[发明专利]渐开面包络环面蜗杆及蜗轮的三维实体建模方法

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟制造技术，特别涉及一种用于渐开面包络环面蜗杆及蜗轮的三维实体建模方法。

背景技术

渐开面二次包络环面蜗杆传动是一种新型的传动，其传动性能及承载能力在平面二次包络环面蜗杆传动之后，具有更大的潜力。据现有文献报道，截至1992年，渐开面包络环面蜗杆传动仅限于“渐开线圆柱齿轮—渐开面包络环面蜗杆传动”，其原因在于“蜗杆及滚刀的磨削工艺”还未解决好。

当今，数字化已成为现代制造业中不可缺的主要驱动力。虚拟制造技术是数字化在计算机三维环境中的主要体现。它也是21世纪先进制造模式的关键使能技术，是企业为生存和发展，提高自身市场竞争能力必不可少的新技术与手段。该技术与创新概念、并行工程协同发展。但是，目前国内外还没有出现渐开面包络环面蜗杆及蜗轮的三维实体建模方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供渐开面包络环面蜗杆及蜗轮的三维实体建模方法，该建模方法简洁实用，构建的三维实体具有真实的运动型面，能为数控加工提供精确的坐标参数，是迈向渐开面包络环面蜗杆以及渐开面二次包络环面蜗轮数控加工的良好途径。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

渐开面包络环面蜗杆的三维实体建模方法包括下列步骤：

(1)、利用以下参数方程建立一条三维环面蜗杆螺旋线的扫掠路径：

x＝{a-[(1/2)×d₂×cos(θ/2)]-d₂×sin(θ₁/2·i)×sinθ₃}×cosθ₁

y＝{a-[(1/2)×d₂×cos(θ/2)]-d₂×sin(θ₁/2·i)× sinθ₃}×sinθ₁

z＝d₂×sin(θ₁/2·i)×cosθ₃

这里，x、y和z为三维直角坐标系的空间坐标，a为环面蜗杆与蜗轮的中心距，并且a＝(d₁+d₂)/2，d₁为环面蜗杆分度圆直径并且d₁＝k₁×a，k₁为环面蜗杆分度圆直径系数，d₂为蜗轮分度圆直径并且d₂＝2·a-d₁，θ为环面蜗杆包络蜗轮的工作角并且θ＝360×(z′+1)/z2，z′为蜗杆包围蜗轮的齿数，z₂为蜗轮齿数，并且z₂＝z₁·i，z₁为环面蜗杆头数，i为蜗轮蜗杆传动比并且i＝z₂/z₁＝θ₁/τ，θ₁为蜗杆匀速圆周运动角变量，T＝θ₁/i，θ₃＝[(180°-τ)/2]-θ₂，θ₂＝90°-θ/2，其中z₁、z₂、d₁、d₂和θ₁为构型参数；

(2)、构建用于扫掠的截面轮廓特征模块；

(3)、在零件或部件环境中，分别构建环面蜗杆基本实体和用构建好的截面轮廓特征模块与环面蜗杆螺旋线的扫描路径构建环面蜗杆轮齿实体；

(4)、按正确位置组合环面蜗杆基本实体和环面蜗杆轮齿实体并执行逻辑运算使二者融为一体；

(5)、环形阵列、修整得到完整的三维渐开面包络环面蜗杆实体。

最好的是，采用MDT 6.0 VBA二次开发环境实现环面蜗杆螺旋线的构型。

上述步骤(2)中所述的构建用于扫掠的截面轮廓特征模块的方法步骤可以为：

A：首先构建渐开面包络环面蜗杆产齿特征模型的创建环境；

B：构建斜齿渐开线产形齿的三维实体；

C：按要求截取一段产形齿的轮齿三维实体，；

D：复制轮齿的渐开线边界，再定义为截面轮廓，生成渐开线截面轮廓特征模块；

也可以为：

按渐开线的解析方程或参数方程式编程代入技术参数，绘制渐开线齿廓，完成产齿特征模型，定义特征模型的截面轮廓。

也可以为：