освоение основ конструирования в САПР КОМПАС-3D. Обучение проводится на примере создания моделей узлов и сборки из них промышленного прибора, разбор особенностей моделирования и визуализации результатов в…

Для этих целей в Компас-3D существует библиотека Валы и механические передачи, которая находится в меню приложения – механика.

В качестве примера возьмем косозубое колесо с числом зубьев z=55, модулем m=10 и углом наклона =15°13′21″.

При запуске библиотеки, слева появляется панель основных настроек будущей шестерни, такими как вид зацепления, размеры фасок, параметры отображения модели и таблица с параметрами зубьев. Выбор между построением ведущего и ведомого колеса осуществляется кнопкой сменить элемент . Для редактирования параметров зубьев нажмем кнопку Расчет в модуле “КОМПАС-GEARS” и в появившемся меню выберем геометрический расчет. В Открывшейся таблице установим требуемые значения для ведущего колеса и если требуется – для ведомого колеса на вкладке страница 1 и перейдем на вкладку страница 2.

Страница 1 геометрического расчета

На этой вкладке также откорректируем значения, если требуется. Для начала расчета нажмем кнопку Расчёт, после чего программа произведет расчеты и укажет на возможные ошибки, либо их отсутствие в нижней части окна.

Страница 2 геометрического расчета

На этой странице также можно записать полученные данные в отдельный файл либо просмотреть данные в отдельном окне. Кнопка визуализации зацепления доступна только в режиме двухмерного создания. Для завершения расчетов и переходу к построению модели нужно нажать закончить расчеты. Теперь, после закрытия окна построения зубьев, можно добавить корректировки в основных параметров шестерни и нажать OK

Получившаяся модель зубчатого колеса

Получилась модель шестеренки с заданными модулем, диаметром, углом наклона зубьев и др. Теперь можно перейти к построению остальных элементов колеса: отверстий, шлицов, канавок и прочих элементов предусмотренных конструкцией.

Кроме зубцов, в зубчатых колесах используются отверстия или валы (вал-шестерни) со шпоночными или шлицевыми соединениями, созданными в соответствии с действующими ГОСТами, для передачи вращения. Эти элементы также создаются в библиотеке Компас-Gears, но более подробно о их создании будет рассказано в уроке “Механические передачи в Компас-3D”

Создание конической модели шестерни производится аналогично, различие заключается только выборе библиотеки, вместо цилиндрической нужно выбрать коническую.

Путь к библиотеке для конических зубчатых колес

После чего также запустить окно модуля “КОМПАС-GEARS” и ввести данные своей конической шестерни.

Окно ввода параметров для построения конической шестерни

Дальнейшие действия аналогичны как при построении цилиндрического зубчатого колеса.

Источник

1.2. Вычерчивание элементов зубчатого зацепления

Подсчитав все размеры элементов зацепления, приступаем к вычерчиванию зубчатого зацепления.

Размер в масштабе, мм

Пример расчета параметров зубчатого зацепления здесь.

Профили зубьев вычерчиваем в такой последовательности:

1. На чертеже под произвольным углом откладываем линию центров О₁О₂. Длина линии центров равна межосевому расстоянию О₁О₂=a_w.
2. Из концов отрезка (линии центров) откладываем начальные окружности d_w1 и d_w2. Начальные окружности d_w1 и d_w2 касаются друг друга в полюсе P.
3. Откладываем и строим основные окружности d_в1 и d_в2.

4. Построение эвольвенты колеса 2.

4.1. Из полюса P к основной окружности проводим касательную РА.
Отрезок АР (см. рис.) делим на четыре равные части (АВ = ВС = СD = DP) и из точки В проводим дугу радиуса r = ВР до пересечения в точке Р₁ с основной окружностью; тогда АР₁ = АР.

4.2. После этого, отрезок АР снова делим на произвольное число равных частей длиной 15…20мм (число делений целесообразно взять четным, например 8). Дугу АР₁ также делим на такое число равных частей (Р₁1’= 1′ 2′ = 2′ 3′ = …).

4.3. Точки 1′; 2′; 3’… соединяем с центром О₂.

4.4. Через точки 1′; 2′; 3’… проводим перпендикуляры к соответствующим радиусам О₂1′; О₂2′; О₂3’….
На перпендикулярах (они касаются основной окружности) откладываем отрезки 1’1»; 2’2»; 3’3»…, соответственно равные отрезкам Р1; Р2; Р3….

4.5. Соединяя точки Р₁; 1»; 2»; 3»… плавной кривой, получаем часть эвольвенты второго колеса.

