直齒錐齒輪具有可以改變傳動方向等優(yōu)點(diǎn)，在航空、汽車和工程機(jī)械等大型機(jī)械的傳動系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)的直齒錐齒輪的加工主要依靠專用機(jī)床，錐齒輪的齒面形狀完全由加工刀具在機(jī)床上的運(yùn)動所決定的。如果采用普通數(shù)控機(jī)床加工，則首先需要完成對被加工對象的實(shí)體建模，而采用目前的Pro/E、UG、Solidworks、MasterCAM或CATIA等CAD/CAM商務(wù)軟件，還無法直接實(shí)現(xiàn)對直齒錐齒輪的復(fù)雜曲面實(shí)體建模。為此，本文圍繞在Solidworks（以下簡稱“SW”）環(huán)境下直齒錐齒輪的實(shí)體造型技術(shù)進(jìn)行了探討。
　　1、在SW中直齒錐齒輪的作圖分析
　　在SW軟件中，自帶有一個標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)庫，打開一個直齒錐齒輪的三維實(shí)體（ISO――動力部件――齒輪），如圖1所示，其參數(shù)和標(biāo)記尺寸在草圖“HoldingSke”中有定義，如圖2所示。

　　具體繪圖步驟如下：
　?。?）先根據(jù)所設(shè)參數(shù)確定齒輪基體（坯體）的軸截形，如圖3中粗實(shí)線所示。其中，“（53.882）”表示“外錐距”，“∑6.350”表示“齒頂高”，“∑9.493”表示“齒根高”，“∑12.700”表示“面齒寬”，“∑45°”表示“節(jié)角”，“∑38.100”表示“節(jié)圓半徑”。

　　草圖繪制和實(shí)體造型過程中，用到許多參數(shù)，利用方程式驅(qū)動可獲得很多尺寸，具體方程式的描述可見圖4中菜單項(xiàng)中的“∑”。在SW中，經(jīng)過方程式定義后的尺寸就會在前面顯示紅色的“∑”，可以根據(jù)需要更改方程式，以改變實(shí)體的尺寸。

　?。?）旋轉(zhuǎn)形成大基體。齒輪基體軸截形圍繞齒輪回轉(zhuǎn)中心線旋轉(zhuǎn)一周生成三維齒輪基體模型，如圖5所示。

　?。?）做切齒平面的基準(zhǔn)面。選與背錐相切的平面為切齒基準(zhǔn)面，如圖6中虛線表示的平面。

　?。?）在切齒平面的基準(zhǔn)面上，繪制切齒草圖，如圖7所示。其中“∑Φ61.011”表示“齒根圓直徑”，“∑Φ71.605”表示“基圓直徑”，“∑Φ76.200”表示“分度圓直徑”，“∑Φ90.678”表示“切齒齒頂圓直徑”，“∑44.450”表示“繪圖半徑”，“∑R15.240”表示“齒側(cè)半徑”，“∑4.859”表示“齒槽寬的一半”。然后采用三段圓弧逼近擬和代替齒廓漸開線的作圖法繪制大端齒廓。

　?。?）根據(jù)草圖放樣切出齒形（見圖8），然后陳列出指定的指數(shù)（見圖9）。

　　2、直齒錐齒輪實(shí)體建模后的任務(wù)
　　直齒錐齒輪實(shí)體通過工程軟件SW二次開發(fā)建模完成后，實(shí)現(xiàn)了齒面的復(fù)雜造型，以IGES文件格式保存，然后導(dǎo)入CAN系統(tǒng)（見圖10），如Pro/E、UC等，利用其CAM模塊中的刀具庫選擇刀具，再進(jìn)行必要的編寫，就可以實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工直齒錐齒輪。同樣，導(dǎo)入三坐標(biāo)測量機(jī)的系統(tǒng)中，應(yīng)用其軟件進(jìn)行虛擬的測量，取得直齒錐齒輪表面數(shù)據(jù)，根據(jù)獲得的點(diǎn)云，分析理論值和實(shí)際值之間的不同，如節(jié)錐的公差、錐齒之間的累積誤差等等。相對于傳統(tǒng)的成形技術(shù)，用CAD/CAM工程軟件來直接造型，然后用于生產(chǎn)，可大大地縮短生產(chǎn)周期。

　　3、結(jié)論
　　本文所述方法利用Solidworks軟件中自帶的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)庫資源，對直齒錐齒輪實(shí)體進(jìn)行了二次開發(fā)建模，簡便、實(shí)用、可靠，有利于通過現(xiàn)有CAM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)在通用數(shù)控銑床上對直齒錐齒輪的數(shù)控加工，可大大地縮短生產(chǎn)周期，提高工作效率。