5.2 齿轮齿条副

齿轮齿条副模拟的是齿轮和齿条的啮合运动关系，其本质是建立旋转副和滑动副的关联关系。定义齿轮齿条副首先需要定义齿轮的旋转运动副和齿条的滑动副，然后将旋转副和滑动副组合成齿轮齿条副即可。

下面以图5.2.1所示机构模型为例，说明创建齿轮齿条副的一般过程。

Step1.打开装配模型。打开文件D：\ug12.16\work\ch05.02\Rack_pinion.prt。

Step2.进入运动仿真模块。在 功能选项卡的 区域单击 按钮，进入运动仿真模块。

Step3.新建运动仿真文件。在“运动导航器”中右击“Rack_pinion”节点，在系统弹出的快捷菜单中选择 命令，系统弹出“新建仿真”对话框。采用默认的名称，单击 按钮，系统弹出“环境”对话框。

Step4.设置运动环境。在“环境”对话框的 区域选中 单选项；取消选中 区域中的 3 个复选框；选中对话框中的 复选框；单击 按钮。

Step5.定义连杆 1。选择下拉菜单 命令，系统弹出“连杆”对话框；选取图5.2.1所示的齿条为连杆1；在 下拉列表中选择 选项；在 区域中取消选中 复选框；在 文本框中采用默认的连杆名称“L001”；单击 按钮，完成连杆1的定义。

Step6.定义连杆2。选取图5.2.1所示的小齿轮为连杆2；在 下拉列表中选择 选项；在 区域中取消选中 复选框；在 文本框中采用默认的连杆名称“L002”；单击 按钮，完成连杆2的定义。

Step7.定义连杆1中的滑动副。选择下拉菜单 命令，系统弹出“运动副”对话框；在“运动副”对话框 选项卡的 下拉列表中选择 选项；在模型中选取图 5.2.2 所示的边线 1 为参考，系统自动选择连杆、原点及矢量方向；单击 按钮，完成滑动副的定义。

Step8.定义连杆2中的旋转副。

（1）选择下拉菜单 命令，系统弹出“运动副”对话框；在“运动副”对话框 选项卡的 下拉列表中选择 选项；在模型中选取图 5.2.2 所示的边线2为参考，系统自动选择连杆、原点及矢量方向。

（2）单击“运动副”对话框中的 选项卡；在 下拉列表中选择 选项；在 文本框中输入值10。

（3）单击 按钮，完成旋转副的定义。

Step9.定义齿轮齿条副。

（1）选择命令。选择下拉菜单 命令，系统弹出图5.2.3所示的“齿轮齿条副”对话框。

（2）选择运动副驱动。单击“齿轮齿条副”对话框 区域中的 按钮，在“运动导航器”的运动副节点下选取滑动副 J001为第一个运动副；单击 区域中的 按钮，选取旋转副J002为第二个运动副。

（3）设置传动比率。在 区域 后的文本框中输入值 7.75，其余参数接受系统默认设置。

（4）单击 按钮，完成“齿轮齿条副”的定义，如图5.2.4所示。

Step10.定义解算方案并求解。选择下拉菜单 命令，系统弹出“解算方案”对话框；在 下拉列表中选择 选项；在 下拉列表中选择 选项；在 文本框中输入值15；在 文本框中输入值300；选中对话框中的 复选框；单击 按钮，完成解算方案的定义。

Step11.定义动画。在 功能选项卡的 区域中单击“播放”按钮 ，查看机构运动；单击“导出至电影”按钮 ，输入名称“Rack_pinion”，保存动画；单击“完成动画”按钮 。Step12.选择下拉菜单 命令，保存模型。