4.6. Для продолжения построения профиля зуба второго колеса откладываем и строим окружности выступов и впадин зубьев второго колеса. Следует отметить, что радиус окружности впадин может быть больше, равен и меньше радиуса r_в основной окружности. Это зависит от числа Z зубьев колеса и от коэффициента смещения х. В нашем случае d_в2 > d_f2

4.6. Для завершения построения эвольвенты второго колеса вводим дополнительные точки 8 и 9. Точки 8 и 9 откладываем против часовой стрелки от точки А.
Пользуясь описанным выше методом, находим точки 8»и 9». Завершаем построение эвольвенты второго колеса.

4.7. Профиль ножки у основания зуба можно построить упрощенно. Если r_f

Источник

Урок 18. Зубчатое колесо в Компасе

Здравствуйте уважаемые читатели! На этом уроке посмотрим, как создать зубчатое колесо в Компасе при помощи библиотеки Валы и механические передачи 2d.

Библиотека эта доступна в полной версии Компаса, скачать бесплатно ознакомительную версию можно на официальном сайте компании Аскон.

Я буду выполнять работу в Компас 3dv14.

В качестве примера воспользуюсь чертежом колеса, расположенным в учебнике С. К. Боголюбова, 1985 г., стр. 236.

Основные параметры колеса рассчитаны, задан модуль и число зубьев. Можно приступать к выполнению работы.

Зубчатое колесо в Компасе

1 Создаем документ Чертеж, устанавливаем формат А3, ориентация – горизонтальная.

2 Вызываем библиотеку Валы и механические передачи 2d, нажав на кнопку Менеджер библиотек на стандартной панели. Выбираем вкладку Расчет и построение. Дважды щелкаем по нужной библиотеке.

3 Дважды нажимаем на команду Построение модели.

4 В окне нажимаем Создание новой модели, строить будем в разрезе.

5 Фиксируем первую точку изображения и приступаем к построению чертежа зубчатого колеса.

5.1 Для начала построим выступающую часть ступицы. Во внешнем контуре выбираем Цилиндрическую ступень.

Задаем ее размеры: диаметр 70 мм, длина – 5 мм.

Нажимаем кнопку Ок (зеленая стрелочка).

5.2 Т. К. вычерчивать будем прямозубое зубчатое колесо, то во вкладке Элементы механических передач, выбираем Цилиндрическую шестерню.

5.2 Задаем фаски справа и слева по 1,6 мм и запускаем расчет по межосевому расстоянию.

5.3 В окошко вводим значения параметров передачи, рассчитываем межосевое расстояние. Переходим на вторую страницу.

5.4 Нажимаем на кнопку Расчет, дожидаемся появления результатов проверки внесенных данных системой, и, если все в норме, нажимаем кнопку Закончить расчеты.

5.5 Выбираем шестерню или колесо (в данном случае без разницы). Жмем Ок.

5.6 Дочерчиваем часть ступицы.

5.7 Оформляем внутренний контур колеса. Выбираем внутреннюю цилиндрическую ступень, делаем в ней фаски 2*45º

5.8 Выбираем дополнительные построения и строим шпоночный паз, размеры его определяются автоматически.

5.9 Возвращаемся к внешнему контуру и создаем кольцевые пазы и отверстия (дополнительные построения).

Колесо почти готово.

5.10 Нажимаем на кнопку дополнительных построений во внешнем контуре, выбираем построение таблицы параметров. Создаем упрощенную таблицу.

5.11 Сгенерируем твердотельную модель колеса.

Нажимаем Сохранить модель и выйти.

Чертеж зубчатого колеса в Компасе остается дополнить построенным от руки контуром отверстия для вала со шпоночным пазом, проставленными размерами и нанесенной шероховатостью поверхности.

Технические требования и знак неуказанной шероховатости берем из меню Вставка.

Посмотрите урок, если что-то непонятно.

Зубчатое колесо в Компасе с помощью библиотеки построить достаточно просто и быстро. А это, согласитесь, большой плюс.

Источник

Уроки по SolidWorks

Урок посвящен построению зубчатого колеса с эвольвентным профилем зуба. Урок состоит из двух частей. В первой части выложена теория, формулы для расчета и один из способов графического построения эвольвентного профиля зуба.
Во второй части (видео) показан способ построения модели зубчатого колеса с использованием графических построений в первой части урока.

*Что такое эвольвента (эволюта)?
*Как построить эвольвенту?
*Как построить зубчатое колесо в программе SolidWorks?
*Формулы для расчета зубчатого колеса?
*Как нарисовать эвольвентный профиль зуба зубчатого колеса?

Итак, начнем с теории.

Параметры зубчатых колёс

Основной теореме зацепления удовлетворяют различные кривые, в том числе эвольвента и окружность, по которым чаще всего изготавливают профили зубьев зубчатого колеса.

В случае, если профиль зуба выполнен по эвольвенте, передача называется эвольвентной.

