solidworks绘制齿轮、机械爪（齿轮设计基础知识）

2024-05-17 00:16:30

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前言
齿轮相关参数
齿轮参数整定
Solidworks绘制齿轮
Solidworks绘制机械爪
Solidworks多齿轮转动配合设置

前言

本人非机械类学生，最近需要用Solidworks画一个机械爪子才开始走马观花的看一些齿轮设计相关的资料。所以本文有任何表述不严谨或错误的地方都欢迎在评论区指出。

齿轮相关参数

模数m：自己设定，模数越大，齿轮的齿就越大，承受负载能力越强，但传动精度也当然有所下降。（齿轮大了，齿就稀疏了）
齿数z：自己设定，它与模数二者配合决定了齿轮的大小。为了便于计算，一般设置为奇数。
压力角a：国标有规定，一般设置为20。
以下则是一些画图要用到的公式
齿宽s：s=mpi/2
齿根圆直径df：df=m(z-2.5)
分度圆直径d：d=mz
基圆Db：Db=dcos(a)
齿轮顶直径da：da=m*(z+2)
为方便理解，请看下图

图源于百度，图中还包含了一些我上文没有提到的。但是画图用不到，如h是齿高，p是齿距，ha（齿顶高）=hf（齿顶高），e（齿间距）=s等等。而基圆图中也没有给出，原因是该圆是一个辅助画线的圆，并不具有实际意义。

齿轮参数整定

这个得根据自身项目来灵活选取了，以我设计的机械爪子为例：
目的：大概想要设计成这个样子，我的任务仅仅是为了抓取东西。两个状态，开and关两个功能即可。
要求：可以抓取200g且宽度达80mm。
思路：对精度要求不高，但希望爪子能够张的很大，最大状态可达85mm左右。
设计：13齿，模数为2的齿轮大概可以。可利用Solidworks草图功能辅助感受一下。
Tips：前文提到的分度圆即使两齿轮相切的地方。
草图如下：

重新整定参数：可以看出，当爪子张开时，尽然能抓取尽170mm的物体，这远超出我们想要的范围，照成资源浪费。于是这次我们把参数设定为9齿，模数1.5。
草图如下：

可以看到，爪子最大能张开到87mm左右，大致符合我们的要求。
最后，参数整定说明：爪子到底多长多大，我们使完全没有详细的设置的。只是从草图看起来，比例大概合适就确定下来了。在13齿，2模的情况下，我也能通过缩小爪子进而达到最大张度在90mm左右，但那比例看起来太奇怪了，故而被索弃。

Solidworks绘制齿轮

有了上文基础，我们再测出爪子长度，则可以定义一下全局变量

一、绘制齿根圆、分度圆、齿顶圆

二、绘制渐开线坐标方程

(Db/2)*(t*sin(t)+cos(t))        //Db表示基圆齿轮，要在全局变量中抄下来，不可以直接用Db
(Db/2)*(sin(t)-t*cos(t))

效果如下：

三、画辅助线

四、画切线

五、切掉多余的部分

六、通过圆周阵列得出最后的齿轮
这里得分两次拉伸，即齿和圆盘分开拉伸。不然无法在圆周阵列找不到要阵列的特征。

Solidworks绘制机械爪

等待更新…

Solidworks多齿轮转动配合设置

1、先让爪子在某一特定平面上，方便操作

2、让齿轮沿着某一特定轴转动，防止跑偏
这里的基准轴，垂直于前视基准面以及和原点重合

3、左右两个爪子的距离配合
这里需要让两个爪子在同一个平面上，并且两个点在同一水平直线上。以及两个点保持一定的距离，其中可以灵活设置，差不多即可。如图：

4、齿轮槽配合
齿轮齿画上一条辅助线，和齿轮两边对称

再另一个爪子上，画一辅助线，和齿轮槽对称。如图

最后让这个连个辅助线重合，重合之后再压缩掉该配合。
5、齿轮配合
如图，点这两个

再点机械配合中的齿轮

注意注意，要修改比率，改成一样大。一般是把小的改成和大的一样。
6、完成

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