Tutorial roţi dinţate → P.A.C. 2014-2015

1

Generarea roţilor dinţate cilindrice cu dinţi drepţi

Se va realiza pas cu pas o roata dintata cu dinti drepti pornind de la

cateva date initiale. Ca etape principale se consideră :

genera profilul evolventic,

multiplicarea profilului si obtine danturii ;

extrudarea profilului pentru obţinerea solidului.

1. Date iniţiale

Schiţarea elementelor geometrice necesare trasării evolventei

- diametrul de divizare Dd = 41.25 [mm]

- diametrul de cap (de exterior) Dc = 43.75 [mm]

- diametrul de picior (de fund) Dp = 38.125 [mm]

- grosimea dintelui B = 0.4(m/2)*54 (valoarea 54 este calculata anterior si

reprezinta suma numarului minim de dinti intr-un angenaj)

- numarul de dinti z = 33

- modulul danturii m = 1.25

Tutorial roţi dinţate → P.A.C. 2014-2015

2

Adaugati aceste date initiale

ca si variabile globale.

Datele initiale sunt introduse

pe baza numarului de dinti si

a modulului calculat anterior.

Cu cat se folosesc mai multe

variabile, cu atat calculul

este mai precis.

Se initiaza o schita pe planul

YZ si se traseaza trei cercuri

de diametre date. Cercul ce

reprezinta diametrul de

divizare se seteaza "Convert

to Reference". Dimensionarea

cercurilor se realizeaza prin

cele trei variabile globale

initializate anterior.

2. Calculul altor elemente necesare trasarii evolventei

Se calculează diametrul de baza utilizand relatia Db = Dd * cos(Alfa) unde

Alfa = 20° este unghiul normal

al profilului de referinta.

Adaugati Alfa ca variabila

globala si apoi ecuatia pentru

calculul diametrului de baza.

Trasati un cerc si dimensionati

prin valoarea diametrului de

baza.

Se va trasa o linie orizontala

din centru pana in quadrantul

stanga corespunzator Db. Apoi,

se traseaza o linie in capatul

din stanga, perpendiculara pe

linia creata anterior cu

inaltimea a 20-a parte din raza

diametrului de baza, deci

calculata cu relatia: Fcb = (Db/2) / 20. Aceasta valoare este introdusa ca

ca valoare constanta.

Tutorial roţi dinţate → P.A.C. 2014-2015

3

Se calculeaza circumferinta cercului de baza Cb folosind relatia: Cb=π*Db.

Din ultimele doua variabile calculate determinam: Ncb = Cb /Fcb şi Acb =

360/Ncb.

Se aplica Pattern Curve (circular) avand centrul cercului ca si centru de

rotatie, setaţi 16 instante pe un unghi Acb, avand grija ca acestea sa fie

in quadrantul stanga-jos.

Pentru trasarea evolventei este necesară

definirea lungimii unor segmente ce se vom

trasa perpendicular pe fiecare linie din cadrul

patternului. Fiecare astfel de segment (cu

exceptia liniei orizontala care are deja trasat

segmentul de lungimea Fcb si care este

considerata linia „0”) va avea lungimea

calculata cu relatia generala: Lx = Fcb * x

unde x = 1, 2, 3 ... 15. Astfel, trebuie sa

introduceti relatii de genul: L1=Fcb*1;

L2=Fcb*2; ... L14=Fcb*14; L15=Fcb*15.

Se traseaza un segment perpendicular pe

instanta 1 din pattern, dimensionata L1

(instanta botezata „0” este linia originala),.

Repetati operatia cu toate celelalte instante

din pattern setandu-le dimensiunile L2, L3 si

asa mai departe pana la ultima pe L15.

Tutorial roţi dinţate → P.A.C. 2014-2015

4

In final trebuie sa obtineti asta:

3. Trasarea evolventei

Folosind Studio Spline, trasati o curba prin toate punctele, incepand cu

puntul „0” (quadrantul cercului de baza). Apoi trasati o linie (Convert to

Reference) intre centrul cercului de divizare si intersectia evolventei cu

acesta.

Tutorial roţi dinţate → P.A.C. 2014-2015

5

Se va mai trasa o linie (Convert to Reference) radiala, cu unghiul între ea

si cea trasata anterior egal cu Um=(360/z)/4. Este evident ca veti

introduce o noua ecuatie. Oglinditi (Mirror Curve) evolventa fata de

aceasta ultima linie.