Для передачи больших усилий с помощью зубчатых механизмов используют зацепление Новикова, в котором профиль зуба выполнен по окружности.

Окружности, которые катятся в зацеплении без скольжения друг по другу, называются начальными (D).

Окружности, огибающие головки зубьев зубчатых колёс, называются окружностями головок (d₁).

Окружности, огибающие ножки зубьев зубчатых колёс, называются окружностями ножек (d₂).

Окружности, по которым катятся прямые, образующие эвольвенты зубьев первого и второго колёс, называются основными окружностями.

Окружность, которая делит зуб на головку и ножку, называется делительной окружностью (D).

Для нулевых (некорригированных) колёс начальная и делительная окружности совпадают.

Расстояние между одноимёнными точками двух соседних профилей зубьев зубчатого колеса называется шагом по соответствующей окружности.

Шаг можно определить по любой из пяти окружностей. Чаще всего используют делительный шаг p =2r/z, где z – число зубьев зубчатого колеса. Чтобы уйти от иррациональности в расчётах параметров зубчатых колёс, в рассмотрение вводят модуль, измеряемый в миллиметрах, равный

Модуль зубчатого колеса, геометрический параметр зубчатых колёс. Для прямозубых цилиндрических зубчатых колёс модуль m равен отношению диаметра делительной окружности (D) к числу зубьев z или отношению шага p к числу «пи» .

Модуль зубчатого колеса стандартизованы, что является основой для стандартизации других параметров зубчатых колёс.

Основные формулы для расчета эвольвентного зацепления:

Делительный диаметр рассчитывается по формуле:

Диаметр вершин зубьев рассчитывается по формуле:

d₁=D+2m

Диаметр впадин зубьев рассчитывается по формуле:

d₂=D-2*(c+m)

где с — радиальный зазор пары исходных контуров. Он определяется по формуле:

с = 0,25m

Диаметр основной окружности, развертка которой и будет составлять эвольвенту, определяется по формуле:

От автора. Я нашел в интернете полезную программку в Excel 2007. Это автоматизированная табличка для расчета всех параметров прямозубого зубчатого колеса.

Итак, приступим к графическому построению профиля зубчатого колеса.

Вот и готов профиль зуба прямозубого зубчатого колеса. В этом примере использовались следующие параметры:

На этом первая часть урока является завершенной. Во второй части (видео) мы рассмотрим как применить полученный профиль зуба для построения модели зубчатого колеса. Для полного ознакомления с данной темой («зубчатые колеса и зубчатые зацепления», а также «динамические сопряжения в SolidWorks») необходимо вместе с изучением этого урока изучать урок №24.

Еще скажу пару слов о специальной программе, производящей расчет зубчатых колес и генерацию модели зубчатого колеса для SolidWorks. Это программа Camnetics GearTrax.

P.S.(16.03.2010) Скачать Camnetics GearTrax

А теперь переходим с следующей части урока.

Толщина зуба по дуге делительной
окружности

s = Пи*m/2 = 1.57 m = 1.57 * 5 = 7.85

Я предыдущие удалю, чтобы не путать людей.

Даже колеса в библиотеке SolidWorks прорисованы упрощенно. При изготовлении
зубчатых колес (если Вы знаете) используется зуборезной инструмент (долбежка,
фрезеровка, шлифовка). Этот инструмент уже профилирован, тем более зубчатые шестерни
стандартизированы.

Высота головки нормальных зубчатых колес равна модулю.

Источник

Расчёт цилиндрического эвольвентного зубчатого зацепления (внешнего и внутреннего), оптимальный расчёт коэффициентов смещения

Запись опубликовал Kompas · 28 сентября, 2016

Расчёт цилиндрического эвольвентного зубчатого зацепления (внешнего и внутреннего), оптимальный расчёт коэффициентов смещения для прямозубого внешнего зацепления и расчёт профиля зуба.

Автором разработана программа позволяющая, производить указанные выше, вычисления. Она предназначена заменить, существующую на данный момент, программу для расчёта прямозубого зацепления (внешнего и внутреннего) http://www.chipmaker. les/file/12127/.

Программа и процесс по устранению ошибок и доводке её до нужных параметров, оказались очень даже не простыми, при возникновении сложных вопросов, я обращался за консультациями к Евгению (tmpr), я ему очень благодарен за оказанную помощь. Поэтому можно сказать, что получилась почти профессиональная программа, которая гарантирует высокую точность вычислений.

Для расчёта геометрии прямозубого внешнего зацепления, автор впервые ввёл понятие оптимального расчёта коэффициентов смещения.

Как известно, для расчёта шестерён с количеством зубьев более десяти и менее 16, без коэффициентов смещения никак не обойтись.

К расчёту эвольвентного зацепления предъявляется очень большое количество противоречивых требований:

Источник