基于NX的减速器三维参数化设计

0 前言

    齿轮减速器是最常见的一种传动装置，其功用是将电动机输出的转速降至工作机械所需要的转速，同时将电动机的功率传递给工作机械。减速器由许多零件组成，如轴上传动零件、轴承、联轴器、轴承盖和箱体等。通常的减速器设计是根据减速器的主参数（如输入功率与转速、输出功率与转速等）对每个零件进行设计或选用。这种设计方法的缺点是设计和制造的工作量大、重复劳动、生产率低和生产周期长，且零件的加工质量难以一致，因此减速器的性能差别很大。可以运用NX软件，对减速器的零件进行参数化设计，同时运用NX软件的虚拟装配功能实现减速器的参数化装配，实现计算机虚拟环境下的减速器参数化设计。对于不同主参数的减速器，可以通过编辑零件参数获得新的减速器，从而减少了重复劳动，缩短了产品开发周期，减低了设计成本。

1 齿轮的参数化设计

    齿轮是减速器中的主要传动件，它的主要作用是传递动力、改变运动方向和速度等。齿轮一般由轮胚、轮齿、辐板和轮毂等组成。齿轮类零件的造型设计难点在于轮齿的生成，设计时应首先分析轮齿曲线，用数学方程描述轮齿曲线。根据数学方程建立起一个轮齿或轮槽，通过环形阵列即可创建整个齿轮模型。

    利用NX软件进行齿轮造型设计的一般步骤如下：

    (1)根据设计要求确定齿轮的基本参数，包括模数、齿数、压力角、轴孔径和齿轮厚度等，如图1所示；

图1 通过表达式确定齿轮的主要参数

    (2)依据齿顶圆直径和齿轮厚度等参数以及选定的齿轮形式，创建齿轮齿胚；

    (3)根据齿轮的基本参数，绘制齿轮廓曲线，生成齿槽曲面如图2所示；

图2 齿轮的渐开线曲面

    (4)执行拉伸或扫描命令，从齿轮齿胚上切除材料，形成齿槽；

    (5)执行圆周阵列命令，形成所有齿槽，相应也就创建了所有轮齿；

    (6)对模型进行细化，如圆角、倒角等，完成整个齿轮的造型，如图3所示。

图3 参数化齿轮模型

    根据设计要求，可以通过编辑齿轮的齿数、模数和压力角等主要参数来获得新的齿轮模型。