Uniti cu un segment centrul cercului de divizare si punctul de inceput al

evolventei oglindite.

4. Finalizarea roţii dinţate

Profilul dintelui este acum trasat. Nu trebuie decat sa initiati o noua

schita pe un plan creat suplimentar. Distanta la care acest plan este

realizat coincide cu variabila B initializata anterior.

Tutorial roţi dinţate → P.A.C. 2014-2015

6

Cu ajutorul functiei Project

din meniul Insert > Curve from

Curves se va proiecta pe planul

nou creat, profilul dintelui

impreuna cu cercurile ce

delimiteaza acest profilul.

Aceasta se realizeaza prin

specificarea optiunii Single

Curve din meniul Select Intent.

Pentru a fi mai usoara

utilizarea schitei proiectate,

se da click pe prima schita si

prin selectarea optiunii Hide,

aceasta este ascunsa.

Pentru inlesnirea operatiilor ce urmeaza, se realizeaza o schita noua pe

planul proiectiei realizate anterior. Aceasta schita va cuprinde doar un

cerc cu 20% mai mic decat cercul de baza.

Realizandu-se click pe functiea Extrude, se incepe procedura de obtinere a

formei solide pentru roata dintata a carei profil al dintelui s-a realizat.

Odata intrati in aceasta functie, se selecteaza prin intermediul Selecti

Intent > Single Curve, cercul de picior (de fund), dimensionat anterior cu

Dp. Inaltimea de tragere este B.

Dupa realizarea „butucului”, sa apasa Apply si se continua cu selectarea

profilului dintelui. Pentru aceasta se activeaza Stop at Intersection

(aflat langa meniul Select Intent) si se selecteaza componentele profilului

dintelui pana la intersectia cu ultimul cerc realizat. De asemenea, pentru

functiile Boolean se alege Unite, pentru a realiza o inter-dependenta intre

corpurile generate.

Tutorial roţi dinţate → P.A.C. 2014-2015

7

In urma generarii primului dinte, se procedeaza la obtinerea numarului

total de dinti ai rotii. Pentru aceasta, se utilizeaza comanda Instance

Feature, din meniul Insert > Associative Copy. Se alege Circular Array,

apoi ultima operatie de extrudare realizata.

In urma apasarii butonului OK, sistemul cere numarul de instante si unghiul

la care acestea sa fie asezate.

Tutorial roţi dinţate → P.A.C. 2014-2015

8

Se apasa butonul Point_Direction, se selecteaza un cerc, dupa care se apasa

pe OK. In continuare, sistemul cere punctul prin care sa fie generata axa

de rotatie, iar in cazul de fata, axa de rotatie este chiar in centrul

rotii. Dupa apasarea butonului OK, sistemul face previzualizarea solidului

generat si afiseaza o fereastra de confirmare, Create Instance, pe care se

apasa Yes.

Dupa ce se ascund schitele profilului proiectat si cercul realizat ultima

data, se procedeaza la realizarea butucului real al rotii dintate.

Se impune faptul ca este o roata dintata baladoare, deci vor trebui

realizate canelurile specifice arborelui pe care roata se monteaza.

Pentru aceasta se realizeaza o noua schita pe planul superior al rotii

dintate. Aceasta schita va contine:

- cerc C1 = φ 30; - cerc C2 = C1*0.5

- cerc C3 = C1*0.35

- cerc C4 = C3-(C3*0.15)

De asemenea, valorile diametrelor se inscriu ca valori globale ale

sistemului.

Se traseaza o linie din centrul cercurilor de lungime C3/2 la un unghi de

80°. Se repeta procedura pentru o linie la 100°. Cu functia Quick Trim se

vor taia curbele ce nu sunt necesare, conform figurii de mai jos.

Tutorial roţi dinţate → P.A.C. 2014-2015

9

In urma obtinerii acestui profil, se impune multiplicarea lui in 8 instante

pe toata circumferinta cercului. Pentru aceasta se utilizeaza comanda

Pattern Curve > Circular. Prin utilizarea functiei Quick Trim se taie

curbele ce nu sunt necesare, astfel incat sa se obtina profilul canelat al

„butucului”.

Prin terminarea schitei (Finish Sketch), se poate trece la operatia de

extrudare al diferitelor profile ale rotii dintate, astfel incat sa se

ajunga la reperul cerut.

Tutorial roţi dinţate → P.A.C. 2014-2015

10